行動電源安全隱憂！電池原理與安全性探究：金屬鋰活性高，做好防護才是好產品

長期觀看我們雜誌的讀者應該可以發現，我們製作行動電源專題的時程算是比較晚，甚至比其他人還要晚上1年半載。這是因為編輯部這邊缺乏較為精準的測量工具，同時也不願意僅以手機充電做為判斷電量的依據。畢竟手機充電還存有未知的轉換效率問題，而且除了電量以外，也無法獲得其他的數據。

這次編輯在淘寶網上找到適合的電源監測工具，看到馬上掏腰包買了回來，因此才有此篇專題的誕生。不過在正式進入產品評測之前，先來了解行動電源的發展與結構原理，畢竟行動電源不比其他產品，做的不好根本就是行動炸彈阿！

Apple是行動電源推手

沒錯，這筆帳又要算在Apple頭上。自從2007年Apple發表第一代iPhone以來，iPhone系列一直都是不可更換電池的設計；就原始立意來說，iPhone的電池設計是提供約8小時續航力，在外經過1天的操作和通話，回家睡覺時接上充電器補充能量。可惜目前人們生活對於手機的依賴性越來越高，對於手機效能的需求也成為電力殺手，就普遍的使用狀況來說，重度依賴iPhone的使用者，其使用時間是撐不到8小時的。此外就是消費者總是偏好便宜的產品，如果iPhone是可更換電池的設計，那麼很多手機都會使用副廠電池，可能會增加手機本身的維修成本。

另外一派比較黑暗面的說法，依然還是「計畫經濟」、「計畫性淘汰」那一套，Apple把電池壽命精準的控制在18個月，一旦電池壽命到了就必須付出高額的費用更換內建電池，讓消費者產生不如購買新機的構想，藉以保持公司獲利，因此Apple是絕對不會推出可更換電池的行動產品。

不可更換電池的設計也逐漸吹往Android系統身上，近年推出的手機款式有不少也是無法更換電池的設計，只不過Google對於Android的態度，使得廠商可以自訂行動產品的電池容量。也由於Android的自由度高，所以Android陣營的電力問題並不是那麼簡單可以解決的，包含廠商對於電源管理的最佳化程度、消費者對於規格的追求、廠商手機機構的設計功力等都會影響。比較好玩的是某些使用者不只是「雙槍俠」，甚至還「腳踏兩條船」，iOS和Android雙方陣營的產品交互使用，因此就算Android手機能夠換電池，寧可帶1顆行動電源讓兩者皆可使用。

電池更換的利與弊

站在公平的立場，行動產品藉由更換電池或是行動電源獲得額外的續航力，並非那麼一拍兩瞪眼能夠高下立判的選擇。站在行動電源的那方設想，行動電源能夠支援大部分的行動產品，對於擁有許多裝置的使用者來說，就不用每個裝置額外購買備用電池，而且現今大多數行動裝置皆使用5V電壓充電，在相容性和經濟性來說的確是個不錯的選擇。

若是站在反方更換電池陣營，則會認為行動電源轉換效率不彰，USB 5V勢必得從3.7V鋰電池升壓而來，比單純更換電池多了個能量損耗，這在越來越講究環保的當今社會是個很弔詭的問題。

如果消費者是多槍俠，或是汰換行動裝置週期相當頻繁，那麼通用的行動電源就是不錯的選擇。若你是天秤的另外一端，1支手機凸全台灣，等到手機壞了或是效能不夠時才更換，那麼選支可更換電池的手機，以及多買1顆電池備用。

鋰的能量密度高

在此也就先不論誰是誰非的問題，將問題導回本次專題身上。如果我們需要攜帶式的可充電電池（2次電池），那我們該如何在琳瑯滿目的電池種類中選擇呢？擺在我們眼前共有3種選擇：鎳氫電池、鋰離子電池、鉛酸電池，同時必須考慮能量密度、放電能力、安全性、攜帶性等多方面向考量，如果只單方面考量能量密度，那筆者會說請隨身攜帶顆太陽吧！

上述3種電池各有優缺點，以能量密度來說，以鋰離子電池的250～530kW/L最高（依電極材料和製作技術而有所不同），鎳氫電池的140～300kW/L緊追在後，最低的就是鉛蓄電池，僅有100kW/L。放電能力就是能夠輸出多少安培的電流，在此則是鉛蓄電池得到第一名，一般款式達到數十安培都沒有問題，鋰離子電池和鎳氫電池則小了許多，鋰離子的安全充放電流約在2～3C左右（1C＝1倍的電池容量），一般鎳氫電池則是1C左右（各款電池均有放電電流相當大的動力電池，在此不討論）。

鋰電池須多重安全防護

在安全性方面，鎳氫電池排名首位，因為結構和材料特性影響，當受到外力撞擊時比較不容易損毀引發問題；第二名則是鉛酸電池，電解液當中的硫酸成分如果外漏相當危險，通常以耐酸鹼、抗衝擊的外殼包覆；過充時也將產生氫氣，未適當以其他材料捕捉則容易引發爆炸，且鉛這種成分為有毒物質，沒有適當回收將造成環境汙染。最後一名則是鋰離子電池，因為本身就是活性非常高的金屬，純鋰在空氣中立刻氧化變灰，當鋰離子電池過度充電或放電時，很容易讓電池膨脹爆炸。

攜帶性方面則是以鎳氫電池和鋰離子電池最佳，目前工業上針對不同用途開發出不同大小的產品。最難攜帶的就是鉛酸電池，因為單一正負極僅有2V電壓，常常將3組或是6組正負極串連起來形成6V或是12V的電池使用，因此在體積部分比較難小型化。綜合以上各類電池的優缺點，目前較為廣泛的使用在行動電源中的電池為鋰離子電池，因為其能量密度較高，攜帶性也不錯，雖然比起鎳氫電池危險性高出許多，但近年在安全防護功能的加強之下，在消費市場中的確受到相當程度的青睞。

▲鋰離子電池在沒有任何安全保護措施下，因為過充導致爆炸。（本圖取自公視：流言追追追）