央视曝光小米 5200 毫安时移动电源容量偏差率超过 50% 属实吗?

新闻中说是国外的IEC62133和联合国的UN38.3危险品运输标准和手册。小米在其官网说5200毫安的充电宝能给小米3进行一次完整充电,可小米3才3050毫安呀。(若小米官方说法属实的话,那是比标注的5200低,但却比央视说的高,这样算不算虚标?)难道是转换率的问题?还是另有原因?
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2017年,2月18日更新。这一篇答案,已经过去很久了,评论四百多个,我都没有回复,我所想所说的,自认为已经说得明白通透,很多人并不理解就开始xxxx。我觉得,这一部分人应该重修初中物理,应该去了解一下“标准”是什么。标准就是标准,标准是严谨的,不是能用“大概”“类似”“或者”“差不多”来描述的。一个人并不能用自己的无知来要求全世界都配合他。正如,你不能理解电脑是怎么操作的,就不要去怪Windows系统不能脑波识别。
这么长时间过去了,我还在这个行业,看到了这个行业的起伏,更加佩服于小米的坚守。小米在移动电源行业,是第一个明明白白告诉消费者,移动电源是什么,为什么,怎么看的厂商,第一个把移动电源做的这么便宜而且这么好用的厂商。这些年过来,我看着一个移动电源从毛利润一两百到目前的几块钱,小米都没有动过底线。曾经我自己所维护的品牌,在做着小作坊质量,卖的比小米贵,我的心不好受。很多时候朋友问我买什么移动电源好,我说随便吧。我已经麻木了,无所谓了。一个烂透了的行业,我还有什么可说的,还有什么值得去看一下的?
小米,很多人黑。为小米说几句好话,肯定有人对我议论纷纷,但又有什么所谓呢?每个人都有自己的喜好。
我今天敢说这一句话:小米移动电源,是我们能买到的,从品质性价比上来说最实在最有良心的移动电源。


08.30更新 质检总局出具鉴定报告 未合格“小米电源”为假货|小米电源|假货_...

身为3C配件从业人员,不得不站出来说两句,为了这个行业为了事实。这一次,央视不靠谱。

首先唠叨几句。移动电源这个行业门槛低,技术含量低,但是市场空间大。目前市面上的移动电源良莠不齐,泥沙俱下。是个人都可以做移动电源。一个外壳,一个电路板,几个电芯,就组成了一套移动电源。

目前大家在媒体上看到很多关于移动电源的新闻,今天移动电源虚标,明天移动电源爆炸,那么移动电源这个行业实际上是怎么个现状?大家对于移动电源的误解有哪些?



第一部分

首先说说,我们说的移动电源的容量
容量就是你们平时在产品外包装上看到的那个mAh前面的数字。比如,小米10400mAh移动电源。 根据电芯外形来分的话目前移动电源用的电芯主要有18650电芯为代表的圆柱形电芯、还有大家平时所说的“聚合物”电包。,

以18650和锂聚合物电芯来说,它们本身的电芯放电电压时3.2V-4.2V,为了计算方便,取平均放电电压3.7V。以品胜易充四代10000mAh来说,移动电源的能量是 3.7V* 10Ah(10000mAh)=37Wh。

mAh不是能量单位,要知道能量的多少,还得知道当前电压。很多人以为知道了移动电源升压后实际输出容量,用来除以电池容量,就可以知道能给手机充多少次电。简单的类比,mAh类似于单位“碗”,能装多少饭,就要看碗有多大。同一锅饭,能装多少碗,还得看碗的大小。大众对于mAh的误解就在于,他们以为“碗”都是一样大小的。

移动电源在充电过程中,电压电流发生了什么变化?
我们手机充电的标准电压是5V,但是移动电源电芯本身电压没有那么高,想要给手机充电,就必须升压到5V,这个升压过程由移动电源里面的升压电路处理。根据能量守恒定律,一个3.7V*10000mAh的移动电源,经过升压电路以5V输出,那么输出容量就变成3.7V/5V*10000mAh=7400mAh.(请注意容量跟电压有关!!!)

充电设备端输入5V的充电电压的时候,再进行降压处理,然后才能充进电池,这个过程中,依旧遵循能量守恒定律。比如移动电源输出5V1A,然后到了设备端降压为3.7V的话,电流就是1A*5/3.7=1.35A。

以上计算均是理想状态下不考虑损耗的情况。


有什么因素影响实际输出能量?

