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画虎画皮难画骨 应急启动电源的“骨气”


[引言:画虎画皮难画骨,汽车应急启动电源作为近年来新兴的车载设备,在不到半年的时间里遍地开花,这本是车主们的幸事,但是利益驱使之下,其发展渐渐偏离正道。] 

      画虎画皮难画骨,汽车应急启动电源作为近年来新兴的车载设备,在不到半年的时间里遍地开花,这本是车主们的幸事,但是利益驱使之下,其发展渐渐偏离正道。先是通用模具下公版产品充斥市场,接着是外观差异化后的功能添加,后来更是大打价格战。可设计再好的外观,描述再强的性能,设定再低的价格,也无法改变其根本功能就是为亏电无法启动的汽车提供那么一次靠谱的启动机会,如果没有内在的铮铮“骨气”,受伤的还是那些花钱买难受的车主们。今天我们就好好扒一扒这块皮之下的“骨”,看看到底是“猫骨”还是“虎骨”


      何为应急启动电源的“骨气”
      车用铅酸蓄电池的作用是启动发动机时,给起动马达提供12V/200A~600A的强大起动电流,一般寿命不超过3年,不少车主经常忽略了对车用蓄电池的保养及维护,以至于经常碰到因蓄电池寿命到期,或者忘记关闭车上用电器所导致的电池过放缺电,无法启动汽车的情况。这时有一台车载应急启动电源来一解车主的窘境,是再好不过了,毕竟只要车辆能发动就一切都好办。起码能熬到维修站对电池进行更换,如果把应急启动电源的“骨气”看成真正为车主提供发动汽车的能力,那么应急启动电源里面的电池便是真正的“骨”,是支撑整套产品正常使用的基本所在,可正是这块主心骨,选用不同的电池所达到的效果却有着天壤之别,存在着诸多的猫腻。
      猫腻之一:混淆的电池类型
      对于锂离子电池技术原理不太熟悉的读者来说,18650锂电池和锂聚合物电池估计是听的最多的两个词,不少商家在宣传自家产品的时候都会把聚合物电池夸上天,把18650电池踩落地,这都不太严谨了。

本次栏目于某宝上所选取的热销品牌应急启动电源拆解之后,除了能断定并非18650锂电池以外,在外观上并不能直接判断其所使用的电池为何种类型
      其实,不同类型电池原理基本都是一样的,都有正极、负极以及电解液,目前主流锂电池单节标称电压一般为3.7V,正极材料一般为钴酸锂、镍钴锰酸锂(也叫三元材料)、磷酸铁锂或锰酸锂等,负极材料一般为石墨,电解液一般为六氟磷酸锂溶液。业界通常用锂电池的外形尺寸来标识电池型号,锂电池可以按照不同规则分为多种类型:如电压区分的高压锂电池、标准电压锂电池,放电倍率区分的标准电池(最大1C放电)、倍率电池(大于1C放电),还有按照正极材料区分的纯钴酸锂电池、三元锂电池、锂铁电池(就是某厂忽悠的拥有自主知识产权的铁电池)。被广泛提及的锂离子电池多按外壳封装材质区分,比如以18650为代表的钢外壳封装和以铝外壳封装的早期手机电池。主流的则是铝塑复合膜封装的锂离子电池,我们称之为锂聚合物电池或叫软包装电池。

自左向右分别为标准的18650锂电池、铝塑复合膜封装的锂离子电池以及用于应急电源使用的倍率锂离子电池
      辨别设备所使用电池并不难,18650电池18mm的直径厚度注定了其产品规格厚度必然大于18mm,且长于65mm。不过18650较低的成本决定了其市场占有率,所以希望价廉的可以选择18650,希望轻薄的不妨选择锂聚合物电池。
      猫腻之二:没有节操的容量标注
      不知道什么时候开始,很多人总是以大为美,觉得电池容量越高越好,可其实真的有这么大容量的电池么?上文提到的18650电池,进口大品牌单只18650产品容量截至目前量产所能达到的最高容量为4100mAh,国产普遍徘徊于2600mAh左右。按照目前普遍标注的总容量,以20000mAh为例,就算使用进口产品也需要5个一起的并联工艺,更别说国产产品的更多串并联了。小巧轻薄还便携,动不动就30000mAh,50000mAh的充电宝,一看就知道是忽悠人的,更可气的是用产品型号来误导消费者的,如50000M充电宝,买回来才知道,原来50000M是产品型号,而不是充电宝容量。

注为3.7V/5000mAh换算之后具有18.5Wh的电量

电池上所标注的VDL 3575175代表维都利公司生产的3.5mmX75mmX175mm尺寸电池

该电池所标注11.1V电压实则为3颗3.7V倍率电池串联塑封所得
      18650电池的串并联组合对于电池本身的一致性有着很高的要求,单一电池若内部出现问题,比如电池组中其中一个电池低电压,那么势必拉低整组电池的电压值并增加内阻,若仍然使用原来的电流电压进行充电极有可能引起电池发热爆炸,铝塑软包装的锂聚合物电池也存在这个情况,只不过相对于钢壳封装的18650锂电来说,锂聚合物电池不会爆炸,但是无可避免地会发生燃烧。所以产品标注的电池容量并不是越大越好。

