聚合物锂电池充满 科技改变生活|石墨烯聚合物锂电池实现革命性突破 电动车800秒即可充满电

小编 2024-10-08 锂离子电池 23 0

科技改变生活|石墨烯聚合物锂电池实现革命性突破 电动车800秒即可充满电

签约现场

扬子晚报网6月18日讯 (记者 刘梦雪 文/摄)800秒可为一辆电动车的石墨烯聚合物锂电池充满电,95公斤的人实测可骑行百公里;身穿品牌服饰的老顾客走进该品牌任意一家专卖店,系统通过识别服装自带的电子标签,将该顾客的穿着喜好、尺码等信息提示给导购员,导购可精准地进行推荐 …… 这些看似不可思议的事,已经变为现实。近日,在无锡梁溪滨河新城产业重大项目签约仪式现场,在场嘉宾一起见证了该新城内高科技企业带来的最新成果,感受科技正在改变人们生活的方方面面。

为电动车充电

作为首批入驻无锡梁溪滨河新城的江苏超电新能源科技发展有限公司致力于将航天技术与石墨烯材料应用于电池领域,2016年到2017年期间,公司已经逐步从产品研发推进到市场推广,主要向普通消费品、工业、军事等各行各业提供石墨烯聚合物锂离子电池,该电池的特性为高倍率、高功率、高性能、长寿命和超级环保。江苏超电的负责人现场向嘉宾演示了电动车快速充电,一辆电池电量为零的电动车现场插上电源开始充电,10分钟后,刻度已接近充满。据介绍,这辆电动车使用的便是13片叠片石墨烯聚合物锂离子电池。 “快速充满电后,95公斤的人实际可骑行96公里,75公斤的人骑行可以107公里,真正做到了充电800秒,行驶百公里。这个产品已经正式向市场发售。”该负责人还在现场展示了2分钟就可以充满的军用超高功率电池,20安时的一次性氟化石墨烯锂电池等等。据悉,江苏超电的石墨烯聚合物锂电池目前已经应用于人们的生活当中,江苏超电已与电动车、消费电子、智能家居、无人机、机器人各行业龙头企业合作。据悉,江苏超电2017年上半年已接订单2个亿,2018年计划完成产销5亿,2019年计划突破10个亿以上的销售。

智能商店

来自滨河新城的另一家科技企业——无锡恒烨软件技术有限公司带来了研发的RFID电子标签、天线、读写器等产品,嘉宾们第一次看到在镜头特写放大下的电子标签是什么样。“纹路是天线,中间一个芝麻粒大小的是存储设备,这是一个裸的标签。”工作人员还展示了实际挂在服装上的超高频RFID电子吊牌,这样的吊牌已经在10多个国际品牌男装上使用。原来,这些电子标签在生产环节就已经植入至吊牌或者是衣服指定位置上。随后,服装进入仓储环节。“服装行业的痛点在换季时,需要大量的人力出库,贴上了我们的电子标签,出库的时候不需要单个扫码,一整箱通过指定通道,3秒可读取一箱服装的数据。节省了不少人力。”工作人员介绍,有了这样的电子标签,货品在仓储内可以实时定位,物流环节中,服饰从车上搬上搬下的次数,运输中如果丢失均可记录跟踪。依托RFID解决方案,还可打造“智能商店”,更加高效快捷地实现销售。“将天线放在货架的层板里,便可将采集到的商品翻动的次数等数据,传输到导购的显示屏,提示导购将相应的服饰放在显著的位置;试衣间顶部放上标签,可以采集到款号、尺码被多少顾客试穿过,提醒导购推荐有效的搭配款式,提供更好的服务;pos机上装上传感器,采集到购买率,就能及时发送畅销品补货的提示了。”

智能试衣间

无锡恒烨软件技术有限公司和江苏超电新能源科技发展有限公司进行成果展示后,无锡卓晶半导体、云之端网络、积高电子、河北亿利橡塑、江苏铁鑫能源科技5家企业随后也签约入驻滨河新城。至此,签约落户滨河新城的企业已经达到30余家。

背景无锡梁溪滨河新城位于梁溪区城市核心地段,东起京杭大运河,南临梁塘河,西至贡湖大道,北接金城路,新城地处无锡老城区与太湖新城空间发展轴上,紧邻运河,风景优美,宜业宜居。新城产业定位,瞄准传感设备、大数据、智慧医疗三大物联网支撑产业,打造以传感设备产业为“一体”,以大数据产业和智慧医疗、医药产业为“两翼”的“一体两翼”物联网产业集群。

笔记本能用的“万能充”!如何挑选支持PD协议的充电宝?

