【选型】市场占有率较高的三款锂锰扣式电池MAXELL CR2032H和松下、索尼的CR2032性能对比

【选型】市场占有率较高的三款锂锰扣式电池MAXELL CR2032H和松下、索尼的CR2032性能对比

CR2032锂锰扣式电池,就是一款较为常见的电池类型,其产品直径为20mm,厚度为3.2mm,标称电压为3.0V。CR2032锂锰扣式电池由于其应用范围广泛,在众多如电脑主板、汽车遥控钥匙和摄影摄像机等应用中,被作为标准电池进行匹配使用。因此,市场上出现了众多品牌,质量参差不齐的CR2032锂锰扣式电池产品。我们在这里选择三个产品质量相对较高,市场占有率也较大的品牌进行比较,即MAXELL,PANASONIC和SONY。

图1 Maxell CR2032锂锰扣式电池的实物图

电池容量对比

Maxell在原CR2032产品的基础上推出了新的CR2032H版本,该新版本在性能上将原来的220mAh容量提升到了240mAh容量,其他设计结构与参数相同。而对应的Panasonic和Sony品牌没有新的高容量版本,所以仍取CR2032版本进行比较,在电池容量方面,Panasonic CR2032标定为225mAh,Sony CR2032标定为220mAh。首先从电池容量上看,Maxell的高容量版本CR2032H电池就略胜一筹了,这也是其开发新版本的最主要目的,提高电池的容量和耐久性。

图2 左侧为三款电池在60℃条件下储存100天后的内阻变化对比图,右侧为相同条件下的电池重量损失对比图

5年存储保质期内的性能对比:

目前,市场上对于CR2032锂锰扣式电池的保质期要求普遍是5年时间。并且,由于电池产品的特殊性,其并不是说过了保质期时间,电池就不能使用了,而是在经过了长时间的储存之后,电池的性能会出现变化,例如电量减少和内阻增加等等,这会最终导致电池的使用寿命大幅度降低。因此,长时间的常温储存条件下,电池性能的变化将对商家的仓储存货和消费者对电池的储备带来重要的影响。

图2中的两幅对比图表,是将三个品牌的三款电池产品在60℃条件下存储100天得到的实测数据对比,这种条件相当于模拟了20℃常温条件下的5年存储效果,是一种老化模拟的测试方法。图2左侧可以清晰的看到,Panasonic的CR2032电池在相当于5年存储老化之后,其电池内阻增长极快,要远高于Maxell CR2032H和Sony CR2032。在这一特性对比上,Maxell和Sony相差不大,而Panasonic则是明显的要较差一些。

再看图2右侧的图表,其同样是在模拟5年20℃常温储存的实验中得到的数据对比,这也是一个比较关键的数据,电池重量损失比。这一数据其实是用来考量电池的密封性和化学材料的稳定性,其数据背后反映出的是三家品牌的工艺过程质量与原材料的质量。从图2右侧的图表中可以看出,这三家品牌不愧为世界领先的电池生产厂家,在此特性上保持了几乎相同的高质量水准,5年存储后的质量损失全都远小于1%,电量保持的相当好。

图3 从左至右分别为Maxell、Panasonic和Sony CR2032(H)电池的放电电压曲线图

电池理论使用寿命的对比:

说完了三款品牌的CR2032(H)锂锰扣式电池的储存保质时间之后,再来比较一下这三款电池的实际使用寿命,CR2032(H)扣式电池的标定电压值为3.0V,所以其测试电压临界值设定为2.5V,额定负载阻值为15kΩ,常温条件通常设定为20℃,Sony的设定略微特别为23℃,但是相差不大,基本不影响数据比较。

从图3中可以读出,左侧的Maxell电池其电压降到2.5V临界值时的连续放电时间略大于1200小时,中间的Panasonic电池稍差,时间约为1100小时左右,而右侧的Sony电池放电时间估计为略小于1200小时。这三张图表都是从官方的数据手册中截取的,因此可信度较高。对比三款品牌的理论使用寿命,从高到低为Maxell CR2032H>Sony CR2032>Panasonic CR2032。

图4 三款电池的放电量/电压变化曲线图

电池在生命周期内的输出电压稳定性对比:

除了电池的使用寿命以外,还有一个很让人关心的特性就是电池在使用寿命周期内的输出电压稳定性。图4中所示的曲线对比图,是将三款品牌的CR2032(H)电池在常温20℃,15kΩ的条件下,进行相同的放电测试,而实测得到的数据对比。图4中很容易看出,Maxell CR2032H电池的电压曲线下降最晚,稳定性最佳;Sony CR2032电池次之;而Panasonic CR2032电池的电压下降最快,曲线也不理想,稳定性相对较差。

图5 三款电池在-20℃条件下的放电量/电压变化曲线图

-20℃低温条件下,电池性能的对比:

除开常温下的正常使用之外,我们还有一种生活经验,就是在天气寒冷的条件下,电池的使用寿命似乎会变短。一般可以通过提高化学原材料的工艺质量和优化电池的设计结构,进行改善,将低温的影响尽量降低。

图5中所展示的对比曲线图,即为在-20℃,15kΩ的条件下,进行三品牌电池的放电测试,从而得到的实测数据对比。从图5中可以看出,Maxell CR2032H电池的性能表现最好,在初期从3.2V快速下降至2.6V以后,就基本稳定在了2.4V~2.6V之间,能够达到使用标准;Panasonic CR2032就差很多了,在电压快速降低至2.0V后,就稳定在了2.0V的输出电压上;Sony CR2032表现得更差,其初始电压下降非常大,最低到了1.6V,经过了预热启动阶段以后,输出电压逐步稳定到了接近2.1V的水准。但是, Sony和Panasonic CR2032电池在这种情况下的输出电压已经是偏低了,如果用在有欠电压保护(UVLO)的电子产品中,有可能被判断为电压过低,需更换电池,并且电器功能锁闭,不能使用。

综上所述的性能总结:

首先,在5年存储保质期方面,除了Panasonic CR2032电池在内阻方面升高的较多,其他特性Maxell CR2032H和Sony CR2032电池基本一致,性能表现都极为良好;

第二,在电池使用寿命方面,通过官网数据手册对比,能够得出的结论为Maxell CR2032H>Sony CR2032>Panasonic CR2032;

第三,在电池电压输出稳定性方面,通过放电测试实验可以得出结论为,Maxell CR2032H优于Sony CR2032,Panasonic CR2032最次;最后,在-20℃寒冷条件下的电压输出能力对比中,Maxell CR2032H电池要明显的优于其他两款产品,而Sony CR2032电池在这项对比中表现最差。

综上所述,Maxell的CR2032H电池具有明显超越Sony CR2032和Panasonic CR2032电池的优秀性能,在这场同类型的电池产品PK赛中,获得全胜。

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