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华为锂电池专利:在锂离子电池中加入石墨烯辅助散热

2018-10-12 17:19:47     来源:EDN电子技术设计

据相关媒体曝光,华为近日在国家知识产权局申请了一项锂电池的发明专利。通过这项专利,华为能够有效增快电池充电速度,并且应用到新手机上面。早在之前,就有消息爆料华为Mate20系列将会搭载Super Charge 2.0,将会为华为Mate20系列带来更快的充电速度。而此次华为的锂电池专利将会逐渐应用到旗下手机,目前并不知道两者之间是不是有所关联。

华为锂电池专利:在锂离子电池中加入石墨烯辅助散热

但从华为Mate20系列发布会在即的情况来看,华为这次的专利技术很有可能将会应用在后续机型上面。


华为这次的锂电池专利主要是针对锂电池的材质进行改善,加入了硅材料,相较于传统石墨电池,华为的新型电池将会更耐用。而其中的氮掺杂碳材料可以在特殊环境下保持高导电特性,从而实现快速充电。


快速充电技术还是延续了Super Charge的低电压高电流的方案,区别开市面上高电压低电流(高通QC3.0快充),华为的快速充电也能快充,保证充电效率。


华为在电池技术上的研究,早已不是新闻了。


此前,华为中央研究院瓦特实验室在第57届日本电池大会上,宣布在锂离子电池领域实现重大研究突破,推出业界首个高温长寿命石墨烯基锂离子电池。消息一出,立刻引爆网络舆论,各种不靠谱的褒奖纷至沓来。


其实,华为所谓的业界首个高温长寿命石墨烯基锂离子电池只是在锂离子电池中加入石墨烯辅助散热,并不是用石墨烯取代石墨做负极提升电池的能量密度。


由于对石墨烯电池的定义非常模糊,无论是在电极材料中加入石墨烯材料,还是将石墨烯作为导电剂,甚至只要电池中加入了石墨烯材料,都会被冠名为"石墨烯电池"。


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但实际上,无论是在电极材料中加入石墨烯材料,还是将石墨烯作为导电剂添加,或者如华为上次在锂离子电池中加入石墨烯辅助散热,这些所谓的石墨烯电池的充放电过程是通过锂离子的迁移来实现,本质上依旧是锂离子电池,所谓的石墨烯电池并非像网络流传的那样是对锂离子电池的颠覆。


使用石墨烯作为导电剂促进快充放,由于正极和负极依旧和普通锂离子电池没有什么不同,因此在能量密度上不会有多少提升。因而这项改进对于提升智能手机等电子产品用户体验的意义有限,更多是瞄准气候炎热地区的通信基站对电池耐高温和散热方面的需求。


话说回来,本次华为在电池材料中引入高能量密度的硅基材料体系,和上次的"首个高温长寿命石墨烯基锂离子电池"类似,都是对于现有锂离子电池技术的改进,而非颠覆。


不过,本次改进的幅度,要比上次炒作石墨烯电池要大一些,因为这项技术确实是能够提升锂离子电池的能量密度。


华为本次的做法,其实是往锂离子电池的电极中掺杂硅基材料,由于硅的理论容量是石墨的将近10倍,即便只是在电极中掺杂硅基材料,而不是完全使用硅基材料,即便实际工业产品相对于理论峰值要打一个折扣,但这也有助于提升现在锂离子电池的能量密度。


不过,必须说明的是,在锂离子电池中加入硅基材料,并非华为原创,华为更多是跟踪外商进行研发。


而且在研究进度上,日本企业已经取得了很多进展,甚至已经有了商业产品,比如特斯拉Model 3就采购了日本松下的电池,这种电池的电极加入了约有10%的硅。根据日本企业的介绍,这种电池在充放电效率、容量、寿命、安全性等方面,相对于传统锂离子电池具有比较优势。

华为锂电池专利:在锂离子电池中加入石墨烯辅助散热

另外,研究室的实验品与商业产品有很大的差异,研究室在科研环境中,可以不考虑成本,严格控制实验场景,以求得想要达到的实验数据。但在工业生产中,必须充分考虑成本,以及各种可能的干扰项。换言之,能做出实验品和做出工业品有相当大的差距。


目前,华为仅仅有一个电池研发团队,并没有真正的产业化能力,毕竟在实验室可以做出很多天花乱坠的技术,但在工业化量产后就未必能做到了。何况新技术、新产品往往需要一系列组合专利做支撑。一些媒体因为华为申请了一个专利,就做"电池革命"、"华为将推出超高速充电技术"等报道,未免异想天开,过度解读了。


铁流认为,本次华为曝光的专利,研究方向显然比上一次的“石墨烯”电池更加靠谱,具有提升锂离子电池能量密度的期待可能性。


不过,媒体现在就因华为曝光一项专利,就做华为开启"电池革命"的解读,未免见风就是雨。我们肯定华为在锂离子电池改进上紧跟国际潮流,取得一定技术进步的同时,也不宜因为打了华为或中国的标签,给予有失客观的过高评价。


(本文综合整理自中关村在线、铁流公众号)

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