拆一款300W储能电源，内置和特斯拉无钴电芯相同材质电池组

羽博是国内专注于电源类3C配件的品牌，在户外电源领域，推出过多款EN系列产品。最近，羽博又推出了新款EN300WLPD户外电源，支持300W AC输出，此外还配有照明灯、65W双向快充C口、18W快充C口。此外内部采用了和特斯拉model3的无钴电芯相同材质的磷酸铁锂电池组，整体重量控制的不错，外带方便。此前充电头网已经对这款产品进行了评测体检，下面就对其进行详细拆解，看看里面如何设计。

羽博300W便携式储能电源主体采用长方体造型，顶部带有固定提手。机身壳采用PC材质塑料，表面喷砂呈银灰色，边角圆润。

机身正面中心印有Yoobao品牌。

上方设有一个隐藏仓位用来放置电源线，携带方便。

背面印有产品相关参数。

型号：EN300WLPD电池容量：80000mAh/3.2V(磷酸铁锂)电池能量：256Wh（TYP）AC输入：AC~220V/50Hz，300W正弦波输入12V IN：12-24V/1A-5A(Max 60W)USB-C输入/输出：5V3A、9V3A、12V3A、15V3A、20V3.25AUSB1/2输出：5V3A、9V2A、12V1.5A照明灯功率：3W总输出USB1+USB2：5V4A输出12V OUT：12V6A制造商：东莞市羽博通讯设备有限公司

机身一端从左往右：最上一排是DC输入接口、照明灯以及对应的开关键；中间一排是两个DC输出接口、2A1C三个USB接口、电量指示灯以及区域通电单独控制按键；最下一排是AC输出插孔和总开关。

另一端设计有散热窗口。

底部四角设有防滑垫。

实测羽博这款储能电源长约27cm。

宽度约10.5cm。

高度约为13cm。

重约3.1千克。

机身两端装饰塑料环采用卡扣固定，里面设有封装螺丝。电源线收纳仓处也设有固定螺丝。

拧开固定螺丝，从两端入手即可拆开壳体。

羽博户外电源内部两端分别是逆变器和输出电路板，顶部是AC充电电路板，中间是电池组。

逆变器输出的导线连接到另外一面输出口上，粘贴胶带固定在外壳上。

外壳内部有固定电池组的塑料柱。

电池组塑料外壳上的塑料柱对应外壳上的塑料柱，固定电池组。

AC输入充电小板特写，输入输出采用插座连接，便于组装。

AC输入线采用XT30连接，焊点涂胶加固。

将电池组取出，电池组对应另一半壳体的一面上设有电池保护板。

逆变器电路板通过导线直接连接到电池端，通过并联的绿色保险丝保护。

逆变器散热风扇特写。

保护板正面一览，电池和逆变器大电流接口采用螺丝固定。保护板支持电池组均衡，两个输出口采用XT30焊接，主板接口负责USB输出和充电，这款户外电源没有车充接口，故保护板上车充接口未连接。

主板背面有一块铝散热片为LED照明灯散热。

一颗双色LED指示灯。

羽博这款户外电源采用四串磷酸铁锂电池，充电头网使用Power-Z KT002测得电池组输出电压为13.33V。

测量单节电池电压为3.34V。

电池组保护板采用螺丝固定在外壳上，电池组采用塑料外壳支撑保护。

电池正负极采用铜片点焊连接并焊接导线，电力输出和单体电池电压检测。

断开电池保护板与电池的连接，保护板下方还有两组连接导线。

保护板上有热敏电阻检测电池组温度。

热敏电阻探头特写。

保护板采用五颗MOS管并联保证大电流输出，MOS管左侧是电流检测电阻，用于检测电池组输出电流进行过流保护。电池输入和逆变器输出端子电流较大，采用螺丝固定的结构，右侧两路输出采用XT30接口连接，方便组装。