如今越来越多的笔记本(主要是以搭载低功耗处理器的轻薄本为主)都开始支持基于USB Type-C接口的PD协议,获得从45W~100W不等的充电功率。为了在长途外出时让笔记本们依旧具备不间断的续航能力,支持大功率PD协议的充电宝也开始普及,在挑选此类产品时我们需要注意哪些问题呢?

新兴的PD充电宝

USB PD(USB Power Delivery)是当前最通用,也是最具普及潜力的充电技术,它支持5V~20V电压,2A~5A电流,覆盖10W~100W的功率范围。

从智能手机、平板电脑、任天堂Switch再到笔记本电脑,新款数码产品几乎都支持PD协议的充电功能,只是可以享受的功率有大有小。换句话说,如果一款充电宝能支持PD(下文简称PD充电宝),那它就具备了“万能充”的资质。

那么,充电宝所支持的PD输出功率是越高越值得购买吗?

PD充电宝的输出功率

在PD充电宝领域,常见的PD档位主要以15W~18W、27W~30W、45W、65W和100W为主。如果你想给笔记本找个可以随时补电的搭档,建议挑选45W档位起步的充电宝,只有它们才能保证笔记本在边玩边充时,电量还能稳定向上增长。如果充电宝的输出功率小于笔记本自身的消耗,边玩边充时笔记本电池的电量很可能还会缓缓下降。

原因很简单,不同配置的笔记本,对充电功率的要求也是存在差异的。比如:

U系列锐龙轻薄本+核显,U系列酷睿轻薄本+核显,满载功率一般不超过45W;

U系列锐龙轻薄本+独显,U系列酷睿轻薄本+独显,满载功率一般不超过65W;

H系列锐龙轻薄本+核显,H系列酷睿轻薄本+核显,满载功率一般不超过95W。

笔记本标配充电头支持多少功率,我们就选择多大功率的PD充电宝即可

可见,除了搭载45W H系列处理器的极少数产品,绝大多数轻薄本选择支持65W PD输出的充电宝就足够使用了。

目前支持45W的PD充电宝的售价普遍在150元~300元之间、65W PD充电宝售价在250~600元,而100W的PD充电宝则要500元~1500元,45W版存在“喂不饱”的问题,而100W版可能用不上还太贵,综合来看还是65W版的产品最为经济。

理性看待虚标的容量

细心的朋友不难发现,充电宝内置锂电池的容量单位普遍以“mAh”为主,比如10000mAh、20000mAh、27000mAh和30000mAh等。笔记本内置锂电池的容量单位则以“Wh”为主,而40Wh基本就是当前轻薄本的电池容量下限。问题来了,mAh和Wh之间如何转换和计算?

实际上,Wh才应该算是锂电池能量的标准单位,充电宝标注的10000mAh属于电芯的容量,而电芯默认的工作电压为3.7V,那么它的能量计算方式就是10000mAh×3.7V÷1000=37Wh。问题又来了,如果10000mAh的充电宝就拥有37Wh的能量,那它可以为内置40Wh电池的笔记本充进92.5%的电量吗?

很遗憾,你想多了。

CFan曾不止一次强调过充电宝标注的容量都存在虚标的问题。3.7V是锂电池电芯的标准电压,但它在充电时需要将电压提升到5V,而这个升压的过程必然会出现大约26%的耗损(10000mAh×3.7V÷5V=7400mAh)。

本图来自充电头,充电宝内的IC电路芯片非常多,包括线缆的传输过程都存在一定的耗损

这还没完哦,在整个充电流程中还包含多次升降压的步骤,而这些相关的IC电路也存在转化率方面的耗损,哪怕是用料最讲究的充电宝,其实际可用的额定容量(可完全被充电设备转化吸收的容量)只有标注容量的60%~65%

