忙忙鼠的部落格

智慧型手機非常耗電, 加上部份行動裝置的電池採不可拆裝設計, 選購一顆合適的行動電源便是中重度使用行動裝置的人必修的課題. 由於鋰電池或行動電源爆炸新聞層出不窮, 如何選購一顆安全可靠、價格公道、容量與輸出電流合適的行動電源呢? 此篇針對行動電源的電池容量與充電時間與建議事項做說明:

3. 行動電源電池容量的挑選:

坊間標榜行動電源的容量通常是用xx000mAh, 但這只是代表裡面電池電容量.行動電源容量標示, 正確應該是用Whr瓦特小時來標示. WHr瓦特小時, 即是行動電源可輸出功率單位, P(WHr)=V電壓x I(電容量AH)。.以Apple iPhone5為例, 電池標示3.8V 5.45Whr.

由於鋰電池一般的工作電壓是3.7V, 但輸出必須升壓到5V, 加上過程中一定會因升壓效率高低、控制版與線材阻抗..產生轉換損耗( 轉換效率88%-70%不等), 所以行動電源可使用的電量大概只有內部電池總容量的60%左右(視轉換損耗程度). 計算公式如下:
 

行動電源可使用的電量 = I行動電源電池容量x V(鋰電池工作電壓3.7V / 升電壓5V)x行動電源轉換效率(80%)。

舉例來說, 5000mAh行動電源的可充電量 = 5000 * 3.7/5 * 0.8  =2960mAh. 換言之, 選購智慧型手機用的行動電源容量至少2500mAh容量以上, 才有辦法充飽一顆1500mAh容量的電池. 若是要供應平板電腦使用, 容量至少要5000mAh以上. 以Samsung 七吋的Tab2內建4000mAh電池容量, 若要充飽, 行動電源的內部電池容量就必須有6757mAh容量以上(4000/0.592)。

目前網購或團購, 推出很多$498-$799的超低價大容量( 10000m Ah以上)的行動電源. 該購買這類超大容量的行動電源嗎? 姑且先不考量其質量堪慮問題, 先來談一顆行動電源若要充飽會花多少時間.

行動電源充電時間計算, 會受充電電流、行動電源容量、充電方式及電源轉換率影響, 標準公式如下:

行動電源充飽電時間 = 行動電源容量x(鋰電池工作電壓3.7V/輸入電流5V)x輸入電流x電源轉換率80%。

以10000mAh行動電池容量, 若以1A( 1000m Ah)充電, 至少要10000mAhx(3.7V/5V)x 1000m Ahx0.8=9.25 小時才能充飽電.

行動電源充飽電時間最簡單的計算公式就是行動電源充飽電時間 = 行動電源容量/輸入電流. 以同樣前例, 充飽電時間為10000/1000=10小時.

不過, 在行動電源本身的電池容量沒有虛標前提下, 實際充飽時間通常會比上述公式結果高出許多. 原因有兩點:

A.快充轉慢充問題:
行動電源廠商為保護行動電源不會被過充產生危險, 當充電達80%以上時, 就會將快充轉為慢充模式. 慢充模式的輸入電流(<0.2C)只有快充的10%-20%, 所以充飽電的時間要延長兩小時.

B.輸入電流大小問題:
行動電源充電一般會以充電器(旅充)或USB傳輸線充電. 為避免行動電源被過充, 所使用的充電器輸出規格通常是5V 800mAh ~ 1A (1000mAh). 亦就是最大輸入電流只有1A ! 若是10000mAh電池容量的行動電源, 即使用1A最大電流充電, 若要充飽至少要10(標準)+2(慢充) = 12小時. 若是用電腦USB傳輸線充電, USB 2.0 標準最大為5V 500mAH. USB3.0標準則為5V 900 mAh. 換言之,若是使用目前最普及的USB 2.0傳輸線來看, 充飽電的時間至少要12*2=24小時.

大容量行動電源一般使用18650圓柱型鋰電池, 單顆尺吋是18x 65mm, 重量約46公克左右(視容量而定). 目前坊間市售的行動電源採用的186650圓柱型鋰電池最大容量是日韓系的2600mAh. 若要超過10000mAh, 至少要4顆, 行動電源的尺寸最小會是8cmx 7cmx 2.5cm, 重量則240公克以上. 若是要到12000mAh - 18000mAh, 就要使用6顆的18650鋰電池, 尺吋就要12cmx7c mx 2.5cm, 重量則350公克以上.

