行動電源深度解析：專家帶你搞懂容量、快充與挑選指南【行動電源知識】

行動電源互動式全解析

搞懂容量、快充與挑選指南

前言：從閃電到口袋的能量

自從班傑明富蘭克林捕捉雷電以來，人類對「電」的探索從未停止。鋰電池的出現，更是將電能儲存推向了新的高度。其中，18650 鋰電池以其悠久的歷史與穩定的性能，至今仍是許多電子設備的核心。

本指南將帶您深入了解行動電源背後的科學，從最令人困惑的容量標示，到最新的快充技術，讓您成為真正的行動電源專家。

容量解密：為何10000mAh不等於10000mAh？

您一定看過行動電源上標示著兩個容量：【電芯容量】與【額定容量】。它們的差異來自於「電壓轉換」與「能量耗損」。

1. 電芯容量 (3.7V)

10,000 mAh

這是電池原始的儲電量。

▼

2. 轉換為USB電壓 (5V)

7,400 mAh

因電壓升高，理論容量下降。

▼

3. 額定容量 (5V)

約 6,290 mAh

扣除電路板約15%的能量耗損後，這才是您真正能用到的電量。

18650 鋰電池的核心優勢

🔋

容量大

⚡

電壓高

🔄

壽命長

🛡️

安全性高

快充的秘密：功率決定速度

高通 QC (Quick Charge)

由高通公司開發，廣泛應用於採用 Snapdragon 處理器的 Android 手機，透過智慧調整電壓與電流實現高功率輸出。

USB PD (Power Delivery)

由 USB-IF 協會制定的通用標準，具備更高的彈性與兼容性，最高可支援 100W 功率。蘋果 iPhone 及許多筆電都採用此標準。

重要提醒：

要實現快充，行動電源和您的裝置必須同時支援相同的快充協定，否則將以慢速充電。

聰明挑選行動電源的三個關鍵

1. 確認額定容量與快充協定

直接查看包裝上的「額定容量」來推算可充電次數，並確認您的手機支援哪種快充技術。

2. 認識電芯種類

18650 圓柱電芯技術成熟、穩定、壽命長，但較厚重。鋰聚合物電芯則輕薄、設計彈性大，但成本較高。

3. 安全功能絕不能少

優質產品應內建過充、過熱、短路等多重保護晶片，確保使用安全。

行動電源深度解析：專家帶你搞懂容量、快充與挑選指南

一、容量的真實面貌：電池芯容量與額定容量

購買行動電源時，您會發現包裝上標示著兩種不同的容量數據，這常常令人感到困惑。

電池芯容量 (Cell Capacity): 這是行動電源內部鋰電池的原始儲電量，通常以 mAh（毫安培時） 為單位。它代表了電池本身的物理容量，但這並非是行動電源實際能輸出的電量。例如，一個標示 10000mAh/3.7V 的行動電源，其內部電池的總儲存量就是 10000mAh。
額定容量 (Rated Capacity): 這是行動電源實際能輸出的保底容量，通常以 mAh（毫安培時） 或 Wh（瓦時） 為單位，並標示在 5V 的輸出電壓下。這是對消費者而言，最具參考價值的數據。額定容量與電池芯容量的差異，主要源於兩個物理定律：
- 電壓轉換： 行動電源的內部鋰電池電壓通常為，而主流的 USB 充電標準電壓為 $5 V$ 。為了替手機充電，行動電源必須透過升壓電路將電壓從 $3.7 V$ 升至 $5 V$ 。根據能量守恆定律，電壓升高，輸出的電流（容量）就會相應減少。其轉換公式為：
  $電池總能量 (mWh) = 電池芯容量 (m A h) \times 電芯電壓 (3.7 V)$ $額定容量 (m A h) = \frac{電池總能量 ( mWh )}{輸出電壓 ( 5 V )} \times 轉換效率$
  一個 10000mAh 的行動電源，其總能量為 $10000 m A h \times 3.7 V = 37000 mWh$ 。若以 $5 V$ 電壓輸出，理論上最大容量為 $37000 mWh /5 V = 7400 m A h$ 。
- 能量耗損： 在升壓過程中，沒有任何電路能達到 $100%$ 的轉換效率。升壓電路本身會因發熱而消耗部分能量。這部分的損耗就是導致額定容量進一步減少的關鍵。目前市面上優質的行動電源轉換效率約在 $85% - 95%$ 之間。

