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5号锂電池靠譜嗎

科技 更新时间:2024-12-03 20:27:20

有娃之後,家裡的電動玩具越來越多了,電池的需求量也十分可觀,普通堿性電池根本不抗用,傳統鎳氫充電電池也容易出現動力不足的情況,玩具産品迫切的需要新一代大容量高性能電池的支持。

5号锂電池靠譜嗎(能否取代堿性和鎳氫)1

近年來數碼産品和電動汽車都已普及锂離子電池,家用最常見的5号電池卻依然在使用幾十年前的産品。今天我給大家介紹兩款5号锂電池,分别是可充電锂電池和一次性锂鐵幹電池,并與傳統的鎳氫充電電池和堿性幹電池進行對比,看看能否完成取代它們的重任。

充電電池對比:1.5V恒壓锂電池 vs. 鎳氫

锂離子充電電池的電壓比較高,钴酸锂/三元锂是3.7V,磷酸鐵锂是3.2V,他們也有各種尺寸的圓柱狀電池型号,比如14500就與普通5号電池看起來沒區别,但由于電壓高了一倍以上,所以是無法直接使用的。

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近年來有些品牌通過内置變壓器的方式,将锂離子充電電池的電壓降至1.5V,這樣就可以直接使用在任何支持5号電池的設備上面了,其中最知名的就是南孚5号充電锂電池。(4節帶專用充電器售價154元,單節成本31元)

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變壓後的锂電池依然保留了锂離子電池的一些基礎特性,比如充電速度快、輸出電流大、大功率輸出衰減小,還擁有一個最大的亮點,内置電壓器可以在放電時維持1.5V全程恒壓,電壓完全不會随着電量的下降而衰減,而普通堿性電池和鎳氫充電電池的電壓會逐漸下降,這樣在電壓要求比較高的電動玩具設備上,5号充電锂電池的動力會更加充足,不會出現越用越不給力的情況。

但是,内置變壓器也有缺點,變壓器會占用一些空間導緻锂電池本體空間受到擠壓,再加上變壓也會有效率損失,因此5号充電锂電池在容量方面并沒有明顯優勢,反而看上去縮水了。南孚5号充電锂電池的标稱容量是2775mWh,換算一下隻有1850mAh,要知道2500mAh的鎳氫充電電池已經比比皆是了,那麼南孚新一代锂電池還有優勢嗎?

南孚5号充電锂電池放電容量實測

測試方法為恒定電流放電,以1.0A、0.5A、0.2A電流分别測試三次,放電截止電壓均設為1.0V,因為傳統的鎳氫電池和堿性電池到了1.0V就放不出來多少電量了,而且多數電子設備在低電壓時就無法使用了。

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結果一目了然,變壓器的存在讓電池的放電電壓全程恒定1.5V,1.0A大電流放電時有些許壓降,但放電曲線依然是一條大直線,非常穩。0.2A小電流放電最多放出了2600mWh的能量,這與官方标稱2775mWh的差距不大。

注:我的測試設備不夠專業,可能是接觸電阻或線阻偏高的關系,測什麼電池的容量都有些偏低,與我之前的測試成績有出入,不能垮設備對比。但同一台設備測不同種類電池的成績依然是很有參考價值的。

松下eneloop pro鎳氫充電電池放電容量實測

我選擇了鎳氫充電電池當中名氣最大的松下eneloop pro進行對比。(4節104元,單節成本26元)

鎳氫充電電池主要有兩個檔次,價格便宜、容量較小、循環壽命較高的一類,大概是2000mAh 2000次循環,價格較高、容量較高但循環壽命較低的一類,大概是2600mAh 500次循環。松下eneloop pro就屬于後者中的明星産品,标稱容量2550mAh,雖然不是最高的,但一緻性和内阻優勢明顯,所以更适合大功率産品使用。

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垃圾Win10在我測試過程中自動更新重啟了,導緻松下0.2A測試數據沒有保存,還好有照片

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很典型的鎳氫電池放電曲線,電壓随着容量的下降而下降,平均電壓1.2V左右,多數能量在1.2V左右放出。0.2A小電流放出了2436mAh,與标稱2550mAh很接近,1.0V大電流也放出了2280mAh,損失不大。

以mAh這個常用容量單位對比的話,松下鎳氫的容量要比南孚锂高很多,但這樣比是不公平的,鎳氫1.2V的平均電壓比锂電池1.5V的平均電壓低,乘以電壓後的mWh(毫瓦時)才是真正的能量單位。但即便以mWh為單位進行對比,松下鎳氫也要強于南孚锂。

所以從容量和續航角度考慮,5号充電锂電池并不是鎳氫充電電池的對手,但它全程1.5V恒壓也是一大優勢,通俗一點的說法就是電動玩具會更給力,動力不會有衰減,在一些對電壓要求較高的設備中,比如遊戲手柄、鼠标中使用時,續航可能會更長。

一次性幹電池對比:锂鐵 vs. 堿性

很多人可能第一次聽說一次性锂鐵幹電池,是不是跟磷酸鐵锂電池有啥關系呢?答案是毫無關系。

锂鐵幹電池,全稱锂-二硫化鐵幹電池,它的分子式是LiFeS2,是一次性電池,不同于人們通常所說的鐵锂電池,鐵锂電池的全稱是磷酸鐵锂電池,分子式LiFePO4,屬于二次電池。锂鐵電池的正極是二硫化亞鐵,負極是金屬锂,作為一種不含鉛、镉等的綠色産品,它被認為是繼碳性電池、堿性電池之後的第三代幹電池。