XT30接口特写，贴片式焊板固定。

四颗30A保险丝并联焊接，用于电池组过流保护。

30A保险特写。

电池组检流电阻，两颗1mΩ和一颗3mΩ并联。

电池保护芯片特写，保护板涂有三防漆保护。

清理掉三防漆，左侧为充电均衡电路，电池组保护芯片采用赛微CW1244。

赛微CW1244是一款3，4串锂电池保护IC，支持磷酸铁锂以及高压平台等多种锂电池保护，支持电池均衡，支持高精度过充电，过放电，过流保护。CW1244还支持电池温度保护、断线保护等功能。

赛微 CW1244 详细资料。

电池保护管采用五颗并联，对向串联。

电池保护管采用Royes RE30N90S，NMOS，30V90A，TO252封装。

电池保护板背面没有元件。

电池组采用玻璃纤维胶带缠绕固定。

四串电池组重达1800克。

电池正负极之间采用铜片点焊连接。

储能电源内置充电模块背面，电路板上印刷18V3A输出。

充电模块采用昂宝 OB5269 高性能PWM控制器，内置高压启动和软启动，内置多重保护功能，适用于电池充电器和适配器应用。

昂宝 OB5269 详细资料。

CT1018光耦用于反馈输出电压。

同步整流控制器，丝印007L34。

同步整流管采用锐骏 RUH1H80M，耐压100V，导阻6mΩ，适用于同步整流。

锐骏 RUH1H80M 详细资料。

431电压基准，用于输出稳压。

充电模块输入有保险丝，NTC浪涌抑制电阻和压敏电阻保护，保险丝额定电流3.15A。

输入NTC浪涌抑制电阻。

10D561K压敏电阻，用于输入过压保护。

输入端两级共模电感和X电容。

TENTA天泰MKP X2安规电容，0.22μF。

铜带绕制的共模电感。

输入端GBP410整流桥，4A1000V。

输入高压滤波电解电容，来自凯泽电子，22μF400V，四颗并联。

智旭电子安规Y电容。

为PWM主控芯片供电的小电容，50V10μF。

充电模块整流滤波输出采用两颗680μF 25V固态电容并联。

储能电源输出面背面，有照明灯，输出口和AC输出插座。

照明LED灯的背面有铝合金散热板。

拆下照明LED灯的散热板，继续拆解。

拆下输出端电路板，照明LED灯，电路板上还有电量指示灯。

内置LED采用CREE XML系列，铝基板使用导热胶粘贴在散热片上。

左上角插孔为充电输入插孔，下面分别是12V输出插孔，两个支持快充的USB-A插孔，和USB-C插孔。

同步升降压采用四颗泰德 TDM3458 NMOS组成H桥，耐压30V，DFN5*6封装。

泰德 TDM3458 详细资料。

芯海科技 CS32G020K8U6，支持USB Type-C和PD3.0协议的USB-C控制器，适用于快充适配器，移动电源，车充，HUB等领域，用于储能电源USB-C接口充放电控制。

南芯SC8815同步升降压控制器，与TDM3458组成双向同步升降压，由芯海协议芯片控制实现输出或输入充电。

冠禹半导体 KS4310MA，PMOS，-40V/-32A，PDFN3333封装，用于端口切换。

冠禹半导体 KS4310MA 详细资料。

双USB-A口输出采用英集芯 IP6538，这是一款集成同步开关的降压转换器、支持14种输出快充协议、支持Type-C输出和USB PD2.0、PD3.0（PPS）协议的双口输出SOC IC，为车载充电器、快充适配器、智能排插提供完整的解决方案。IP6538输入电压最高32V，耐压40V，8.2V自动关闭防止电瓶过放。数据脚支持过压保护，且IP6538具有完善的保护功能。英集芯IP6538支持双USB Type-C，USB Type-C和USB A，或者双USB A输出，集成双口自动插拔检测功能，单独使用任意一口都可支持快充输出， 当双口同时使用时，双口都输出5V。

