中国储能网讯:随着我们了解锂离子电池/锂离子聚合物电池之间的区别,以及,不同正极材料对电池性能的影响,南方通讯的第三篇文章将从整体角度去解释有关移动电源的关键指标。
转化率
移动电源即使不虚标的情况下,电池容量都不可能100%转化成为可充电量。两个标称10000mAh容量的移动电源,若一个拥有85%的实际转换率,一个拥有65%的实际转化率,就意味着一个真实容量为8500mAh,另一个真实容量为6500mAh,差别之巨大,转化率的重要性显而易见。
移动电源不能输出100%有效容量,主要是存在三个方面的损耗,一是电源主板的升压电路,二是传输线材的线阻,三是手机本身充电时的损耗,其中升压电路的损耗尤其突出。目前,采用不同正极材料锂离子电池的输出电压都在3.3V-4.8V之间,而一般输出端口(microUSB接口)的标准电压为4.75-5.25V,根据公式功率(P)=电流(A)·电压(V),10000mAh电源的总输出功率为10000mAh×3.7V=37 Whr,这37 Whr的功率在经过升压电路从3.7V升级到5V输出电压后,输出电量只剩下37Whr/5V=7400mAh。
显然,移动电源内置高输出电压正极材料的锂离子电池,理论上转化率会更高些。不过,有些厂商产品转化率高是靠移动电源的整体输出电压偏低,可谓是削足适履,引起的一系列其它效应降低了移动移动电源的稳定性和安全性。
总的来说,使用高电压正极材料的电池,PCB电路板采用了较好的做工和设计,传输线材用料足,这些综合起来才有健康的高转化率,当然也意味着产品整体成本的提升。
安全性
移动电源的安全性一直是大家关注的焦点,毕竟谁也不想揣着个“不定时炸弹”在包里。要想有高安全性,必须在“事故预防”和“降低事故发生时危害”两个层面进行考虑。
一个预防措施做的相当足的移动电源,必须要有短路保护、过充保护、过放保护、过电流保护、过温保护。MCU芯片这集成在PCB板上的智能控制系统,避免设备在充电时受到不稳定的电流、电压冲击而损坏;可以对产品进行充放电控制,使产品性能更加安全稳定,使用寿命更长,同时也避免不稳定的输出对手机造成伤害。
不过不是所有的厂商都把这些功课做全了、做精了。有些只有简单的短路、过充、过放三项保护电路设计,其中必要的过充和过放也只是保证不严重危害内置电池的性能/寿命,实际上就只剩下了短路保护一个安全预防措施了,在遭遇静电冲击和其他意想不到的情况时,这些产品的安全性着实让人担忧。至于过温保护的话,因为要添加额外的芯片或微型感应装置,增加了成本,有些厂商就没有这项功能,如此一来,移动电源充放电发热在某个特殊条件下,累积到危险水平时就完全没有了防护措施。
前面我们说了“事故预防”层次移动电源必须要做到的,万一还是发生了意想不到的状况时,最后一道防线就是移动电源内置的锂离子电池/锂离子聚合物电池本身的安全性能了。众所周知,锂离子电池吸附了液态电解质,在高温高压的情况下是可能爆炸燃烧的,相比之下,锂离子聚合物电池采用了固体/半固体、胶质电解质,再极端的环境下也只是体积膨胀、鼓出来,燃烧的情况都极为罕见,爆炸更是绝无可能。所以,采用了聚合物电芯的移动电源,妥妥的是要更安全一些。
寿命
移动电源由于都是采用的锂离子(聚合物)电池做电芯,其寿命当然就与锂离子电池的充放电次数相关。
影响锂离子电池充放电循环次数的因素,有两个,一个是温度,一个是正极材料。
不可避免的,锂离子电池的容量会缓慢衰退,与使用次数无关,而与温度有关。可能的机制是内阻逐渐升高。这是不可控的客观因素,用户只能在日常使用时注意不要把移动电源置于高温环境下。
至于正极材料,理论上循环次数的排名是,钴酸锂/镍酸锂<三元材料/锰酸锂<磷酸铁锂,想要更多的充放次数,就选择寿命更长的正极材料电芯。
另外,锂离子电池在过充和过放的情况下,会极大地损害电池寿命,甚至报废,不过一般情况下,移动电源的保护电路特意做了“预防”和“控制”,不用太担心。
从转化率、安全性、寿命三个角度考虑,大家该怎么挑选移动电源,现在应该基本心里有数了。