移動電源內部構造
一個移動電源通常由外殼+電芯+電路板組成。
外殼主要是產品封裝,以及實現造型美觀、保護等作用,常見為塑膠和金屬;
電路板主要用于實現電壓、電流控制、輸入和輸出控制,以及其他各項功能
電芯是移動電源中成本最高的組成部分,18650電芯和聚合物電芯是最常見的兩種。
目前的移動電源電芯普遍都使用鋰離子電池,但是性能不一,而且從外形上是完全看不出來的,一般的規格標注也無法反映。
電芯廠家有:
Sanyo、Sony、Maxwell、三星SDI、LG化學、AESC、SB LiMotive、LEJ、BEC、A123、Johnson Controls(江森自控)、Enerdel等等。
鋰離子電池廠家有:
遠東福斯特新能源、香港新能源科技、天津力神電池、浙江南都電源動力、深圳市比克電池、山東淄博迪生電源、欣旺達電子股份、深圳邦凱科技、東莞市邁科科技、廣州鵬輝能源科技、中航鋰電、優科能源、深圳市慧通天下科技、比亞迪、惠州億緯鋰能、廣東精進能源、中信國安盟固利電源、星恒電源、山東潤峰集團新能源、深圳市貝特瑞新能源材料、惠州TCL金能電池、浙江凱恩電池、珠海銀通集團、萬好萬家新能源集團(杭州)、深圳市德賽電池科技、武漢銀泰科技電源、深圳市量能科技、安徽天康、東莞鋰威能源科技、妙盛動力科技集團、深圳市海雷新能源、山東威能環保電源、寧德時代新能源科技、合肥國軒高科動力能源、萬向集團、哈爾濱光宇電源、微宏動力系統(湖州)、深圳市創明電池、寧波維科電池、飛毛腿(福建)、四川長虹新能源、浙江天能能源、深圳雷天溫斯頓電池等等。
1、電池材料 鋰離子電池根據所用電解質材料的不同,可以分為液態鋰離子電池(LIB)和聚合物鋰離子電池(LIP)兩大類。二者所用的正負極材料是相同的,正極材料包括鈷酸鋰、鎳鈷錳和磷酸鐵鋰材料三種,負極為石墨,電池的工作原理也基本一致。
正極材料廠家有:
日亞化學、戶田工業、清美化學、田中化學、三菱化學、L&F、UMICORE、Ecopro、A123、Valence、Saft、湖南杉杉、巴莫科技、寧波金和、振華新材、北大先行科技、北京當升材料科技、湖南瑞翔新材料、深圳市天驕科技、廈門鎢業、青島乾運高科新材料、江西贛鋒鋰業等等。
負極材料廠家有:
日本化成、日本碳素、JFE化學、三菱化學、貝特瑞、上海杉杉、江西紫宸、深圳市斯諾實業、郴州市中南星源材料、江西正拓新能源科技、湖州創亞動力電池材料、天津錦美碳材科技發展、成都興能新材料等等。
2、電解質 鋰離子電池的主要區別在于電解質的不同,其中液態鋰離子電池使用的是液體電解質,聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質來代替。這種聚合物可以是“干態”的,也可以是“膠態”的,目前大部分采用聚合物膠體電解質。
①、鈷酸鋰(LiCoO2)
鈷酸鋰就是大家所俗稱的液態鋰離子電池,常見的形態有18650和方塊形狀。18650電池就是直徑18毫米、高65毫米的圓柱體電池(長得就像5號電池的放大版),廣泛用于筆記本電池中。由于與筆記本電池通用,現在市面上超過六成的移動電源使用的也是18650電池。
目前商業化的鋰離子電池基本上都選用層狀結構的鈷酸鋰作為正極材料,其理論容量為274mAh/g,實際容量為140mAh/g左右,也有報道實際容量已達155mAh/g。
這種正極材料工作電壓較高(平均工作電壓為3.7V),充放電電壓平穩,體積小,比能量高,循環性能好,電導率高,生產工藝簡單,容易制造。
主要優點:技術成熟,應用范圍廣泛,體積小巧。
主要缺點:循環使用壽命在300次左右,安全性能低,抗過充電性較差,不適合高倍率充放電,廢棄后對環境有污染。
②、鎳鈷錳(LiNiCoMnO2)
鎳鈷錳又稱三元材料(LiNiCoMnO2),是聚合物鋰離子電池的一種,常見的形態為方塊軟包形狀。注意,鈷酸鋰也可以做成方塊形狀,但成型后是硬的,用手捏一下可分辨出來。
三元材料隨著智能手機的普及近兩年來發展迅猛,使用的領域也越來越多。它以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料,鎳鈷錳的比例可以根據實際需要調整。
