快充會損害手機電池嗎?5V

任何電子設備都是有使用壽命的,電池也不例外,在我們日常的使用過程中,頻繁充放電對電池都會損耗電池壽命的。快充和慢充最主要的區別在於充電的中間階段,在前段和末段都是慢速充電的。

提起快充,你們最先想到的是什麼?蘋果祖傳的5V/1A還是最新OPPO的65W閃充?

對於快充,很多人內心肯定會覺得不太安全,所以快充到底是什麼呢?我們先看看鋰離子是怎麼充電的吧。


鋰離子電池的充放電原理

目前智能手機使用的電池都是鋰離子電池,在電池技術沒有重大突破前,鋰離子電池不會被淘汰。

學過高中化學的人都很清楚,鋰離子電池共有兩極:正極是鋰化合物,負極為石墨。充電放電都是電能和化學能的相互轉換,在鋰離子在正負極運動過程中,也在變成不同的化合物。

快充會損害手機電池嗎?5V/1A真的好嗎?

示意圖


快速充電的基本原理

快充有幾種基本的實現方式:

  1. 電壓不變,提高電流;
  2. 電流不變,提升電壓;
  3. 電壓、電流均提高。

在智能手機上實現快充並不是一件簡單的事情,研發快充技術需要開發一整套定製的電路、電源管理芯片、充電接口、數據線以及配套的快充適配器,同時你還需要做一套智能電源管理系統,以便讓手機能夠根據不同的充電情況,提供安全智能的充電保護。


高壓小電流和低壓大電流對比

目前使用的快充技術基本都是高壓小電流和低壓大電流。

高壓小電流是目前較為普遍的技術,雖然高壓快充對適配器要求較高,但可以配合普通數據線使用,也使得它整體成本較低。缺點就是充電效率並不高,而且高壓發熱會比較嚴重。而且手機內部電池的充電電壓為4.2V,所以高壓快充在充電時在手機內部會進行降壓,

這個過程伴隨著能量損耗產生熱量,而且影響充電功率。

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低壓大電流如果想要商用,需要在多個方面進行改造,成本相對而言比較高,但卻是現階段最快實現充電速率突破的技術。低壓高電流的方式原理在於電池端的輸出電壓低,保持大電流從而達到比較高的輸出功率。充電器的輸出電壓隨電池的電壓而調整,儘量保持充電電流保持恆定。充電電流越大,充電時間越短。好處就是充電效率最高,減少中間過程的能量損耗,所以發熱控制比較好

所以在未來,低壓大電流是快充技術發展的主要發展方向

我們簡要選擇兩家代表性廠商進行對比——高通和OPPO。


高通QC3.0快充

高通Quick Charge是高電壓低電流的典型方案,目前高通快充技術已經不知不覺來到了Quick Charge 4第四代。但是目前,QC4.0並沒有很好地普及,總體而言提升並不大,所以我們主要介紹QC3.0技術。

最初的QC 1.0僅僅支持最高5V/2A的充電功率,到QC 2.0可以兼容5V/9V/12V/20V四檔充電電壓,並且達到最大3A的充電電流水準。而Quick Charge 3.0則是在QC 2.0的基礎上進行的改進,以200mV增量為一檔,支持3.6V到20V的工作電壓動態調節。這樣一來,手機廠商就能夠根據自家產品的需求調整到最佳電壓,從而達到預期的電流,提升手機的充電效率。

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但是由於高電壓低電流的侷限性,18W是我們目前能看到的QC快充的極限。所以大部分主流廠商都開始研發自己的快充方案,QC3.0很少被廠商提及,最多隻是適配。


OPPO Super VOOC閃充

提起快充,國內最知名的廠商當屬OPPO了。在早期OPPO便不使用高通的快充技術,而是自主研發VOOC快充技術,如今已經成功研發出65W的Super VOOC2.0閃充技術,傲視群雄。

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在瞭解超級閃充技術之前,先熟悉一下手機電池充電的三個階段,分別為恆流預充電、大電流恆流充電和恆壓充電

。當手機處於低電量時,電壓也會相應降低,此時充電器會使用較低的電流對電池進行充電,當電池的電壓高於預定數值後,就會採用恆流充電。而OPPO的閃充技術正是利用了這樣的工作原理,對電流進行嚴格的調控,這樣的好處在於,避免了增壓提升功率的方式,因此在線路損耗方面會減少很多,並且有效遏制了手機發熱的現象。

功率高達65W的SuperVOOC 2.0超級閃充技術:背後的原理在於採用串聯雙電芯設計,簡單來說就是根據串聯分壓的原理,兩塊電池進行串聯,在適配器端輸出的高電壓加載到電芯上,每塊電芯上的電壓只有輸出電壓的一半,這樣在充電過程中電壓保持在安全電壓以下,並且串聯雙電芯分壓避免了高電壓進入手機內部再降壓,同時流過串聯的雙電芯的是不變的大電流,從而實現低壓大電流充電。

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雖然串聯的雙電芯使得整體充電的功率加倍,但在實際設計過程中,實現難度要大得多。為了進一步降低電阻,OPPO採用新一代的串聯雙3C電芯,阻抗更低,支持輸入更大電流(10V6.5A),且有效控制溫升,就解決了大電流充電過程中的發熱問題


快充安全嗎?

這個是很多人最關心的問題,三星note7事件讓很多人心有餘悸,三星超前的快充方案使得電池無法承受而爆炸。

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三星note7

但是就目前的技術成熟度而言,快充技術是安全的。因為在一整套快充方案裡電源管理模塊早就預設了手機電池所能承受最高的電壓、電流、溫度等安全防護機制,其中包括了溫度保護、短路保護、過放電保護、過流保護、過壓保護等多項防護技術。


快充對電池有影響嗎?

鋰離子電池的壽命一般為300-500個充電週期。假設一次完全放電提供的電量為1Q,如不考慮每個充電週期以後電量的減少,則鋰電在其壽命內總共可以提供或為其補充300Q-500Q的電力。

由此我們知道,如果每次用1/2就充,則可以充600-1000次;如果每次用1/3就充,則可以充900-1500次。以此類推,如果隨機充電,則次數不定。總之,不論怎麼充,總共補充進300Q-500Q的電力這一點是恆定的。

所以,我們也可以這樣理解:鋰電池壽命和電池的總充電電量有關,和充電次數無關。深放深充和淺放淺充對於鋰電壽命的影響相差不大

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華為快充

普通充電狀態下鋰電池也有壽命的問題,每次充電也會對電池造成一點的損害,只不過這種損害微乎其微,需要長達一年甚至以上的時間才會在手機上表現出來。所以無論是快充還是普通充電其實都會對電池產生不可逆的傷害,只不過快充的損害稍微會比普通充電狀態要強一點。但從目前快充技術的各種保障下,這種電池損害還是處於安全且合理的狀態下。

目前絕大部分的提供快充方案的公司都沒有從電池角度給出其對電池壽命的影響,但國家標準下電池充放電 500 次後電池容量在 80% 以上都為合格,在一年之內對使用影響不大。如果你習慣一到兩年就換一部手機,或者願意更換一個新電池,那快充的影響微乎其微


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