英集芯 IP6538 详细资料。

两个DC插座采用锐骏 RU3040M2配合电阻进行过流保护检测。

锐骏 RU3040M2 详细资料。

LM358，用于两个DC插座的过流保护检测。

用于USB-A口输出的VBUS开关管和电流检测电阻。

远翔 FP7152 内置开关的1A LED降压驱动器，用于LED照明灯驱动。

远翔 FP7152 详细资料。

用于驱动LED的47μH电感。

逆变器模块一览，散热片中间夹有一个小风扇，很是紧凑，侧面焊接小板用于检测控制及调制信号驱动输出。

输入端两颗40A保险丝并联。

小板上有升压驱动电路和输出调制驱动电路。

逆变器升压驱动采用SG3525A驱动升压管。

意法 SG3525A详细资料。

一颗无标芯片，用于检测保护功能。

78L05三端稳压。

三颗PC817光耦。

ON安森美 LM339DG 四路电压比较器。

丝印IR2103S。

侧边小板背面。

一颗无丝印芯片。

一颗贴片滤波固态电容，规格为25V 10μF。

下方还有一颗，规格为35V 22μF。

小风扇特写。

CBB薄膜滤波电容，224J630V。

另一颗特写，105J630V。

华润微 CS20N60 NMOS，耐压600V，20A电流，导阻0.35Ω，用于交流输出调制，TO220封装。

华润微 CS20N60 详细资料。

华润微 CS180N06 NMOS，耐压60V，180A电流，导阻3.2mΩ，用于逆变器电池端升压，TO220封装。

华润微 CS180N06 详细资料。

滤波电感特写。

两颗大的滤波电容规格为25V 3300μF，小电容规格为25V 470μF。

散热片中有一颗热敏电阻用于检测温度。

逆变器背面正负极输入采用大面积露铜加锡。

逆变器模块拆完一览。充电头网拆解总结 羽博300W便携式储能电源EN300WLPD采用全塑料外壳，边角过渡圆润，顶部有提手设计携带方便。设有照明灯、USB-C、USB-A和AC插口等，C口支持65W PD双向快充，USB-A口支持18W快充。外出活动时，能拿来给笔记本、手机等供电，夜间照明也能排上用场。充电头网通过拆解发现，这款户外电源采用四串磷酸铁锂电池，设有赛微CW1244和热敏电阻对电池进行过充、过流、过温保护；充电器模块，开关电源部分采用了昂宝OB5269主控芯片、锐骏同步整流管RUH1H80M。采用南芯SC8815同步升降压控制器搭配泰德MOS管组成双向同步升降压，由芯海科技CS32G020K8U6控制USB-C接口充放电。双USB-A口输出采用英集芯IP6538控制，实现单口快充双口5V输出。逆变器采用的是纯正弦波，能满足大部分用电设备的需求。

干货丨剖析锂离子电池粘结剂

粘结剂是锂离子电池极片的重要组成材料之一，是将电极片中活性物质和导电剂粘附在电极集流体上的高分子化合物，具有增强活性材料、导电剂和集流体间接触性以及稳定极片结构的作用，是锂离子电池材料中技术含量较高的附加材料。研究表明，虽然粘结剂在电极片中用量较少，但粘结剂性能的优劣直接影响电池的容量、寿命及安全性。

1.正极binder---PVDF

聚偏氟乙烯PVDF（Poly-vinylidene fluoride）主要是指偏氟乙烯均聚物、偏氟乙烯与其他化合物的共聚物。

PVDF是结晶性聚合物，结晶度一般为50％左右，熔融温度在140-180 ℃之间。

由于C-F键长短，键能高(486kJ/mol) ,故PVDF具有良好的抗氧化性、耐化学腐蚀性、耐高温性，特别是在碳酸酯类溶剂( EC、DEC、DMC 等)中稳定性好。

