移动电源 移动电源是可以通过电子产品直流电源输入接口直接对产品供电或充电,也叫充电宝 一般由锂电芯或者干电池作为储电单元区别于产品内部配置的电池,也叫外挂电池 移动电源最早出现在 2001 年的 CES 展览上,那时只是在 CES 沙摊馆的一地摊似的展 览位上,是一个留学生用几节 AA 电池再带一个控制电路而拼凑起来的当时这个不起眼 的东西,因它能在任何地方给数码产品充电而引起许多参展商的关注也有人称移动电源 最早出现在 90 年代的中国以一块小型铅酸蓄电池作为电源,自带整流降压电路对自身充电中文名:移动电源 外文名:Mobile power 别名:充电宝、便携式充电器 港台名称:行动电源一、类型1.太阳能型太阳能移动电源是将太阳能转换为电能以后存储在蓄电池里面,同时具有可移动性质 的新型电源蓄电池可以为任何形式的蓄电装置,一般由太阳能光电池,蓄电池,调压元 件三个部分组成 这种类型移动电源在日照时间比较长的地区可以使用,不过一般适用性不强带太阳 能板的移动电源,在使用过程中可以通过太阳光充电从而达到补足电量的目的这类移动 电源以前主要应用在特种部队和特殊行业上民用上随着太阳能板转化率的逐步提高,也 逐步流行起来。
(这其实是鸡肋而已,因为许多用户使用后发现,太阳能充电基本上充不了 啊,时间太慢了 )2. AC 插头型自带折叠式 AC 插头的移动电源——折叠直插式移动电源:可直接插在家用插座上为 产品本身充电,集充电器与移动电源功能于一体,更实用更便携3.LCD 屏显型带 LCD 显示屏的移动电源市面已有部分移动电源在外壳和电池类型上下功夫,生产 出了带数字显示的移动电源此类产品一般使用纯钴电芯,降低电量显示的误差4.分体叠加型一款分体式移动电源,由多块能量块吸附在一起组合而成,机身配备液晶显示屏幕, 能准确显示剩余电量情况每块能量块均有 2600mAh 标称电量,可以叠加在一起,扩展整 体总容量,满足不同电量需求用户的使用需求5.内置充电线型内置充电线的移动电源有了内置充电线,用户可以不再被找不到充电线和转接头而 烦恼了这种内置三合一移动电源产品内置了苹果充电线、MICRO 充电线和 MINI 充电线, 兼容市面上绝大多数的了6.LED 灯型带 LED 照明且带充电功能的移动电源,这种移动电源是目前市面上最普遍的优点是 这类型移动电源容量大,又带有 LED 方便在光线暗的情况下照明,非常适合做外置电源。
7.平板电脑型平板电脑移动电源,平板电脑产品已能基本满足随时随地高效率办公的需求,使用也 频繁,续航时间短其中大容量 10400mAh 平板电脑移动电源,就是针对并解决这一问题 的最佳方案拥有一个大容量移动电源,就可以在移动状态中随时随地为平板产品提供源 源不断的电能8.无线充电型是指不需要 USB 线接插,也不用电源线连接插座,即可在户外实现随身无线充电的移 动电源它和无线充电器有着很大的本质的区别 无线充电移动电源的原理:在传统移动电源的基础上,增加无线充电功能在功能上 相当于一款移动电源和一款无线充电器的融合 因为无线充电需要一个发送端和接收端,因此无线充电移动电源在常规移动电源的基 础上安装有发送装置,而充电的必须是支持无线充电,具备无线充电的接收线圈在 发送和接收端各有一个线圈的情况下,发送端线圈连接有线电源产生电磁信号,接收端线 圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电二、工作原理移动电源是一个集储电,升压,降压,充电管理于一体的便携式设备储电介质一般 采用锂电电芯,因为锂电电芯体积相对小巧,容量大,市场流通广,价格适中,被广泛用 于数码产品 锂电池的电压在 2.7-4.2V 之间,电压随着电量的下降而下降。
