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3分钟充电80%,三星的S Pen手写笔是如何做到的?

2019-11-20 09:11:39 黄烨锋 阅读:
我们在前不久于日本千叶举办的CEATEC 2019展会上,尼吉康展位看到的一枚形似电容器的东西——它就是为这代S Pen供电的电池。这的确是一枚“小型锂离子可充电电池”,而如去年的Galaxy Note 9所用S Pen选择的则是EDLC,即电气双层电容器。
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现场展示中,有个尚未定名的“超高温度品”(现场似乎也还未有实物),是个贴片型电容器。其特点在于可以做到150℃ 2000小时保证——竞品很多也能达到这个温度,但使用时间保证基本上都是1000小时;这款产品规划中是明年10月份开始量产。JHsednc

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UCM系列(贴片型)主打的是小型长寿命,其技术特色在采用薄的电解纸、高倍率阳极箔和薄的阴极箔——以实现小型化;采用新规电解质——以实现高温化JHsednc

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UCH系列(贴片型)的125℃,已经达到车规级;这个系列的特色是高可靠性,以及低温下的ESR相比更早的产品,如UCZ系列,在-40℃条件下会有显著降低;所用电解质具备低蒸发特性,对电解液的特性做了调整JHsednc

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UXY系列(引线型),属于典型的车载产品;其铝壳底部有6个凹槽,据说这是尼吉康的独家技术,凹槽能够紧紧锁住素子,即便产生振动,引线也不会断——尼吉康宣称这款产品具备业界最高的耐振动性能,可抗最大40G加速度;JHsednc

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牛角型产品的个头都比较大,上图个头较大的这个即牛角型电容器,主力应用于工业机器JHsednc

上面这些主要展示的是传统型铝电解电容器,即采用电解液为电解质的电容器产品。接下来是导电性高分子铝固体电解电容器了。这类电容器的主要应用领域是信息通讯、PC、游戏机等。原因在于,如前文所述,导电性高分子铝电解电容器具备高可靠性,耐高纹波、低ESR的特性。JHsednc

“许多PC厂商为了让基板看起来更高档,用上了特殊的颜色。比如我们有金色特别定制的,黑色的。”JHsednc

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华擎、技嘉等厂商的主板,都大量用到了尼吉康的导电性高分子铝固体电解电容器JHsednc

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PCM系列,“是行业中具备最长寿命的产品,还没有别家的产品能够达到125℃ 8000小时保证,先前行业之最是6000小时。我们做到125℃ 8000小时,主要是改善了封口橡胶的密封性,对内部材料做了重新的调整。”主要应用于汽车,其量产要等到明年4月份;JHsednc

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PCZ系列特点在150℃ 2000小时保证——这款产品已经于今年4月量产,不过这回尼吉康又特别增加了多种电压规格,包括16V、20V、50V、63V——工作人员介绍说是因为客户提出了更多需求;JHsednc

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这一板,就是传说中的混合铝电解电容器,其中GYA系列规格125℃ 4000小时;GYB则为105℃ 10000小时保证;GYC 135℃ 4000小时;在此基础上开发的GYD系列,150℃ 1000小时保证,“已经是行业最高标准,虽然别家也能做到这个数字,但这款产品的耐纹波电流特性是行业最出色的。”JHsednc

薄膜电容器:具备双重自愈能力

“和前面看到的电解电容相比,薄膜电容器寿命比电解电容器长得多,可以达到20年以上;另外在电压等级方面,电解电容电压比较低,薄膜电容则电压高;电解电容受温度影响大——在温度变化时,其容量、损耗率发生变化,而薄膜电容是非常稳定的。”尼吉康的工程师说。JHsednc

薄膜电容器广为人知的一个特性即自我恢复,“薄膜表面上,蒸镀了薄薄的金属层,是纳米级的金属层,作为电极。内部电解质一旦出现故障,通过瞬间的短路的能量,让周围的薄膜全部分散、蒸发掉了,这样的话就能恢复电容器原有功能。所以薄膜电容器一旦出现故障,它自身是可以解除的,这叫自愈型电容器。”JHsednc

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与此同时,尼吉康还在技术上为这种电容器加了“双保险”。“我们在薄膜电容器内部,为了可靠性又加入了保险丝结构。如果不产生动作的话,内部就有很多蜂窝状的熔丝。”借由保险丝,针对故障部分的电容器从电路中隔开,对电容器原本的特性几乎不会带来任何影响。也就有了“双重保障”。“作为后备保护,薄膜电容器的寿命得到了保证,也是我们产品寿命很长的重要原因。”JHsednc

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  • 我认识的国内供应商里几年前就推出了钛酸锂的电芯了,钛酸锂安全性,温度特性,倍率充放电是明显优于锂聚合物电芯的。但是之所市场上使用比较少,主要是钛酸锂能量密度低,电芯电压偏低。
黄烨锋
欧阳洋葱,编辑、上海记者,专注成像、移动与半导体,热爱理论技术研究。
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