讲究的品牌都会在产品铭牌或参数页面注明标称容量和额定容量,其中额定容量才是去掉耗损后真实可用的部分

还是以10000mAh的充电宝为例,它的额定容量普遍不高于6500mAh,也就是24Wh,理论上只能帮内置40Wh电池的笔记本充进50%左右的电量。没错,如果你想买一款可以帮笔记本充满至少1次电力的PD充电宝,那就必须挑选容量不低于20000mAh的产品 。如果你使用的笔记本电池容量接近60Wh,那就需要30000mAh的PD充电宝才能“喂饱”。

这款PD充电宝可以帮40Wh的小米笔记本Air 13充1.2次电,这种描述还是非常严谨的

在这里还有一个问题,充电宝的容量和厚度、重量等参数成正比,10000mAh、20000mAh和30000mAh容量的重量分别约200g、400g和600g。其中30000mAh的充电宝不仅特别笨重,其内置电芯的能量也达到了114Wh,已经超过了民航对旅客携带充电宝的能量限制——不高于100Wh才可以直接登机,(100Wh~160Wh之间)需要填写锂电池及充电宝运输申请单才能批准携带登机,排队等审批往往非常麻烦。

因此,很多充电宝企业会非常机智地推出27000mAh的PD充电宝,其电芯能量恰好被控制到了99.9Wh,打了一套可以直接登机的“擦边球”。

电芯种类和接口功能

根据笔者的经验,PD充电宝中20000mAh和27000mAh的型号最值得购买,前者体型相对纤薄一点点,后者则提供了免于审批登机的最大能量

PD充电宝内置的电芯主要以柱状的18650电芯(常见于27000mAh版,8节电芯)或扁平状的锂聚合物电芯为主(常见于30000mAh版,3片电芯),18650电芯因为有外部的硬壳相对抗穿刺、变形,但一旦出现短路等极端情况容易爆炸;锂聚合物电芯因为是软包,忌穿刺和挤压,出现短路等极端情况更易燃烧。当然,上述都是极小概率事件,只要我们养成充电宝的安全使用习惯(不要浸水、不要大力磕碰挤压)都可以避免。

和传统充电宝相比,PD充电宝普遍提供了至少3个USB接口,包含USB Type-C、USB-A或Micro USB中的2种或3种类型的组合,可以为更多数码产品同时充电。

但是,同时充电意味着充电功率的再分配问题 ,一般65W PD充电器可以确保1个45W的PD输出(供笔记本)、1个18W的PD或其他方案的快充(供手机),如果再接一部手机则会平均分配18W部分的功率;100W PD充电器可确保65W的PD输出,其他设备共享余下的35W。现在功率最高的PD充电宝可达130W,可以确保65W或100W的PD输出,功率的分配上更加灵活。

根据笔者的经验,PD充电宝其实只需2个USB输出接口就够了,1个用于给笔记本充电,1个用于给手机充电即可,再多就会影响到实际的充电功率,导致所有设备充电都变慢了,还容易触发因热量堆积而引起的安全问题。和USB接口的数量相比,我们更应该关注PD充电宝给自己充电时的“输入功率”,以及支持的手机快充协议是否全面(如PD、QC、PE、FCP、VOOC等)。

如果你使用最普通的10W充电器给PD充电宝充电可能需要超过24小时

要知道,适用于笔记本的PD充电宝容量动辄20000mAh起步,想要缩短充电耗时就必须挑选支持“双向PD快充”的型号,即单口最大的输出功率和输入功率相似。以30000mAh的充电宝为例,如果它支持45W PD快充,充满需要至少6个小时;如果支持65W PD快充需要4个小时;如果支持90W或更高快充就能控制到2.5小时左右。

关注充电宝的随机配件

为了缩短PD充电宝自身的充电耗时,绝大多数产品都支持“双向快充”,但出于成本方面的顾虑,部分产品并没有标配充电头,或是标配的充电头并非所支持的最大功率。比如某PD充电宝虽然支持最大的90W输入功率,但却仅附赠18W的充电头,送的充电线也不支持5A的大电流,如果你想为其全速充电,需要自行购买支持不低于90W功率的PD充电头以及内置E-Marker芯片的充电线,这部分额外的开销也需要纳入总体的购置成本中。

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