本次破拆的应急电源所使用电池,无论是整体封装面或者拆分后的单体电池,均无法得读取任何关于该电池的详细参数
      另外,就算是符合容量标注,可事实上可以提供的电量到底会有多少呢?为了更为直观讲解这个猫腻,我们拿应急启动电源的近亲--充电宝说事。电池的容量代表着电池本身可以提供的电量,就跟水池一样,越大的水池存水量越大,充电与放电的过程就好比水池蓄水与放水的过程,必须要有压力差才能形成水流。要给3.7V的电池充电,用3.7V的电压肯定充不了,必然需要更高的电压。市面上标注10000mAh的充电宝内部使用的都是3.7V的标准电压电池,当需要为同样内置3.7V电池的设备充电的时候(目前绝大部分使用锂电池的设备电池均为同样3.7电压),必须升压至5V(USB接口标准电压,USB-C除外),附带上“升压板”的电池在转换时的转换率91%(这还是比较好的电池),实际上充电宝输出所能提供的电量如下公式:
C=C1×(3.7÷5)×0.91=10000mAh×0.74×0.91=6734mAh
(其中C表示5V有效输出容量,C1表示电池容量)
      也就是说,标称10000mAh的容量电池的充电宝,在实际使用中充电宝所能提供输出的电量,按照最优计算也只有6700mAh,以后别再被忽悠,良心商家会在产品上标注电池容量的同时标注出有效输出容量(实际可用容量)。
      猫腻之三:倍率电池的知识盲区

      锂电池的放电倍率,我们一般用字母‘C’来表示,1C则表示该电池最大放电电流为1倍放电,举例:1个1000mAh的10C锂电池,则表示该电池最大放电电流为10倍,则其最大放电电流为:10×1000mA=10A。
      一般我们称1C放电的锂电池为标准电池,2C-10C放电的为小倍率电池,超过10C的为高倍率电池。

判断应急电源所用的电池是否为倍率电池其实并不难,碍于倍率电池的特殊叠片生产工艺,只要看到所用电池具有上图所示的折边,基本肯定不是倍率电池,使用普通锂电池生产应急电源绝对是奸商的行为,虽然仍可当充电宝,但绝不建议用于启动汽车
      倍率电池与传统标准电池的主要区别在于,制作工艺上的不同,标准电池与小倍率电池多采用极片卷绕的工艺制作,而供应急启动电源使用的高倍率电池其内部极片则是采用叠片的工艺制作,这也间接提供了一个简易的分辨方法,缠绕工艺的电池两边会略厚,平整度稍差,而叠片工艺的倍率电池则相当的平整方正。由于倍率电池是为了满足严苛的大电流放电要求,其采用了更厚的极片、更厚的锂离子隔离膜,相同体积,容量反而会略有减少,不过相对于安全性来说,牺牲的小额容量就不足为道了。
      作为应急启动电源,其跟充电宝最大的区别在于,应急启动电源是需要瞬间大电流放电,以供车辆启动电机进行点火启动,此时便需要使用“倍率电池”作为动力了,一般较好的大倍率电池使用35C-40C倍率放电,传统标准电池就未必能胜任此工作了,若黑心商家采用标准电池为应急启动电源产品提供电力,寿命估计不会长,瞬间的大电流放电极为容易击穿锂离子隔离膜,轻则使用数次就废,重则当场发热烧毁。
      猫腻之四:“可有可无”的保护电路

保护电路对于随时可能遇到的高压充电、高压放电等极端情况来说极其重要
      在锂离子电池或锂电池组使用过程中,为避免使用者的错误操作而造成电池升温,电池内电解液的分解而产生气体使其内压上升,导致金属锂等的析出而造成有起火及电池破裂的危险,以及过放电使电池特性劣化等各种原因,在锂离子电池回路中匀要采用保护电路。对锂离子充电电池的保护,必须有以下4个保护功能,以保证电池的安全性和可靠性。 过充保护,防止电池充电时超过电池的充电限制电压,电池过充,极易导致电池的特性劣化、起火及破裂,确保安全性。 过放保护,防止电池放电时超过电池放电限制电压,电池过放,直接导致电池内部电化学性能劣化,轻则影响电池使用寿命,重则电池报废。过电流保护防止MOSFET的破坏,让电池在所能承受的最大充电电流值内安全充电。短路保护,防止因操作不慎,直接将正负极导通,而导致电池的起火爆炸等,确保使用以及搬运时的安全性。所以对于山寨应急启动电源产品那形同虚设的保护电路无异于谋杀,尤其是应急启动电源所使用的倍率电池,保护电路的造假占产品成本3-5%左右,可惜仅从外观上是看不出有否保护电路的,仅能凭商家良心了,所以尽量选购大品牌吧。
      说在最后
      选择车载应急启动电源和选择充电宝最大的不同在于车载应急启动电源使用高倍率电池,充电宝使用普通电池。当然两者的使用范围也有些不同,充电宝对于消费类电子产品充电条件相对较宽,但是应急启动电源则必须有较为严格的要求。不要贪图便宜,过于便宜的产品往往采用普通电池;不要追求超大容量,一个9000mAh的倍率电池产品,满电情况下能为车辆提供十多次的瞬间强电流放电启动即可。说到底,车载应急启动电源也好充电宝也好,其都是功能性很强的产品,要的是关键时刻拿出来能解决您的问题,一次良好的使用体验,比什么都强。更不要迷信什么又轻又薄还高能,目前技术阶段,这是弥天大谎,车子启动不了不要紧,别用几次把自己伤着就划不来了。要买就要买有“骨气”的真家伙。

【来源:汽车之友  作者:撰文、摄影_许晖  责任编辑:马岚】

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2016-1-18
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