你了解充电宝吗？如何选择好的充电宝

• 充电宝的电池芯

充电宝里使用的电池芯与智能手机里使用的电池芯的材料都是属于锂离子电池。

有关锂离子电池的特性我在以前的文章里已经提到过，锂离子电池内部所用的正负极材料有若干种，正负极之间的电解质材料有液态的和固态或胶态的区分，所以业界把锂离子电池分为液态锂离子电池(Liquified Lithium-Ion Battery，简称为LIB)和聚合物锂离子电池(Polymer Lithium-Ion Battery, 简称为PLB)。根据百度百科的解释：这两种锂离子电池所用的正负极材料是相同的，这两种电池的工作原理也基本一致， 液态锂离子电池使用液体电解质， 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。

不管是哪种锂离子电池，目前普遍使用的锂离子电池的内部主要组成包括：

1. 正极材料：通常为钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂材料与铝箔组成电流收集极；

2. 负极材料：通常为石墨化碳材料和铜箔组成；

3. 隔膜：正、负极间用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜材料进行隔离，既要允许锂离子在正负极之间来回穿越，又要防止正负极短路；（有网络文章分析说三星NOTE7的新电池为了在有限的体积得到更高的能量密度，可能把“隔膜”做到尽量薄，以便腾出更大的空间来装进更多的正负极材料，从而提高电池的容量，使得正负极与隔膜之间的空间已经几乎密集到极限。不知是否是由于这样做而导致了隐患。按照锂电池的固有特性，如果进行过压或过流充电都会容易在隔膜处产生枝晶，枝晶可能会刺破隔膜导致正负极短路，引起燃烧。其实，不管什么原因，只要使电池内部的正负极短路，就容易引起电池的燃烧。）

4. 电解质： 液态锂离子电池使用液体电解质， 那种圆柱形的比如18650尺寸的锂电池内部通常采用的是液态电解质；聚合物锂离子电池不存在漏液的问题，具有小型化、薄型化、轻量化的特点。

5. 温度监测和过压/过流/短路等保护电路。

• 18650锂电池

这是一种很常见的锂电池，18650指的是一种规格尺寸，18表示直径为18mm，65表示长度为65mm，0表示为圆柱形电池，其实18650只是圆柱形的标准尺寸中的一种，至于内部具体是什么电池材料，通常不会标出来。采用这类封装的好处是规格统一，方便大规模自动化生产，良品率高；采用钢壳，具有机械强度高、耐冲击性强的特点；有泄压安全阀，当内部压力大时具有一定的保护作用。

这种18650锂电池是把分别涂有正，负极材料的涂布和隔膜采用螺旋绕制结构做成圆柱体，塞进一个钢筒里，通过电焊机把负极焊到钢壳底部，在充满惰性气体氩气的密封箱中注入电解液。为了安全，置入泄压安全阀和PTC热敏电阻，最后再通过激光焊接将盖帽与钢壳连为一体。经过化成反应和多种测试之后形成正式产品。18650只是电池尺寸标号，不同厂家的材料，工艺等不同，产品性能会有差异，这也是特斯拉选择松下电池芯的原因。

由于采用液态电解质的锂电池已经诞生多年，材料和生产工艺掌握的比较好，所以单体的一致性会做的更好些，使得各电池单体之间的差异小，适合串并联组合，这就减少了电池均衡的复杂性，所以特斯拉采用的电池模块内部就是把几千个松下的18650那种尺寸电池单体进行串并联，通过电池管理系统组成一个可以输出几百伏的高电压和大电流的电池组。

不少采用18650电池芯的充电宝会在产品宣传资料上特意标出“采用松下/LG/三星进口高密度电池芯”的字样。充电宝里根据容量大小，通常会把若干个18650电池进行并联，为了保证一致性，这些电池都要经过筛选后进行组合。

