認識一個東西，都是從比較好壞開始。沒有差哪來的優，煮機就從基本的指標入手，教大家如何分辨一些關于移動電源的重要概念。

鋰電池分類

高低貴賤，自有高低貴賤的理由。評價移動電源好壞，首要因素就是它使用的鋰電池分類。

為什么說這個分類很重要。因為鋰電池本身就是一個綜合的、大的概念，鋰電池、鋰離子電池、鋰離子聚合物電池，多幾個字這里面都大有文章，成本相差也是天差地別。

 

鋰電池，一般情況下是鋰離子電池的簡稱，但嚴格來說與鋰離子電池有很大的區別。鋰電池是鋰原電池，以鋰金屬或鋰合金為負極材料，內含純態的鋰金屬，使用非水電解質溶液的一次性電池。

鋰電池是一次性電池，那鋰離子電池是不是指可重復充放電的鋰電池呢？也非。廣義的可充放鋰電池是指由一個石墨負極，一個采用鈷、錳或磷酸鐵的正極，以及一種用于運送鋰離子的電解液所構成。但也有一次性鋰離子電池，它們使用鋰金屬或者嵌鋰材料作為負極。

 

鋰離子電池相對于鋰電池，多出的“離子”二字，就是強調了運送“鋰離子”的電解液。我們熟悉的 18650 電池，內含被吸附的液體電解液，因而所有的 18650 電池都屬于鋰離子電池。而 18650 電池之所以從鋰離子電池中被單獨提出來，是索尼基于工業化標準生產的需要，做出的直徑為 18mm、長度為 65.0mm 的鋰離子可充放電池，使用范圍更廣、更常見。所以，除了 18650 的標準，還有 16340 電池。

 

至于鋰離子聚合物電池多出的“聚合物"三字，就是強調這是電解液為膠狀、固態或半固態的鋰離子電池。鋰離子聚合物電池之所以高大上，“固態聚合物”代替了傳統的液態電解質是根本原因。

使用膠態或固態聚合物取代液態有機溶劑電解液的好處，一是聚合物可以做成任意形狀適配不同的設備，適應能力高，設備的工業設計自由度就有保證。比如手機（18650 這類形狀固定、使用液態電解液的電池明顯就無法做在今天的智能手機上）。二是聚合物狀態的電解液安全性更高，液體電解液在短路、處于高溫高壓的極端條件下是會爆炸的，聚合物則只會膨脹、鼓出來，再極端的狀態也不會發生爆炸燃燒的情況。

 

另外，現在的鋰離子聚合物電池，都是可充放電池，并非像鋰離子電池那樣，還有一次性、不可重復使用的品種。

總結

以是否能重復充放電為標準，鋰離子聚合物電池全部屬于可重復充放電，鋰離子電池大部分可以、少部分不行，鋰電池則完全不行。

以成本、生產難度衡量，鋰離子聚合物電池 > 鋰離子電池 > 鋰電池。

以安全性衡量，鋰離子聚合物 > 鋰離子電池/鋰電池。

以形態是否固定衡量，鋰離子聚合物可“自定義”程度最高，鋰離子電池/鋰電池次之。

當然，這里還要強調一點，我們現在討論的鋰電池、鋰離子電池、鋰離子聚合物電池，是以內部電解質為分類標準，主要影響生產成本、電池安全性、電池結構/外形。

至于電池性能，正極電芯的影響更大，比如采用鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等基于鈷鋰、錳鋰、鎳鋰的不同正極材料，各方面的性能是不一樣的。下一篇文章將帶來關于這方面的說明。

要想徹底了解影響鋰離子電池性能的要素，必須先知道鋰離子電池的放電/充電的原理和一般結構組成。

化學電池的構成

一般來說，化學電池都是靠正極、負極活性物質在氧化還原反應（正極化合物失電子、負極化合物得電子）過程中，把化學能轉化為電能。鋰離子電池相對普通化學電池有什么特殊么？沒有。鋰離子電池之所以強調“鋰離子”三字，是因為其正負極活性物質是含鋰化合物。

