移动电源电芯的种类有哪些?具有哪些优缺点?
移动电源内部锂离子电池根据所用电解质材料的不同,可以分为液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(LIP)两大类。
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移动电源(充电宝)的核心电芯主要有以下几种类型,各自具有不同的优缺点:
1. 锂聚合物电芯 (Li-Po)
- 优点:
- 安全性高: 电解质为固态/凝胶态,不易漏液,受冲击或高温时相对不易爆炸,一般会鼓包而非剧烈燃烧(俗称“怀孕”)。
- 形状灵活: 可制成各种超薄或异形尺寸,使充电宝设计更轻薄、小巧、时尚。
- 能量密度较高: 体积相同时,通常比传统18650锂离子电芯容量稍大或体积更小。
- 内阻较低: 放电效率较高,自身发热相对小一些。
- 缺点:
- 成本较高: 相比18650,制造成本通常更高。
- 长期存放易衰减: 若长期满电或空电存放,容量衰减可能比18650稍快。
- 价格透明度低: 市场上质量差异较大(有钴酸锂、锰酸锂、三元等不同正极材料)。
2. 18650锂离子电芯 (Li-ion)
- (注:严格来说也是锂离子的一种,但因其标准化形态而单列)
- 优点:
- 技术成熟、成本低: 工业化生产多年,技术稳定,单价相对较低(尤其在普通容量产品上)。
- 通用性强: 标准化圆柱体形态(直径18mm,长度65mm,0代表圆柱),易于采购和替换。
- 循环寿命长: 质量好的 18650(如日韩大厂产品)循环寿命(通常500-800次后仍保有80%容量)可能优于同档次的锂聚合物电芯。
- 市场透明: 知名品牌(如三星、LG、松下、索尼/Sanyo、宁德时代/ATL)的型号和性能参数公开透明。
- 缺点:
- 安全性相对较低: 内部为液态电解质,短路或严重物理损坏时存在燃烧甚至轻微爆炸的风险(但合格产品有保护板和金属壳,风险在可控范围内)。
- 体积/重量受限: 圆柱体形状在空间利用上不如锂聚合物灵活,导致含多节18650的充电宝通常较厚、较重。
- 存在虚标风险: 低端产品可能使用劣质或拆机电芯,容量和寿命严重缩水。
- 一致性要求高: 多节串联使用时需要严格筛选匹配,否则影响整体性能和寿命。
3. 磷酸铁锂电芯 (LiFePO4)
- (属于锂离子电池的一种,但因化学体系不同而特性迥异)
- 优点:
- 极致的安全性: 热稳定性极高,即使在高温、针刺、短路等极端滥用条件下也极少起火爆炸,是目前最安全的锂电化学体系之一。
- 超长循环寿命: 循环寿命极长,通常可达2000-3000次甚至更多(仍保有80%容量),远高于前两者。
- 高温性能好: 耐高温性能优异,更适合高温环境使用(如汽车内)。
- 环保: 不含有毒重金属钴。
- 缺点:
- 能量密度低: 相同体积或重量下,其容量(Wh)显著低于锂聚合物或三元18650(约低20%-30%)。做同样容量的充电宝会更厚更重。
- 电压平台低: 标称电压为3.2V (其他锂电是3.6V/3.7V),需要更大的电流输出才能达到相同的功率,对电路设计有要求。
- 成本较高: 原材料和生产成本目前高于普通锂离子电池。
- 低温性能差: 在低温环境下性能和容量衰减更为明显。
总结对比表
| 特性 | 锂聚合物 (Li-Po) | 18650锂离子 (Li-ion) | 磷酸铁锂 (LiFePO4) |
|---|---|---|---|
| 主要优点 | 安全、轻薄、形状灵活 | 成本低、技术成熟、寿命长(好电芯) | 极致安全、超长寿命、耐高温 |
| 主要缺点 | 成本较高,长期存放衰减快 | 安全性略低,体积重量受限 | 能量密度低,低温性能差 |
| 常见场景 | 主流充电宝(尤其轻薄型) | 中低端大容量充电宝,老款充电宝 | 主打安全/耐高温/超长寿命的产品 |
| 能量密度 | 较高 | 中高 | 较低 |
| 循环寿命 | 约300-500次(至80%) | 好电芯约500-800次(至80%) | 约2000-3000+次(至80%) |
| 安全性 | 较高 | 中等(依赖保护) | 非常高 |
| 成本 | 较高 | 较低 | 较高 |
选购建议
- 追求轻薄时尚、便携性: 锂聚合物是首选。
- 追求性价比和成熟可靠(尤其大容量): 优质的18650(品牌明确如三星/LG/松下/索尼)是非常好的选择,但注意避免杂牌和虚标。
- 极度看重安全性和超长寿命,对体积重量不敏感: 磷酸铁锂是最佳选择(尤其适合车用、长期旅行备用等场景)。
- 日常使用: 市场上主流中高端产品大部分使用锂聚合物电芯,在安全性、便携性和性能之间取得了较好的平衡。
注意: 无论哪种电芯,购买充电宝时选择知名品牌和正规渠道至关重要,劣质电芯或保护电路设计不良是主要安全隐患。好的保护板电路对任何类型电芯的安全都至关重要。
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