电池的博客

讨论苹果看金属电池:便携和可穿戴电子产品新颖的设计

这套是消费电子产品最约束形状因子之一。生产正试图把高级特性,高水平的处理和能源存储到最小的尺寸和重量轻的可能。可穿戴必须能够忍受频繁充电和操作安全随着时间的推移,即使受到改变温度、振动和冲击。从我们的产品拆解,TechInsights分析了各种耐磨产品和囊细胞是典型的电池形状因子的选择。一个例外是苹果的手表。2019年,苹果看系列5线被释放由40毫米,44毫米版本。在较小的版本中,我们发现,第一次一个金属形状系数。我们决定深入了解一下苹果的金属可以用我们的分析方法观察系列7(41毫米)来描述金属电池的意图可以回答为什么金属可以用来代替软袋。

额外的细节和分析报告中可以找到电池“德赛A2663金属能电池(苹果手表系列7 - 41毫米)要点”这是TechInsights可充电电池的一部分要素订阅

对电池的形状:

几乎所有的锂离子电池的基本配置包括四个主要部分:1)阴极材料(通常LiCoO2消费类电子产品),涂在铝箔,2)分层的石墨阳极材料,涂在铜箔,3)一个具有离子导电的特性通常电解质液体类型是由锂盐在有机溶剂的溶液通常碳酸盐和4)组成的绝缘分离器由层聚乙烯和聚丙烯是放置在阳极和阴极之间,以避免短路。基于这些部分,主要有4种配置(形状因子)的锂离子电池,可以发现在当前的市场,即。圆柱形,移动袋和按钮形式,如下图所示。

图1:最常见的锂离子电池类型[1]

囊细胞的受欢迎程度

囊细胞是最常见的形状因子用于消费电子产品,因为他们可以定制不同尺寸可用空间的最大化利用设备和包装效率达到90% -95%。

在袋设计,堆叠层阳极、阴极和分隔符装在一个软袋。电池袋通常是由铝箔层压与双方的有机聚合物。电池的密封多层复合表袋防止锂电池的电极装置反应外部水分、氧气和其它污染物。密封多层表还包含或减轻任何电解液泄漏,避免损坏其他组件的便携式电子设备。

囊细胞和安全

在许多设备,建立最小阈值距离袋。最低阈值距离有多近的边缘袋(或密封的边缘,在某些化身)的组件。如果的皮瓣袋宽度低于最小阈值距离,袋可能容易撕裂或断裂,和/或密封可能容易失败,尤其是如果它受到重大冲击,或者遇到扩张在骑自行车。

介绍了金属可以

正如前面所提到的,我们第一次遇到一个金属可以在苹果2019年手表电池。进一步的调查显示,苹果申请的专利金属电池同年的专利还能待在这个博客的时代。专利描述了它是如何“一种改进的电池为减少电池和电子元器件之间的空间”专利的细节如何优化电子设备的可用空间不需要间距电子设备的电池外壳和其他组件。在一些设计,金属住房可以连接到一个共同点允许其他组件接触电池外壳不会造成短路。此外,金属壳可以作为电子设备的结构元素。例如,括号可以附着在金属套管,或两个住房之间的法兰片可以作为一个附件。

乐动篮球快讯逆向工程的苹果看系列7(41毫米)及其金属电池

在TechInsights,我们开了一个苹果观察系列7(41毫米)描述其金属电池。图2显示了设备及其电池的内部删除后显示。

图2:拆卸的图像苹果Smartwatch系列7(41毫米)删除后显示。

表1比较了苹果手表系列7与放大图(41毫米)电池(电池是由德赛集团)。研究结果表明,金属可以设计提供10%的前提下减少占用面积区域能力(容量单位面积)。然而,其能量密度每卷(能量)~ 19%小于中发现更大的手表。在苹果的智能手表系列7(41毫米),电池的高宽比为0.193,这是明显大于45毫米版本。看着我们证实了金属套管的真实的产品是连接到一个共同点允许其他组件接触电池住房不会造成短路。

表1:比较苹果手表的电池的电池系列7(41毫米)和(45毫米)

电池特性

进一步分析了电池,苹果系列7的(41毫米)电池组被测试和使用微分容量分析(DCA) C / 20。比较的结果与那些更大的兄弟姐妹,我们规范化dq / dV值,电池的容量(dq / dV除以电池的容量)。如图3所示,基于钴酸锂电池相似化学在阴极和阳极石墨。

