全球12V锂电池市场已迎来拐点,多家车载电池制造商争先入局
12V锂电池是一种便携式电池,它通常由锂离子或锂聚合物材料制成,用于提供低电压直流电源,广泛用于各种应用,包括便携式电子设备(如笔记本电脑、摄像机、音响和无人机)、汽车起动电池、备用电源和太阳能储能系统等。12V锂电池的主要优点包括高能量密度、轻便、长寿命、低自放电率和快速充电能力。然而,购买和使用这些电池时需要遵循一些安全操作,以防止过充、过放、过热和损坏。不同类型的12V锂电池在用途、性能和价格上都有所不同。
12V锂电池市场驱动因素深度分析12V锂电池市场受到便携式电子设备、电动汽车、可再生能源、备用电源、轻量化设计、长寿命和充电效率、技术创新、环保法规和电池管理系统的多重驱动因素影响。这些因素推动了市场的增长和创新,使12V锂电池成为多个行业和应用领域的首选电源解决方案之一。下面将对这些驱动因素进行分析:
便携式电子设备需求 :便携式电子设备如智能手机、平板电脑、笔记本电脑等需要高性能、轻量级的电池,以提供长时间的使用。12V锂电池满足了这些设备的电源需求。
电动汽车市场增长 :电动汽车市场不断增长,12V锂电池用于辅助系统和低电压电源,如车灯、音响、空调等。随着电动汽车的普及,对这些电池的需求也在增加。
太阳能和可再生能源系统: 太阳能储能系统和其他可再生能源系统需要电池来存储能源,以在夜间或阴天供电。12V锂电池作为储能解决方案之一,受到广泛应用。
备用电源需求 :许多行业和应用需要备用电源以应对电力中断,包括医疗设备、通信基站、计算机服务器等。12V锂电池因其高性能和可靠性而被广泛应用于备用电源市场。
轻量化设计 :12V锂电池相对于传统的铅酸电池更轻巧,适用于需要轻量化设计的应用,如便携式设备、航空航天和电动工具。
长寿命和充电效率 :12V锂电池通常具有较长的寿命和较高的充电效率,使其在需要可靠电源的应用中更具吸引力。
技术创新 :不断的技术创新推动了12V锂电池的性能改进,包括增加能量密度、降低成本、提高安全性和延长寿命。新型材料和制造技术使得电池更加高效和可持续。
环保法规 :一些地区对电池的环保法规日益严格,鼓励制造商寻求更环保的电池材料和生产方法。12V锂电池相对于一些传统电池来说更环保,因此符合这些法规的要求。
电池管理系统(BMS)的发展 :电池管理系统的发展提高了电池的安全性和性能,使12V锂电池更受欢迎。BMS可以监控电池状态、温度和充电循环,从而延长电池寿命并提高安全性。
12V锂电池市场限制因素深度分析
尽管12V锂电池在多个领域具有广泛的应用前景,但仍然存在安全性、成本、资源供应、充电基础设施、能量密度、环境和技术等一系列限制因素。这些因素需要在电池设计、生产和应用中加以考虑,并通过技术创新和政策支持来克服。下面将对这些限制因素进行分析:
安全性和稳定性 :锂电池可能会因为过充、过放、高温或物理损伤而发生火灾或爆炸。因此,安全性一直是一个重大关切,这需要采用复杂的电池管理系统(BMS)来监控和控制电池的运行。这增加了电池的成本,并在某些情况下限制了应用领域。
资源限制 :锂电池生产依赖于锂等稀有和有限的资源,如钴和镍。由于这些资源的供应不稳定性和价格波动,可能会对电池生产的成本和可持续性产生影响。
成本: 尽管锂电池的成本在过去几年中有所下降,但仍然相对较高,特别是高性能电池。这在某些应用领域限制了其广泛采用,如大规模能源存储项目。
充电基础设施: 充电基础设施的不足限制了电动汽车的发展,并间接影响了12V锂电池的需求。缺乏普遍的充电设施可能会降低电动汽车的吸引力,从而影响到辅助电池的市场。
有限的能量密度: 尽管锂电池在能量密度方面相对较高,但仍然存在其容量和续航时间的限制,这对一些高功率、长时间使用或远距离移动的应用构成挑战。
环境问题: 电池生产、使用和处置都可能对环境产生不利影响。处理废旧电池的问题、电池材料的可持续性和废旧电池的回收都是关切点。
