行动电源

行动电源（Power bank，Mobile power pack）是一种可随身携带、自身能储备电能、主要为手持式移动设备等消费电子产品（例如移动电话、笔记型电脑）充电的便携充电器，特别应用在没有外部电源供应的场合。其主要组成部分包括：用作电能储存的电池、稳定输出电压的电路（直流-直流转换器）及充电器电路用作为内建电池充电，有极少数行动电源没有充电电路，但现已近乎绝迹。

行动电源的出现源于智能手机的出现，功能较其之前的同类产品强大得多，使用者频密使用令耗电量急增，特别是iPhone首创配上不可由使用者更换的内建电池设计，电池耗尽时不可即时更换另一充满的电池，电池耗尽后要继续使用随身携带着的iPhone，使用行动电源是至今唯一的方法。及后也常用作为其他手持式移动装置在没有外部电源供应的场合充电，但由于其输出接口为通用性极高的USB接口，使其也被应用作为其他以USB接口作电源输入端的设备或装置供电，例如USB LED灯、USB电风扇等。

截至2024年，中华人民共和国是世界上移动电源产销量最大的国家。在中国大陆，很多酒店都有共享充电宝供住客移动出行时应急使用，可跨省份归还，每次为手机充电前五分钟免费。

## 工作原理与组成

### 原理

行动电源的原理简单，在能找到外部电源供应的场合预先为内建的电池充电，即输入电能，并以化学能形式预先储存起来，当需要时，即由电池提供能量及产生电能，以电压转换器（直流-直流转换器）达至所需电压，由输出端子（一般是USB接口）输出供给所需设备提供电源作充电或其他用途。

### 基本组成

行动电源有三个基本功能，包括能量储存、充电及供电。随不同设计、用途及操作便利的需要而加有其他功能，例如安全保护、电池状态检测及显示等。

#### 储能（电池）

为了在没有外部电源的情况下为其他设备供电，行动电源需要有电池作能量储存。大部分的行动电源使用的电池为锂离子电池（Li-ion）或锂离子聚合物电池（Li-PO），有少部分的行动电源使用镍氢电池（Ni-MH），早期也有些行动电源使用一次电池。

使用镍氢或一次电池的行动电源均容许使用者自行更换电池，也有少部分使用锂离子电池的行动电源容许使用者自行更换电池，这类行动电源所使用的电池多为常见及容量较大的18650锂离子电池。让用家可自行更换电池的好处是：

- 当电池电量用尽时，使用者可即时换上预先充满的电池就可以继续使用，无需等待电池充电
- 当电量需求不高时，使用者可视情况减少电芯数目，以减轻重量（只能使用一枚电芯的不在此述）
- 当电池老化、使用寿命将尽时，使用者可自行换上新的电芯，以降低成本

但由于必须使用标准尺寸的电池，可更换电池的行动电源的外观设计有相当限制，例如不可造得较薄。

锂离子电池（Li-ion）或锂离子聚合物电池（Li-PO）是当中不论是以重量计或以体积计，能量密度都是最高的，也即最轻及最细。此外，锂离子/离子聚合物电池在充电及放电过程中的效率也较高（浪费掉的能量/电较少）。但价格也是这些电池中最高，而且因为过充或过放也很容易使电池永久损坏，所以需要有较精密的电子线路控制充放电。由于锂离子/离子聚合物电池会在高温下会自燃，安全及稳定性成了极重要的要求，需要有可靠的安全保护电路防止任何导致超温的情况出现。

锂离子聚合物电池则没有硬的外壳，所以重量上锂离子聚合物电池会略微轻些，而且由于没有硬壳，便于制成特定尺寸以配合外观，但锂离子聚合物电池在充满电后体积会略为膨胀变大，需要在设计时预留空间，免得电池内压力过大而做成危险。

镍氢电池效率较低，而且也较重，但新的低自放电（低漏电）镍氢电池的自放电比锂离子电池还低，而且在寒冷环境的性能也比锂离子或锂离子聚合物电池佳。

#### 充电及供电

而放电时，由于绝大部分的手持式移动装置等消费电子产品都接受USB接口标准的电源供电，所以行动电源的输出端大多跟从USB接口的机械及电器特性要求，结果输出电压基本都上是5V，有些行动电源设计成为手提电脑充电，手提电脑有要求非5V电源，所以有少数行动电源输出电压并非5V。由于高通快充的普及，市面上也出现支援快充的行动电源。

