USB-A和Micro USB充電鋰電池拆解

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李誠(chéng)）USB接口的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，不僅可作為數(shù)據(jù)讀寫(xiě)的途徑，還可作為設(shè)備充電的接口。近日，筆者拆解了兩款帶有USB口的5號(hào)充電電池，與傳統(tǒng)的可充電5號(hào)電池相比，這兩款電池不需要單獨(dú)配備額外的充電器，使用起來(lái)也更加方便。

上圖為兩款分別采用了Micro USB和USB-A兩種接口的可充電5號(hào)電池，在外觀(guān)方面，他們與一般的五號(hào)電池并沒(méi)有太大的區(qū)別，只不過(guò)是多了個(gè)USB的充電接口。

USB-A充電鋰電池拆解

首先要拆解的是充電接口為USB-A的5號(hào)電池，一探它的內(nèi)部與常用的五號(hào)電池有什么不同，是否與其他廠(chǎng)商一樣存在將塑料環(huán)當(dāng)“黑科技”夸大宣傳的問(wèn)題。

首先，取下USB-A口電池的電池蓋可以看到，電池蓋內(nèi)部有一個(gè)金屬鐵片與電池帽頂端的正極觸點(diǎn)相連。當(dāng)電池帽扣在USB接口上時(shí)，金屬鐵片就會(huì)與USB接口內(nèi)的金屬觸點(diǎn)相連，鋰電芯的正極輸出就能與電池正極相連。

取出電池電芯及主控板后，可以看到電池外殼的內(nèi)壁全部為金屬的材質(zhì)，并且電芯的負(fù)極輸出端有一個(gè)向外延伸的金屬觸點(diǎn)與電池外殼的內(nèi)壁相連，形成電池的輸出負(fù)極。

上圖為這顆電池的電路部分，電路整體來(lái)說(shuō)還是相對(duì)簡(jiǎn)單的，一共使用了7顆元器件和兩個(gè)連接電池正負(fù)極的金屬鐵片。主控采用的是一顆鋰電池轉(zhuǎn)干電池的專(zhuān)用芯片，型號(hào)為L(zhǎng)C9201D，這顆芯片集成了對(duì)鋰電池的充、放電管理以及1.5V的降壓輸出功能。

PCB的正面主要為電池的充電管理部分，并且在充電電路中還放置了一顆限流電阻，提高電池的使用安全性和可靠性，同時(shí)充電狀態(tài)也會(huì)通過(guò)LED燈顯示出來(lái)。

PCB背面為電路的降壓輸出部分，主要是通過(guò)主控芯片控制電感的方式實(shí)現(xiàn)降壓，而不是使用轉(zhuǎn)換效率較低的LDO線(xiàn)性穩(wěn)壓電路。

上圖為USB-A口充電電池的電芯，從外觀(guān)來(lái)看，它與電路板中常用到的直插式電解電容并沒(méi)有太大的差別，并且在這個(gè)器件的頂部還使用到了十字凹槽防炸設(shè)計(jì)。在一般情況下，諸如十字形、三叉形或K字形凹槽的此類(lèi)設(shè)計(jì)都是在電容器的頂端使用，這是為了避免電容器的正反兩極被插反或者是在承受高溫、高壓時(shí)，電容器的內(nèi)部會(huì)在短時(shí)間內(nèi)快速膨脹并炸開(kāi)，這些凹槽在爆炸的瞬間就起到了泄壓的作用。凹槽處是最薄的部分，當(dāng)發(fā)生爆炸時(shí)，電容液只會(huì)向上爆出，保障使用者的安全。

當(dāng)筆者拆解出來(lái)這顆電芯時(shí)也是十分的驚訝，在想難道現(xiàn)在的電池廠(chǎng)商造假都這么猖狂了嗎？后來(lái)通過(guò)電芯上信息查詢(xún)得知，這是一款來(lái)自華惠能源的NSC三元鋰電池，標(biāo)稱(chēng)的工作電壓為3.7V。

在電池的產(chǎn)品包裝盒上標(biāo)明了這款電池的容量為1800mWh，而在電芯廠(chǎng)商的官網(wǎng)上并未查詢(xún)到相關(guān)容量的電芯信息。后來(lái)根據(jù)電芯的直徑與高度參數(shù)查詢(xún)發(fā)現(xiàn)，這款電芯與官網(wǎng)型號(hào)為NCS1330的電芯規(guī)格相同，不過(guò)該電芯的容量為400mAh，以3.7V的工作電壓進(jìn)行換算也只有1480mWh，與標(biāo)注的1800mWh存在一定誤差。這款電池究竟是虛標(biāo)容量，還是采用定制電芯就不得而知了。

Micro USB充電鋰電池拆解

接下來(lái)拆解的是一款采用Micro USB充電接口的5號(hào)電池，產(chǎn)品外包裝標(biāo)注的電池容量為3400mWh。

撕開(kāi)塑封膜后可以看到，電池通體都采用了金屬材料包裹，并且底部還使用金屬封邊工藝，拆解難度與上一顆電池完全不是一個(gè)等級(jí)的。

拆開(kāi)外部包裹的金屬鐵皮后，可以看到這顆電池的內(nèi)部構(gòu)造和上一顆電池大致一樣，都是由一顆電芯和一個(gè)充、放電降壓輸出模塊構(gòu)成。電芯頂端凸起的部分為正極，其余的金屬部分全部為電芯的負(fù)極，正負(fù)極之間使用了一個(gè)塑料墊片進(jìn)行絕緣處理。

PCB的背面集成了一個(gè)用于充電的Micro USB接口和兩個(gè)金屬?gòu)椈?，位于中部較大的金屬?gòu)椈蛇B接的是電芯的正極，并且貫穿到PCB的正面與正極輸出觸點(diǎn)相連。而這個(gè)位于邊緣側(cè)的金屬?gòu)椈蛇B接的是電芯的負(fù)極，它僅僅只是在充電時(shí)，起到充電管理模塊與電芯的連接作用。

這顆電池充、放電降壓輸出模塊的電路與上一顆電池大致相同，均采用LC9201D作為主控芯片，不過(guò)Micro USB接口的這款電池所使用的降壓電感體積更小。

經(jīng)對(duì)比，可以明顯地看出兩款電池在體積上的差距，這一切都是因?yàn)樗褂玫某潆娊涌谝约皵[放位置的不同，導(dǎo)致電池內(nèi)部可放置電芯的空間受到了極大的壓縮。經(jīng)測(cè)量Micro USB電池的電路整體高度只有8mm，而接口為USB-A的這款電池PCB長(zhǎng)度就達(dá)到了15mm，這也是為什么這兩款電池容量差距1600mWh的原因。

結(jié)語(yǔ)

這兩款電池不僅能通過(guò)USB進(jìn)行便捷的充電，而且充電時(shí)間比鎳氫電池更快，并且還能夠以1.5V的恒定電壓穩(wěn)定的輸出，這是傳統(tǒng)干電池?zé)o法做到的。而且這兩款電池均支持1.5V的恒壓輸出，在實(shí)際應(yīng)用中能夠保證受電設(shè)備在電量耗盡之前一直保持最佳的工作狀態(tài)。但此類(lèi)電池不建議在智能門(mén)鎖中使用，因?yàn)樵陔姵仉娏亢谋M之前不會(huì)出現(xiàn)明顯的電壓衰減現(xiàn)象，不能夠及時(shí)提醒人們更換電池。

原文標(biāo)題：拆解USB充電電池，電芯“貍貓換太子”？

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審核編輯：湯梓紅