因此，額定容量才是行動電源有效能量的真實指標。當您看到一個標示 10000mAh 電芯容量的行動電源，其額定容量通常在 $6000 m A h$ 到 $7000 m A h$ 之間，這都是正常的能量轉換結果。

二、快充的秘密：功率決定速度

要了解快充，必須先理解最基本的電學關係：

功率 (W) = 電壓 (V) \times 電流 (A)

充電的功率（瓦特）越高，代表單位時間內能傳輸的電能越多，充電所需的時間就越短。傳統的充電方式，功率約在 $5 W$ ( $5 V \times 1 A$ )，而快充技術則透過提高電壓或電流，來大幅提升功率，達到快速充電的目的。

目前市場上主流的快充技術主要有兩大陣營：

高通 QC (Quick Charge)： 這是由高通公司開發的技術，廣泛應用於採用 Snapdragon 處理器的 Android 手機。它透過協定來智慧調整電壓與電流，從 $5 V$ 提升至 $9 V$ 甚至 $12 V$ ，以實現高功率輸出。
USB PD (Power Delivery)： 這是一個由 USB-IF 協會制定的通用標準，具備更高的彈性與兼容性，最高可支援 $100 W$ 的功率。蘋果的 iPhone 8 及後續機種都採用了 USB PD 技術，許多筆記型電腦和平板也支援此標準，是未來快充趨勢。

重要提醒： 要實現快充，行動電源和您的裝置必須同時支援相同的快充協定。若行動電源支援 QC 快充，但手機只支援 USB PD，則會以最基本的 $5 V$ 慢速充電。

三、聰明挑選行動電源的三個關鍵

確認額定容量與快充協定：
- 容量： 直接查看包裝上的 額定容量 數據，並與您的裝置電芯容量相比較，就能推算出大約可充電的次數。
- 快充： 了解您的手機支援哪種快充技術（QC 或 USB PD），並選擇具備相對應協定的行動電源，才能發揮快充的最大效益。
電芯種類：18650 vs. 鋰聚合物
- 18650 圓柱電芯： 體積固定，形狀為圓柱狀。優點是技術成熟、穩定性高、成本較低、壽命長；缺點是較厚重，外觀變化受限。
- 鋰聚合物電芯： 形狀可塑性高，可以做得更薄、更輕。優點是體積小巧、外型輕薄、設計彈性大；缺點是成本較高、壽命相對較短。
安全功能絕不能少 安全是選購行動電源的首要考量。優質的產品應內建多重安全保護晶片，例如：
- 過充保護： 防止電池過度充電，延長壽命。
- 過熱保護： 監控充電時的溫度，避免因發熱而產生危險。
- 短路保護： 在發生短路時立即切斷電源，防止損壞裝置或引起火災。

總結： 挑選行動電源，不再只看電池芯容量。請專注於 額定容量、快充協定、以及 安全保護功能 三大核心。當您能理解這些關鍵數據的背後意義，就能做出最符合您需求的專業選擇。

希望這份精闢的解說對您有所幫助。如果您對任何一個環節有更深入的疑問，隨時可以提出來。

那認真的R粉也會問，為什麼電芯容量是10000毫安培時，額定容量卻只有6200毫安培時呢？

原因有兩個：

一，要能量守恆定律

二，在工作過程中有能量耗損。

解釋這個原因，必須先給大家一點知識：鋰電池電芯的電壓是3.7V，行動裝置(手機)的充電電壓通常大於3.7V，充電的時候，行動電源需要將電池3.7V的電壓升到高於行動裝置(手機)的電壓才能對設備進行充電。

行動電源的鋰電池標準自身電壓3.7V，而目前主流手機以及電腦等行動裝置的充電電壓都是USB介面的標準5V電壓。其中，手機電池的額定充電電壓為4.2V，放電終止電壓為3.0V。

