充电宝电池是串联还是并联？

这是一个非常好的问题,因为它触及了充电宝内部设计的核心。

答案是：充电宝内部的电池通常是并联的，但为了实现高电压输出，其内部的升压电路会进行串联处理。

下面我们来详细拆解这个过程,让你彻底明白其中的原理。

核心概念回顾

• 并联：
  • 电压：不变,所有电池的电压相加。
  • 容量：增加,所有电池的容量相加。
  • 好比：把几个水桶并排放在一起，水位（电压）不变，但总储水量（容量）变多了。
• 串联：
  • 电压：增加,所有电池的电压相加。
  • 容量：不变,以容量最小的电池为准。
  • 好比：把几个水桶一个叠一个，水位（电压）升高了，但每个水桶的储水量（容量）没变,总水量取决于最下面那个桶。

充电宝内部的两种主要结构

充电宝主要由两部分组成：电池组 和 升压/降压电路板。

电池组：并联设计

充电宝最核心的部件是锂电池,通常是18650锂离子电池或锂聚合物电池。

• 为什么并联？
  1. 统一电压平台：单节锂电池的标称电压通常是 7V，为了让所有电池能够协同工作并方便充电管理，工程师会将它们并联起来，并联后，整个电池组的输出电压仍然是 7V（或充满电时的4.2V）。
  2. 增加总容量：这是并联最主要的目的，一个充电宝由3个3500mAh的18650电池并联，那么它的总容量就是 3 x 3500mAh = 10500mAh,这样你才能给手机充好几次电。
  3. 简化管理：电池管理系统能以统一的电压（3.7V）对整个电池组进行充电和放电，电路设计更简单,也更安全。

当你看到一个拆开的充电宝，里面如果有多块电池，它们几乎肯定是正极连正极，负极连负极的并联关系。

升压电路：串联的“魔法”

现在问题来了，手机的USB-A口或USB-C口的输出电压是多少？通常是 5V，快充协议下甚至更高（如9V, 12V, 20V）。

充电宝内部的电池电压只有3.7V，如何才能输出5V甚至更高的电压呢？这就需要 升压电路 来完成。

• 升压电路的工作原理： 这个电路可以理解为一个“电压变压器”，它通过电子开关（如MOS管）和电感、电容等元件，以极高的频率不断地开关和储能，将输入的低压直流电（3.7V）转换成我们所需的高压直流电（5V/9V/20V等）。

  
  （图片来源网络，侵删）

• 为什么说它涉及“串联”？ 虽然电池组本身是并联的，但升压电路的工作原理在概念上与串联类似，它通过快速地“拼接”和“累积”能量，来实现电压的提升，可以把它想象成一个电压“倍增器”。

  一个简单的类比： 想象你有一个3.7V的电池，你想得到5V的电压，升压电路就像一个“打气筒”，它不是简单地堆叠电池（串联），而是快速地从3.7V的电池“泵”出能量，然后把这些能量“压缩”到一个更高的电压水平（5V）再释放出来。

  电池组是并联的，但为了输出标准USB接口所需的高电压，必须通过升压电路进行电压转换，这个转换过程是实现“串联”效果的关键。

特殊情况：串联电池组

你会问，有没有充电宝是串联的呢？有，但比较少见,通常用于特定领域。

• 高功率快充充电宝：一些需要输出20V高电压的快充充电宝（比如给轻薄笔记本供电），为了减少升压电路的压力和能量损耗，可能会直接使用两节 7V的电池串联，组成一个 4V 的电池组。
• 优势：7.4V的电压比5V更接近目标电压20V，升压电路的“压力”小，转换效率更高,发热也更小。
• 劣势：电路设计和管理更复杂，因为需要两节电池串联充电和放电，对电池一致性要求更高,成本也更高。

这种设计在消费级的大众充电宝中比较少见,但在一些追求极致效率的专业充电宝或移动电源中可以看到。

一句话概括：

充电宝的电池为了增加容量而并联，再通过升压电路将电压提升到标准水平以满足设备需求。 你问的“串联还是并联”，答案是以并联为主，升压电路实现了电压的“串联”效果。