40多块钱的充电宝内部做工如何?用了4年的睿量充电宝鼓包拆解
这个REMAX睿量20000毫安时充电宝买于2022年12月,当时叠加平台满减券后实付44.28元,用到现在满打满算刚好4年。40多块钱的移动电源能正常使用4年,也算是达到了预期寿命。
前几天晚上睡觉前,电量用到30%多。第二天早上起来,在中间没有任何充电和放电操作的情况下,数显屏直接变成了0%。拿起来检查才发现外壳接缝已经被撑开,内部锂电池出现明显鼓包,无法继续使用。

图1:充电宝外壳被鼓包电芯撑开,顶部配备多个输入输出接口
一、同款不同价的电商销售套路:买15W版本实发22.5W版本
拆解之前,先说一下当年买这款充电宝时发现的一个电商定价套路。这款充电宝的型号是RPP-292。当时打开拼多多购买页面,商品选项里分了15W、20W、22.5W等多个不同功率的规格,价格依次递增。
按照消费电子产品的生产规律,同一个走量型号的百元内充电宝,厂家通常不会为了区分几瓦的功率去单独生产不同规格的硬件版本。为了验证这个想法,我先找拼多多店铺客服确认了各个版本的外观完全一致,随后又去淘宝和京东的官方旗舰店询问客服同型号是否存在低配版本,得到的答复都是没有低配版。于是我直接下单了价格最低的15W选项,收到货后查看底部铭牌,发过来的确实是支持20W PD和22.5W快充的RPP-292。

图2:2022年12月购买订单截图与当时记录的选品过程笔记
厂家这么操作的原因在于供应链成本结构。在成熟的移动电源供应链里,一颗支持22.5W快充的主控芯片和普通15W芯片的批量采购差价只有几毛钱。如果厂家单独去生产15W版本,需要重新改版PCB、维护两套BOM物料清单、分开贴片备货并在仓库分设SKU管理。这些多出来的生产与仓储管理成本,远高于芯片本身的差价。商家在电商页面设置不同功率的选项,目的是通过40多元的低价选项吸引对价格敏感的买家,同时让直接选高配的买家支付更高的价格,仓库实际发货则统一发同一个型号。

图3:充电宝底部铭牌参数,明确标注型号RPP-292及最高22.5W总输出
二、拆解:高集成度的英集芯IP5356
充电宝鼓包报废之后,我用尖嘴钳拆开了外壳,看看40多块钱的充电宝内部做工和用料到底如何。外壳似乎是采用超声波焊接工艺固定,用力撬开顶盖后,可以直接看到顶部的PCBA主板和下方的软包电芯。

图4:用尖嘴钳拆开超声波焊接外壳后的内部整体结构
把主板从壳体中取出,先看带有主控芯片和功率电感的一面。电路板丝印标注了MD-K13-5356、生产日期220902、知盘超级快充以及环保4.2V字样。这套板子属于移动电源市场非常成熟的22.5W快充公版方案。

图5:主板背面布局,包含英集芯IP5356主控芯片与2R2一体成型电感
主板的核心是一颗采用QFN-40封装的英集芯IP5356移动电源SoC芯片。这颗芯片在22.5W快充移动电源中应用非常广泛。整块主板上面一共布置了3个USB-A接口、1个Type-C接口、1个Micro-USB接口和1个Lightning接口,总计6个接口,全部依靠这颗主控芯片进行控制。
英集芯IP5356内部集成了同步开关升降压转换器、锂电池充放电管理模块、数码管显示驱动模块以及多协议快充控制器,单颗芯片即可支持USB PD3.0 20W、华为SCP 22.5W、FCP、高通QC3.0、三星AFC等主流快充协议。芯片右侧搭配了一颗丝印为2R2的2.2微亨一体成型合金粉末电感,配合主控完成升降压功率变换。
三、外围贴片用料不错
把主板翻到带有188%数码管显示屏的正面。仔细观察板面上的贴片元件可以发现,这块公版PCB的外围阻容元件全部焊满,没有出现廉价充电宝常见的空焊缩水现象。