技术限制 :尽管锂电池在技术上有了显著改进,但仍然存在一些技术限制,如循环寿命、快速充电能力和高温环境下的性能。这些问题可能限制了一些特定应用的采用。
竞争激烈 :电池市场竞争激烈,有许多不同的制造商竞争市场份额。这可能导致价格压力,降低利润率。
12V锂电池上游产业链分析
12V锂电池通常由以下几种主要原材料组成:
锂金属或锂化合物 :锂是锂电池的核心原材料之一,它用于正极材料。锂可以以不同的形式存在,包括锂金属、锂铁磷酸盐、锂钴氧化物、锂锰氧化物等。不同类型的锂化合物在电池性能和应用方面具有不同的特性。
正极材料 :正极材料是锂电池的重要组成部分,通常使用锂钴氧化物(LiCoO2)、锂铁磷酸盐(LiFePO4)或锂锰氧化物(LiMn2O4)等材料。这些材料在电池中嵌入或释放锂离子,实现充放电过程。
负极材料 :负极材料通常使用石墨,它是一种常见的碳材料。石墨在电池中用于吸收和释放锂离子,以实现充放电过程。
电解质 :电解质是锂电池中的导电介质,通常是液态或固态。液态电解质通常由锂盐和有机溶剂组成,而固态电解质则由固态材料构成。电解质允许锂离子在正负极之间移动。
隔膜 :隔膜是用于隔离正负极的材料,防止电池短路。隔膜通常由聚合物材料制成。
包装材料 :电池需要外部包装来保护内部组件,并提供机械支撑和电气隔离。包装材料通常由金属、塑料和绝缘材料组成。
连接器和导线 :连接器和导线用于将电池与电子设备或电动汽车系统连接起来,以传输电能。
2018年到2022年期间全球锂价的趋势分析
2018年 :2018年初,全球锂价格较高,主要受到电池制造、电动汽车市场的快速增长以及可再生能源储能需求的推动。但随着新的锂生产项目投入运营,供应逐渐增加,这导致了锂价下跌的趋势。2018年下半年,锂价开始下滑,主要因为产能过剩以及中国政府对补贴政策的减少对电动汽车市场的影响。
2019年 :2019年初,锂价继续下滑,全球锂市场出现了过剩供应。这一年,一些大型锂生产商宣布削减产量,以应对价格下跌和市场不确定性。然而,锂电池市场的增长仍然强劲,这使得锂价在年底略有回升。
2020年: 2020年初,全球锂市场受到COVID-19大流行的严重影响,需求下降,价格进一步下滑。
随着全球经济复苏,特别是中国电动汽车市场的增长,锂价在2020年下半年开始回升。
2021年: 2021年,全球锂市场持续回升,尤其是中国电动汽车市场的强劲增长推动了锂价的上升。供应紧张、需求增加以及投资者对清洁能源和电池技术的热情也对锂价起到了支撑作用。2021年下半年,锂价达到近年来的高点。
2022年 :2022年初,锂价仍然维持在相对高位,但在年初和年中之间出现了一些波动。锂市场继续受到电动汽车市场的支撑,但一些制造商逐渐增加了产能,这可能影响了供需关系。
12V锂电池产品发展趋势分析
12V锂电池作为一种重要的便携式电池产品,其发展趋势受多种因素的影响,包括技术创新、市场需求、环保法规和新兴应用。以下是12V锂电池产品发展的一些趋势:
高能量密度 :未来12V锂电池产品将追求更高的能量密度,以提供更长的续航时间和更高的性能。这对于便携式电子设备和电动汽车等应用尤其重要。
快速充电技术 :快速充电技术的发展将成为12V锂电池市场的关键趋势。用户希望能够更快地充电并减少充电时间。
可持续性 :可持续性和环保问题将推动12V锂电池产品的发展。制造商将寻求使用更环保的材料和生产方法,并致力于电池的可回收和循环利用。
安全性提升 :随着电池使用的增加,安全性将成为关键关注点。未来12V锂电池产品将集中在提高电池的安全性能,预防过热、过充和短路等问题。
多功能性: 一些12V锂电池产品将具备多种功能,如备用电源、逆变器、USB充电接口等,以满足多种应用需求。
智能化 :智能电池管理系统(BMS)将变得更加智能化,具备更多的监控和控制功能,以提高电池的性能和安全性。
新兴应用 :12V锂电池将在新兴应用领域得到广泛应用,包括家庭能源存储、太阳能充电系统、露营和户外装备、无人机和移动医疗设备等。
成本下降 :随着技术的成熟和规模效益的实现,12V锂电池的成本将逐渐下降,使其更加可负担得起,并在更多领域得到应用。