個人不太支持選購內部電池容量超過10000mAh以上行動電源.主因如下:

A. 會購買大容量行動電源用戶本身通常會有智慧型手機+平板電腦. 若再加大體積且笨重的行動電源, 將攜帶不便。

B. 大容量行動電源充飽電時間必須超過12小時以上, 需等待充飽時間太長. 再加上多數廉價的大容量行動電源產品質量堪慮, 容量越大萬一過充將會產生越大的爆炸的威力. 

C.行動電源功用是做為個人行動裝置的備用電池, 不應反客為主. 行動電源除有使用壽命外, 充電效能是完全不如直接用旅充充電. 由於平板電腦內建電池容量大且省電, 一般可使用時間可超過一天, 只需行動電源補充部分電力即可. 使用兩顆18650容量5000mAh左右的鋰電池, 足以充飽智慧型手機2次以上, 所以大容量的行動電源實用性並不高. 千萬不要貪小便宜, 被小型貿易商引進的廉價大容量中國公模行動電源所吸引, 買到不實用且安全性堪憂的行動電源.

D. 大容量行動電源可以用來當非常耗電的筆電備用電池嗎? 技術上沒問題, 坊間也早有此類商品, 但此類合格產品單價都很高. 由於筆電的輸入電壓一般必須是16V-19V, 電流則要3A-5A, 不是一般行動裝置的5V 1A ~ 2.1A . 若要將3.7V的鋰電池升壓到19V, 並產生3A-5A的輸出電流, 行動電源本身使用的零組件要求的規格絕非單價$1000-$2000就可以搞定. 行動電源應主要做為個人行動裝置備用電池使用, 井水還是不要犯河水.

總言之, 個人建議購買5000mAh左右電池容量即可. 若是重度使用者, 選購採使用4顆18650鋰電池或是8000mAh -9000m Ah鋰聚合物電池的行動電源+ 隨身帶旅充或USB充電線應該就足夠了.  

4. 行動電源的使用注意事項:

A.為何劣質的行動電源會把手機充壞? 輸出電流2.1V充手機, 會充壞手機嗎 ?

手機的充電電流大小是由手機控制的, 行動電源只是被動提供足夠電流. 若行動電源提供電源提供電流小於手機所需, 將無法充電. 但提供電流大於手機所需, 並不會將手機充壞. 是故, 行動電源若設計雙USB電流輸出設計( 2.1A與1A), 將2.1A輸出電流拿來充只需0.8A或1A電流的手機並不會損傷手機, 但拿1A輸出電流拿來讓需要2.1A電流的平版電腦充電, 將會無法充電.
劣質的行動電源會把手機充壞與輸出電流大小無關, 而是電壓. USB充電標準乃由國際USB-IF協會所制定, USB標準電壓是5V+-0.25V(4.75V~5.25V). 有些劣質的行動電源升壓設計不良導致輸出電壓是5.25V以上, 就很容易將手機(行動裝置)充壞, 原理就像把只能使用110V電壓的電器却輸入220V電壓就會將電器燒毀一樣.

B. 行動電源不要放在潮濕、高熱(低溫)或充滿金屬異物環境. 應盡量避免重摔或擠壓, 若外殼已變形, 請勿再使用. 使用行動電源放電時, 請勿同時充電, 避免發生危險.

行動電源內含大容量具危險性的鋰電池. 鋰電池本身容易因外在高溫, 金屬異物接觸短路, 或重摔導致外殼破損漏液而造成鋰電池損害或甚至爆炸. 潮濕的環境容易造成行動電源裡的保護線路IC銹蝕失能會讓電池喪失保護而產生危險. 鋰電池在充電及放電時, 是它能量化學反應最強烈也最危險的時候, 若同時放電(充電其他行動裝置)及使用充電器進行本體充電, 鋰電池容易因過熱(超過40度以上高溫)或鋰離子化學反應過於強烈而損毀或甚至爆炸.

C.為何有些行動電源品牌保固一年, 有些只有3-6個月, 甚至沒有?

一顆正常且新的鋰電池一般可以有500次以上的充放次數. 500次充放次數代表經過500個充放Cycle, 還可儲存原本50%以上電量. 充放Cycle, 並不是拿去充電一次就算一次 , 而是以完全充放一次來計算. 若用到50%就拿去充電, 只算0.5 cycle. 鋰電池因無記憶效應, 長充或短充不會影響壽命, 一般會建議電力不足50%就去充電最好. 是故, 合格的鋰電池正常使用下, 維持1-2年的使用壽命並沒有問題, 所以廠商通常願意提供一年保固服務. 不過, 若是使用來路不明鋰電池的行動電源, 鋰電池的使用壽命與安全性就很難被保證, 保固期縮短自然就是必然的事.

5. 結論:

個人建議選購行動電源的要點如下:

A.選購內含鋰聚合物電池優於鋰離子電池

B.行動電源的電池容量5000mAh-10000mAh即可.

C.一分錢一分貨. 為保護行動裝置與人身安全, 優先選購有提供一年保固服務, 並具有Made For APPLE認證或信譽卓著的廠牌, 應避免選購過於低價的行動電源.