行動電源給手機充電要先升壓到5V，以T100UC為例，手機電池額定充電電壓4.2V，T100M 必須要高於4.2V（也就是標準電壓5V）才能為手機電池充電。

1、能量守恆定律：衡量行動電源電能的單位並不只是容量毫安培時，而是毫瓦時（電壓V*I容量）。1個10000毫安培時電芯容量的行動電源正常能量是10000mAh*3.7V=37000mWh（毫瓦時）, 經過升壓電路以5V輸出，那麼輸出容量就變成3.7V/5V*10000mAh=7400mAh。

2、能量耗損。行動電源升壓過程中，由於升壓電路自身的耗損，並不能100%的輸出全部能量，並且這個轉化率的多少跟輸出電流有關。通常輸出1A的電流的時候會比2A輸出的時候轉換率高。

如果以目前的市面上的行動電源來說，能量轉化率一般在65%-85%之間。也就是4810與6290之間的比值。額定容量5100毫安培時的行動電源轉化率為5100*5V/3.7V*10000約等於68.9%。

快充基本電學

在電學上，電壓（伏特/V）乘以電流（安培/A）就可以得到功率（瓦特/W），充電的瓦數（功率）愈高，代表充電時間愈短。以往手機透過 USB 或充電器充電，功率只有 2.5W 或 5W（5V x 0.5A 或 5V x 1A），而現在的快充技術，則是透過加大充電功率（瓦數）的方式，達到快速充電的目的；而目前手機市場上快充技術有兩大陣營：高通 Qualcomm Quick Charge (QC)、USB-PD (USB Power Delivery)。

快充技術種類有哪些？

目前快充技術種類的市場主流主要有兩種：分別是QC快充 (Quick Charge)及USB-PD快充 (USB Power Delivery)。

1. QC快充 (Quick Charge)

為高通旗下的 Quick Charge技術（以下簡稱 QC）。目前智慧型手機以高通的 Snapdragon 行動平台的佔有率最為普及，因此QC快充是能見度最高的一種快充技術。

QC快充(Quick Charge)

QC快充是能見度最高的一種快充技術，基本上目前所有採用 Snapdragon 處理器的手機都可以支援QC快充，也有非 Snapdragon 處理器也可支援的機種（如：三星 S8、S9、Note 8 等）。

最新版本QC 4+目前只有 Snapdragon 845 處理器才支援。

QC 4+除了延續 QC4.0 的充電 5 分鐘使用 5 小時、15 分鐘充電達 50%、並支援 USB-PD 標準等優點外，還增強雙重充電（Dual Charge）技術、智慧溫控系統及充電安全性，讓QC 4+的充電速度比 QC4.0 快 15%，相較於現在較常見的 QC3.0，可提升 38% 的充電速度，並且最大充電瓦數可達 27W。

2. USB-PD快充 (USB Power Delivery)

USB Power Delivery（以下簡稱 USB PD），是由 USB 開發者論壇所定義的供電技術。目前USB-PD 充電技術雖然市佔率還不是最大，但因為可支援的裝置多、連 iPhone、iPad 也都支援USB-PD快充這個充電技術，因此小編覺得USB-PD快充有潛力成為未來的明日之星。

USB-PD快充(USB Power Delivery)

USB PD快充主要可分為 10W、18W、36W、60W 與 100W 五種功率規格，電壓採用 5V、9V、12V、20V，最高可與 5A 電流的 Type-C 接頭做使用。

USB PD 快充也可運用在平板、筆電、電視等產品。

充電中裝置和充電器之間會自動判斷該用多大的電流充電。

蘋果旗下 iPhone 8 及後續機種皆支援 USB PD 快充 (iPhone USB-PD 充電瓦數 18W)。

為統一使用規範，支援 USB PD 快充的充電器須採 Type-C 接口。

USB PD快充同時可相容於高通最新的 QC 4.0、QC 4+ 快充技術。

PD快充與QC快充比較

目前市面上常見的手機快充技術簡單分為兩種：PD快充與QC快充。PD快充，英文為USB Power Delivery（簡稱為 USB PD）是USB-IF 協會所開發；高通是目前智慧型手機處理器市佔率最高的品牌，從很早以前就開始發展快速充電技術 Quick Charge （簡稱為QC快充）。那麼PD快充與QC快充究竟有什麼不同呢？透過以下PD快充與QC快充比較表來一一說明：

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