移動電源科普：三大電芯類型分析

移動電源科普：三大電芯類型分析

隨著各種智能手機、平板機的普及，越來越多的人發(fā)現(xiàn)各種數(shù)碼產(chǎn)品尤其是手機自身的電力已經(jīng)無法滿足我們在日常使用中對續(xù)航時間的需要，而移動電源的出現(xiàn)可以說在一定程度上解決了這個問題。那么對于那些沒有接觸過移動電源的消費者來說，琳瑯滿目的移動電源如何選擇呢?

好電源，關(guān)鍵還得看電芯。移動電源內(nèi)部的電芯就好比是汽車的油箱和傳動系統(tǒng)，負責(zé)為整個移動電源提供源源不斷的動力，直接決定了移動電源的好與壞。移動電源的電路板則可以看成是控制系統(tǒng)，主要用來負責(zé)動力的分配及轉(zhuǎn)換，將鋰電芯所提供的3.7V(或者更高)電壓轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的5V(或者更高)電壓，來為被充電設(shè)備提供電力。

目前的移動電源電芯普遍都使用鋰離子電池，但是性能不一，而且從外形上是完全看不出來的，一般的規(guī)格標(biāo)注也無法反映。下面我們就從電芯入手，一步一步探究移動電源的神秘世界。

鋰離子電池根據(jù)所用電解質(zhì)材料的不同，可以分為液態(tài)鋰離子電池(LIB)和聚合物鋰離子電池(LIP)兩大類。二者所用的正負極材料是相同的，正極材料包括鈷酸鋰、鎳鈷錳和磷酸鐵鋰材料三種，負極為石墨，電池的工作原理也基本一致。

它們的主要區(qū)別在于電解質(zhì)的不同，其中液態(tài)鋰離子電池使用的是液體電解質(zhì)，聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質(zhì)來代替。這種聚合物可以是“干態(tài)”的，也可以是“膠態(tài)”的，目前大部分采用聚合物膠體電解質(zhì)。

一、鈷酸鋰(LiCoO2)

鈷酸鋰就是大家所俗稱的液態(tài)鋰離子電池，常見的形態(tài)有18650和方塊形狀。18650電池就是直徑18毫米、高65毫米的圓柱體電池(長得就像5號電池的放大版)，廣泛用于筆記本電池中。由于與筆記本電池通用，現(xiàn)在市面上超過六成的移動電源使用的也是18650電池。

目前商業(yè)化的鋰離子電池基本上都選用層狀結(jié)構(gòu)的鈷酸鋰作為正極材料，其理論容量為274mAh/g，實際容量為140mAh/g左右，也有報道實際容量已達155mAh/g。

這種正極材料工作電壓較高(平均工作電壓為3.7V)，充放電電壓平穩(wěn)，體積小，比能量高，循環(huán)性能好，電導(dǎo)率高，生產(chǎn)工藝簡單，容易制造。

主要優(yōu)點：技術(shù)成熟，應(yīng)用范圍廣泛，體積小巧。

主要缺點：循環(huán)使用壽命在300次左右，安全性能低，抗過充電性較差，不適合高倍率充放電，廢棄后對環(huán)境有污染。

二、鎳鈷錳(LiNiCoMnO2)

鎳鈷錳又稱三元材料(LiNiCoMnO2)，是聚合物鋰離子電池的一種，常見的形態(tài)為方塊軟包形狀。注意，鈷酸鋰也可以做成方塊形狀，但成型后是硬的，用手捏一下可分辨出來。

三元材料隨著智能手機的普及近兩年來發(fā)展迅猛，使用的領(lǐng)域也越來越多。它以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料，鎳鈷錳的比例可以根據(jù)實際需要調(diào)整。

三元材料做正極的電池相對于鈷酸鋰電池安全性高，使用壽命較鈷酸鋰更高，達到了500次使用循環(huán)壽命。

主要優(yōu)點：體積多樣性，使用范圍非常廣泛，不易爆炸，安全系數(shù)高。

主要缺點：價格較高，廢棄后污染環(huán)境，大電流充放電性能較弱。

三、磷酸鐵鋰(LiFePO4)

磷酸鐵鋰學(xué)名鐵電，與前面兩類電池最大的區(qū)別是電池的正極加入了鐵元素。鐵鋰最近幾年才剛剛起步，是一種很有潛力的材料，其安全性能與循環(huán)壽命是其它材料所無法相比的，這些也正是動力電池最重要的技術(shù)指標(biāo)。充放循環(huán)壽命達2000次，單節(jié)電池過充電壓30V不燃燒，穿刺不爆炸。

磷酸鐵鋰正極材料做出的大容量電池組更易串聯(lián)使用，以滿足電動車頻繁充放電的需要，且具有無毒、無污染、安全性能好、原材料來源廣泛、價格便宜，壽命長等優(yōu)點，是新一代鋰離子電池的理想正極材料。

目前鐵電以大容量的電動大巴、信號基站儲能和大型UPS應(yīng)用為主，其中移動電源、AA電池剛開始試水大規(guī)模生產(chǎn)，這使得鐵電逐步在中大容量UPS、小型儲能電池、草坪燈、電動工具中得到廣泛應(yīng)用。

主要優(yōu)點：2000次循環(huán)使用壽命，大電流充放電，內(nèi)阻小發(fā)熱少，安全，環(huán)保無毒。

主要缺點：售價昂貴，數(shù)碼產(chǎn)品領(lǐng)域尚未大規(guī)模使用，消費者心目中的認知度較低。