三元材料做正極的電池相對于鈷酸鋰電池安全性高,使用壽命較鈷酸鋰更高,達到了500次使用循環壽命。
主要優點:體積多樣性,使用范圍非常廣泛,不易爆炸,安全系數高。
主要缺點:價格較高,廢棄后污染環境,大電流充放電性能較弱。
③、磷酸鐵鋰(LiFePO4)
磷酸鐵鋰學名鐵電,與前面兩類電池最大的區別是電池的正極加入了鐵元素。鐵鋰最近幾年才剛剛起步,是一種很有潛力的材料,其安全性能與循環壽命是其它材料所無法相比的,這些也正是動力電池最重要的技術指標。充放循環壽命達2000次,單節電池過充電壓30V不燃燒,穿刺不爆炸。
磷酸鐵鋰正極材料做出的大容量電池組更易串聯使用,以滿足電動車頻繁充放電的需要,且具有無毒、無污染、安全性能好、原材料來源廣泛、價格便宜,壽命長等優點,是新一代鋰離子電池的理想正極材料。
目前鐵電以大容量的電動大巴、信號基站儲能和大型UPS應用為主,其中移動電源、AA電池剛開始試水大規模生產,這使得鐵電逐步在中大容量UPS、小型儲能電池、草坪燈、電動工具中得到廣泛應用。
主要優點:2000次循環使用壽命,大電流充放電,內阻小發熱少,安全,環保無毒。
主要缺點:售價昂貴,數碼產品領域尚未大規模使用,消費者心目中的認知度較低。
除開電芯,移動電源中的電路板也非常重要。對于充電電池,規格書都有安全的充電截止電壓和安全放電截止電壓,有標定 的額定最大工作電流。移動電源的設計,首先要安全的給聚合物電池充電,因為電池成本比較高,而且為了系統的安全可靠工作,要有一個充電管理系統。當需要給便攜式設備充電時,聚合物電池對外放電,因為便攜式設備普遍輸入電壓為5V,所以有一個升壓5V的系統。不論是充電管理系統還是升壓系統,都需要電路板來提供,所以移動電源內部電路板設計得好壞決定了產品的智能與否。
在大量安全事故被媒體曝光后,移動電源的安全性能就成為人們考慮的重要因素。所以工程師們在設計移動電源產品的時候應該在保護模塊花費更多心力。那具體到產品內部,它又包括哪些保護模塊呢?
1.過充保護
鋰電池過充保護是用電源管理芯片去檢測電壓實現的,芯片內部在基準設置狀態下(手機鋰電池一般為3.5V)。當基準慢慢上升,當上升到VSS-VDD設 計值時,這時的電壓就是保護過充關斷電壓,通過邏輯關系輸出低或者高電平來控制外部控制電路來實現過充保護。當電壓緩慢下降時設置VSS-VDD電壓值來 取基準值當基準檢測到在設置以下時,這是邏輯關系解除過充保護。
2. 過放保護
過放保護電壓是指放電過渡時保護電池的最低電壓,放電到這個電壓點時,保護電路切斷電路,達到保護電池的目的。根據電池壽命與放電深度的關系及電池電壓 與放電率和放電深度關系,結合設備實際負荷,確定電池放電終止電壓,設計電池放電防護電路。
3.短路保護
短路造成的回路電流一般在額定工作電流的10倍以上,而過電流保護需要延遲約幾十毫秒,直接短路導致的數十倍額定電流在幾十毫秒內也會對電池組的性能產 生影響。現有的保護方式有PPTC法,該方法是通過電流產生的熱切斷回路,也需要毫秒級的反應時間,同時增加了回路中的阻抗。也有專用于電池組的短路集成 芯片,此芯片應用范圍窄、成本高。
4.PTC介紹
PTC正溫度系數熱敏電阻又稱 polyswitch,聚合物自復保險絲(polymer resettable fuse)聚合物自復保險絲由聚合物基體及使其導電的碳黑粒子組成。由于聚合物自復保險絲為導體,其上會有電流通過。當有過電流通過聚合物自復保險絲時, 產生的熱量(為I2R)將使其膨脹。從而碳黑粒子將分開、聚合物自復保險絲的電阻將上升。這將促使聚合物自復保險絲更快的產生熱、膨脹得更大,進一步使電 阻升高。當溫度達到125°C時,電阻變化顯著,從而使電流明顯減小。此時流過聚合物自復保險絲的小電流足以使其保持在這個溫度和處于高阻狀態。當故障清 除后,聚合物自復保險絲收縮至原來的形狀重新將碳黑粒子聯結起來,從而降低電阻至具有規定的保持電流這個水平。
5、其他保護電路等等
1.鋰電池管理IC
目前國內充電管理系統比較成熟,智能IC監控整個充電過程,執行鋰電池的預充、恒流、恒壓三階段充電功能。主流管理IC
