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【分享】快速充电对手机电池有没有伤害? 图片

Galaxy S系列 ▪ 晒机评测 ▪ S7丨S7 edge

2016-03-30 18:06

现在发布一款新手机,几乎必讲一件事,那就是快速充电。没办法,这也是被逼的,想一想充了半天电池还充不满,好心情就一下子没了,所以快速充电就出来了

相比于飞速发展的手机硬件性能,电池技术的进步可谓“龟速”。如今厂家解决续航的方法无外乎两种,一是直接使用大容量电池,二是使用快速充电技术。

相较于前者的简单粗暴,后者实用性显然更高。毕竟十分钟就能充满几个小时的电量,能够满足当代人对于利用碎片化时间的要求。

第一章:盘点一下六大手机快充技术。

一、OPPO VOOC技术

提高充电速度的方法有两个大方向,一是提高电压,二是提高电流。提高电压会增大充电过程中的发热量,加速电池老化并可能带来安全隐患,因此实际效果不佳。相比之下,提高电流则现实的多。VOOC技术采用的就是低电压高电流模式,保证了充电过程中的安全性。

VOOC快充的实际效果极佳。30分钟可以将3000mAh的电池充满75%,10分钟足以充进保证2小时通话的电量。

第一代的VOOC充电器体积极大而且充电线接口处还有断掉的危险。好在随着技术的进步第二代VOOC mini充电器已经问世。其体积已然同标准USB充电器相当,便携性极高,安全性也得到了完美的保证。OPPO也推出了VOOC快充移动电源,车载电源等,随时随地提供快速充电服务。目前来看。VOOC技术最大的缺点在于其只适用于OPPO一家的产品,兼容性较差。

二、 高通 Quick Charge 

高通 Quick Charge 3.0在高通Quick Charge 2.0的基础上充电速度提高27%、功率损耗减少45%。大约35分钟内将一部典型的手机从零电量充电至80%。高通即将上市的骁龙820、620、618、617和430处理器上将可以选配高通 Quick Charge 3.0。

高通 Quick Charge 3.0对比其高通Quick Charge 2.0的固定电压做法,以往2.0是从5V直接调到9V的做法,当中会比较生硬,Quick Charge 2.0提供5V、9V、12V和20V四档充电电压,Quick Charge 3.0则以200mV增量为一档,提供从3.6V到20V电压的灵活选择。一开始充电的时候电压并不高, 到后来逐渐提升,这种智能升档方法能够更好优化充电方式,因为如果一上来就把电压提到很高,中间会有电能的损耗,其会以热能的形式散发掉。

高通Quick Charge 2.0技术是Quick Charge 1.0的升级版本,采用了全新的规范。通过同时加大电流与电压的方法来提高充电速度。为了防止提高电压对电池造成的损伤,Quick Charge 2.0加入了特殊芯片。而为了避免老版本手机在充电时被过大电流烧毁,还加入了特殊的IC判断开关。

三星的Fast Charge解决方案和高通Quick Charge 2.0可以说是一回事,只不过仅供Galaxy S*S6 Edge的Exynos芯片使用。有媒体发现,第三方OEM无需授权费便可使用高通的Quick Charge 2.0技术,他们只需在自己的芯片当中加入额外的电源管理集成电路便可。

三、 联发科 Pump Express技术

MTK的MTP Pump Express快充技术分为两种,一种带Plus一种不带Plus,带Plus的可以支持到9V/12V,从规格来看,普通的Pump Express支持前者,充电电流不超过2A,而支持Pump Express Plus的产品则可以达到12V/3A,这一类产品目前市面上比较少,魅族的移动电源和魅族支持mCharge的手机属于这一类产品。

联发科的快速充电新技术Pump Express内置于PMIC的电源管理集成电路。其允许充电器根据电流决定充电所需的初始电压,由PMIC发出脉冲电流指令通过USB的Vbus传送给充电器,充电器依照这个指令调变输出电压,电压逐渐增加至高达5V 达到最大充电电流。Pump Express目前有两种技术规格,一是输出功率小于10W的Pump Express,二是输出功率大于15W的Pump Express Plus。