12V锂电池市场现状分析
随着电动汽车向智能化方向发展以及锂电池技术成熟、成本逐渐降低等因素,12V车载电池锂电化已迎来拐点。据报道表示,比亚迪已将插电式混动车型的启动电池,从铅酸电池全面切换为铁锂电池。最新版特斯拉Model S Plaid、新款Model X、国产Model Y性能版等,也都将由12V锂电池替换传统的铅酸电池。在特斯拉、比亚迪两家龙头企业的示范作用下,预计接下来车企将会加快导入锂电池。
据宁德时代董事长曾毓群介绍,宁德时代开发的12V锂电池与传统的铅酸电池相比,重量减少了80%,体积减少了60%,而且可以终身免维护。目前宁德时代12V三元电池已应用于特斯拉Model S/Model X。
比亚迪在今年初发布了12V磷酸铁锂电池,并搭载在DM-i超级混动系统上。比亚迪宣称其是一项黑科技,唯一实现彻底无铅化、成熟应用了五年、全球首家搭载、独立BMS、系统效率提升了13%。
亿纬锂能在今年2月投资26亿元建设“xHEV电池系统项目(一期)”,项目内容包括12V和48V电池系统。据介绍,2021年亿纬锂能12V、48V、72V低压的大倍率PHEV和启动电源电池规划产能300万套,到2025年将达到1000万套。
万向A一二三的12V磷酸铁锂电池已应用于保时捷Taycan,其在欧洲的捷克工厂主要负责12V和48V项目生产制造。
11月4日,珠海冠宇发布公告称,全资子公司珠海冠宇动力电池收到上汽集团定点函成为其定点供应商,为其开发和供应智己LS7 车型的12V 锂电池,根据客户需求计划,冠宇动力电池将于2022年量产供货。
通过骆驼股份了解到,作为铅酸电池行业的领导者,近期也明确表明将以锂电池低压应用和储能为该公司新能源战略切入点,巧妙避开动力电池领域的激烈竞争,选择先从轻混电池开发,逐渐向中混、纯电动方向展开,重点发展48V和12V小锂电。
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以上信息来源于百谏方略发布的市场分析报告《2023-2030全球与中国12V锂电池市场规模分析及行业发展趋势研究报告》,百谏方略出版市场调研报告。专注于细分市场研究、细分行业研究、市场现状及预测、企业竞争分析、市场前景分析、企业定位及所处赛道、下游客户及产品市场分析等。我们通过专业方法有效分析复杂的数据和信息,最终以报告形式呈现客户需求的调研内容,帮助企业做出更有价值的商业决策,助力企业提高运营效率并找到新的增长点。
新款产品售价159元值不值得买?小米33W自带线充电宝拆解
前言
小米推出了一款33W输出功率的自带线充电宝,这款充电宝内置20000mAh聚合物锂电池,并自带一条18cm长USB-C充电线,可以通过壳体固定在充电宝机身上,便于收纳和携带。还可以通过自带的充电线为外接的设备充电,也可以通过自带的充电线连接充电器为自身充电。
充电宝机身上设有USB-C和USB-A接口,支持30W PD快充和33W PPS快充,并具备20V输出,能够满足主流手机快充和笔记本充电需求。下面充电头网就带来小米这款自带线充电宝的拆解,看看内部的用料和设计。
小米33W自带线充电宝开箱
包装盒正面印有小米品牌logo、产品名称、外观以及左下角的2000标识。
背面印有产品参数以及商家信息。
包装盒上参数特写,下面到产品实物展示环节再介绍。
包装内含移动电源以及使用说明书。
充电宝采用PC阻燃材质塑料外壳,边角过渡圆润,整体为偏灰配色,小巧而设计风格简约。
机身正面下方区域设计有小米品牌logo。
机身背面印有产品参数信息。
充电宝参数特写
产品型号:PB2030MI
电池种类:锂离子电池
输入接口:USB-C/USB-C线
输出接口:USB-C/USB-C线/USB-A
额定容量:12000mAh(5V3A)
输入参数:
USB-C线:5V3A、9V2.5A、12V2.5A
USB-C:5V3A、9V2.5A、12V2.5A
输出参数:
