导热硅胶垫在移动充电宝中的应用：破解高功率快充的散热难题

快充时代下的“发热焦虑”——手机充电宝

随着智能手机、平板电脑等移动设备的普及，移动充电宝正朝着大容量、高功率、超薄化方向快速发展。100W PD快充、20000mAh大容量电芯、多设备同时充电等功能逐渐成为标配，但随之而来的散热问题日益凸显：

• 电芯高温失控：大电流充放电时，电芯表面温度可达60℃以上，影响循环寿命（每升高10℃，寿命衰减约20%）；

• PCB板热堆积：快充协议芯片、MOS管等功率器件温度峰值突破85℃，导致充电效率下降甚至触发保护关机；

• 结构设计矛盾：超薄机身（＜15mm）限制散热空间，传统金属散热片增加重量且存在短路风险。

导热硅胶垫片在手机充电宝中的应用

解决方案：导热硅胶垫的“三重散热革命”

针对充电宝的特殊需求，海新电子开发的超薄型导热硅胶垫（厚度0.3-1.0mm，导热系数3-8W/m·K）通过创新设计实现三大突破：

1. 立体导热网络构建

在电芯与铝合金外壳之间铺设0.5mm厚导热垫片（导热系数5W/m·K），通过纳米级氧化铝颗粒形成的三维导热通道，将电芯热量快速导出至外壳。实测数据显示：

• 电芯表面温度从62℃降至48℃；

• 同等工况下循环寿命提升30%（从500次增至650次）。

2. 精准热区管理

针对PCB板上的发热集中区域（如升降压芯片、协议芯片），采用预切割成型垫片（公差±0.1mm）直接贴合：

• 芯片结温降低22℃（从87℃→65℃）；

• 快充功率波动范围从±15%收窄至±5%。

3. 安全防护升级

材料通过UL94 V-0认证，在150℃高温下仍保持绝缘性能（击穿电压＞5kV/mm），配合30%压缩形变率设计，有效吸收跌落冲击能量，降低内部元件损伤风险。

应用案例：某品牌20000mAh氮化镓快充充电宝

项目背景

某头部充电宝厂商推出厚度仅14mm的100W氮化镓快充产品，但在测试中发现：

• 满功率输出时外壳局部温度达53℃（超过国标45℃限值）；

• 连续使用30分钟后触发过热保护。

海新电子定制方案

1. 热仿真分析：通过ANSYS模拟确定主要热源为2颗GaN芯片和4节21700电芯；

2. 材料选型：

• 电芯组：0.6mm厚HX-TGP05垫片（5W/m·K，邵氏硬度OO 30）；

• GaN芯片：0.3mm厚HX-TGP08垫片（8W/m·K，自带背胶）；

3. 结构优化：在铝合金中框内侧增加波浪形导热槽，提升垫片接触面积＞95%。

实测效果

技术延伸：下一代智能散热方案

海新电子正将更多创新技术导入移动电源领域：

• 相变导热垫：在60℃时发生固-液相变，填充微观空隙，使界面热阻降低50%；

• 柔性石墨烯复合垫：厚度0.2mm即可实现10W/m·K导热，适用于折叠式充电宝铰链部位；

• IoT温控系统：集成NTC温度传感器的智能垫片，实时调节充电功率（已通过Qi v2.0认证）。

根据IDC数据，2025年全球移动电源市场规模已达120亿美元，其中支持＞65W快充的产品占比超35%。在这一市场爆发期，散热设计已成为产品差异化的核心竞争点。海新电子凭借：

• 4小时快速响应：覆盖珠三角/长三角的供应链网络；

• 智能选型平台：输入尺寸、功率等参数自动生成BOM清单；

正助力厂商突破“性能-体积-安全”的不可能三角。未来，随着240W快充、无线磁吸充电等技术的普及，导热硅胶垫将在移动储能领域扮演更关键的角色。

东莞市海新电子有限公司

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