尼吉康新推出的小型鋰離子可充電電池為什么可以循環25000次

隨著物聯網產品向著小型化發展，采用的電池也越來越小，但是用戶也不希望待機時間變短，而且要求充電速度越拉越快，這就迫使元器件廠商在電池技術的研發上不斷下功夫，實現突破。下圖是尼吉康帶來的手機觸控筆應用案例，通過左側的觸控筆，用戶可以在非接觸的條件下控制手機界面，能夠完成翻頁、上滑、下滑、返回等功能。

左側的觸控筆采用的就是尼吉康的電池產品。尼吉康電子貿易（上海）有限公司董事兼副總經理毛繼東先生介紹，“尼吉康成立于 1950 年，在過去 69 年的發展歷程中，我們一直致力于電解電容器產品的研發，每年都有新產品推出，今年我們帶來的是小型鋰離子可充電電池，這款電池可以循環 25000 次?！?按照每天充電一次計算，這款電池可以用近 70 年，如果不考慮其他元器件的壽命，這款產品一輩子都不需要換電池了。

小型鋰離子可充電電池：高功率輸出、長壽命、高能量密度

一直以技術研發作為企業的驅動力，尼吉康研發這款小型鋰離子可充電電池是出于技術需求。

眾所周知，電池對能量密度要求比較高，EDLC 的功率密度較高，鋰離子可充電電池能量密度較高，小型鋰離子可充電電池處于功率密度和能量密度的交差點（圖中的紅色部分），它的能量密度沒有鋰電池的能量密度高，接近鎳氫電池，但是它的能量密度接近 EDLC（電氣二重層），功率＝電流＆times；電壓，因此它的出入力功率比較大。

將三種電池進行對比，小型鋰離子可充電電池的能量密度優于 EDLC，功率密度可達到 3kW／kg，優于電池。一般的手機、純電動汽車電池使用 2－3 年后，衰減就非常嚴重，電池循環壽命在 3000 次以下，該款新型電池的充電壽命可循環 25000 次。更重要的是，小型鋰離子可充電電池無由熱失控引起的發熱、著火現象，因此安全性更高。

經過測試，小型鋰離子可充電電池在 25000 次充放電后，容值達到最初的 80％以上，衰減小于 20％。

在充電速度上，充電非?？?，如上圖，1C 是 60 分鐘充放電一次，20C 是 3 分鐘充放電一次，10C 是 6 分鐘充放電一次，可以看出，該款電池可以實現 3 分鐘內全容量約 80％的超急速充電，還可以通過 20C 實現超過全容量 90％的超急速放電，而且在零下 30 攝氏度下也可以正常使用。

關于安全性，在壓壞、針刺、外短、過充電、強制放電環節，小型鋰離子可充電電池均不會發生爆炸和起火現象，毛繼東的解釋是，“我們使用了超高安全性的 LTO 材質，LTO 表面由于相變化阻抗變高，只有微量電流通過，內部短路電流小，表面不會發燙；而且 LTO 產品在高速充電、低溫、長期循環時也不會得到 Li 析出電壓。對比普通的鋰電池，其負極材料是石墨，內部短路電流很大，當電壓放到 0V 以下，會有鋰離子析出，這些鋰離子會通過絕緣體移動倒正極后，電池就會發生內部短路，而小型可充電鋰電池的放電電壓不會降低到 0V，因此不會出現內部短路的問題?！?/p>

長壽命、高安全性、急速充放電，這幾個特征使得小型鋰離子可充電電池可以在物聯網設備、可穿戴設備、智能電表、筆記本電腦和遙控器等上面發揮更大的作用。

超小充電方案：采用了特瑞士半導體株式會社的超小型外殼中封裝的 LDO 低壓差線性穩壓器和線路開關，可以向直徑 3x7 超小型鋰離子可充電電池做省空間的 CCCV 充電。