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锂鐵電池的标稱電壓也是1.5V,實際電壓略高,容量更大,重量更輕,唯一的缺點就是成本高,作為一次性幹電池,它并不能像充電電池那樣通過反複使用來攤薄成本,所以價格是妨礙锂鐵電池取代堿性電池的最大障礙。

耐時5号一次性锂鐵電池放電容量實測

耐時是锂鐵電池中比較知名的品牌,一直在積極科普和推廣锂鐵電池,産品本身也不錯,我很早就推薦過,一直都在使用,實标容量3000mAh,比同規格的堿性電池、鎳氫電池、充電锂電池都要高。(8節40元,單節成本5元)

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測試結果真是一顆賽艇,0.2A小電流放電容量超過3000mAh,1.0A大電流也有近2700mAh,損失不大,雖然大電流放電時壓降比較明顯,但整體平均電壓依然比較高,換成能量單位mWh後的優勢就更明顯了。

南孚聚能環2代5号堿性電池容量實測

堿性電池名氣最大的自然是南孚聚能環了,毫無争議,就用其最新款做對比。(南孚聚能環2代40顆裝74.9元,12顆裝27.9元,單節成本2元左右)

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測試成績有沒有讓大家大跌眼鏡呢?0.2A小電流放電也才2167mWh,0.5A接近減半,1A再次減半,大電流放電時的容量損失慘不忍睹,這就是玩具中堿性電池不耐用的根本原因,功率需求越大,堿性電池就越不耐用,鎳氫電池都能達到堿性電池的兩三倍,而锂鐵電池更是可以達到四五倍。

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其實以0.1A甚至更小的電流放電的話,堿性電池也能放出來2500mAh左右容量,我之所以沒做小電流測試,是因為太費時間了,大家從圖表中可以看到,0.2A放電都要花将近十個小時才能測完,0.1A實在沒法測……

但實際上,一些儀表或遙控器就是以極小的電流在放電,所以堿性電池适合在這類小功率電器中使用,成本低,續航也不差,但堿性電池還有個緻命缺點,如果沒電後忘記換電池的話,電池漏液把設備弄壞就損失大了。

所以,锂鐵雖然成本是堿性的2倍以上,但大電流放電時的能量是2-5倍,還沒有漏液風險,所以價格并沒有看上去的那麼貴,可以說锂鐵對陣堿性是完勝,完全可以取而代之。

總結與使用建議

彙總成績如下,僅包括mWh能量,具體的放電電壓曲線與mAh容量數據請參考前文中的截圖。

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1、儀表、遙控器等幾個月才換一次電池的設備,繼續使用堿性電池是最經濟實惠的,但注意沒電後要及時更換,否則堿性電池可能會漏液損壞設備。充電電池放在這種設備裡面毫無優勢,锂鐵電池比較貴而且續航優勢也不太大,但如果您之前就出現過忘記換電池而漏液的情況,那建議直接用锂鐵電池;

2、如果您覺得有些設備(比如電動玩具)需要頻繁換電池,比如持續工作時的續航隻有幾個小時甚至更短,那很顯然這種設備工作時電流需求較高,堿性電池是不适合也無法勝任的,改用鎳氫電池、充電锂電池或锂鐵幹電池都能大幅延長續航;

3、有的人比較懶,或不擅長收納并且給電池充電,那麼買一堆锂鐵幹電池用完就扔是最省事的,而且锂鐵幹電池的容量也的确是最大的;

4、有的人設備多很費電池,一直用幹電池成本不低,不嫌麻煩的話,充電電池是更經濟的選擇,充十幾次,成本就比最便宜的堿性電池還要低了,而充電電池的壽命可是數百次。充電電池首選2600mAh 500次循環的高端鎳氫電池,2000mAh的鎳氫容量小,2000次壽命根本用不上;

5、5号1.5V充電锂電池容量不占優勢,在多數對電壓不敏感的設備中都不如鎳氫,但如果您發現有些設備(比如遊戲手柄)鎳氫也不抗用,有些玩具用鎳氫雖然還能跑但感覺不給力了,那麼恒壓的1.5V锂電池就可以嘗試,說不定會更給力;

總的來說,堿性電池是該果斷抛棄的,但鎳氫、1.5V充電锂電池和锂鐵幹電池這三者卻是各有所長,有時候挺糾結的。那麼有沒有既能充電反複使用降低成本,又能像锂鐵幹電池一樣容量大幅增加的兩全齊美方案呢?當然有,改用正兒八經的3.7V锂離子電池即可,但由于電壓差距比較大,需要一定的動手改造能力和專用充電器,下一篇我就給大家詳細講講。


最後,我附上另一款1.5V 5号充電锂電池——德力普的測試成績,這款電池售價比南孚便宜不少,但标稱容量高達3200mWh,曾讓我很是期待,然而它卻嚴重虛标,對于這樣不誠信的品牌,一定要抵制,不推薦大家買。這類锂電池的容量本身就是最大的短闆,實标的南孚都不如鎳氫,虛标的産品差距更大,可以說毫無意義,可充電的電池本身就不用過于在意價格,因為後期通過重複使用可以大大降低成本,但如果容量太小需要頻繁更換并充電的話,那就得不償失了。

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