目前配合联发科的快充方式,也已经有Dialog,On-bridge 和通嘉等电源芯片厂为其配合开发专属电源管理IC,它无需使用到USB的数据通讯口,线路简洁,从架构上看和目前传统USB 充电器几乎一样,成本提高也较低,很适合在中低端手机中进行推广。

四、金立双电池快充技术

根据微博爆料信息,可知金立M5支持快充,实现充电5分钟,即可通话2.5小时。目前,前不久发布的OPPO R7保持着最高的充电效率纪录,可实现充电5分钟通话两小时。若金立M5曝光信息真实,将打破这一纪录。另外,金立M5还支持同时为两部手机进行反充,这或许是得益于其双电池的结构,除了自身有足够大的电池容量外,还能实现多向输出电量。

五、 TI MaxCharge快充技术

尽管德州仪器已经退出了手机芯片市场,但显然其没有完全放弃。近日,德州仪器推出了业内首款采用专有MaxCharge技术的全集成5A单节锂离子 (Li-ion) 电池充电器电路。与现有电池充电器相比,这款器件将充电时间减少了一半以上,最高可将充电时间减少60%,这让用户可以实现快速充电的同时又不会受到发热过量的困扰。

六、 Apple 20V快充技术

根据美国专利与商标局公布的专利申请显示,苹果正计划为旗下设备配备输出6V20V的快速充电器。苹果在专利申请描述中表示,造成目前充电时长从1小时到3小时不等的主要限制因素是 5V 电压。随着未来更大容量的电池将会成为标准配置,5V 明显不能满足顾客快速充电的需求。

考虑到苹果在手机市场的巨大影响力,若其推出快速充电器,想必整个市场会迅速跟进。而且,未来的新款MacBook会放弃USB3.1而采用苹果自家的快速接口也既有可能实现。

第二章:盘点一下四大手机快充标准。

快速充电技术的分支

目前的充电标准一共分为下面几种:

1、USB标准;

2、苹果标准;

3、高通标准;

4、MTK标准;

一、USB标准

USB标准又分为:

USB 1.0、2.0:5V/500mA;

USB 3.0:5V/900mA;

USB Battery Charge 1.2(BC1.2):5V/500mA、5V/1.5A;

USB Type-C:5V/500mA、5V/900mA、5V/1.5A、5V/3A;

USB Power Delivery 2 v1.1:5V/2A、12V/1.5A、12V/3A、12V/5A、20V/3A、20V/5A;USB3.1 PD充电规范USB标准化团体USB应用者论坛(USB-IF),在2014年4月于深圳举行的英特尔开发者会议“IDF14 Shenzhen”上公开了“Type-C”的解决方案。 Type-C支持较以往提高了供电能力的“USB Power Delivery Specification (USB PD)”。USB PD根据可供给的电力设定了10W、18W、36W、60W、100W五级规格,据USB-IF介绍,Type-C连接器支持100W(20V、5A)的供电。

二、苹果标准

苹果的iOS设备接口基于USB,接口电源的规格比较简单,分为5V/1A、5V/2.1A两种,都是通过在充电器的D+和D-配置不同的识别电阻进行识别。

5V/1A:iPhone、iPod Touch都使用5V/1A的充电规格,充电使用;

5V/2.1A,提供给iPad、iPhone带Plus充电使用;

相对来说苹果iPhone的电池容量小,充电技术也比较单一,需求方面暂时没有出现什么问题,iPad电池容量大,5V/2.1A的充电规格出现得比较早。

三、高通标准

高通在今年9月15日发布了Quick Charge 3.0(QC3.0),比起还没全面普及的QC2.0技术 提升了27%的充电速度,减少功率损耗45%。高通快速充电使用的是提高电压的方式来减少线损,高通到目前一共有三代快速充电技术,分别是:

高通QC1.0:输出规格5V/2A,基本都是骁龙600平台;

高通QC2.0:输出规格5V/9V/12V三档,最大电流3A,也就是目前使用最广泛的一种快速充电技术;支持的平台包括了骁龙200/400 /410/615/800/801/805/810,另外也授权给其他厂商使用,例如三星的快速充电技术、Intel的BoostMaster快速充电技术其实也属于高通QC2.0;

