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行动电源电池简单分析

更新时间:2021-03-04 09:02:54

导读 市面越来越多行动电源产品,加上近期有不少新闻关于电池安全问题,有不少用家担心自己的电池及行动电源的隐忧。有见及此, HKEPC 今次



市面越来越多行动电源产品,加上近期有不少新闻关于电池安全问题,有不少用家担心自己的电池及行动电源的隐忧。有见及此, HKEPC 今次会为读者简单介绍市面上行动电源器的种类及电池分别,并加以解释当中的分别及安全性等问题,令用家可以了解有机会影响行动电源的困素。



行动电源成为用家的必需品

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随着智能手机及平板电脑等产品的发展及应用,智能手机等装置已不再限于通讯功能,更能够成为摄影、消闲、工作等的工具,假如用家身处户外等地方,要装置电池能够维持一整天的消耗,可说是非常因难。因此市面上有不少行动电源产品能够为装置补充电源,以维持正常操作。

但有用家发现市面上行动电源产品多不胜数,除了外型设计,还有不同电池容量及用料,内部电池大多会选用锂电池,一方面能够储存高电量,且电流输出较高,再细分下去亦可分成锂离子电池及锂离子聚合物电池,两者虽然用途相似,但安全问题上却有不同,因此 HKEPC 会为大家作一个简单介绍这两种电池的分别。

流动充电器用料之一 — 锂离子电池

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一般最常见锂离子电池、亦会用于电筒等地方

现时市面上常见的流动充电器,绝大部份都透过锂电池来储藏电能,从物质上区分,常见流动充电器锂电池可大致分为两类,分别为锂离子电池及锂离子聚合物电池。两者主要分别为所採用电解质各有不同,前者以液体作为电解质,后者就利用固体或以胶状聚合物来取代。

过去,大部份选用锂离子电池製作流动充电器的厂商,都会选择以大家常见的「 18650 」型号锂电池作为首选,当中 18 代表 18mm 直径, 65 代表 65mm 。划一採用「 18650 」锂电池有助减轻製作及生产成本,因此大部份较廉价流动充电器都会选用 18650 锂离子电池。

锂离子电池内部以液体作为电解质,并以金属密封外壳,当温度过高或内部压力过高时,会造成金属外壳爆炸,同时内部电解液甚至有机会造成自燃等情况,正因为以上原因,大部份锂离子电池例如「 18650 」 会以圆柱状设计,能够平均分布内部压力,但受外型限制下,充电器设计时需配合电池设计,未能应用于薄身设计的充电器之内,因此目前採用「 18650 」的充电器一般较为厚身。

更安全设计、改以固态电解质

至于锂离子聚合物电池,属于近期较常见的选材,一方面安全性比锂离子电池更有优势,另一方面生产成品亦较以往下降,再加上其他不同特质,令近期大多新推出流动充电器都改以锂离子聚合物电池生产。

由于锂离子聚合物电池内的电解质只是固体或胶状聚合物,反应性十分低,所以较无电解液外漏的问题,即使受到挤压亦不会造成爆炸危险,而且锂离子聚合物电池稳定性十分高,只需要以薄身金属片包裹便可,并且能够塑造出不同型状及厚度。

但对较于锂离子电池,锂离子聚合物电池的体积能量密度较低,换句话说,相同电容量下的电池,锂离子聚合物的体积会比锂离子电池略大,或同等体积下电容量较少,但对于现时生产薄身行动电源器的厂商,锂离子聚合物电池可以随意塑造外型,以形合不同设计特色产品,因此锂离子聚合物电池确是有更大吸引力及推销市场。

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现时大部份纤薄手机或平板电脑都会改用锂离子聚合物电池

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行动电源採用锂离子聚合物电池、令产品更轻薄

锂电池的最后保护防线

以上两款不同的离电池设计,大致分别在于内部物料方面,但其实一组完整而安全的锂电池,不论锂离子电池还是锂离子聚合物电池,亦需要配合一组保护板及不同保护机制才能够安心使用。

锂离子电池的保护板大多设于电池负极,以圆型设计并与电池紧贴,在外层胶膜包围下成为一体,一般用家难以察觉存在。保护板能够防止过度充电、过度放电、过流、过热等,当有意外时能够停止输出,防止电池继续发热甚至爆炸。

同时锂离子电池正极亦有另一种保护机制,在中央金属接点外围设有排气孔,内部亦设有隔膜,假如电池内发生短路情况,排气孔能够防止压力过大,同时隔膜亦会融化,截断电流,防止进一步意外发生。

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18650 电池顶部设有排气孔、属于安全机制其中一项

至于锂离子聚合物电池,保护板会较明显,一般会设于电池输出端旁边,有部份更会以胶纸封好,以免受到破坏。至于功能上大同小异,同样能够防止过充、过放、过流、过热等,有部份更设有电量剩余显示灯。

