什么是快充?快充是怎样影响电池寿命的?
来源:宝鄂实业
2019-07-03 12:10
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学过物理的人都明白,机器充电一般涉及到功率、电压、电流三种概念,而它们三者之间的关系则是:在电池电量一定的情况下,功率既意味着充电速度,功率越大,充电时间就越短,而功率则由电流和电压决定。
所以快充技术的原理无非就只有三种:
第一种:低压快充,即在电压不变的情况下提升电流
第二种:高压快充,即在电流不变的情况下提升电压
第三种:同时提高电压和电流实现快速充电
以iPhone手机的充电原理为例,则为:首先通过充电器将家用220v电压降至5V,在通过手机的降压电路转换成4.2v或4.4v进行充电,在转换过程损失的部分能量会转化成热量,这也就是手机充电为何会出现机身发热。
快充必须同时具备三个因素:支持快充的手机、充电头、数据线
用过快充技术的手机用户都知道,过去普通的手机充电设备是无法支持快充,而如果想要在支持快充功能的手机进行快速充电,必须使用官方原装的充电插头以及数据线。
假设充电插头和数据线不支持快充,那么传输的电压和电流自然就无法达成以上三种原理中的任意一种,也就不可能实现快速充电。
那么,为什么必须要使用官方原装的充电插头和数据线呢?首先,目前的主流手机品牌旗下的产品都在高通QC快充技术下定制了不同的方案,比如说vivo的VOOC闪充、一加等,可以说每个手机厂商都自己不同的快充方案,有的保守,也有的奔放,所以尽量避免不同品牌之间的数据线和插头快充混用。小头小线充大手机可以,但大头大线充小手机虽有电路芯片保护,但也难保有危害其次,针对市面上第三方的充电插头和数据线,品牌良莠不齐,产品质量得不到保证,也无法经过官方的测试,所以这类第三方充电则危险性更大,当下经常发生的手机充电爆炸事故大多数都是由第三方插头和数据线充电引起的.首先我们要清楚锂离子电池的充放电原理,电池有两极:正极是锂化合物,负极为石墨。
充电放电都是电能和化学能的相互转换,在锂离子在正负极运动过程中,也在变成不同的化合物。
我们可以把锂离子看作是装有电荷的小车:在充电时,由于电场作用使小车全部开到负极储存下一定的能量(锂离子嵌入到负极的石墨碳层微孔);在放电时,这些带着电荷的锂离子小车由于发生化学反应,又跑到了正极(锂离子的脱嵌,使正极处于富锂状态)。在这个过程中形成电流供电。
理想状态下,只要正负极材料的化学结构基本不发生变化,电池充放电的可逆性很好,锂离子电池就能保证长时间循环。
快速充电主要是保证锂离子快速的从正极嵌出并快速的嵌入负极,不能造成锂离子的沉积。
但是在电流增大时,电极负极(石墨)表面的一层半透膜(SEI膜)会有一定程度的破裂,使电极材料和电解液相互反应,另外温度升高也会让电池内部发生副反应破坏电池上的化学物质,导致可逆性降低(就是锂离子小车没法来回开了)电池容量也就会不断的减少。
就是是我们经常感觉到的,明明是充满电了,为什么电池越来越不经得起用了。
以大疆无人机的锂电池举例,一块4480mAh 68Wh电压为15.2V的锂电池,充满只需要1.5h(相比之下iPhone6s plus电池容量为2750 mAh,电压为3.8V )但大疆无人机的锂电池寿命只有200个循环。电池寿命的衰减显而易见。
根据 DIGITIMES的最新报道 ,苹果公司最近也在致力于升级电池充电技术,准备采用15V至20V的充电设备来提高电池效率,推动新的IC技术。不过PWM IC的设备提供方同样也表示这需要承担极大的风险。
快充的保护模式
三家的快充方案都会有关于电池的温度监控方案。在加大电压的同时不可避免的就是温度的升高。如果你在使用高通QC的快充技术的同时玩大型游戏,这时由于芯片控制,限制外加电压,保证你的手机不会严重发热,但充电效率会下降。
而VOOC闪充,分段采用充电电流控制,和充电线缆和电池的多线路设置。简单来说就是之前一块电池充电,现在分成几块电池,分别对其充电。
在安全性上,因为快充都有“握手协议”,会在充电前协调好输出电压电流的大小。
锂电池充电分为三个部分:恒流预充电(CCPre-charge)、大电流恒流充电(CC Fast Charge)和恒压充电(CV)。
手机电量耗光之后电压降低,当低于一定数值时充电器会使用比较低的电流对锂电池进行预充电。经过一段时间,锂电池电压高于预定数值后,就进入第二个阶段大电流恒流充电,此时适当加大电流可以加快充电速度。
如果你用的是非快充手机,快充充电头也不会输出大电压烧坏你的手机。就像你在用iPad充电头给iPhone充电时,iPhone会自动识别,输入1A电流而不是原本的2A。
众多的保护措施来看,快充的充电电压与电流是处于安全状态下的,只要使用原厂的手机充电适配器就不会带来安全隐患。