1.1 PVDF主要种类

均聚类PVDF，是VF2的均聚物，如HSV900, 5130等；

共聚物类PVDF，主要使用的是VF2（偏二氟乙烯）/HFP（六氟丙烯）的共聚物，如2801，LBG等。

1.2 PVDF合成方法

通常由偏氟乙烯通过悬浮聚合或乳液聚合而成，反应方程式如下所示：

CH2=CF2→(CH2CF2)n

1.3 分子量对PVDF的影响

不同聚合度的VDF均聚物，其熔点温度差异不大；但PVDF分子量的大小会影响其在溶剂中的溶解难易程度。

在一定分子量范围内，分子量的提高有助于粘结力和内聚力的提高；l改性对PVDF结晶度/溶胀度影响

掺杂的-HFP量越多，其结晶度越低，导致熔点相应降低；

结晶度降低，聚合物溶胀程度增大（甚至溶解）。

1.4 PVDF面临的问题与挑战

过高分子量(>150W)对粘结力的提升效果不明显，但会造成更难溶解

2. 负极binder---SBR

SBR（丁苯橡胶乳液）由丁二烯及苯乙烯两种单体经自由基乳液聚合而成。常用的锂离子电池SBR粘结剂除上述两种单体外，通常都引入了新的功能单体，用以提高其离子电导率或粘附力。

通过调节两种单体的比例从而能制备具有一定粘结力和模量的粘结剂。

2.1 SBR的种类

丁苯橡胶乳液：由丁二烯和苯乙烯单体及其他功能单体聚合而成。

苯丙乳液：主要包含苯乙烯和丙烯酸酯两种单体，丙烯酸酯单体种类较多，常用的包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯等。酯基的存在，增加了binder与电解液的亲和性；另外，分子链中大量的电负性元素（具有孤对电子，在电场的作用下会不断与锂离子发生络合/解络反应，有利于锂离子的扩散），从而使低温性能突出。

丙烯酸酯类：又称纯丙乳液，一般会引入其他功能单体，如丙烯腈单体、含氟单体等，可同时满足电解液溶胀及电负性元素含量两个因素，因此具有很好的动力学性能。

2.2 SBR在石墨电极中的分布

在负极体系中，一般来讲CMC是会包覆于石墨表面存在，而SBR则是一颗一颗的分布于颗粒之间或者颗粒表面：

2.3 SBR面临的问题与挑战

针对目前对能量密度的需求，SBR及CMC在负极中的含量总和应不超过2wt%，因此对SBR的粘结强度提出了很高的要求，亟需提升SBR粘结力。

目前比较常用的导电剂，按照导电性能和价格排序：[/b]SP系列（如SP）<C系列（C45<C60）<导电石墨(如：KS-6)<350G<科琴黑EC系列（EC-300J）<科琴黑(ECP<ECP-600JD）<VGCF<碳纳米管。SP系列是最便宜的，是普通离子电池的首选，KS-6是SP的最佳拍档，其价格略高；350G与EC-300J相当，属于中高档导电剂。科琴黑ECP和ECP600JD，是目前做高端电池的首选，虽然价格比较高，但是性价比较高；VGCF和碳纳米管是最高端的产品，，市场是叫好不叫卖的产品，能用的起的厂家不多，而用的好的厂家更不多，相对而言，ECP-600JD的性能与VGCF较接近，价格比较适中，再加上厂家最近退出专门针对科琴黑ECP系列的分散剂，使其性能大幅提升，相信以后导电剂市场是SP，KS-6,科琴黑ECP系列唱主角。如何选用导电剂？这是我们在进行电池设计时要解决的一个重要问题，但是在解决这个问题之前，我们必须要明确用户对磷酸铁锂电池性能的具体要求，以电动汽车对磷酸铁锂电池的性能要求及经济要求为例，我们必须准确把握用户对产品各个方面的具体要求，并且用数据加以描述。根据用户的具体要求，我们才能设计出满足用户要求的磷酸铁锂电池，在设计的过程中，如何选用导电剂来改善电池的性能就是每一个设计人员必须解决的问题之一。

1. 根据正负极活性物质的粒径和形貌来选择导电剂。

为了在电极中形成有效地导电网络，必须如同上述导电网络示意图一样，要有导电节点，这些导电节点由导电石墨来充当，粒径最好和活性物质的粒径接近。要有导电支点，他们要像八爪鱼的触须一样和将活性物质颗粒吸在一起，因此，它们要有很细的粒径，要有链状的形貌，这些支点由SP-Li来充当最合适。要有支点与节点之间的连接导线，它们要有良好的导电性，要有线状的形貌，ECP,ECP-600JD，VGCF和碳纳米管正好符合这些要求。因此，为了在正负电极中形成有效地导电网络，必须加入具有不同粒径不同形貌特征的导电剂。