移动电源升压过程中,由于升压电路自身的耗损,并不能100%的输出全部能量,并且这个转化率的多少跟输出电流有关。通常输出1A的电流的时候会比2A输出的时候转换率高。以目前的市面上的移动电源来说,能量转化率一般在80%-90%之间。90%是个98分的数字了。


充电设备充电过程中又发生了什么损耗?
电流从移动电源的USB输出口出来,经过数据线,然后经过手机内部的充电电路处理后,再充进电池里面。这个过程中,由于线材电阻的存在、手机充电电路的工作耗电、手机充电效率等因素,消耗掉了一部分电量。这部分消耗掉的电量,与移动电源无关。并且因为不同设备的电池电压不同、充电方式不同、充电电路消耗不同,转化效率自然也就不同了。这部分的转化效率一般在80%左右。举个例子,同样的一个移动电源,给iPhone和一个山寨机充电的时候,由于iPhone在电路设计上更加优秀,iPhone能够充进去的电量就更多。

我着实没有办法去告诉你,移动电源能给你的手机充进去多少容量。但是我给大家一条有用的经验(不是定律):根据目前移动电源和手机的普遍情况,将移动电源电芯容量*0.65,就大概得出你能给手机充进去的mAh
大众对于充电原理不了解,不明白mAh是什么样的一个概念,不明白充电设备存在损耗的问题,不由分说的就将厂家钉死在板板上进行道德批判。央视这一次,在消费着民众的无知。

央视,够了!

1.
偷换概念---利用大众的无知,将移动电源的mAh和手机实获的mAh混为一谈,无视行业标准,无视科学技术

2.
消遣百姓---利用大众对于厂家天然的不信任感和弱势感,用谬论来煽风点火。

3.
检测结果不具备说服力----检测所采用样品存在山寨嫌疑(关于山寨移动电源后面会提到)



动电源厂家所采用的标示容量的方法是合法合理,严谨科学的。
到目前为止,移动电源产品是有行业标准的。
在我国,标准分为4个级别。分别是国家标准,行业标准,地区标准,企业标准。在2013年3月5号,由天猫主办的首届移动电源行业规范峰会论坛上,品胜、飞毛腿、羽博、电小二四家移动电源品牌,公布了移动电源行业标准的初稿。在2014年5月1号,中国化学与物理电源行业协会发布了《USB接口类移动电源行业标准》。
《标准》里面有一条,它规定了以后的移动电源要标示实际输出容量(不是充到你的手机里面去的容量)。

《USB接口类移动电源行业标准》

前言

本标准参考GB/T18287-2013《移动电话用锂离子蓄电池及蓄电池组总规范》编制部分条款,在技术内容中融合了UL2054《家用或商用蓄电池组》的有关要求,能够指导、约束移动电源厂商在设计、生产、销售各阶段的行为;同时本标准能够满足移动电源的技术性能和环境使用的要求,将更好的促进移动电源行业的发展。

3.3

额定容量

Ratedcapacity

定义

制造商标明的移动电源的有效放电容量,用C表示,单位为安时(Ah)或毫安时(mAh)

5.2.2.3额定容量

指在23℃±2℃的环境温度下,将充满电的移动电源,分别对每个输出端口按照端口额定输出电流进行放电,直至移动电源自动终止输出电流时所应提供的容量,记录各端口实际放电容量的最小值作为结果记录。上述试验可以循环3次,当有一次的放电容量符合4.2.2.3的要求时,试验即可停止。


第二部分

移动电源行业乱状

插一句,小米公司回应报道说到,央视检测所用的小米移动电源为假货。对于这个回应,我是倾向于相信小米的。这个市场上,假的小米移动电源比真的还要多。你若是去批发市场一问,小米移动电源10400mAh的价格可以低到20多块钱,这还只是佛山这边直接到商家的价格,要是在神奇的华强北,你还敢想象吗?20块钱连买正规的10400mAh的国产电芯都做不到呀,还别说三星了!这种移动电源是什么货色,大家想想就清楚。

我每天都面对这个市场,这个市场的乱状已经使我不忍看。这样下去,伤害的不仅仅是消费者,还会把在这个行业中踏踏实实做产品的企业逼死。目前市场上移动电源的品牌有好几千个,是个人都可以做一个移动电源品牌出来。我所认识的一位朋友,跑去注册了个商标,然后找了个小作坊,就搞出来一批产品,外包装盒上除了容量和输入输出电压电流之外,啥标示都没有。你说这种产品出厂前会有测试吗?你敢用吗?但是无奈的是,卖的还不错,因为它的价格便宜。其实,移动电源行业发展到今天,正规厂家的利润率真的是太低太低了。10000mAh被小米做到69块钱,但是10000mAh的移动电源光是物料成本就需要50块左右。况且物料成本还不等于产品成本(想了解更多关于移动电源产品成本的请移步买移动电源千万别看 移动电源成本揭秘)。市场恶性竞争如此,很多商家就只能想歪门邪道了。