由于电池电压与输出电压有差距，所以必须使用直流电压转换电路将电压转换致所需电压，要求由于考虑电池的耐用性（续航力），对直流电压转换电路的效率有一定要求。

现在的电池充电集成电路多含有多样功能，包括电池过高温及过低温的检测作出温度保护的功能（包括过高及过低），并基于电池温度控制及调整充电过程；调整充电速率所需的电压转换，这转换理论上可以线性电路方式对电池充电，但这样会浪费能量，所以行动电源可算是全都采用开关式电源方式作充电时的电压转换，有些集成电路甚至兼备充电及放电所需的电压转换功能，充电器也负责。充电器也负责在电池充满时停止充电。

由于手持式移动装置等消费电子产品多使用USB micro B插座作充电接口，基于兼容性考虑，行动电源也多使用USB micro B插座作电压输入。

#### 其他功能组件

##### 显示器

大部分的行动电源只有简单的显示功能作显示最基本的资讯，这类产品多以一两枚单色或多色的LED作显示操作状态，有些会用数枚LED显示内部电池电量。有些行动电源能显示较多和复杂的资讯，例如：

- 操作模式
- 内部电池资讯
- 电源电压
- 剩余电量，余下电量百分比（%）、安培小时（Ah）
- 输出端资讯
- 输出电压（V）
- 输出电流 (mA/A)
- 已输出电量 （mAh/Ah）

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##### 快充

若支援快充，基本上微处理器或专用芯片是必需的。

##### 电池安全保护

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锂离子电池或锂离子聚合物电池容易因处易不当而永久损坏或起火，所以若使用锂离子电池或锂离子聚合物电池，那就必需有专用的保护电路以防止损坏或危险。所需要的保护必需包括：

- 过压保护：不论充满与否，若因充电导致压过高而超过预设值时停止充电这个也常称作过度充电保护，但技术上，即使未充满也可有过压发生。
- 过度放电保护：当过度放电，电池电压等于或低于设定值时停止放电。
- 过流／短路保护：在电流过大或发生短路时停止放电（关断输出）。
- 过温保护：在电池温度高于或低于设定值时降低充电速度或停止充放电（也可两者兼有）。

保护被触发后，通常在情况恢复正常后会自动解除，但过度放电保护需要手动按键或充电激活才能解除。

大部分锂离子电池整合了大部分保护功能在单一模块内，称为保护电路模组（Protection Circuit Module，PCM），并靠近电池，这类保护电路模组提供的保护包括：过压保护、过度放电保护、过流/短路保护，除此之外会有温度感测用的传感器，这传感器多为NTC热敏电阻，但保护电路模组不会有过温保护功能，过温保护功能是由充电电路或处理器配合保护电路模组上的温度传感器达成。

## 性能/规格

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- 电池容量—以 mAh 或 Ah（安培小时）为单位，一般上，不可自行更换电池的行动电源多会标示其电池容量。
- 输出规格—指插座数量、插座现格、输出电压、输出电流、及是否支援快充（例如高通快充、USB Power Delivery）等。输出端插座通常使用 USB-A，但有部分使用 USB-C；而输入端则通常使用 Micro USB 和 USB-C，但也有部分使用 Mini USB 或是 Lightning。
- 能量转换效率—电池在充电或放电时本身有能量损耗，而提升电压的直流电压转换电路也有能量损耗，转换效率会视乎工作环境（温度、电压差、输出电池...等）而改变，业界标准约为80%至90%，以现有科技，高于90%是不可能的。

## 附带功能

储备电能并为其他电子装置提供电源，这是所有行动电源都有的功能，但有些其他功能不是所有行动电源都有：

- 照明：部分行动电源加设有 LED 作照明用。
- 最大功率点追踪（MPPT）：当以太阳能作电源为行动电源充电时，充电电路的阻抗必须等同太阳能板的“特征阻抗”才能在太阳能板取得最大的能量，达至此状态的功能就是最大功率点追踪，部分使用太阳能充电的行动电源设有此功能。
- 无线充电：有些行动电源能以无线充电作输入／输出方式，可支援以无线充电方式为自身或为电子装置充电。
- 充电及放电同时进行：同时为内部电池充电及为其他电子装置供电，如此，当电池用尽后就不须等待电池充满后才能为其他电子装置充电。

## 监管

世界各国对移动电源的监管要求不一。其中CE认证代表可以在欧盟销售，FCC认证为美国市场准入认证。

### 中华人民共和国

2023年3月，国家市场监督管理总局决定对移动电源纳入强制性产品认证管理，自2024年8月1日起所有生产销售的移动电源必须取得3C认证，产品认证按照国家标准GB 31241—2022执行。2025年6月28日起，乘坐中国境内航线的旅客所携带的移动电源要求产品上有清晰的3C标识且未在召回产品范围内，不符合要求的充电宝不得携带登机。