高通QC3.0:使用了被称为最佳电压智能协商(Intelligent Negotiation for Optimum Voltage,INOV)的算法,支持3.6V到20V的工作电压动态调节,以200mV为步进。兼容的平台包括了高通骁龙820、620、618、 617和430,并且向下兼容QC2.0和QC1.0的设备,可以使用在USB Type-A接口、USB micro接口和USB Type-C接口上。

  四、MTK的Pump Express快充技术

  MTK的MTP Pump Express快充技术分为两种,一种带Plus一种不带Plus,带Plus的可以支持到9V/12V,从规格来看,普通的Pump Express支持前者,充电电流不超过2A,而支持Pump Express Plus的产品则可以达到12V/3A,这一类产品目前市面上比较少,魅族的移动电源和魅族支持mCharge的手机属于这一类产品。

第三章:到底伤不伤?

首先,我们引入一个概念,叫“容量”,“容量”就是“电池能储存电荷的能力”,简单理解就是”电池能储存多少电“,“容量”的单位跟库伦定律里的“电量”是一个单位,是一个含义的物理量,我们姑且用电量Q来表示容量,

根据:Q=I·t

如果这个公式描述的是一个恒电流充电的完整过程;因为电池的容量即”电池能储存多少电“的能力是恒定的,则充电电流与充电时间成反比,即充电时间越短(充的越快),充电电流越大。

回到问题:“快速充电是否会对手机电池造成损害?”,这个问题可以等价为“充电电流大是否会对手机电池造成损害?”

其一,一般来讲,电池的设计(正负极板、隔膜、放电电极等等)是要考虑其放电电流的大小的,过大的充电电流会对电流经过的电池部件产生不好的影响,带来安全隐患。

其二,电池在设计过程中,会在一定电流情况下测试其循环寿命(可以理解为“使用寿命”),如果超过厂家建议的放电电流值,可能会降低电池的使用寿命。
当然,电池的设计肯定会有一定的余量,要具体看你用多大的电流充电。

但是,使用厂家推荐的手机充电器是对充电电流的可靠保证,它会保证在厂家建议的充电电流下进行充电。                           

                                                         --颜辉,博世电池系统(中国) 工艺工程师


首先,给出答案:快速充电会危害手机电池,但就目前快充来说,影响不大。

接下来,梳理一下几个概念,便于大家理解:

(1)快速充电技术是一个复杂的能量转移过程,涉及到充电器、电路、电池和电源管理系统等,能量转移过程大致为:220V家用电→充电器→电池。

(2)提高充电速度的本质是提高功率P=IU,因此可以从电压和电流两个角度入手。如在充电器这个环节,可以采用低压大电流,而大电流会导致发热问题I^2R,这可以通过并联分流来解决。

(3)就电池这个环节而言,电池因本身电化学窗口的限制,其充电电压范围是有限的,上限截止电压一般控制在4.3V以下。因此,要提高充电速度,在电池这个环节中,就要提高充电电流,或者优化充电过程如分段式变电流充电等。而对于容量一定的电池来说,提高电流就就是提高倍率,从而问题就转化为倍率对电池的影响。当然,也可以使用不同的电池材料,或者对电池材料进行改性来提高电池的高电压特性。

(4)倍率对电池的影响:首先要明白一点就是目前的充电过程对电池的影响是比较小的,比如对于3000mAh的电池来说,1C充电(电流为3A,属于电路等可以承受的范围),理论上1小时就可以充满,就属于快速充电的范畴了,就目前的电池技术,1C是电池完全可以承受的范围。    ----Eliica,努力转型的三流高科技农民工


个人总结:

这个文章是通过看了很多文章,转载而来的,我个人觉得其实快速充电是时代变快的产物,是为了解决能源问题而出来的解决方案。毕竟手机的寿命不能用一辈子,能在我们使用的时候为我们服务,它存在的价值就够了。

我花了45元在淘宝买了一个快速充电器,至今用的也还不错。

==8.16更新==

我的45元充电器已经让我抛弃了,还是用了以前盒子里带的充电器,那个充电器,经常出现无法进入快充的情况,然后换线就可以,不想换一个线,已经让我抛弃了


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