USB-C线:5V3A、9V3A、11V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A MAX
USB-C:5V3A、9V3A、11V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A MAX
USB-A:5V3A、9V2.23A、10V2.25A、12V1.67A
多口:5V3A
电池典型能量:75.48Wh(7.4V 10200mAh)
电池额定能量:74Wh(7.4V 10000mAh)
充电宝通过了CCC认证。
机身顶部配置1A1C双USB-C接口以及USB-C输出线。
接口旁设计有相应参数,同时USB-C口旁还设有电量指示灯。
机身一侧设有USB-C线端子收纳槽,收纳后USB-C线可当提绳使用。
USB-C端子外壳设有小圆凹面,方便用户插拔使用。
机身另一侧设有电源键。
实测充电宝机身长度为126.99mm。
宽度为70.42mm。
厚度为29.95mm。
测得数据线长度约为17.5cm。
充电宝拿在手上的大小直观感受。
另外测得充电宝净重约为350g。
测得USB-C线输出支持PD3.0、PPS、QC4、DCP充电协议。
PDO报文显示还具备5V3A、9V3A、12V2.25A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A六组固定电压档位,以及5-11V3A一组PPS电压档位。
测得USB-C口支持QC3.0、PD3.0、PPS、QC4+、DCP、Apple 2.4A充电协议。
PDO报文显示USB-C口还具备5V3A、9V3A、12V2.25A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A六组固定电压档位,以及5-11V3A一组PPS电压档位。
使用小米120W充电器给这款移动电源充电,同时通过移动电源给小米14 Ultra手机充电,实测功率分别为14.5W和9.9W,同时开启9V快充,说明支持同时快速充电和快速放电,可以同时为充电宝电芯和手机补电。
最后测得USB-A口支持QC3.0、DCP、Apple 2.4A充电协议。
小米33W自带线充电宝拆解
看完了小米这款自带线充电宝的外观和测试,下面就进行拆解,一起看看内部的用料和设计。
首先沿外壳接缝拆开充电宝外壳,内部电池与外壳之间涂胶水固定。
壳体上方为PCBA模块,下方为电池组。
电池底部粘贴泡棉缓冲。
在PCBA模块上粘贴导热垫加强散热。
移动电源自带线通过塑料压板固定。
移动电源自带线连接正负极和CC导线,导线焊接处标注颜色,并涂胶固定。
在PCBA模块上粘贴导热垫加强散热。
电池通过镍带点焊连接。
PCBA模块通过螺丝固定在壳体内部。
拧下固定螺丝,拆解取出内部电池组和PCBA模块。
电池组通过点焊连接到PCBA模块。
外壳内部粘贴泡棉用于缓冲。
壳体内部电源按键结构特写。
壳体内部设有导热垫。
电池组侧面粘贴一颗热敏电阻,用于检测电池温度。
电池极耳之间填充黑色橡胶块用于支撑。
移动电源内置电池来自APRS安普瑞斯,型号126280,额定电压3.7V,容量为10Ah,充电限制电压4.4V,两片串联组成20000mAh容量。
PCBA模块正面一览,左侧焊接电源开关,协议芯片,VBUS开关管,中间焊接同步升降压转换器,右侧焊接合金电感。左下角焊接NTC热敏电阻检测电池温度,上方焊接USB-C和USB-A母座。
PCBA模块背面一览,左下角焊接电池保护管,在USB-A母座下方焊接两颗VBUS开关管,右下角焊接一颗稳压芯片。
用于检测电池温度的热敏电阻特写。
移动电源主控MCU来自芯海科技,型号CPW3220,是芯海科技专门为小米定制,针对移动电源应用的控制器,芯片支持两路USB-C接口协议控制,并集成多种快充协议。这是芯海科技的协议芯片在打入了三星移动电源供应链后,再一次打入了小米移动电源供应链。