2026年3月起，国家市场监督管理总局对移动电源产品实施3C认证标志试点改革，试点产品范围内新获得3C认证证书的产品型号除标注原有3C标识外，还需标注追溯二维码，消费者可通过扫码查询产品认证信息。2027年3月起，所有新出厂的获证产品型号均需标注追溯二维码。4月3日，强制性国家标准《移动电源安全技术规范》（GB 47372—2026）发布，新国标对充电宝的安全作进一步要求，同时提出智能管理要求，实现生产全流程管控。根据新国标生产销售的充电宝需要标注建议安全使用年限以及产品编码。新国标自2027年4月1日起实施，已购买的充电宝在无异常的情况下仍可正常携带使用。

## 旅行限制

由于航空器客舱属于增压环境，在航空器客舱内使用移动电源容易产生发热与自燃，因此在航空器客舱内不允许使用移动电源，亦禁止旅客将其放入托运行李中。国际民航组织在2017年10月修订了《危险物品安全航空运输技术细则》，规定移动电源不得在航空器上为电子设备充电或为移动电源充电。2026年3月27日，国际民航组织开始实施新规，规定每名民航乘客最多只能携带两个充电宝。

在中国大陆，中国民用航空局在2014年8月7日印发通知，要求旅客携带的移动电源仅可随身携带，且额定能量不超过100Wh；额定能量在101Wh-160Wh之间的须经航空公司批准且仅可携带两个；额定能量超过160Wh或未标注额定能量的禁止携带。通知还规定移动电源禁止在机上使用。在铁路运输方面，自2022年7月1日起施行的《铁路旅客禁止、限制携带和托运物品目录》规定旅客可携带的移动电源单块额定能量不超过100Wh。大部分快递公司因安全因素无法寄递已拆封的充电宝，但对于未拆封的充电宝仍可以寄递。

在美国，根据美国联邦航空管理局的规定，移动电源不得放入托运行李中。100Wh以下的移动电源可以作为随身行李携带，101Wh至160Wh的移动电源在获得航空公司批准后才可以携带。

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2025年2月釜山航空391号班机事故发生后，人们对航班上使用移动电源的担忧开始出现，但各地民航主管部门或航空公司并未严格遵守国际民航组织的准则，因此调整对航机上携带和使用充电宝的政策。韩国国土交通部自3月1日起禁止在韩国籍航空公司执飞航班上使用移动电源，亦禁止将其放入头顶行李架内。2025年3月，马来西亚民航管理局发布指令，乘客应随身携带移动电源，禁止将其放在行李架上。同年2月，长荣航空宣布禁止在航班上使用移动电源。亚洲航空、中华航空、星宇航空、新加坡航空和泰国航空等航司随后也发布了类似的禁令。同年3月20日，香港航空也发生航班上移动电源起火事故，使香港民航处于3月24日发布通告，自4月7日起，搭乘香港籍航空公司执飞航班的旅客不得在航班上使用移动电源为电子设备充电，或为移动电源充电，亦不得将移动电源放置于行李架上。中国民航局于2025年6月26日发布通知，自6月28日起禁止旅客携带没有3C标识、3C标识不清晰、被召回型号或批次的充电宝乘坐境内航班，但部分机场（如乌鲁木齐天山国际机场、沈阳桃仙国际机场）已于26日提前执行该政策。除境内航班外，部分机场还将实行范围扩大至国际和地区航班。中国民航局的通知还要求设置不合规充电宝的自弃或暂存区域，但在实际操作中则存在一些差异，大部分机场对不合规充电宝设有暂存期限，超过暂存期限的充电宝将作自弃处理，也有机场不提供暂存服务。有的机场还对不合规充电宝提供邮寄服务。

2026年3月27日，国际民航组织开始实施新规，规定每名民航乘客最多只能携带两个充电宝。

## 图集

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- 移动电源为 Android 手机充电（3.6V 升压 5V）

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- 移动电源为 iPhone 充电（3.6V 升压 5V）

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- 带包装的移动电源和充电线（3.6V 升压 5V）

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- 采用 18650 锂电池的小米移动电源（3.6V 升压 5V）

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- 采用聚合物电池的小米移动电源（3.6V 升压 5V）

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- 为采用 18650 锂电池组的 DIY 移动电源充电（正在从 20V 降压至 14.4V）