虽然保护板是锂电池的必需品,但有部份不良厂商会把这部份省去以减少成本,由于锂离子电池内建的保护板大多会被隐藏,因此被省去用家亦未必发觉,相反锂离子聚合物电池保护板的存在较明显,难以隐瞒用家。

加上假若离子聚合物电池被省去保护板,在过充或过流情况下,电池只会爆开或流出内部电解物质,但相反,锂离子电池在失去保护板情况下过充或过流,有机会发生爆炸或着火情况发生。

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锂离子聚合物电池的保护板十分容易看见

「记忆效应」问题、锂离子电池同样存在

除了安全性和外型设计的配合上有所分别之外,用家也会对寿命性能十分关心,一般锂离子电池与锂离子聚合物电池寿命接近,正常情况下都能够充放 1,000 次以上。但另一方面,除了使用次数外,亦要留意会影响电容量的「记忆效应」情况。

在多年前曾推出镍镉电池 (NiCd) ,以取代日常使用的碳电及硷性电池,但由于其记忆效应十分明显,经过多次充电及使用后,电池内所提供电容量明显下降。虽然充电池为用家带来方便,但记忆效应问题却为用家带来另一个烦恼。

至于现时的锂离子电池,虽然一般使用者都认为记忆效应已经不存在,但事实上锂离子电池内仍然有存在记忆效应问题,锂离子电池的运作依靠金属及电解液的反应产生电力,当经过一定时间使用及充放后,电池内阻会渐渐提高,并会引伸至寿命等问题。

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锂离子电池容量会受到金属依附能力而下降

即使锂离子电池在未有使用的情况下,亦会自然流失电容量,至于流失的速度影响却视乎温度而定。加上假如用家进行过充或过放,更会令锂离子被固定于晶体格上,或令晶体格受破坏,同样亦会令寿命缩短。

相比锂离子电池,记忆效应却不会发生在锂离子聚合物电池身上,这样除了能够保持电池运作时间外,亦加强消费者的信心。当然,假如用家对锂离子聚合物电池过充或过度放电,这样亦会影响到电池的寿命,因此无论任何充电池,厂商都会设立一个建议的充电方式,以提高电池寿命。

不法厂商回收 / 虚标锂离子电池

另一方面,充电器电容标示方面,一般 「 18650 」锂离子电池设有 2,400mAh 、 2,600mAh 、 2,800mAh 甚至声称高达 4,000mAh 等容量,但由于 2,800mAh 、 3,000mAh 、以及更高容量电池出货量较少,且制作成高及困难,流动充电器厂商为减低成本,大多选用 2,400mAh 、 2,600mAh 的电池去製作,此情况却容易产生另一种问题 --- 「容量不足」。

由于所有 18650 外型大小相同,只能依靠表面的标贴分辨。有部份电池厂商利用这个漏洞生产冒牌、虚标电容量、缺少保护板等的电池,令所生产的行动电源电量不足。有部份不法卖家更夸张至标示设有 5,000mAh 的 18650 电池,至于可信性及实际容量,相信大家心中亦有答案。

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网上有标称 5,000mAh 电容量的 18650 电池、是真是假相信大家心中自有答案

举例说,一款以两颗 18650 电池组合而成的流动充电器,标示内建 6,000mAh 电容量,但充电器内只设有两颗 2,400mAh 锂离子电池,代表用家能够为手机等装置充电次数减少。而事实,市面上甚至用家经常浏览的网上购物如:淘宝,亦有不少这类虚标容量的流动充电器发售,令用家防不胜防。

相反,锂离子聚合物电池容量是根据所注入的聚合物多小而决定,能够从体积上判断大约电池容量,并会印上生产资料到电池包装外,假如电池是经过回收或曾被使用,亦十分轻易察觉。

加上,每一款採用锂离子聚合物电池的产品外型各有不同,厂商需按订单而进行设计及塑造等,相比 18650 电池,即使有不法厂商进得回收聚合物电池,亦不能够混水摸鱼套用到其他产品安装。

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即使印上品牌、亦不代表是正品电池

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因此越来越多厂商选用较薄身及安全的锂离子聚合物电池

总结

综合以上不同的项目作比较,可见无论安全性、寿命、及产品假冒等问题,採用锂离子聚合物电池的确比锂离子电池较佳。从用家角度出发,能够大大提高安全性,即使用袋中受撞击等亦能够保持安全,而且能够提供更多不同造型设计选择。

至于锂离子电池亦并非没有可取之处,对于部份高电流产品如手电筒及相机闪灯等,使用锂离子电池能够提供高电流输出,始终这类产品并非一般用家会使用,需要使用的用家亦会留意有关安全问题。

但对于十分平民及大众化的行动电源,并非每位用家都会知道背后的设计及最合适使用方法,站在安全及用家角度,选用锂离子聚合物电池始终是较保险及拥有较多好处的选择

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