TWS耳機發(fā)展至今日,已經(jīng)慢慢地延伸出各種實用的功能:降噪、錄音、游戲模式等等,為了支撐這些功能的正常運行,TWS耳機電池的重要性日益凸顯,TWS耳機內部結構精密,空間狹小,對電池的要求高,同時電池也決定了上述功能能否完美運行。
TWS耳機由于采用了無線連接方式,因此兩只耳機內也均需要使用電池為內部器件供能。耳機內部搭載的電池根據(jù)種類分為軟包電池和鋼殼電池,軟包電池可以做成多種形狀,契合耳機外形;鋼殼電池根據(jù)耳機的外形又分為鋼殼針形和鋼殼紐扣形狀。其中,鋼殼扣式電池應用較為廣泛,鋼殼針式電池僅有少數(shù)產品采用。
鋼殼扣式電池在TWS耳機中的運用
鋼殼扣式電池的優(yōu)勢在于產品一致性好,且不會在充放電循環(huán)中出現(xiàn)鼓脹問題,無需為電池預留膨脹空間,從而可以設置更大的電池容量;鋼殼扣式電池堅硬的鋼殼,可實現(xiàn)自動化裝配,在裝配中還對電池可以起到很好的保護作用,防止裝配時對電池造成擠壓或者劃傷,影響到電池的使用壽命。
目前市面上,主流的鋼殼扣式電池普遍使用機械強度較高的鋼殼來取代鋁塑膜封裝,相較軟包電池較重,成本也較高。因此從成本角度考慮,品牌往往會更傾向于選擇軟包電池作為TWS耳機的內置電池,此前市場上采用鋼殼扣式電池的TWS耳機產品主要為旗艦機型。但隨著工藝的進步與鋼殼扣式電池的優(yōu)勢日益凸顯,市面上越來越多的TWS耳機開始選擇鋼殼扣式電池。
我愛音頻網(wǎng)在2023年拆解過的產品中,就有漫步者Lolli3 ANC、漫步者TWS5 PRO、倍思Bowie M2s、華為Free Buds 5、LG TONE Free T90Q、Haylou GT7、華為FreeBuds Pro 2+ 、vivo TWS 3 Pro、科大訊飛iFLYBUDS Air、飛傲FiiO FW5、Jabra Evolve2 Buds、小天才耳機E3等19款耳機使用了鋼殼扣式電池作為內置電池。
市場上銷量破億的蘋果AirPods Pro系列TWS耳機采用的就是鋼殼扣式電池,型號CP1154 A3HOC 紐扣鋰電池,德國制造,3.7V。
三星Galaxy Buds2 Pro耳機內部采用了鋼殼扣式電池,型號:NS1250,尺寸:12mm(直徑),5.0mm(厚度),額定電壓:3.85V,額定容量:58mAh。來自三星SDI株式會社。
第三代鋼殼扣式電池的迭代
鋼殼扣式電池從問世到眾旺德的第三代鋼殼扣式電池誕生為止,已經(jīng)經(jīng)過了三次的迭代,在工藝與技術上面都有很大的差異。
第一代鋼殼扣式電池以鉚合結構為主,以瓦爾塔為主要代表,其鉚合結構的鋼殼扣式電池被知名品牌如蘋果、三星、谷歌、亞馬遜等廣泛采用,是第一代鋼殼扣式電池即以鉚合結構為主的鋼殼扣式電池的典型。
第二代鋼殼扣式電池主要以疊片結構為主,代表公司為紫建電子,其LIR ZJ1254C21C、VDL 1240H等代表型號的鋼殼扣式電池,受到了森海塞爾、Audio-Technica鐵三角、LG等知名品牌的使用,是疊片式結構的鋼殼扣式電池的典型。
第三代鋼殼扣式電池即眾旺德第三代鋼殼扣式電池,采用與之前不同的激光柱式結構,擁有能量密度高、生產效率高等特點。
鋼殼扣式電池市場痛點:專利問題
相較于軟包電池,鋼殼扣式電池的優(yōu)點顯而易見,但為何各大品牌仍然選擇軟包電池居多?其實成本問題并不是主要原因,專利問題才是阻止鋼殼扣式電池普及的最大障礙。目前市面上常見的鋼殼扣式電池,大多數(shù)的專利都來自國外,國產電池廠商鮮少持有鋼殼扣式電池專利,沒有專利,產品無法有效滿足全球銷售的需求。
以德國VARTA為例,僅在2021年,VARTA就在全球擁有460多項專利和實用新型專利,超過四分之一的專利已經(jīng)在產品中實現(xiàn)落地,另外大約四分之一可以隨時進行批量生產,其專利實力非常強大,在鋼殼扣式電池領域廣為人知。
VARTA擁有扣式電池設計、構造以及各類生產工藝相關的多項專利,涵蓋了從電池化學成分的配方,到生產環(huán)節(jié)的多個初步階段或半成品部件階段,以及扣式電池的最終成品階段。此外,VARTA還擁有扣式電池后續(xù)組裝和裝配防爆阻燃裝置的專利。