既然本質上都是氧化還原反應，鋰離子電池具體又是如何產生電流的呢——靠的是正極/負極層狀物質晶體中，鋰離子不斷的嵌入/脫嵌，具體如圖：

我們都知道，鋰離子電池是由正極、負極、電解質三個基本部分組成。正極和負極作為存儲鋰離子的載體——層狀物質晶體，充電時，鋰離子從正極脫嵌經過電解質嵌入負極，負極處于富鋰態，正極處于貧鋰態，同時電子的補償電荷從外電路供給到碳負極，保證負極的電荷平衡。放電時則相反，鋰離子從負極脫嵌，經過電解質嵌入正極，正極處于富鋰態。

目前，負極材料是確定的，一般采用的是碳素材料——石墨（鋰離子嵌入碳化合物）；所以，與負極材料對應的正極材料這個“鋰離子容器”，其儲藏的鋰離子越多、密度越大，鋰離子電池儲存的電量就越大；其晶體結構的化學性質越是穩定，鋰離子電池的安全性就越高；其老化特性（即隨著使用時間增長發生的材料變形，晶體結構破壞，內阻逐漸升高）越不明顯，鋰離子電池的循環次數越多。一句話總結，不同的正極材料，很大程度上決定了鋰離子電池的容量、安全性、壽命。

(鈷酸鋰層狀晶體正極示意圖）

基本我們可以這么說，決定鋰離子電池性能的關鍵，是正極材料，而不同正極材料比拼的，是含鋰化合物晶體結構的穩定性、嵌入鋰離子數量、老化特性。

目前鋰離子電池使用的正極材料，有包括層狀結構的鈷酸鋰、鎳酸鋰，尖晶石結構的錳酸鋰（同樣也有層狀結構的錳酸鋰 LiMnO2），橄欖石結構的磷酸鐵鋰，和三元材料（簡單點可以看做鈷鋰、鎳鋰、錳鋰某種程度的“混合”），它們各有優缺點。不過由于各個公司的研發和生產水平不同，對于不同的正極材料，各種流行的說法大家爭論不休，這里只列舉一家公司公開的數據來做對比：

參數說明：

電壓越高，充放電功率也越大，在電池容量一定的情況下，意味著更快的充放電（不考慮控制芯片作用的情況下）。另外，正極材料電壓不同，也要求配合不同的電解質，這樣才能充分發揮鋰離子電池的性能。

振實密度，也稱壓實密度，是指面密度/極片碾壓后的厚度(集流體厚度) ，單位：g/cm3。一般來說，壓實密度越大，電池的容量就能做的越高，所以壓實密度也被看做材料能量密度的參考指標之一。不過壓實密度講求的是合適，過大或過小，都不利于鋰離子的嵌入嵌出。而合適的正極壓實密度，可以增大電池的放電容量，減小內阻，減小極化損失，延長電池的循環壽命。

循環壽命很好理解，就是衡量正極材料老化特性。

總結

很明顯，不考慮還未實用的磷酸鐵鋰，目前綜合性能最優的材料還是三元材料。至于鈷酸鋰，性價比最高，所以目前也是使用最廣的。

隨著我們對解鋰離子電池/鋰離子聚合物電池之間的區別、性能等的逐步了解，煮機的第三篇文章將從整體角度去解釋有關移動電源的關鍵指標。

轉化率

移動電源即使不虛標的情況下，電池容量都不可能 100% 轉化成為可充電量。兩個標稱 10000mAh 容量的移動電源，若一個擁有 85% 的實際轉換率，一個擁有 65% 的實際轉化率，就意味著一個真實容量為 8500mAh，另一個真實容量為 6500mAh，差別之巨大，轉化率的重要性顯而易見。