持續深耕電容器產品，實現 150 度的超高耐熱

尼吉康每年都會針對電容器做技術更新，今年的新技術有三個方向，第一是鋁電解電容器的異常電壓的應對技術，此技術將異常電壓對應保證溫度從以往的常溫（15－35℃）提升至最高使用保證溫度（105℃），在常溫范圍（15－35℃）中使用的話，最高對應異常電壓從以往的 450V 提升到 500V；第二是，高壓用鋁電解電容器低溫特性改善，通過改善低溫特性，抑制電容器在低溫中的性能低下，大大改善了 120Hz 下的容量變化率，阻抗比，以及 ESR 等性能；第三是 105℃ 800V 對應電解液開發，用于工業變頻器、高雅電源轉換裝置。通過和三重大學合作，尼吉康利用其有機合成技術，開發出一種新型電解液，可以在 105℃的高溫下承受 800V 以上的電壓，并正致力于相關大型電容器開發。

從產品來看，混合鋁電解電容器高耐熱 GYD 系列，通過改善高分子的形成過程，建立即使在高溫環境下也能抵抗劣化的聚合物形成技術，實現難以在超高溫環境下蒸發并且與高分子匹配性高的電解液組成，150℃高溫下可以工作 1000 小時；混合鋁電解電容器 GYA 的耐久性升級到 125＆ordm；C4000 小時，GYB 升級到 105＆ordm；C10，000 小時；高分子鋁電解電容器 PCM 系列的耐久性升級到 125？C 8000h，PCZ 系列的耐久性達到 150＆ordm；C2000 小時；芯片型鋁電解電容器正在開發 150？C2000h 的新產品；引線型鋁電解電容器 UXY 系列，可以做到業界最高 40G 耐振性能。

能夠看出，最新的電容器在耐久性和抗高溫方面進行了很大的改善，那么，150＆ordm；C 產品的具體應用在哪里？毛繼東解釋，“我們實現 150＆ordm；C 是封口橡膠塞高分子材料密度提高的層級和電解液高溫穩定不易蒸發的環境下實現的。主要針對兩個市場，第一是新能源汽車，有人認為從內燃機變成電機以后，溫度降低了，其實中間還有混動階段，不管強混還是弱混，都有兩套系統，一套是燃油系統，一套是電氣系統，同時工作起來，溫度只會比以前更加高，而且新能源汽車電池質保時間更長，把電池溫度耐受提高到 150＆ordm；C，穩定續航時間也更長；第二是通訊，對比發現，汽車還能處于休息狀態，但是基站需要 24 小時工作，很多基站為了做防塵處理沒有風扇，完全處于一個密閉空間中，因此環境更加惡劣，必須將耐受溫度提高到 150＆ordm；C，才能保證數據穩定使用。

宿遷工廠進一步擴大，確保本地服務和供貨交期

尼吉康在日本設有 7 個工廠，其中富田工廠和大町工廠做原材料，負責鋁箔加工；巖手工廠、大野株式會社以及大野第二、第三工廠做鋁電解電容器，導電性高分子鋁電解電容器和混合鋁電解電容器；草津株式會社負責薄膜電容器。除此之外，尼吉康還在馬來西亞、中國無錫和宿遷設有工廠，并且宿遷工廠正在擴建中。

“大家四年前去參觀宿遷工廠一定有一個感受：好大的一片地，只有一棟房子?！蹦峒抵晔綍珉娙菔聵I本部事業戰略室長山本俊哉指出，“其實剩余的地早有規劃，明年在這個生產基地會生產新能源汽車薄膜電容器。有這樣的規劃，是因為全球的新能源汽車市場中，中國市場發展最快，出貨量最大。目前，宿遷工廠所生產的固態高分子電容器已經用于很多主板、筆記本電腦，以及各種充電器中。另外，汽車客戶要求我們增加產能，滿足他們的市場需求，同時他們要求供應商必須有兩個及以上附屬生產基地，來確保在緊急情況下的穩定供給?！?/p>

關于宿遷工廠的建設規劃，山本俊哉表示，明年新工廠和生產車間建設好以后，這塊規劃用地就建好了一半。我們非?？春弥袊的茉雌囀袌龅陌l展，在 2018 年 8 月，我們就取得了 IATF－16949 汽車生產線的認證，完全可以滿足汽車產品的生產需要。
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