通过使用芯海科技的协议芯片,可以实现单路DC-DC移动电源的快充边冲边放功能。在所连接的充电器通过移动电源为手机充满以后,自动为移动电源充电,无需分别为手机和移动电源充电,提升消费者的使用体验。
CPW3220系列是适用于电池双向应用的USB Type-C和USB PD控制器。集成了两路独立的Type-C CC和USB PD功能,Load Switch Driver,USB BC1.2。同时还集成了多种手机的快充协议,以增强终端设备的充电兼容性。可应用于移动电源、电动工具等领域。可轻松一颗芯片实现双Type-C口解决方案。
目前,芯海科技的PD快充芯片已在笔记本电脑、显示器、HUB、Docking、移动电源、储能电源、音频转接、线材、充电器、车充等多个应用领域得到广泛普及,并实现了规模商用。充电头网通过拆解了解到,芯海科技的快充芯片还被小米、vivo、联想、创维、极氪、小鹏、mophie、摩米士、安克、闪极、绿联等一众海内外大品牌采用,方案性能获客户一致认可。
未来,芯海科技将继续在PD快充领域优化和丰富产品系列,致力于为电源应用的各个领域提供更有针对性的芯片产品和系统性的应用解决方案,以满足市场的多样化需求。
移动电源内部双向同步升降压转换器来自南芯科技,型号SC8910A,芯片内部集成开关管,支持2.7-22V输入电压,支持2-4串锂电池充电管理,并支持反向放电输出。SC8910A具备I2C接口,可通过I2C接口进行参数和模式设置,芯片内置全面的保护功能。
2.2μH合金电感特写,打胶加固。
10mΩ电流取样电阻特写。
MLCC电容并联用于输出滤波。
USB-C接口VBUS开关管来自芯电元,型号PED3013M,PMOS,耐压-30V,导阻14mΩ,采用PDFN3.3*3.3-8L封装。
另外两颗同型号MOS管用于自带线VBUS控制。
用于USB-A接口的VBUS开关管来自Prisemi芯导,型号PNM6N30V15A,NMOS,耐压30V,导阻8.3mΩ,采用DFN2020-6L封装。
对应USB接口的数据引脚设有TVS二极管进行过压保护。
电池保护芯片丝印CBH 252。
电池保护管采用硬质胶水覆盖。
稳压芯片丝印SX8SB。
一颗丝印2258V的芯片特写。
电量检测按键采用贴片焊接。
在USB-C母座上方设有指示灯遮光格栅。
四颗LED电量指示灯特写。
USB-C母座采用过孔焊接,黑色舌片内部夹钢片。
USB-A母座采用黑色胶芯,沉板焊接降低厚度。
全部拆解一览,来张全家福。
充电头网拆解总结
最后附上小米20000mAh自带线充电宝核心器件清单,方便大家查阅。
小米20000mAh自带线充电宝具备浅咖色和深空蓝两款配色,相比传统白色配色更加美观,也更具辨识性。充电宝自带18cm长USB-C充电线,支持为外接的设备充电,也支持连接充电器为充电宝充电。充电宝支持30W PD快充和33W PPS快充,具备良好的快充兼容性。
充电头网通过拆解了解到,这款充电宝内置安普瑞斯聚合物锂电池电池,两片串联组成10000mAh容量。内部使用芯海科技CPW3220协议芯片进行协议功能和整机控制。
充电宝内置USB-C接口和自带线均采用芯电元PED3013M进行VBUS控制,USB-A口采用芯导PNM6N30V15A进行VBUS控制,各个接口均设有TVS二极管进行静电保护,电感与MOS管打胶加固,对应电池侧面粘贴泡棉胶进行缓冲,内部做工和用料扎实可靠。
小米充电宝具备出色的性价比优势,出货量大,消费者接受程度高,相对对于内部元器件的安全性要求也很高。芯海科技凭藉“模拟信号链+MCU“双擎驱动的技术优势,在PD快充领域已深耕十余年,是国内首批推出PD MCU的芯片原厂。深厚的实力底蕴使芯海科技CPW3220获得小米充电宝应用,是芯海科技对PD协议长期耕耘,多年技术积累的体现。未来,芯海科技还将推出更多功能全面的PD协议芯片,进一步为更多设备增添快充支持。
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