而 2.7-4.2V 的电压是不 能直接给其它数码产品充电的,因为数码产品的锂电电压也是 2.7-4.2V,同电位的电压之 间是不能充电的所以移动电源向外输出电能是必须要有升压系统,把 2.7-4.2V 的锂电电 压升压到 5V,这样就可以给其它数码产品充电了,如、MP4、平板电脑、PSP 等 当然,移动电源不是一次性设备,它可以反复使用数百次以上所以当移动电源电能 使用完后,我们必须给移动电源充电其原理和给充电一样连接到 5V 的 USB 电脑 接口或 USB 充电器上即可给移动电源充电所以移动电源内部还必须有充电管理系统充 电管理系统能根据锂电池的电压,自动调节充电电流过程有:预充,恒压充电,和浮充 充电等三、移动电源的组成部分移动电源一般由四大部份组成,分别是电芯、PCB 电路板、外壳以及数据线组成,移 动电源最关键的部份有两个:电芯和 PCB 板电芯就是电池,PCB 板是对电芯充放电进行 管理的部件 1.电芯不同种类移动电源核心部件,简要的来说有两部分,一是存储电量的介质,二是把其 他能量转化成电量的介质所以电芯的好坏可以作为衡量移动电源品质的重要标准之一 移动电源的电芯类型现在大致分为两种,一种是聚合物电芯,另一种是圆柱形锂电芯, 其中使用频率最多的,也是通常听到的 18650 电芯,两者在材质构成和外形上面有比较大 的区别。
一)普通锂电芯(又叫 18650 电芯): 标准电压 3.7V,体积小,容量大,重量比较重 普通锂电芯电池的优点:因为发展时间比较久远,电池的价格非常低廉 缺点:废旧翻修电池较多,因为工艺原因,问题率和不及格率居高不下体积大,重 量重,使用寿命短和有极少可能引起爆炸,这是非常致命的缺点 好的移动电源公司基本每种不同类型的 18650 都要做安全试验,保证在 800℃的高温 下,可以最短坚持 5 分钟为不产生爆炸在电池制作完成后,头部要安装一个防爆阀,防 止电池内部气体膨胀引起爆炸有的小作坊做的电池防爆阀就是个样子货,起不到具体的 作用18650 是行内叫法,指电池直径为 18mm,长度为 65mm,圆柱体型的电池,像国际大 厂三洋,松下,三星、索尼等都有 18650 电芯或者聚合物电芯这块业务,而国内也有不少 厂家在生产和销售 18650 电芯例如 ATL(东莞新能源) 、比亚迪、比克、邦凯、神力、 海盈、美拜、海太阳、朗达、亿纬锂能、恒泽通、耀安、曙鹏等,不能否认有些厂家的产 品优秀,但总体水平和国外还有一定差距市场上见到的移动电源,大多数采用 18650 电 芯,而为了拼成本,基本都用的是国内生产的产品,较少有采用进口大厂的 18650 电芯。
18650 的容量,一般最常见的有 2200mAh、2400mAh 和 2600mAh 三种规格,据介绍 目前 18650 已可做到 3400mAh 最大单节容量(超过 3400mah 的皆为虚标的山寨) ,但是 3000 毫安以上的容量用在移动电源里的成本太大,无实际意义采用 18650 电芯的移动电 源,基本是以上几种规格并联实现性能容量皆强悍且价格不算太高的的为三洋 2600mah(三洋锂离子电池俗称“大红袍” ,因红色外皮而得名正极绝缘纸为浅蓝色的就 是 2600mah,俗称“三洋浅蓝头” ) ,价格一般 20 元左右一颗;三星(一般粉红外皮) 2600mah 也不错,便宜不少,一般价格 12 左右性价比高;容量之王为松下 3400mah(绿色 外皮,外皮正极上有半圈黑色) ,18650 一般采用圆柱钢壳包装,内部锂离子呈液态因为 已经是行业标准规规格,18650 只能为圆柱状,如果大家在购买移动电源看到又粗又大的 造型,基本可确定采用的就是 18650 电芯一般来说使用在移动电源里的多数是 2000- 2600 毫安这样的工厂批发价格大概为:2000mAh/8.5 元、2200mAh/10.5 元、 2600mAh/13.5 元(多买更便宜) 。
