苹果iPhone16电池为什么要用全钢壳包裹?软包和钢壳有什么区别?

彧爸不的生活 2024-10-24 02:39:50

关于苹果 iPhone 16 电池为什么要用全钢壳包裹?很巧合的是,这一话题与黎巴嫩传呼机爆炸事件的时间撞在一起,很多抖机灵的人利用“恐惧’情绪来博取流量。诺贝尔奖获得者丹尼尔·卡尼曼在《思考,快与慢》中提到,尽管恐怖袭击的发生概率远低于汽车事故,人们依然对恐怖分子感到恐惧。即便他是一位心理学家,对恐惧机制有深刻的理解,开车时仍会下意识躲避看似危险的人。

01 钢壳电池的偶遇

早在两年前我已经见到该款电池样品,当时只是单纯觉得金属外壳好看,做电池开发已经蛮无聊的,但能把电池做成艺术品,还是比较有意思的事情。实际上,钢壳相应的体系、设计和制造开发布局就需要再往前追溯1-3年,因此钢壳电池的开发并不是心血来潮做出来的,而是有规划的逐步布局。

当时一个不锈钢壳体的价格甚至比一颗手机电池都昂贵,能达到30-60美元这样夸张的价格。有的人会质疑凭什么那么贵?首先,它是不锈钢;其次是需要把厚度大概在50-130um之间。现在有作业可抄,大家会觉得没有什么难度,但放当时没有一家不锈钢厂家愿意去生产制造这种规格的产品,更别说配套的设备。消费电子市场的体量太小了,尽管单价毛利率会很高,但跟基建、房地产的用量相比,仍显得微不足道,真是鸡肋,食之无味弃之可惜。

关于苹果iPhone 16 电池为什么要用全钢壳包裹?我看了某乎上一些高赞回答,确实让人哭笑不得。不过专业的事情还是需要交给专业的人来说明。早先我在文章消费电子或将再次迎来“可拆卸电池”说过为什么Watch使用钢壳结构,关于iPhone本文将继续深入探讨。

02 为什么使用钢壳电池 — 法律法规

一方面是法规问题,欧盟的很多产业都是处于弱势状态,所以经常会搞一些法规来限制国外企业,如type C接口转换成USB接口。便携式电池可替换这个议题已经被提起很多年,像苹果这样手机是全球业务的公司,必然会提前布局相关产品的研发和迭代,突然的产品变更对于苹果来说几乎是不可能的情况,处于苹果供应链的企业应该都很清楚的。

电池若是可置换,那么就要考虑到包装的安全可靠性。传统的铝塑膜是有尼龙层+铝层+PP层的三明治结构,尼龙层负责避免刮、划;铝层阻碍水汽;PP层防止腐蚀和壳体粘接。材料本身偏向塑料性质,没有太好的支撑强度,搭建较好的保护框架,确保内部裸电芯不受循坏。因此,不锈钢壳体的使用,能够很大程度减少拆、换电池时的意外风险。

从苹果通过技术创新,将电池固定在电池仓的背部胶,由以往的拉胶变成现在的“导电胶”,施加电压后能够消除背胶的大部分粘性,使得电池更加容易从电池仓拆卸下来。这个新背胶是我个人觉得比较有意思的点,有传闻由德国Tesa提供,通过树脂和化合物一起构成,在电场作用下化学键被打开,因此粘性减弱,有了解细节的朋友可以在评论中详细解答。

新背胶的使用也表明苹果在可置换电池上,确实在进行一些布局。在iPhone 16不同型号上分别使用背胶和钢壳技术,而不是叠加使用,本质上还是想搜集不同技术路线在市场端的数据反馈。

03 为什么使用钢壳电池 — 能量密度

另一方面是提升能量密度,消费类电池和动力类电池不一样,电池的形状、尺寸都是十分受限的。电池在手机中尽管占据很大空间,但他的优先级却排在很靠后,远不如摄像、屏幕等重要。苹果的电池能量密度每年仅以2-3%的程度增长,近几年的手机的电池发展则是:软包卷绕—软包叠片—软包异形叠片—钢壳异形叠片,工艺是一个比一个贵,能量密度也逐步提高。为什么钢壳电池会比软包电池的能量密度更高呢?关键点就在包装外壳的材料不同,致使封装工艺不同,间接导致钢壳在相同尺寸下具有更多有效空间来装载电极。这边我想提两个位置来提高有效空间:电池左右两边的双折边和顶部封印。

双折边,铝塑膜的密封依靠两PP层软化粘接在一起,粘接起来的区域叫有效封印区域。这个有效封印区域可以折也可以不折,可以折一次也可以折两次,不同的方案都有它的设计语言和逻辑存在。封印区域是有宽度要求,避免在使用过程中破损、漏液和水汽进入。这段额外的宽度会降低电芯整体的能量密度,因此通过折边把有效封印从宽度方向向高度方向翻折,减少宽度具体,而高度保持不变,折边的好处就是能够提高电芯体积能量密度。折两次比折一次体积能量密度更高,当然也有其他因素的考量就不细细展开。钢壳电池则是通过激光焊接完成,拥有更小的封印宽度,同时更好的封装强度。

顶部封印,电池都是有正负两个金属极耳,铝塑膜+金属+铝塑膜是无法严实密封上,因此在极耳有个Sealant来协助密封。这部分区域造成空间浪费,对于软包电池又是必须的结构。对比钢壳电池,正负极耳是直接焊接在极柱上,头部能够利用的空间明显多余软包电池,通过提高有效空间,装入更多的活性物质来提高容量,这是苹果为什么要使用钢壳的主要原因之一!

大家不要以为钢壳就意味着包装厚度增加,消费电池是十分看重电池厚度的,体积能量密度都是以微米为单位,一点一滴的抠出来,钢壳和铝塑膜的厚度本质上并不会差太多。其他手机供应商是否会跟进钢壳电池技术?我个人觉得会,但比较难,因为相应厚度的钢壳已经被提早专利布局了,壳体太厚或太薄对于钢壳结构都没有意义,值得使用的厚度区间就那么点。这种商业玩法确实很值得国内企业学习,特别是现在都在讲究出海的时候。如何引导技术方向?如何保持竞争力?是很多管理者需要思考的问题。

0 阅读:11

彧爸不的生活

简介:感谢大家的关注