2.MCU
PCB板上智能控制系統,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,提供充電保護、放電保護、溫度保護、漏電保護、過載保護、短路保護等多重保護,使產品性能更加安全穩定,使產品本身使用壽命更長,同時也避免不穩定的輸出對手機造成傷害;MCU同時在不充電輸出狀態下,可以阻止電能流失。解決了用戶的后顧之憂;自動識別手機和多種數碼產品,支持各品牌智能手機及各類平板電腦充電,兼容USB 5V輸入的其他數碼類電子產品充電。
3.貼片升壓IC
移動電源電池的電壓為3.7V,而輸出電壓則是5.0V,電力需要經過升壓電路才能輸出。在升壓的過程中因為電路上發熱損耗了部分電量,使實際輸出的電量和電池輸出的電量存在一定的差異,兩者的比值叫做移動電源的轉換率。目前國內技術轉換效率高低不等,一般在75-85%.也有些實力較強的廠家采用成本較高的方案,自主研發電路設計,實際轉換率能達到90%以上,當然隨著技術的發展,這一轉換率會越來越高。也有將2節電池串聯成8.4V然后采取降壓方式的,效率能做到95%左右,但對電芯的一致性要求高,安全性比較低,一旦出故障容易燒壞用戶的手機等數碼產品,所以很少有廠家采用。
移動電源系統商正加速導入大電流直流對直流(DC-DC)轉換器。瞄準龐大的移動電源市場商機,閘能、遠翔、O2Micro、MPS、立锜和致新等電源IC供應商,皆已著手開發或推出大電流DC-DC轉換器,以幫助系統廠開發充電速度更快的移動電源產品。
4.“三合一”“五合一”單芯片解決方案
一些國內廠家正傾向于退出單芯片解決方案,以一顆芯片實現移動電源的基本功能。
四、移動電源各大品牌及其生產廠家
1、廣東品勝電子股份有限公司
總部:深圳
主營:品勝移動電源是廣東品勝電子股份有限公司研發生產的。在打造移動電源方面,追求品質取勝,以出眾的質量獲得消費者的高度認可。作為移動電源的首創者,其連續多年蟬聯移動電源全國銷售冠軍和品牌第一名,保持著移動電源行業的標桿企業地位。
官網:http://www.pisen.com.cn/
2、小米
總部:北京
主營:小米移動電源是小米公司推出的一款移動充電設備。擁有四個不同電池容量的版本移動電源。可根據被充電的設備,自動調節輸出電量。全面兼容小米、蘋果、三星、HTC、Google甚至黑莓等手機及平板電腦,還可為部分數碼相機及游戲掌機充電。
官網:http://www.mi.com/
3、愛國者數碼科技有限公司
總部:北京
主營:愛國者數碼科技有限公司成立于1993年,作為國內一家知名IT數碼品牌,享有很高的聲譽,憑借著企業強大的實力與產業號召力推出了相關的移動電源產品。除了使用進口電芯外,也在行業內首創并實現了“電池身份證”的技術,使每一塊愛國者電池都有唯一的編碼。在更為專業化、國際化的運營體系的促使下,aigo愛國者已經成長為中國數碼第一品牌。官網:http://www.aigo.com/
4、深圳市銳訊天成科技有限公司(羽博)
總部:深圳
主營:深圳市銳訊天成科技有限公司,羽博YOOBAO,通信、數碼、IT配件領域知名品牌,國內較早專注PDA系列電池,從事PDA、手機、數碼系列電池研發的創新科技型企業。YOOBAO品質,眾口皆碑,YOOBAO國內向高端通訊配件品牌邁進,國外產品遠銷歐美、中南亞等發達國家。
官網:http://www.yoobao.com/
5、深圳羅馬仕科技有限公司
總部:深圳
主營:深圳羅馬仕科技有限公司是一家設計、銷售智能電源產品的創新型科技企業。自主創新的充電技術是羅馬仕的核心競爭力。作為專業的智能電源品牌,羅馬仕向全球消費者提供可輕松擁有的高品質移動電源。2013年羅馬仕實現移動電源中國銷售量排名第一,如今羅馬仕正朝著全球第一的專業智能電源品牌邁進。
官網:http://www.romoss.com.cn/
6、中山市品能電池有限公司
總部:中山
主營:品能采用日本精工高效升壓及電池保護IC,內置全智能設備電壓識別芯片,可自動識別多種數碼產品電壓與電源,達到真正有效充電,全面杜絕虛充。獨特的優勢使其吸引了眾多忠實的客戶并且暢銷到歐洲、亞洲、大洋洲等國外尖端產品公司、電子百貨公司及超級市場等。