二)聚合物电芯 聚合物电芯优点:标准电压 3.7V,形状多样,可定制,容量大,重量轻,物美价廉, 应用广泛根据锂离子电池所用电解质材料不同,锂离子电池可以分为液态锂离子电池,简称为 LIB 和聚合物锂离子电池,简称为 LIP 两大类 聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的,正极材料可分为钴酸 锂、锰酸锂、镍钴锰(三元材料)和磷酸铁锂等材料,负极为石墨,电池的工作原理也基 本一致它们的主要区别在于电解质的不同, 液态锂离子电池使用的是液体电解质, 而 聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替, 这种聚合物可以是“干态”的,也可以 是“胶态”的,目前大部分采用聚合物胶体电解质外包装主要是使用铝塑膜,中间的锂 物质为糊状,所以形状可以任意定制,如 0.25mm 这样的超薄电池,因此采用聚合物电芯 的移动电源,在外观形态上也可以设计得更灵活例如市面上一些超薄的移动电源以及 iPhone4 背夹电,都是采用聚合物电芯A.钴酸锂(CoLiO2)钴酸锂就是大家所俗称的液态锂离子电池,常见的形态有 18650 和方块形状18650 电池就是直径 18 毫米、高 65 毫米的圆柱体电池(长得就像 5 号电池的放大版),广泛用于 笔记本电池中。
由于与笔记本电池通用,现在市面上超过六成的移动电源使用的也是 18650 电池目前商业化的锂离子电池基本上都选用层状结构的钴酸锂作为正极材料,其理论容量 为 274mAh/g,实际容量为 140mAh/g 左右,也有报道实际容量已达 155mAh/g 这种正极材料工作电压较高(平均工作电压为 3.7V),充放电电压平稳,体积小,比能 量高,循环性能好,电导率高,生产工艺简单,容易制造主要优点:技术成熟,应用范围广泛,体积小巧主要缺点:循环使用寿命在 300 次左右,安全性能低,抗过充电性较差,不适合高倍 率充放电,废弃后对环境有污染B.镍钴锰(LiNiCoMnO2)镍钴锰又称三元材料(LiNiCoMnO2),是聚合物锂离子电池的一种,常见的形态为方块 软包形状注意,钴酸锂也可以做成方块形状,但成型后是硬的,用手捏一下可分辨出来三元材料随着智能的普及近两年来发展迅猛,使用的领域也越来越多它以镍盐、 钴盐、锰盐为原料,镍钴锰的比例可以根据实际需要调整 三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高,使用寿命较钴酸锂更高,达到了 500 次使用循环寿命主要优点:体积多样性,使用范围非常广泛,不易爆炸,安全系数高。
主要缺点:价格较高,废弃后污染环境,大电流充放电性能较弱C.磷酸铁锂(LiFePO4)磷酸铁锂学名铁电,与前面两类电池最大的区别是电池的正极加入了铁元素铁锂最 近几年才刚刚起步,是一种很有潜力的材料,其安全性能与循环寿命是其它材料所无法相 比的,这些也正是动力电池最重要的技术指标充放循环寿命达 2000 次,单节电池过充电压 30V 不燃烧,穿刺不爆炸磷酸铁锂正极材料做出的大容量电池组更易串联使用,以满足电动车频繁充放电的需 要,且具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜,寿命长等优点,是 新一代锂离子电池的理想正极材料目前铁电以大容量的电动大巴、信号基站储能和大型 UPS 应用为主,其中移动电源、 AA 电池刚开始试水大规模生产,这使得铁电逐步在中大容量 UPS、小型储能电池、草坪 灯、电动工具中得到广泛应用主要优点:2000 次循环使用寿命,大电流充放电,内阻小发热少,安全,环保无毒主要缺点:售价昂贵,数码产品领域尚未大规模使用,消费者心目中的认知度较低聚合物电芯容量和尺寸可随意定制, (A 品原厂质保一年)工厂批发价格大概为:6.5 元/1000mAh如 5000mAh 价格为 6.5*5=32.5 元。
聚合物电池封装灵活,不像 18650 一样有固定规格尺寸,它的容量直接取决于体积大 小,同时采用何种原材料也有关系 对于聚合物电芯来说,最大的安全隐患就是漏液、短路而导致涨包,最恶劣的情况会 产生燃烧与 18650 相比,聚合物电芯安全性相对好一些但是燃烧也会带来安全隐患, 所以建议使用移动电源的用户。