全球市場上鋼殼扣式電池專利封鎖嚴峻,電池廠商面臨重大挑戰(zhàn),如果使用了國外專利的鋼殼扣式電池,每售出一只耳機就需要附加高額的專利費,而不附加專利費將面臨違法的風險。因此在鋼殼扣式電池上,電池廠商面臨著捉襟見肘的境地,迫切需要有專利來打造真正具有全球銷售生產能力的鋼殼扣式電池。
突破封鎖桎梏,眾旺德鋼殼電池已獲歐洲15國發(fā)明專利
就在近日,我愛音頻網(wǎng)了解到,一家來自廣東中山的電池廠商——眾旺德新能源科技有限公司,成功獲得了鋼殼扣式電池的發(fā)明專利,其研發(fā)的鋼殼扣式電池,目前已取得歐洲15國的發(fā)明專利,其它國家的發(fā)明專利也在同步申請中。
與傳統(tǒng)鋼殼扣式電池上下金屬鋼殼+塑膠密封的封裝方式不同,眾旺德的鋼殼扣式電池開創(chuàng)性的采用了鋼殼+激光焊密封的封裝方式,擁有著更加優(yōu)秀的空間利用率和能量密度,最重要的是,眾旺德成功打破了專利的限制,造出了目前國內首款獲得發(fā)明專利的鋼殼扣式電池。
眾旺德第三代鋼殼扣式電池——依托專利、技術加持
眾旺德鋼殼扣式電池產品系列特點:生產采用特有裝配工藝;蓋體極柱處高度影響小,內腔空間利用率更高,相較同規(guī)格電池能量密度更高;同時卷芯采用多極耳結構具有更小的內阻;產品運用上規(guī)避了專利風險,開拓了一條全新技術路線。
眾旺德第三代鋼殼扣式電池產品優(yōu)勢
電池結構與上下蓋鉚合結構扣式電池相比,鉚合結構扣式電池殼體為三層壁厚,上下直徑不一致,眾旺德扣式電池殼體為單層壁厚,規(guī)則圓柱狀,殼體空間利用率高,能夠充分利用空間提升能量密度。
與疊片結構扣式電池比較,疊片生產效率低,眾旺德扣式電池為卷繞結構,生產效率高,工藝可量產性強,能充分發(fā)揮設備自動化水平。
與軟包結構扣式電池比較,軟包扣式電池外觀尺寸不規(guī)范,封邊處所占空間較大,不利于能量密度提高,眾旺德扣式電池外殼為鋼殼,外形尺寸一致性好,能量密度高。
與市場上其它鋼殼扣式電池相比 ,眾旺德第三代鋼殼扣式電池采用獨有的鋼殼激光焊密封+注液孔密封的封裝方式,以及多極耳的卷芯結構,使電池具有更好的結構密封性,更優(yōu)的性能及更高的能量密度。
鋼殼扣式電池品質管控能力
眾旺德的鋼殼扣式電池在物料質量、成品可靠性質量管理方面建立了獨立的測試中心,分別由物理、化學分析,成品環(huán)境測試、安全、循環(huán)五大實驗室組成。配備齊全的原材料及成品檢測分析設備,成品滿足國標、國際標準要求。為原材料檢測與控制、成品性能測試提供全方面的檢測分析及品質保障。
在生產過程質量管理方面實現(xiàn)關鍵過程質量參數(shù)100%在線精準檢測,產品在線檢測分別經(jīng)過涂布面密度X-RAY/β-ray在線全檢、輥壓極片激光測厚在線全檢、極片與卷芯CCD全檢、自動裝配視覺檢測系統(tǒng)、絕緣墊CCD全檢、高壓短路測試全檢、注液量全檢、出貨電壓內阻全檢等檢驗,保證產品的質量過關。
鋼殼扣式電池生產制造能力
眾旺德高品質的鋼殼扣式電池,采用高規(guī)格、自動化、信息化設備進行鋼殼扣式電池的制造生產。制造關鍵過程實現(xiàn)自動化生產,從電芯自動投料、涂布、自動分條、全自動制片卷繞、全自動裝配、全自動注液封口、全自動OCV功能檢測。這一系列定制化與聯(lián)合開發(fā)的自動化設備,使得眾旺德第三代鋼殼扣式電池能夠高效、保質生產。
鋼殼扣式電池對比于目前市面上主流的軟包電池,有著尺寸一致性好,不需要刻意預留膨脹空間;產品組裝時聲腔一致性居中分布,F(xiàn)R和ANC曲線一致性好,對于制造良率有保障,對于TWS耳機來說,鋼殼扣式電池優(yōu)于其他電池品類,蘋果、華為、OPPO、vivo、科大訊發(fā)、漫步者等眾多品牌旗艦TWS耳機產品均采用鋼殼扣式電池。礙于成本問題與專利問題,其背后帶來的隱患往往使得各大品牌廠商望而卻步,使得鋼殼扣式電池暫未全面普及。
眾旺德作為智能穿戴領域電池制造商,對鋼殼扣式電池研發(fā)設計生產投入很大,使得成功研制出擁有發(fā)明專利的第三代鋼殼扣式電池,所生產的鋼殼扣式電池,目前已取得歐洲15國發(fā)明專利、其他國家的發(fā)明專利同步申請中,期待眾旺德鋼殼扣式電池能夠獲得更多品牌產品采用。