图6:主板正面细节,电容焊盘全部满配贴片,上方有两处打偏的白色硅橡胶
在靠近电池正极焊盘B+的上方区域,CP4、CP8、CP7三个大尺寸焊盘全部焊满了多层陶瓷贴片电容,用于输入输出的储能与滤波。板子中下方的C01、C1、C2、C3、C6、C9、C10、C12等高频去耦电容也全部贴齐,保证了22.5W满负荷输出时的电压稳定性。右下角U4位置焊接了一颗六脚一体化锂电保护芯片,配合外围阻容负责过充、过放和短路保护。左侧RNTC位置焊接了一颗贴片热敏电阻,用来监测主板温度,不过没有采用外接导线探头的方式去直接贴合电芯表面。至于主板背面丝印上方那一排空焊盘,属于公版PCB为普通4颗LED电量指示灯版本预留的兼容焊位,正面已经安装了成本更高的百分比数码管,背面的普通灯珠位自然无需贴片。
整块主板做工上最让人费解的地方,是正面那两处白色704硅橡胶。主板背面的2R2大电感周围打了一圈白胶,用来加固大体积元件防止跌落脱焊,这是电源板的常规工艺。正面的两处白胶位置却非常离谱,左边一处涂在数码管支架边缘,右边一处直接盖在滤波电容顶部。这两处白胶我猜测应该是需要盖住两侧裸露的B+和B-电池焊点,起到绝缘保护作用。这明显是流水线装配工人工资不够摸鱼打上的。
四、并联电芯实测分析
最后来看电池部分。这款20000毫安时充电宝由两块10000毫安时的软包锂聚合物电芯直接并联组成。撕开外层的蓝色固定胶带后,可以看到电芯表面的完整喷码信息:WX 1260110 10000mAh 3.7V 37Wh 20220801。

图7:单块软包锂聚合物电芯,喷码显示规格为1260110,单块容量10000mAh
喷码中的1260110代表电芯的物理尺寸规格,即单块电芯厚度12毫米、宽度60毫米、长度110毫米,生产日期为2022年8月1日。两块37瓦时的电芯并联后总能量为74瓦时。按照外壳标注的5V 3A输出下额定容量12000毫安时计算,其实际输出能量为60瓦时,折算下来的真实能量转换率约为81%,高于外壳上按国标底线保守标注的60%。

图8:两块并联的10000mAh软包电芯均已出现明显的产气膨胀
从侧面观察拆下来的两块电芯明显已经鼓起来了,厚度明显增加。为了搞清楚为什么睡前还有30%多电量、早起直接变成0%,我使用优利德万用表和ABM 3365程控内阻测试仪对电芯进行了测量。

图9:使用优利德UT61E+万用表实测鼓包电芯的静态开路电压为3.776V

图10:使用ABM 3365四线内阻仪实测电芯1kHz交流内阻为21.9毫欧,电压3.77V
万用表测得电芯的静态开路电压为3.776V,ABM 3365四线开尔文夹测得的1kHz交流内阻为21.9毫欧,直流电压显示3.77V。
对于标称电压3.7V、满电电压4.2V的常规软包锂电芯而言,3.776V的静态开路电压对应着大约30%到35%的剩余电量,跟我昨天晚上睡前看到的电量百分比完全一致。早上起来电量显示突然变成0%,应该还是因为鼓包管理芯片发现异常不再放电了。
软包锂电池在长期充放电循环和老化过程中,内部电解液发生分解副反应产生气体。内部积聚的气体已经把正负极片与隔膜物理撑开,造成极片局部脱层。极片之间出现气隙后,锂离子的迁移通道受阻,电池在带载放电时的直流极化内阻会急剧增大。当充电宝主控板进行充电时,极高的直流极化内阻会导致电芯端电压瞬间跌落到保护阈值以下,触发芯片的欠压保护机制,数显屏随即被清零锁死。等负载切断之后,电芯电压又会缓慢回升到3.776V的静态电压。
五、总结
综合整机的拆解情况来看,这台44.28元入手的REMAX RPP-292移动电源在硬件用料上比较扎实,足容的20000毫安时电芯也稳定使用了整整4年也算是死得其所。除了正面那两处打偏的白色固定胶略显粗糙之外,整机质量完全对得起40多元的售价。
