鋰離子電池化學(xué)為IC供應商帶來(lái)新商機

鋰離子充電電池的優(yōu)點(diǎn)取決于充電/放電管理與安全性所需的技術(shù)成本，而這也為類(lèi)比與電源IC供應商帶來(lái)新商機。

各種類(lèi)型的鋰離子化學(xué)電池在可充電電源市場(chǎng)占據較大的市場(chǎng)份額，這已經(jīng)不是新聞了。鋰離子電池正從鉛酸電池(SLA)、鎳氫電池(NiMH)與鎳鎘(NiCd)電池等既有電池市場(chǎng)取得更多占有率，在電池市場(chǎng)持續快速成長(cháng)。從筆記型電腦、醫療設備，到電動(dòng)自行車(chē)(e-bikes)、油電混合車(chē)(HEV)、電動(dòng)車(chē)(EV)以及飛機(如波音夢(mèng)幻客機)交通運輸等領(lǐng)域，鋰離子電池均可實(shí)現廣泛應用。

根據Lux Research最新的調查報告，2013年行動(dòng)應用的能源儲存市場(chǎng)約有280億美元，預計將在2018年時(shí)成長(cháng)至410億美元;其中，鋰離子電池將在許多行動(dòng)應用細分領(lǐng)域占據主導地位，預計在2018年時(shí)達到370億美元。就算你認為這些預測過(guò)于樂(lè )觀(guān)或存在較大誤差，也不能否認鋰離子電池帶來(lái)的強大的技術(shù)與產(chǎn)品優(yōu)勢。

鋰離子電池迅速獲得普遍采用的原因很簡(jiǎn)單：重量與容量。它比其它化學(xué)電池擁有3到10倍的能量密度，使它在應用于許多情況時(shí)也非常具有吸引力。

這一切都為電池制造商帶來(lái)了諸多利益，但對于IC供應商呢?盡管鋰離子化學(xué)具有種種優(yōu)點(diǎn)，但也存在技術(shù)與用戶(hù)方面的挑戰，透過(guò)先進(jìn)的IC設計技術(shù)則可解決這這兩方面的問(wèn)題。

技術(shù)方面：鋰離子電池需要特殊處理與照顧，包括在充電、放電或甚至不使用時(shí)，以及無(wú)論是在正常操作模式與內部電池芯或發(fā)生其他問(wèn)題的情況。幾年前曾發(fā)生過(guò)筆記型電腦著(zhù)火，原因就出在內部電池芯發(fā)生短路所致;而不久前也才發(fā)生波音787夢(mèng)幻客機電池起火燃燒的事件。

其結果是，這些電池需要仔細監測其充電和放電時(shí)的動(dòng)態(tài)、溫度及其他參數。更復雜的情況是鋰離子電池技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)：它有一個(gè)相對平坦的放電曲線(xiàn)，輸出電壓維持與標準電池放電十分接近。這使得它很難評估實(shí)際的電池的充電狀態(tài)，并往往需要額外的補償溫度和其他變量。

了滿(mǎn)足這些需求，IC供應商設計了專(zhuān)為鋰離子化學(xué)量身訂做的專(zhuān)用電池管理IC──但由于其復雜度以及測量精度的要求，其ASP略高于其它IC。

其中有些IC提供內部記憶體，可用于搭配充電/放電演算法至特定電池組。其他高階產(chǎn)品包括所謂的“通用”IC，原則上可處理多種化學(xué)成分。這些IC往往成本較高，但如果終端產(chǎn)品提供不同的電池技術(shù)和成本選擇，則可簡(jiǎn)化BOM和產(chǎn)品組裝。

IC供應商的另一項商機則是協(xié)助OEM避免使用不合格或仿冒的鋰離子電池組。這個(gè)問(wèn)題十分嚴重，特別是針對高階產(chǎn)品的備用電池可能賣(mài)到幾百塊錢(qián)，但你卻可以從網(wǎng)路上或水貨市場(chǎng)用一半的價(jià)格買(mǎi)到幾可亂真的備用電池。但這些仿冒電池組在運作了一段時(shí)間后，化學(xué)能力下降、機械結構故障以及內部安全功能不足，都可能導致電池的使用壽命縮短，或嚴重威脅到用戶(hù)。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，鋰離子電池與電池組供應商已經(jīng)與IC供應商合作，共同開(kāi)發(fā)可認證電池組的各種技術(shù)，包括使用的嵌入序列號、挑戰-反應協(xié)議，甚至是類(lèi)似于使訊息內容更安全的加密技術(shù)。無(wú)論他們選擇怎么做，電池組中都需要存在IC，產(chǎn)品中可能還需要另一顆IC。它可能是一款安全IC，或是嵌入更昂貴的組合IC中，同時(shí)提供電池管理與認證。

對于IC供應商來(lái)說(shuō)，鋰離子電池化學(xué)帶來(lái)了機會(huì )。幾乎每一家以類(lèi)比/電源IC為主要產(chǎn)品線(xiàn)的供應商都提供了一系列的充電/放電管理元件。即使是在主流類(lèi)比/電源領(lǐng)域知名度較小的利基廠(chǎng)商也是如此。這些具前景的IC是否能掌握鋰離子嚴格的性能要求呢?一切都還有待觀(guān)察。