最常见的情况就是以次充好,容量虚标,电路缩水了。很多厂家拿次等电芯甚至于拿废旧电芯组装移动电源。这些电芯的安全性根本得不到保障,出问题的移动电源大多是采用这些劣质电芯做成的。,
容量虚标是劣质移动电源所采用的一种常见手段。比如用5000mAh的移动电源标示20000mAh毫安时,你在淘宝上甚至能找出几十万毫安时的移动电源……,,

还有更加搞笑的事情,有些商家为了让移动电源显得更有份量,居然在移动电源里面加沙包,加铁钉。每天揣两个沙包出门,想想也够无奈的。,
移动电源电路板管理着整个移动电源的充放工作。一个正常的移动电源,里面应该有稳压电路、过充保护电路、过放保护电路、短路保护电路、温控保护电路等等。但是如果你购买的是劣质移动电源,那么这些保护电路都是可能没有的。
下面看看某个劣质移动电源的电路板-

对比一下另外一个产品的电路板-,


第三部分

移动电源安全性问题

首先唠叨两句。请大家记住:任何产品,都有有故障率!无论它的概率有多低。我们面对新闻曝光产品事故的时候,要学会独立思考,不能以偏概全(无奈何大家对于黑暗的事情有着天然的兴趣)。移动电源出过事故,但并不代表移动电源天生就是一个危险品。

关于技术这一块,我了解的并不充分。但是,如果你购买的是规范厂家的产品,移动电源的安全性就不是你应该考虑的问题。事实上,大品牌电芯厂家和移动电源厂家对于产品的测试严格程度超过一般人想象。电池安全可靠性的测试项目分别有:

  • 1. 内部短路测试
  • 2. 持续充电测试
  • 3. 过充电
  • 4. 大电流充电
  • 5. 强迫放电
  • 6. 跌落测试
  • 7. 从高处跌落测试
  • 8. 穿刺实验
  • 9. 平面压碎实验
  • 10. 切割实验
  • 11. 低气压内搁置测试
  • 12. 热虐实验
  • 13. 浸水实验
  • 14. 灼烧实验
  • 15. 高压实验
  • 16. 烘烤实验
  • 17. 电子炉实验

以目前的技术来说,移动电源安全技术是相当成熟的。你购买正规移动电源发生着火爆炸的可能性比你中500万要小得多。


下面我引用移动电源安全吗

移动电源越来越普及,安全性成了许多人关心的话题,毕竟网络上经常会出现一些因移动电源而起的事故讨论。当我们对移动电源的结构及工作原理有所了解后,对它的安全性问题也就明了了。

移动电源结构剖析

移动电源一般由电芯、电路和外壳等几部分组成。电芯是移动电源的核心,其实就是电池,常用的有聚合物锂电、18650锂电、AAA镍氢电池等。电路部分主要包括升压系统和充电管理系统等,用来充电和放电。外壳一般有塑胶壳、金属壳等,虽然它是附属品,但要靠它来保护电芯和电路,以及方便人们的使用,所以也是必不可少。

图1:移动电源结构示意图

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图2:某品牌移动电源拆解图(上方白色部分为电池,下方为电路板)

移动电源为什么会爆炸

这是不少人关心的问题,事实上也确实发生了一些移动电源爆炸的事故。那么某些移动电源为什么会爆炸?问题主要出在电芯上(也就是电池)。部分不法的移动电源生产商,采用劣质廉价的“垃圾电芯”,也就是那种已经使用过的老化了的废弃电芯,配以简陋的电路板,装入外壳后即行出售。这类劣质电芯频繁使用往往会产生非常高的热量,电芯在高热环境下膨胀,从而导致燃烧或爆炸。

其实对所有锂电池来说,一直都有这样的风险,因为锂是一种非常活跃的化学物质,很容易燃烧。电池在放电、充电时内部会持续升温,另外在过充情况下锂离子生成的锂枝晶可能会刺穿隔膜形成内部短路,这会产生过大的电流从而释放出巨大热量,而高温又会导致电解质被电解产生气体,于是电池内部的膨胀压力升高,就有可能挤破外壳产生漏液,最终导致氧化燃烧甚至爆炸。

什么样的电芯才安全

电芯作为移动电源的核心部件,它不但直接影响着移动电源的性能,同时也悠关移动电源的安全。据前面的分析,锂电池具有较大的风险,与之相比,镍氢电池的安全性相对要高一些。不过,镍氢电池的效率无法与锂电池相比,而且在过充、过放、过流、短路等异常情况下,镍氢电池同样也会产生过热而存在出事的可能。

为了既享用锂电池的性能又尽可能避开它的风险,人们对锂电池进行了一些改造,一方面在锂电池中添加了能抑制锂元素活跃的成份(如钴、锰、铁等),另一方面则用胶态聚合物电解液替换原来的液体电解液。胶态电解质因为不会像液体电解质那样受热沸腾产生大量气体,从而大大减少了剧烈爆炸的可能。不过需要注意的是,虽然聚合物电池大大增强了安全性,但并不能保证万无一失。

