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解析移动电源的“芯”世界

作者: 发表时间:2012/8/31 15:09
智能手机配置越来越高,耗电也越来越凶,像iPhone等部分手机电池更是不可更换,遇到缺电情况下移动电源成为目前解决电力不足燃眉之急的最佳对策。不过,移动电源好不好关键还得看电芯。移动电源内部的电芯就好比是汽车的发动机系统,负责为整个移动电源提供源源不断的动力,直接决定了移动电源的好与坏。下面我们就从电芯入手,带大家认识一下移动电源的“芯”世界。

18650电芯,最廉价常见的“芯”
代表产品:小米移动电源、三洋爱乐普、羽博YB602、品能PN902
     目前移动电源最常采用的电芯是18650电芯。18650这种称呼是行内叫法,指电池直径为18mm,长度为65mm,呈圆柱体型 (就像5号电池的放大版)。就目前而言,移动电源中使用的最多的18650电芯是ICR18650锂离子电芯,也就是采用钴酸锂(LiCoO2)作为正极材料的锂离子电芯。
     钴酸锂作为锂离子电池正极材料的鼻祖,从1980年至今已经有30多年,目前钴酸锂在电子产品锂离子电池中依然占有90%左右的市场。钴酸锂最大的优势在于它真正找到了适合自己的领域,其实钴酸锂有很多不尽如人意的地方,如安全性低——由于钴酸锂在电芯内部同样呈液态状,稳定性极易受温度影响,因此安全阀是每一颗18650电芯的标配,也是最重要的一道防爆屏障。而且其循环使用寿命在300次左右,抗过充电性较差,不适合高倍率充放电。只不过它的诸多缺陷在3C领域得到了很好的掩盖,高容量的小型3C锂电池对于安全性,耐过充性都没有什么苛刻的要求。同时由于合成工艺简单、成本相当低,最重要的是在目前常规的正极材料中,钴酸锂几乎拥有最高的能量密度。
                      


18650 电芯的容量,一般在1800mAh~3200mAh之间,其中 3000mAh以上规格电芯只有三洋、三星、LG和松下等厂商实现量产,而主流产品的18650电芯容量仍以2000 mAh、2200 mAh、2600mAh三种规格为主。采用 18650电芯的移动电源,基本是以上几种规格并联实现。
      由于18650电芯成本较低,现在市面上超过9成的移动电源使用的是18650电芯(采用这种电芯的产品,一般厚度都在20mm以上,比较容易分辨)。比如小米移动电源、三洋爱乐普、羽博YB602、品能PN902就是采用18650电芯的产品。相对而言,一线品牌移动电源更偏重于性能、品质更优秀的进口电芯,而中低价位的二、三级品牌则大多采用国产电芯。甚至一些杂牌移动电源为了缩减成本拼低价,往往会采用劣质的拆机18650电芯,大家在选择时不能完全以价格为主要考虑因素。
                            


聚合物电芯,移动电源的新芯
代表产品:品胜宝盒、飞毛腿Q7、飞利浦DLP14000移动电源、影驰GXP-8000BMS移动电源、VEME倾薄6000
  除了18650 电芯之外,安全性更高的聚合物电芯也日渐成为移动电源的新选择。聚合物锂离子电芯所用的正负极材料都是相同的,正极材料分为钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂材料,负极为石墨,与钴酸锂电池工作原理也基本一致。


它们的主要区别在于电解质的不同, 钴酸锂电池使用液态电解质, 聚合物电芯则以固态或胶态聚合物电解质来代替——目前大部分采用聚合物胶体电解质。聚合物锂离子电池外面包装主要是铝塑膜,所以形状可以任意定制,也更轻巧。如在市场里我们有时会看到一些比较轻薄的移动电源,就是采用聚合物电芯。同时聚合物电芯的安全性也要比18650电芯要好——锂聚合物电池只会发生化学性质的挥发,至多燃烧而绝不爆炸,并且聚合物电芯循环使用寿命大约为500次,较18650电芯有明显的提升。
当然聚合物电芯虽优点不少,但其能量密度仅为220Wh/l,比18650钴酸锂电芯的容量密度低,充电速度会比18650慢一点,而且制造技术不及18650电芯成熟,,成本也较高。不过,由于聚合物电芯大都是由厂商根据产品规格订制而成, 不像18650电芯来源渠道多、品质难有保证。目前高端的移动电源绝大多数都是使用聚合物电芯,如品胜宝盒、飞毛腿Q7、飞利浦DLP14000移动电源、影驰GXP-8000BMS移动电源、VEME倾薄6000等品牌产品都是其中的代表。从安全性角度来看,我们建议用户在购买移动电源时尽可能考虑采用聚合物电芯的产品, 特别是容量大的移动电源,比如8000mAh以上。

磷酸铁锂电芯,移动电源的未来之芯

代表产品:德柏仕X5000移动电源

     除了以上两种电芯之外,在市面上还有另外一种新兴电芯材质——磷酸铁锂。磷酸铁锂电芯的全名应是磷酸铁锂锂离子电芯,是用磷酸铁锂(LiFePO4)材料作电池正极,是锂离子电池家族的新成员。由于磷酸根化学键的结合力比传统的过度金属氧化物结构化学键强,所以结构更加稳定,并且不易释放氧气,因此基本上解决了钴酸锂和锰酸锂的安全隐患问题。

小贴士:
1、 问:移动电源可以边充电一边给平板、手机充电吗?
答案:NO!我们在上面已经提到,无论是18650电芯,还是锂聚合物电芯,均最忌高温。移动电源同时充放电会造成机体过热,降低电池芯使用寿命。
2、问:移动电源容量越大越好?
答:移动电源好用与否,与其能量转换效率也息息相关。能量转换率也就是一枚电芯中,有多少电量可以转移到你需要充电的设备中。如果你手头有一款10000毫安的移动电源,拥有85%的转换率,那么它在充满电后能够为移动设备充电8500毫安,这样的转换率已经相当可观。经常有山寨厂商使用劣质回收电芯,转换率通常只有70%,更有甚者转化率只有30%,如果只有这样的转化效率,那么即使容量再高,使用效果依然十分糟糕。
3、问:移动电源电流电压的大小无所谓,能用就行?
答:很多消费者认为输出电流电压的大小无所谓,只要能给手机充电就行。这个观点是错误的。很多移动电源产品输出电压电流达不到手机的输入标准时,虽然有时候也能充电,但是充电效率非常低下。大家不要以为输入电压电流低就不会对充电设备有影响,并不是只有高电压电流的输出才会对手机电池造成损伤,低压低电流在一定程度上也会损害到电池。