鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:969次 | 2018年06月01日
鋰離子電池三足鼎立
行動(dòng)裝置的普及,讓鋰離子電池的重要性大增。便在行動(dòng)電源供應(yīng)上,可反覆充電的鋰電池扮演了非常重要的角色。而由于行動(dòng)裝置的特性,是以輕薄、可攜為主要訴求,鋰電池也必須配合這樣的設(shè)計(jì)需求而做改變。這使得鋰電池的外型,也必須跟著做出變化。
根據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)調(diào)查顯示,2012年平板電腦、Ultrabook以及智慧手機(jī)銷售成長,成功帶動(dòng)鋰電池需求水漲船高,而由于這些行動(dòng)裝置外型不同,讓鋰電池也產(chǎn)生不同分支。其中圓柱型(Cylindrical)、高分子(Polymer)與方型電池(Prismatic),已經(jīng)在各式智慧行動(dòng)裝置上扮演重要角色。
回顧過去,鋰電池大量使用在筆記型電腦產(chǎn)品上,已有將近十年時(shí)間,為了有效降低成本,以圓柱型電池(18650)為標(biāo)準(zhǔn)尺寸。期間因?yàn)?007年Sony大規(guī)?;厥针姵?、2008年松下電池火燒廠、LG在2009年發(fā)生工安意外,電池芯廠也因此在2009~2010年期間迅速擴(kuò)充產(chǎn)能。
然而從金融海嘯以來,筆記型電腦成長速度逐年趨緩,且中國大陸電池開始投產(chǎn),使得圓柱型價(jià)格逐步滑落,2011年開始電池廠已陸續(xù)經(jīng)過幾次減產(chǎn)或者移線方式降低生產(chǎn)量。EnergyTrend指出,圓柱型電池經(jīng)歷接連的低迷價(jià)格沖擊後,目前再度面臨需求不振的窘境,受到薄型產(chǎn)品持續(xù)擴(kuò)張的影響,除了中國本土廠商與臺灣廠商接續(xù)棄守外,韓系電池廠也面臨圓柱型電池產(chǎn)能過剩的危機(jī),規(guī)模經(jīng)濟(jì)似乎成為最大的營運(yùn)負(fù)擔(dān)。
研究機(jī)構(gòu)表示,2011年是平板電腦萌芽的一年,隨著2012年作業(yè)系統(tǒng)以及晶片組產(chǎn)品支援,品牌廠對于系統(tǒng)要求已從過去的性能取向,轉(zhuǎn)而走向外觀的重視,也推動(dòng)電池從圓柱型轉(zhuǎn)型到高分子電池或者方型電池(角型電池)。圓柱型具有高自動(dòng)化與經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)勢,反觀方型電池與高分子電池較適合應(yīng)用于薄型產(chǎn)品,包括平板電腦以及薄型筆電。
若就生產(chǎn)方面來看,圓形鋰離子電池的生產(chǎn)技術(shù)較方形來得成熟,以機(jī)械式生產(chǎn)快速而有效率。方形鋰電池則必須以雷射來焊接容器的主體,單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)出量只有圓形鋰電池的一半。
當(dāng)然不論圓形與方形,都還是各有其優(yōu)點(diǎn)。圓形鋰電池的電容量較高,至于方形鋰電池可將其打造成較輕薄的外型,容許行動(dòng)裝置廠商設(shè)計(jì)出更小巧的機(jī)種。這也是目前市面上常見的手機(jī)或數(shù)位相機(jī)等產(chǎn)品,其鋰離子電池皆為方形的原因。
然而,現(xiàn)今行動(dòng)裝置的薄型化設(shè)計(jì),手機(jī)、平板電腦越做越薄,系統(tǒng)不斷擠壓,機(jī)身內(nèi)幾乎找不到多余的空間。在這種情況下,傳統(tǒng)鋰離子電池的外型,既使采用方形設(shè)計(jì),依舊難以解決做薄的問題。必須徹底改變,才有辦法克服這道障礙。
聚合物鋰電池(Polymerlithiumbattery)正是為了解決這個(gè)問題而誕生。這種電池又稱為「高分子鋰電池」,其基本發(fā)電原理與鋰離子電池相同。陽極材料完全一樣,但陰極材料及其電解液,則改用不同材料來制作。聚合物鋰電池以高分子聚合物來取代鋰鈷氧化物(LiCoO2)、鋰鎳氧化物(LiNiO2)、鋰錳氧化物(LiMn2O4);或者以高分子聚合物取代鋰離子化合物的有機(jī)溶液。
由于這些高分子聚合物具有無毒性、成本低、易于加工成形、能量密度高等優(yōu)點(diǎn),目前積極投入開發(fā)的廠商包括美國的Bellcore、Valence、AEA、Ultralife等,在日本則有松下、東芝、湯淺、日本電池等廠商。
為了與蘋果抗衡,產(chǎn)品勢必難以避免輕薄的性能訴求,以電池芯的種類來說,圓柱型、方型、高分子電池各有一席之地,然而在終端產(chǎn)品的特色訴求上,非蘋陣營必須在產(chǎn)品做出明顯區(qū)隔,以避免掉入規(guī)格與蘋果相近但是采購量分散的困擾,建立迥異于蘋果零組件的穩(wěn)固供應(yīng)鏈。
由于圓柱型電池可自動(dòng)化生產(chǎn)以及產(chǎn)能利用率高,14650以及16650兩種規(guī)格產(chǎn)品最有機(jī)會被導(dǎo)入在薄型NB產(chǎn)品上。然而方型電池後市也不容小覷,不但在厚度以及自動(dòng)化程度都具有優(yōu)良表現(xiàn),兼具高分子與圓柱型電池的優(yōu)點(diǎn),因此方型電池的後市看好,未來將有一定程度影響力。