鋰離子電池化學為IC供應(yīng)商帶來新商機

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

各種類型的鋰離子化學電池在可充電電源市場占據(jù)較大的市場份額，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取得更多占有率，在電池市場持續(xù)快速成長。從筆記型電腦、醫(yī)療設(shè)備，到電動自行車(e-bikes)、油電混合車(HEV)、電動車(EV)以及飛機(如波音夢幻客機)交通運輸?shù)阮I(lǐng)域，鋰離子電池均可實現(xiàn)廣泛應(yīng)用。

根據(jù)Lux Research最新的調(diào)查報告，2013年行動應(yīng)用的能源儲存市場約有280億美元，預計將在2018年時成長至410億美元;其中，鋰離子電池將在許多行動應(yīng)用細分領(lǐng)域占據(jù)主導地位，預計在2018年時達到370億美元。就算你認為這些預測過于樂觀或存在較大誤差，也不能否認鋰離子電池帶來的強大的技術(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單：重量與容量。它比其它化學電池擁有3到10倍的能量密度，使它在應(yīng)用于許多情況時也非常具有吸引力。

這一切都為電池制造商帶來了諸多利益，但對于IC供應(yīng)商呢?盡管鋰離子化學具有種種優(yōu)點，但也存在技術(shù)與用戶方面的挑戰(zhàn)，透過先進的IC設(shè)計技術(shù)則可解決這這兩方面的問題。

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，以及無論是在正常操作模式與內(nèi)部電池芯或發(fā)生其他問題的情況。幾年前曾發(fā)生過筆記型電腦著火，原因就出在內(nèi)部電池芯發(fā)生短路所致;而不久前也才發(fā)生波音787夢幻客機電池起火燃燒的事件。

其結(jié)果是，這些電池需要仔細監(jiān)測其充電和放電時的動態(tài)、溫度及其他參數(shù)。更復雜的情況是鋰離子電池技術(shù)的另一個優(yōu)點：它有一個相對平坦的放電曲線，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。

了滿足這些需求，IC供應(yīng)商設(shè)計了專為鋰離子化學量身訂做的專用電池管理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(nèi)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，則可簡化BOM和產(chǎn)品組裝。

IC供應(yīng)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。這個問題十分嚴重，特別是針對高階產(chǎn)品的備用電池可能賣到幾百塊錢，但你卻可以從網(wǎng)路上或水貨市場用一半的價格買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間后，化學能力下降、機械結(jié)構(gòu)故障以及內(nèi)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。

為了解決這個問題，鋰離子電池與電池組供應(yīng)商已經(jīng)與IC供應(yīng)商合作，共同開發(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(zhàn)-反應(yīng)協(xié)議，甚至是類似于使訊息內(nèi)容更安全的加密技術(shù)。無論他們選擇怎么做，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，同時提供電池管理與認證。

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