合创资本张锐：TWS耳机扣式电池简述

本文来自微信公众号“合创资本”（ID:vinnocapital），作者：张锐，36氪经授权发布。

智能手机之后的现象级产品，如果有的话，那么应该是TWS耳机和电子烟了。电子烟相关政策还不明朗，今天先来聊聊TWS耳机。

过去5年TWS耳机的增长基本每年都是三位数，从2016年全球的918万台，到2020年多家机构的统计数据显示的2.33-3亿部销量（不同机构口径不同），这还只是品牌机。白牌规模一般估计为品牌的1.5-2倍左右，未来会逐渐萎缩。

一部品牌的TWS耳机，除了主芯片之外价值占比最高的应该是其中的电池了。去年TWS耳机界沸沸扬扬的某国际大厂起诉国内电池大厂的事件最终以和解告终，但今年又有几起类似的诉讼正在上演，且被诉对象已经开始重点针对初创公司了，这些诉讼案例让看起来不起眼的电池产品引起了广泛的关注。

一般来说TWS耳机结构复杂，电池约占成本10%-20%。不同TWS耳机的物理结构有所差异，以Airpods为例，其主要由主控芯片、电池、柔性电路板以及音频控制器等组成，其中电池成本占比约为20%。

TWS耳机含两只电芯，充电仓含一只电芯。每只耳机中含一只电芯，充电仓含一只电芯，因此一套TWS耳机共有三只电芯，其中耳机电芯有早期的针式电池和后期的方形软包、扣式软包及钢壳扣式电池，充电仓多为方形软包电池。相比而言，耳机电芯由于技术难度较高，价值量更高。

各类电池简图如下：

软包电池在能量密度、电芯形状与耳机壳体的匹配方面相比扣式电池，都存在一定的差距。目前苹果最新一代Airpods PRO已经从针式电池转向钢壳扣式电池。钢壳扣式电池（以下简称“扣电”）分为卷绕工艺和叠片工艺，卷绕工艺的扣式电池理论能量密度高于叠片工艺扣式电池，主要是因为叠片工艺生产的电池内部空间利用率低，降低了能量密度。同时叠片电池很难实现高速自动化生产，手工生产效率、良率比起卷绕式扣电的自动化生产都差得很远，其成本上限也比较高。

苹果打开TWS耳机的市场后，众多厂商纷纷跟进，主芯片之外，苹果所采用的诸如结构、物料等零部件均为行业指明了方向。从AirpodsPro开始，苹果开始采用VARTA的扣式电池，单颗价格在3美金左右，而最新的品牌耳机大厂S从V公司的采购价预计在3.5美金左右，国内某头部品牌用的叠片扣电预计也在2美金左右，中低端品牌旗舰机型的电池大约1-2美金。从某种意义上来说，苹果的扣电供应是其出货量的最大瓶颈之一。

除了头部品牌的旗舰机、高端机需要扣电外，随着耳机落地均价的提升，扣电还将不断向中低端产品渗透，尤其是在中国供应商的参与下。从下图可以看出，TWS耳机产品落地均价已经从三年前的微笑曲线结构升级为橄榄型结构了，对应的产品配置也在不断升级。

为什么一颗小小的扣电可以卖这么贵，还能让国内锂电大厂遭遇诉讼呢？

首先，对于消费电子，续航是一个普通消费者很容易理解的技术指标，也是一个很明显的痛点，续航的痛点在众多调查中，多年来一直处于前三的位置。

其次，从耳机的形态来说，软包电池的空间利用率较低，不及扣电；更重要的是耳机类的穿戴设备对可靠性要求较高，而钢壳扣电的可靠性比软包电池有极大的优势，这也是苹果在使用扣电后推出了入耳式结构，由此也为ANC提供了可能。可以说，续航与安全的双重诉求，使得扣电成为了TWS耳机的最优解。

再者，消费电子产品，追求性能的同时，高速自动化规模生产是无法回避的要素，而高速自动化生产又是品质和成本的保障。TWS耳机用的扣电，其生产如同螺蛳壳里做道场，要做到高速自动化生产，要做到能量密度最优，只能选择卷绕式的电芯+合适的壳体结构，而这恰恰是VARTA的布局所在，可以走的路，基本上被封死了，专利墙是后发市场最大的障碍之一。绕过VARTA专利，实现高速自动化生产是国内公司在扣电领域的专利和商业上的两个核心突破方向。

TWS耳机扣电的生产工序繁杂，包括匀浆、涂布、辊压、分切、卷绕、入壳、点焊、注液、封口、化成、分容、分选等等。前期的结构设计在绕开对手专利之外，还需要考虑可量产性（叠片式工艺复杂，基本只能手工），由于约束条件太多，导致扣电技术门槛非常高，举个简单的例子。

有些设计正负极壳体之间的密封是通过激光焊接，这一方面会带来热效应的隐患，另一方面由于壳体很薄，由焊接引起的漏液不良率很高；同时激光焊接速度很慢，严重的影响生产效率，进而影响成本。

以上种种不一而足。

随着苹果手机的无孔化，TWS可能会成为手机的标配，业界预计出货量每年将超过10亿部（实际上今年白牌+品牌应该已经达到5-7亿部的规模），扣电对应的需求量将超过20亿颗，形成一个近百亿的大市场（均价5元计）。

在以上逻辑的支撑下，合创资本对国内顶级的扣电创业公司深圳合壹新能技术有限公司（以下简称“合壹新能”）进行了天使轮投资，完成对该领域的布局。

合壹新能创始人曹志锋毕业于哈工大电化学专业，早在2003年就同其联合创始人丁飞博士一起从事固态锂电研究，曹志锋先后在比克电池、Boston Power、中兴新材等公司担任核心研发和高管，在充分研究锂电行业的基础上，结合自身多年的技术积累，创立了合壹新能。公司以雄厚的材料开发能力为基础，早期以TWS耳机扣电为突破方向，未来将有广阔的发展前景。

合壹新能的扣电采用创新的π型设计，从化学体系、结构、工艺、设备等诸多方面对扣式电池进行了重新定义。目前基于4.2V体系，批量生产的1254型号容量达70mAh（能量密度比国际对手高20%以上）。不仅如此，合壹新能还具备硅碳/高镍体系、高电压体系、固态电解质的技术储备，新型电极材料对应的1254规格产品容量可达85mAh（样品）。更重要的是公司自行开发的高速自动化生产线生产效率已从中试线的20ppm（piece per minute）升级到二代产线的60ppm，三代线已在规划中，目标效率120ppm，成本竞争优势会进一步提升。

归纳起来，合壹新能的产品具有完全不同于国外竞争对手的设计，具有完全独立的知识产权，通过实现高速自动化的生产，为客户提供性能、品质、成本全方位优势的产品。同时公司还具备新化学体系、新材料的开发能力，其产品将可以把TWS耳机的续航推到一个全新的高度。

相信合壹新能在TWS耳机扣电之后，将会在消费锂电领域拥有更广阔的发展前景。