瀝書
現(xiàn)代社會,各種智能數(shù)碼設(shè)備飛速普及,但由于電池的技術(shù)瓶頸,一個尷尬的現(xiàn)象經(jīng)常會發(fā)生——生活中不可或缺的手機(jī)、平板電腦等設(shè)備,自身配置的電池電容量無法滿足人們的需求,從而造成了極大的不便。
為了能夠解決這個問題,方便數(shù)碼設(shè)備充電的移動電源應(yīng)運(yùn)而生,它是一種集供電和充電功能于一體的便攜式充電設(shè)備,在一定程度上解決了各種數(shù)碼產(chǎn)品自身電池電容量不足的問題,因此也被形象地稱為“充電寶”。
充電寶為什么能充電
簡單地來說,我們可以把移動電源看成一塊同時具備充、放電功能的大容量電池,在電量不足的時候進(jìn)行充電操作。而放電則是為各種不同的數(shù)碼設(shè)備提供電力的能力。
充電寶的構(gòu)造原理比較簡單,從核心到外圍基本可以分為電芯(能量核心)、電路板(輸出橋梁)、外殼(保護(hù)屏障)三大模塊。其中一些移動電源還配有過流、過充、過溫等功能的保護(hù)電路。
電芯是移動電源的能量核心,從根本上決定了一款移動電源的品質(zhì),目前市面上的產(chǎn)品大多數(shù)采用18650電芯或鋰聚合物電芯。電芯好比是汽車的油箱和傳動系統(tǒng),負(fù)責(zé)為整個移動電源提供源源不斷的動力。
電路板集成了管理控制芯片和升壓電路,這塊板決定了移動電源的安全性、穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)換效率,相當(dāng)于汽車的控制系統(tǒng),主要用來負(fù)責(zé)動力的分配及轉(zhuǎn)換。將電芯所提供的3.7V(或者更高)電壓轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的5V(或者更高)電壓,來為被充電設(shè)備提供電力。
移動電源的外殼除了美觀裝飾,更重要的是起到散熱和保護(hù)的作用。
容量越高充電寶越好
當(dāng)我們挑選充電寶時,可以看到一個很重要的參數(shù),那就是它的容量,通常以毫安時(mAh)來作為其計量單位,那么容量越大的充電寶是不是就越好呢?
首先我們要明白,充電寶的容量并不代表其實際輸出的額定容量,因為充電寶所標(biāo)識的容量通常為其電芯容量,也就是電芯在理論上儲存的最大容量。但是在充電過程中,電芯中儲存的電量經(jīng)過降壓、升壓和保護(hù)線路阻抗的多重?fù)p耗,最終實際的輸出容量肯定要比標(biāo)示的容量小,實際輸出容量與標(biāo)示容量的比值被稱為轉(zhuǎn)換效率,而不同品牌的轉(zhuǎn)換效率存在很大的差別,因此也成為選擇移動電源的一個重要指標(biāo)。另外充電寶的容量通常和體積是成正比的,容量越大,體積也就越大,也會越重。
值得注意的是,過高容量的充電寶在高空中容易發(fā)生爆炸,因此,民航局對乘坐飛機(jī)時攜帶的充電寶進(jìn)行了嚴(yán)格限制,僅可攜帶額定能量在160Wh(瓦特時)以內(nèi)的充電寶,未標(biāo)明數(shù)值的一律禁止攜帶。
但是充電寶上一般沒有標(biāo)識該設(shè)備的瓦特時(Wh)量,需要經(jīng)過換算:如果充電寶上標(biāo)記有電壓(V)和容量安培小時(Ah),可以通過計算得到額定能量的數(shù)值——Wh=V·Ah;如果充電寶上只標(biāo)記有毫安培小時(mAh),可將該數(shù)值除以1000得到安培小時(Ah)。例如,充電寶標(biāo)稱電壓為3.7V,標(biāo)準(zhǔn)容量為760mAh,其額定能量計算如下:
760mAh÷1000=0.76(Ah),3.7V×0.76Ah=2.9(Wh)。
體溫充電可能嗎
現(xiàn)如今,我們在各種報道上經(jīng)常可以看到千奇百怪的充電寶,比如尿液充電、跑步充電等,其中最為惹人注目的要數(shù)體溫充電了。
2014年,南京信息工程大學(xué)的大學(xué)生發(fā)明了一種可利用人體體溫蓄電的設(shè)備,這種充電設(shè)備名為體熱充電寶。體熱充電寶不需要插電,只要握在手里就能利用人體的體溫,通過熱能轉(zhuǎn)化為電能,實現(xiàn)充電的效果。很多人都對這項技術(shù)無比期待,這如果成為現(xiàn)實,那么以后為手機(jī)充電該是多么方便的一件事。
從理論上來說,利用溫差發(fā)電是可行的,這被稱為塞貝克(Seebeck)效應(yīng)。塞貝克效應(yīng),又稱作第一熱電效應(yīng),它是指由于兩種不同電導(dǎo)體或半導(dǎo)體的溫度差異而引起兩種物質(zhì)間電壓差的熱電現(xiàn)象,但是由于熱力學(xué)第二定律的存在,溫差發(fā)電機(jī)的效率一般不超過14%。
實際上,由于人體體溫和手機(jī)溫度相差并不大,體溫充電根本無法達(dá)到14%這樣的轉(zhuǎn)化率,也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到實際移動設(shè)備的需求。就算可以利用體熱來充電,充滿一個手機(jī)大概需要幾年的時間。
其他的一些新奇的充電技術(shù)本質(zhì)上都涉及到轉(zhuǎn)化率過低的問題,現(xiàn)在還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到實際應(yīng)用的水平,只能作為一種科技展示或者噱頭而存在。