官網:http://www.pineng.cn/
7、飛利浦
總部:荷蘭
主營:荷蘭皇家飛利浦公司,享譽全球的跨國電子品牌,世界上最大的電子公司之一。世界500強,以強大的科技創新及產品設計聞名于世。其主攻太陽能充電的節能型移動電源,價格昂貴,價位居于10大品牌之首。
官網:http://www.philips.com.cn/
8、飛毛腿(福建)電子有限公司
總部:福建
主營:飛毛腿公司成立于1997年,是一家擁有獨立強大品牌銷售網絡、最具先進制造規模,為移動數碼產品提供全面電池解決方法的國內電池行業最具品牌價值企業。飛毛腿(SCUD)移動電源,是由飛毛腿電池有限公司榮譽出品的,一種集供電和充電功能為一體的可移動便攜式充放電器。容量1500mA到30000mA不等。
官網:http://www.scud.cn/
9、華為
總部:深圳
官網:http://www.huawei.com/
10、廣州商科信息科技有限公司(臺電)
主營:光存儲、移動存儲、數碼播放器、電子書、平板電腦、一體機、顯示器、SSD、移動電源等各種個性化產品。
官網:http://www.teclast.com/
11、三星
總部:韓國
官網:http://www.samsung.com/
12、深圳市熊大大科技有限公司
總部:深圳
主營:專注于智能硬件和電子產品研發的移動互聯網公司。
官網:http://www.xiongdada.com.cn/
13、魅族
總部:珠海
官網:http://www.meizu.com/
14、深圳市憶捷創新科技有限公司
總部:深圳
官網:http://www.eaget.com.cn/
15、索尼
總部:日本
主營:移動硬盤、U盤、無線存儲、移動電源等多系列產品,并于2014年收購移動電源知名品牌TPOS。
官網:http://www.sony.com.cn/
16、Newmine紐曼
官網:http://www.newman-cti.com/
17、深圳市萬拓電子技術有限公司(電小二)
總部:深圳
主營:電小二移動電源的品牌取自“店小二”之諧音,寓意為廣大朋友提供電池續航方面的支持與服務。它是全球移動電源首創者,也是智能手機、數碼產品電源配件等的全球知名品牌,公司致力于運用最新科技及創意,開發生產外觀精致、品質優良、節能環保的綠色新能源產品,產品通過CEFCCROHS等多項國際認證,并在國內外知名展會活動中多次獲獎。
官網:http://www.win-top.cn/
18、深圳市沃品科技有限公司
總部:深圳
官網:http://www.wopow.com/
19、樂視
總部:北京
官網:http://www.lemall.com/
20、江西迪比科股份有限公司
總部:江西
主營:迪比科在江西的新能源產業基地,占地385畝,分期開發,預計總投40億元,目標產值200億;迪比科在深圳有龍華、觀瀾、大浪區域三大廠區,主要生產消費類電子及動力儲能產品。
官網:http://www.dbkbattery.com/
21、西諾電子有限公司
總部:浙江
主營:手機附件產品的研發和制造,涉及移動電源、充電寶、藍牙系列、充電系列、手機塢站、手機固定座、蘋果保護殼、平板電腦支架、手機配件、鋰電池等多種產品項目。
官網:http://www.sinoele.cn/
22、深圳市大乘科技股份有限公司(SSK飚王)
總部:深圳
主營:WiFi移動存儲、移動電源、藍牙音箱、讀卡器、集線器、硬盤盒等15條產品線,共計300多種產品型號。
官網:http://www.ssk.cn/
23、深圳市創世達實業有限公司(TPOS)
總部:深圳
主營:便攜電能產品開發及 OEM/ODM專業制造,產品覆蓋wifi存儲電源、移動電源、無線充等。
官網:http://www.trusda.com/
24、聯想
總部:北京
官網:http://www.lenovo.com.cn/
25、深圳市華美興泰科技股份有限公司
總部:深圳