2. 根据电池的倍率性能要求来选择导电剂。

根据磷酸铁锂电池的用途，用户会提出不同的倍率要求，比如要求电池能够10C连续放电，20C脉冲放电等。这时我们要根据正负极活性物质粉料的电导率（这个数据以前大家都不重视，其实可以用四探针法进行测量，A123公司在其专利及发表的论文中首先提到到这一参数），用户对电池的比容量要求来选择导电剂。如果正负极活性物质的电导率低，为了实现高倍率，就必须选择高导电性的导电剂。在同时使用几种导电剂的情况下，就必须提高高导电性导电剂的比例。

3. 根据电池的倍率性能及高低温性能的要求选择导电剂。

在常用的导电剂中，碳纳米管不仅具有良好的导电性，还具有良好的导热性，同时还具有电双层效应。(它在锂离子电池中的作用在其他文献中有十分详尽的说明)特别是导热性，对于高功率型磷酸铁锂，当它在大倍率电流工作时，电池因内阻及极化的原因会放出大量的热，这些热量需要及时散发，否则会导致电池的安全事故。因此，对经常处于大倍率工作状态和高温工作状态的磷酸铁锂电池，提高碳纳米管导电剂的比例十分必要。VGCF和ECP-600JD其导热效果略低于碳纳米管，所以在分散碳纳米管遇到问题时，可以考虑ECP或者ECP600JD。

4. 根据电池的总成本要求来选择导电剂。

在上述常用的导电剂中，SP最便宜，其次是导电石墨，再其次是超导电炭黑350G和EC-300J，再后就是ECP和ECP600JD，最贵的是碳纳米管和VGCF，高达4000-5000元人民币一公斤。因此，在满足用户要求的前提下，为了尽可能降低电池的生产成本，要尽可能选用低价格的导电剂。

5. 根据离子传导能力要求选择导电剂。

为了改善电极的离子传导能力，电极必须具有良好的吸液能力和合适的孔隙率。这就要求我们选用比表面大，孔隙率高的导电剂。从上述常用导电剂技术规格表可知，SP-Li和ECP,ECP600JD、碳纳米管均具有这些特征。据我所知，ECP厂家在产品介绍书上特别注明了其：孔体积。可见他们对产品吸液能力和空隙率的看重。

6. 合理确定导电剂的加入量。

导电剂在改善电池的功率性能方面虽然具有重要作用，但是并非加入越多，电池的倍率性能就越好。瑞士特密高公司曾就导电剂的加入量做过专门实验，实验表明：当电极中导电剂的加入量达到8%时，再加入导电剂，对电池的倍率性能改进没有明显效果。

7. 在磷酸铁锂电池中，为了改善电池的倍率性能，导电剂最好混合使用；

现在比较流行的搭配为：SP和KS-6,350G和KS-6, SP和ECP或者ECP-600JD，其中高端电池以后者居多。

8. 为了达到最佳的效果，要控制好各种导电剂的比例，以形成有效地导电网络；

9. 要使各种导电剂形成有效地导电网络

必须使导电剂在磷酸铁锂电池浆料中分散良好。特别是SP-Li和碳纳米管、VGCF，ECP\ECP-600JD都是纳米级的材料，在范德华力的作用下，极易团聚，很难分散。要使各种导电剂分散良好，除了采用机械的方法外，还要注意分散的程序，并采用其他方法进行辅助。如分次添加、添加导电剂的顺序以及添加专用分散剂等。我了解过，添加了ECP专用分散剂后，其导电剂的添加量可以减少10~20%，性能可以提高10~20%。

10. 要验证导电剂在磷酸铁锂电池浆料中是否分散良好

一是看浆料是否会沉降分层，二是将浆料进行电镜分析，直接观测导电剂在浆料中的分散状况，观测导电网络的形成情况，三是检验浆料粘度的稳定性，分散良好的浆料，其粘度会保持稳定。

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