移動電源不能輸出 100% 有效容量，主要是存在三個方面的損耗，一是電源主板的升壓電路，二是傳輸線材的線阻，三是手機本身充電時的損耗，其中升壓電路的損耗尤其突出。目前，采用不同正極材料鋰離子電池的輸出電壓都在 3.3V-4.2V 之間，而一般輸出端口（microUSB 接口）的標準電壓為 4.75-5.25V，根據公式：功率（P）=電流（A）·電壓（V），10000mAh 電源的總輸出功率為 10000mAh×3.7V=37Whr，這 37 Whr 的功率在經過升壓電路從 3.7V 升級到 5V 輸出電壓后，輸出電量只剩下 37Whr/5V=7400mAh。

顯然，移動電源內置高輸出電壓正極材料的鋰離子電池，理論上轉化率會更高些。不過，有些廠商產品轉化率高是靠移動電源的整體輸出電壓偏低，可謂是削足適履，引起的一系列其它效應降低了移動移動電源的穩定性和安全性。

總的來說，使用高電壓正極材料的電池，PCB 電路板采用了較好的做工和設計，傳輸線材用料足，這些綜合起來才有健康的高轉化率，當然也意味著產品整體成本的提升。

安全性

移動電源的安全性一直是大家關注的焦點，畢竟誰也不想揣著個「不定時炸彈」在包里。要想有高安全性，必須在「事故預防」和「降低事故發生時危害」兩個層面進行考慮。

一個預防措施做的相當足的移動電源，必須要有短路保護、過充保護、過放保護、過電流保護、過溫保護。MCU 芯片這集成在 PCB 板上的智能控制系統，可以避免設備在充電時受到不穩定的電流、電壓沖擊而損壞；可以對產品進行充放電控制，使產品性能更加安全穩定，使用壽命更長，同時也避免不穩定的輸出對手機造成傷害。

不過不是所有的廠商都把這些功課做全了、做精了。有些只有簡單的短路、過充、過放三項保護電路設計，其中必要的過充和過放也只是保證不嚴重危害內置電池的性能/壽命，實際上就只剩下了短路保護一個安全預防措施了，在遭遇靜電沖擊和其他意想不到的情況時，這些產品的安全性著實讓人擔憂。至于過溫保護的話，因為要添加額外的芯片或微型感應裝置，增加了成本，有些廠商就沒有這項功能，如此一來，移動電源充放電發熱在某個特殊條件下，累積到危險水平時就完全沒有了防護措施。

前面我們說了「事故預防」層次移動電源必須要做到的，萬一還是發生了意想不到的狀況時，最后一道防線就是移動電源內置的鋰離子電池/鋰離子聚合物電池本身的安全性能了。眾所周知，鋰離子電池吸附了液態電解質，在高溫高壓的情況下是可能爆炸燃燒的，相比之下，鋰離子聚合物電池采用了固體/半固體、膠質電解質，再極端的環境下也只是體積膨脹、鼓出來，燃燒的情況都極為罕見，爆炸更是絕無可能。所以，采用了聚合物電芯的移動電源，妥妥的是要更安全一些。

壽命

移動電源由于都是采用的鋰離子（聚合物）電池做電芯，其壽命當然就與鋰離子電池的充放電次數相關。

影響鋰離子電池充放電循環次數的因素，有兩個，一個是溫度，一個是正極材料。

不可避免的，鋰離子電池的容量會緩慢衰退，與使用次數無關，而與溫度有關。可能的機制是內阻逐漸升高。這是不可控的客觀因素，用戶只能在日常使用時注意不要把移動電源置于高溫環境下。

至于正極材料，理論上循環次數的排名是：鈷酸鋰/鎳酸鋰＜三元材料/錳酸鋰＜磷酸鐵鋰，想要更多的充放次數，就選擇壽命更長的正極材料電芯。

另外，鋰離子電池在過充和過放的情況下，會極大地損害電池壽命，甚至報廢，不過一般情況下，移動電源的保護電路特意做了「預防」和「控制」的措施，所以不用太擔心。

從轉化率、安全性、壽命三個角度考慮，大家該怎么挑選移動電源，現在應該基本心里有數了吧。