主營:無線存儲、WIFI/3G無線路由器、WIFI移動電源、移動電源、WiFi音響、智能手機配件等終端產品。
官網:http://www.hamedata.com/
26、愛唯克思
總部:臺灣
時尚智能手機配件及周邊產品的設計、開發、服務。
官網:http://www.rvixe.com.cn/
27、深圳市智尚優品科技有限公司(浦諾菲)
總部:深圳
主營:致力于為大眾提供豐富的移動終端產品與多彩的娛悅數字體驗。
官網:http://www.pivoful.com/
28、深圳市億覓科技有限公司
總部:深圳
官網:http://cn.emie.com/
29、深圳市安能泰電子科技有限公司
總部:深圳
官網:http://www.antpo.com/
30、樂泡
總部:香港
主營:高端移動數碼周邊。
官網:http://lepow.hk/
31、深圳市中遠航科技有限公司(IT-CEO)
總部:深圳
官網:http://www.it-ceo.cn/
32、酷派
總部:深圳
官網:http://www.coolpad.com/
33、深圳市倍斯特科技股份有限公司
總部:深圳
主營:專業的移動電源生產廠家。
官網:http://www.besiter.com.cn/
34、摩米士科技(深圳)有限公司
總部:香港
主營:流動數碼產品配件,包括流動電源、充電器、線材、保護類、影像及音頻產品。
官網:http://www.momax.net/
35、德柏仕
官網:http://www.deboch.com.cn/
36、長城機電
官網:http://www.greatwall.cn/
37、深圳市哈里通實業有限公司(MiLi)
總部:深圳
主營:專注智能產品的研發與生產,哈里通擁有5000平方米自有工廠,多條智能產品生產線。
官網:http://www.mymili.cn/
38、榮耀
總部:深圳
官網:http://www.honor.cn/
39、北京幻響神州科技股份有限公司
總部:北京
主營:創意數碼、智能硬件產品等,經典創意產品有移動電源、藍牙耳機、生肖音響、空氣凈化器、配件類產品、智能手環、智能空氣盒、智能音箱等。
官網:http://www.i-mu.com.cn/
40、多嘉(香港)集團有限公司(DOCA)
總部:香港
主營:高端鋰電產品研發、生產與銷售。現擁有包括移動電源、手機電池、數碼電池等在內的多條產品生產線。在太陽能、 無線充、NFC等高科技領域擁有領先技術。
官網:http://www.doca.com.cn/
41、麥凱士
總部:深圳
官網:http://www.microcase.com.cn/
42、深圳市喬威電源有限公司
總部:深圳
主營:智能移動周邊設備。
官網:http://www.szqway.com/
43、深圳尚族精銳科技有限公司
總部:深圳
主營:太陽能充電器、移動電源等后備電源系列; 太陽能MP3、太陽能插卡音箱、太陽能手電筒、太陽能充電包等新型數碼產品。
官網:http://www.sungzu.com/
44、酷比魔方
總部:深圳
官網:http://www.51cube.com/
45、寧波科強電池有限公司
總部:寧波
主營:研發、生產、銷售移動電源、數碼電池和充電器的高技術企業。
官網:http://www.chinesebattery.com/
46、深圳市聯力眾科技有限公司(魔派克)
總部:深圳
主營:移動電源、車載充電器、無線充電設備、電源適配器、WIFI移動電源等領域。
官網:http://www.mopoer.com/
47、電母
48、奇酷互聯網絡科技(深圳)有限公司
官網:http://www.qiku.com/
49、維爾尚(VORSON)科技有限公司
總部:香港
主營:貝殼系列移動電源、金剛系列移動電源、輕薄系列卵石、書簽等。
官網:http://www.vorson.com.cn/
50、北京酷能量科技有限公司
總部:北京
主營:作為一家智能配件的制造商和創新型的互聯網科技公司,KUNER科技集消費電子產品生產(酷殼)、軟件研發(酷桌面)、互聯網服務(KUNER.COM.CN)于一身。