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图3:锂聚合物电池实物图

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图4:锂聚合物电池通过在扁平三明治结构中堆叠电极和电解液材料制作而成,不像圆柱或棱形电池那样以蛋卷的方式卷绕而成

保护电路的工作原理

上面分析了移动电源中电池存在的风险,其实如果使用正规品牌厂商的质量合格的产品,再加上正确的使用方法,那么事故发生的概率实际上是极低的,几乎可以忽略不计。

移动电源的安全中,厂商对电池本身的选择起着非常关键的作用,除此之外还需要通过专有的电路系统对锂电池进行有效保护,比如当发生过充、过放、过流、短路等异常情况时,系统能自动关闭电池与外部的连接,从而保护电池的安全。

在电池保护电路的芯片中,会置有相应的控制程序,一般会包括状态判断、数据采集、均衡处理、数据显示等多个模块协同工作。

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图5:一个简单的锂电池组智能均衡系统流程模型

保护系统中的数据采集是一个非常核心的功能,大部分操作要依据它的信息进行后续处理。比如通过采集电流信息,才能判断出当前是充电、放电还是闲置状态,以及是否有过流现象。采集电压数据并进行分析后,系统才能确定是否启动均衡处理,以及是否有过充、过放等现象。采集温度数据,则能依据它判断温度是否过高,是否启动过温保护等。

各类数据的采集,可通过一些专有元件来实现,比如对电流的采样,可以通过霍尔电流传感器来完成,这一传感器的工作原理基于霍尔磁平衡式。大家都知道,当电流通过一根导线的时候,会在导线周围产生磁场,该磁场大小与流过导线的电流大小成正比。这一磁场可以通过软磁材料来聚集,再通过霍尔器件进行检测,由于磁场的变化与霍尔器件的输出电压信号有良好的线形关系,所以利用霍尔器件测得的输出信号,能够直接反映出导线中的电流大小。传统器采集到的信息,被送往管理系统进行分析,再根据分析结果给出下一步的处理操作。其他如电压、温度、过充、过放等,也有相应的元器件进行信息采样,处理的流程大同小异。



第四部分


如何选购移动电源(先不更新,看看大家对于这部分有没有需要)


后记:

1.请大家本着“知乎精神”来阅读本答案。

2..看到了很多人的评论,让我很无奈的是,有些人你跟他聊技术他跟你聊人生,你跟他聊标准他跟你聊情怀。每个人都应该有自己的见解,但在发表意见之前,理应对自己的发声有个尊重。

3.移动电源市场火热,也水深,请选择规范厂家的产品。关于产品和品牌推荐,请看自己的需求。明白了需求,自然容易选择。

4.由于水平有限加上时间仓促,答案中难免很多错误或不严谨的表达,得到大家提出,谢谢。如果大家有不同的见解,可以私信我。

5.除了知乎网,我不同意未经通知的转载及引用,不允许转载分享至微博。如果想要转载的,请联系我。

作为电源芯片工程师,真是难得有对口问题啊,这里只讲物理概念。
1. 锂电池可用电压范围是3~4.2v,无论是18650还是聚合物电芯。他们的区别只是形状,聚合物电芯可以任意定制尺寸,所以成本更高。
2. 电量是指电芯的能量,10000mAh的概念是指如果用1A的电流放电,可以放10个小时,同时电芯电压从4.2v降为3v。如果用2A电流放电,则可以放5个小时。因为电芯电压在变化,这里通常取3.7v来计算电芯能量,37Wh。
3. 充电宝由电芯,充电电路,升压电路,单片机构成。正规的充电宝应该实现以下和可靠性相关的功能:
充电过压保护,输入反压保护防止输入端口插反,电池温度检测,充电温度范围是0-45度,放电温度范围-20~60度,电池电压过充过放检测,usb输出短路保护,电芯短路保护,usb输出过载保护。可靠性以外的逻辑就不列出了。
所以品牌和山寨的成本差别很大。
4. 升压电路目前都是开关电源升压电路,转换效率在85-95%,取决于不同的芯片。
5. 以90%升压效率举例,37Wh的电芯可以输出33.3Wh能量,即以5v1A输出,可以用33.3/5=6.66小时。
6. 手机输入电压5v,是通过开关式降压电路为锂电池充电,这里也有效率损失,我们以充电效率90%举例,5中的输出能量可以为1000mAh的手机电池充电33.3*90%/1A/3.7V=8.1次。
简单计算如下,充电宝标称的电芯容量可以为手机电池的理论充电次数:电芯电量*升压效率*手机充电效率/手机容量。
这里是理论,很多时候达不到,主要是因为这个次数需要在手机关机条件下测试,开机情况下,或者上网/游戏情况下会大大缩水。