图3:苹果的电池手表的微分容量曲线系列7(41毫米)相比,更大的尺寸。

阻抗和内部阻力的苹果看系列7(41毫米)分析了电池使用电化学阻抗谱(EIS)在不同的电荷状态(SOC)。EIS进行测量的频率范围3千赫至50 mHz通过应用5 mV的正弦信号振幅。各自的结果在图4的奈奎斯特图。比较不同的光谱显示,他们有着相似的趋势。一般来说,每个光谱由两个半圆high-to-medium频率,后跟一个45◦线在低频区域。实部和虚轴的拦截显示整体欧姆电阻,等于110 mΩ。第一个半圆代表电池的固体电解质界面,而第二个半圆代表在阳极和阴极的电化学反应。45◦行对应于锂离子的扩散。每个半圆的直径之和表示电阻对电化学现象。完全放电的电池,这个值是发现~ 0.4Ω。 as the battery charges, the resistance against the charge drops by 35%.

图4:苹果手表系列的奈奎斯特图7(41毫米)电池电荷状态的3%,25%,50%,75%和100%。

通常情况下,更高的内部阻力较小的电池容量特性。然而,在苹果看系列7的电池的情况下,较小的版本功能类似的阻抗较大的同行相比。(图5)。

图5:苹果手表系列的奈奎斯特图7的电池SOC(41至44毫米)的3%和75%。

电池结构和材料分析

深入看电池设计和化学,我们拆卸电池来理解细胞内的结构可以和堆叠层数。图6显示了电池后拆除的金属。阳极电流收集器是焊接镍选项卡(阳极电极),和镍选项卡焊接到金属外壳的共同点为整个。阴极电流收集器与铝制选项卡。然而,一个塑料密封保护阴极选项卡接触的金属会导致短路,如图片所示。之间的直接接触,以防止任何可能的果冻卷标签,聚合物板放置在金属袋,如图片所示。

图6:拆卸苹果的形象看系列7(41毫米)的电池后打开金属袋。

电极结构分析

图7展示了一个SEM(扫描电子显微镜)横截面显微照片的电极。细胞的化学主要是基于钴氧化物阴极和graphite-based阳极,所确认的能量色散x射线能谱(EDX)分析。电活性材料的厚度和相对薄当前收藏家提供了一个最佳条件的前提下尽可能地最大化能量密度电池的功率处理。

图7:详细的电池层叠钙截面的苹果看系列7(41毫米)的电池。

这个电池的分隔符是发现一个有机聚合物涂层与陶瓷层两侧,德赛使用特定的陶瓷增强电池的安全热失控的状态。

图8:扫描电镜截面图像的金属袋苹果手表系列7(41毫米)的电池。

讨论形状系数

金属可以形状因子的目标之一是,它旨在减少电池的大小。这导致一个问题,如果果冻卷(图6)是包裹在传统聚合物外壳吗?聚合物外壳通常更厚,~ 100的μm增加电池的总厚度200μm(0.2毫米),宽度,长度,高度。其次,在聚合物袋的情况下,是不可能将整个身体的袋和其他电子元件设备的共同点,失去一个额外的安全功能。此外,电池的肿胀无法控制,因为这种设计让金属膨胀在一个可控的方式我们的报告[2]所示。

也有可能是一个额外的好处,没有明确描述的专利。这个电池可能有一个更长的循环寿命自压缩可以可能防止电池的分层层在骑自行车。

简介:

在这个博客中,我们回顾了新设计的锂离子电池专利生产的苹果(aapl . o:行情)和德赛的苹果smartwatch系列7 - 41毫米。在这个设计中,电池的果冻卷包裹在不锈钢外壳和整个情况是连接到电池的负极。CoO2组成的细胞阴极和阳极是由石墨组成的。电极由聚合物涂层与陶瓷两边。典型的囊细胞相比,这种新的化身提供了许多优点,现总结如下。

这个新设计不增加电池的能量密度;然而,它减少了间距之间需要电池和其他组件,从而能够建立小型消费类电子产品,同时保持电池安全。在这个设计中,电极装置电耦合与房地产形成共同立场,允许其他组件接触电池住房不会造成短路或腐蚀的部分。此外,在膨胀的情况下,这个新的袋设计让囊扩张,这样电池的总体规模保持不变。

额外的细节和分析报告中可以找到电池“德赛A2663金属能电池(苹果手表系列7 - 41毫米)要点”这是TechInsights可充电电池的一部分要素订阅。[3]。

引用

• 元,X。h·刘,j。“锂离子电池:先进的材料和技术。CRC。”(2011).
• 佩尔蒂埃,大卫·M。,等。“金属能电池。”U.S. Patent Application No. 16/883,959.
• 报告