• 软包锂电池

市场上也有很多软包锂电池，内部采用的是层叠结构做成大小不一的长方体形的。软包锂电池没有泄压阀，如果内部产生气体会引起鼓胀等现象。值得注意的是：软包锂电池并不一定就是聚合物锂电池，有些内部可能采用的是聚合物锂电池，有些可能采用的是液态电解质的锂电池。

这种作法其实很普遍了，比如有人拆解过iPohne 4S的锂电池，发现内部是固态的聚合物锂电池，如图7所示；也拆解了iPohne 5S的锂电池，发现内部是液态介质的锂电池，只是做成了软包电池的形式，如图8所示。当然，这种拆解是很危险的。最近也看到网上的一篇文章，说韩国SDI产的三星NOTE7的锂电池内部采用的是液态电解质的锂电池，而ATL产的是固态的聚合物锂电池。

至于是液态电解质的好还是聚合物的好，应该各有优缺点。充电宝产品内部都会采用这两种电池芯中的一种，看上去比较厚的那种内部通常是由若干个18650电池芯组成的，根据容量的大小，并联若干个18650。看上去比较薄的那种内部通常采用的是软包锂电池，容量的大小与配方和软包的体积有关。

软包锂电池没有18650里的那种泄压阀，所以，一旦内部产生气体会引起鼓胀，甚至爆裂。

不管内部是液态还是聚合物的电解质，做成的电池单体的工作电压根据不同的正极材料会有不同，如图9所示。很多智能手机用的电池标称工作电压通常是3.8V左右。不管是智能手机里的还是充电宝里的锂电池，还是无人机用的锂电池等，按照锂电池的固有特性，如果进行过压或过流充电都会容易在隔膜处产生枝晶，枝晶会刺破隔膜导致正负极短路，引起燃烧。所以，不管是普通充电还是快充充电，充电电路输出的电压和电流一定要控制好。

充电宝都标称输出有容量，它的定义在上一篇里已经讲过，产线上组装好的新电池都要经过化成，老化和筛选测试。有专门的系统，需要用到直流电源，电子负载，开关控制等仪器。

• 容量测试

根据国家标准GB/T18287-2013《移动电话用锂离子蓄电池及蓄电池组总规范》，采用0.2C进行充电和放电的测试，需要做5个循环的老化测试。

• 内阻测试

采用三元材料的18650电池，内阻大概在70毫欧以内的都算合格品，低于30毫欧的算是极品了，通过筛选会分成不同等级。随着电池的充放电循环次数的增加，电池的内阻会逐渐增大，电池的实际容量会逐渐降低。电池在100次充放电后内阻会增大一倍，同一批次不同电池之间的内阻10~15%的偏差，不同制造商之间的电池内阻有10~15%的偏差。在不同频率下的内阻是不一样的，业界会测量从1 mHz 到1KHz频率范围内的电池内阻，1 mHz 时的电池内阻比较高，1KHz时的电池内阻比较低。

内阻测试有专门的电池内阻测量仪。不同于数字万用表，数字万用表测量的是直流电阻，而这种仪器采用的交流信号作为激励，测量的是在特定频率下的交流阻抗。业界使用比较广泛的，比如，日置(HIOKI)的电池阻抗测试仪BT4560，如图10所示。

测量参数：R, X, Z, θ

测量频率：0.1 Hz～1050 Hz

测量量程：3.0000 mΩ, 10.0000 mΩ, 100.000 mΩ 

最近，艾德克斯（ITECH）也在宣传它的电池内阻测量仪IT5100电池内阻测试仪，广泛应用于手机锂电池、蓄电池以及动力电池等各种电池的测试 ，主要指标如下：

电阻分辨率：可达0.1μΩ

电压分辨率：可达10μV

电阻测量范围：150μΩ～3000Ω

如果是你新买的电池，内阻有多大？要知道，内阻大小不同，等级不同，价格也是不一样的。如果是你已经用了一段时间的电池，内阻变多大了？微测一下，就能推断出它大概的实际容量有多少，当然，还可以通过专门的计算公式进行计算。