最近,iPhone 8/8P/X發(fā)布,終于加入了萬(wàn)眾期待的快充功能,相比起一早就實(shí)現(xiàn)快充的國(guó)產(chǎn)手機(jī),是晚了好多年。于是,前兩天,給女朋友送了個(gè)新的手機(jī)充電器,結(jié)果被大發(fā)雷霆噴一頓:“快充很傷電池的!你是不是想給我換新手機(jī)?”顯然說(shuō)這句話是對(duì)快充技術(shù)的不了解。為了讓大家能夠理解透徹這個(gè)事情,求真實(shí)驗(yàn)室做足功課,好好給大家上一堂課,了解清楚電池加速老化究竟是什么原因造成,解決這個(gè)誤會(huì)。
快充的原理其實(shí)很簡(jiǎn)單
現(xiàn)在手機(jī)的電池容量普遍都在兩三千mAh以上,使用傳統(tǒng)的5V/1A充電器,充滿一塊電池至少需要三小時(shí)以上的時(shí)間,比以前諾基亞手機(jī)一個(gè)多小時(shí)充滿電,時(shí)間長(zhǎng)了很多。隨著電池容量的提升,原有的充電器功率不能滿足充電的需要,于是快充技術(shù)就出現(xiàn)了。
各大手機(jī)廠商都推出了自家的快充技術(shù),其原理是提高充電的電流和電壓,來(lái)實(shí)高功率充電。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),充電端口的輸入功率=輸入電壓 x 輸入電流。一般手機(jī)充電器會(huì)有一個(gè)充電曲線,通過(guò)控制不同的電壓和電流,來(lái)實(shí)現(xiàn)最高的充電效率。普遍來(lái)說(shuō),最高效的方式開(kāi)始都是恒流充電(充電速度較快),然后是恒壓充電(充電速度下來(lái)了,因?yàn)殡姵乇旧淼碾妷荷先チ耍,最后是涓流充電(在充滿電后,補(bǔ)償因自放電而造成的容量損失)。
現(xiàn)在大多數(shù)手機(jī)使用的都是采用高通Quick Charge充電技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn),從最開(kāi)始的1.0標(biāo)準(zhǔn),到現(xiàn)在最新的4.0標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)越高充電效率越高。QC 1.0突破USB-IF關(guān)于USB Battery Charge 1.2的協(xié)議,電壓電流提升到5V2A,充電時(shí)間縮短40%?斐湔嬲饬x上的提升是從QC 2.0開(kāi)始,通過(guò)握手協(xié)議,讓充電器與手機(jī)互相識(shí)別,握手后再提高傳輸電壓,最高可達(dá)20V,雖然電流不變,但充電的效率提升了近75%。
QC 3.0則是在2.0的基礎(chǔ)上,引入最佳電壓智能協(xié)議(INOV)算法,準(zhǔn)確控制充電的電壓,輸入電壓達(dá)到了200mV一檔的自適應(yīng)調(diào)節(jié),性能有了近38%的提升同時(shí)降低了損耗,此時(shí)憑借電壓的可控,電流提升至3A。目前主流的快充手機(jī)應(yīng)用的是QC2.0和QC3.0標(biāo)準(zhǔn)。到了QC 4.0則是更精細(xì)的智能調(diào)整控制電壓,精度達(dá)到了20mV為一檔,充電的電流電壓也變得更加靈活,有恒定3A或非恒定4.7A-5.6A,電壓也并不需要達(dá)到20V這么高,在5V-9V之間進(jìn)行智能調(diào)控,最終有了近20%的速度提升,效率提升近30%。
快充技術(shù),之所以要求更加精細(xì)的電流和電壓控制,主要原因就是能夠獲得更極致的充電曲線,在充電的前段,高功率充電能夠讓用戶在最短時(shí)間內(nèi)獲得最大的電能,剩余未充電的電池容量,則是通過(guò)逐漸減慢的方式完成充電,予以保護(hù)電池和電路。
電池老化的機(jī)理
手機(jī)上使用的電池絕大多是鋰離子電池,我們所說(shuō)的電池老化就是指鋰離子電池在日常使用當(dāng)中的衰減老化。為什么會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象呢?先給大家科普一下鋰電池的工作原理:鋰離子可以在陰陽(yáng)兩極的電解液中穿行,從而產(chǎn)生為設(shè)備供能的電流。而所謂的電池容量,可簡(jiǎn)單理解成電池中(在充放電時(shí))來(lái)回跑的鋰離子數(shù)量。
組成電池電極的材料經(jīng)常會(huì)破裂分解,使得某些金屬離子(特指錳離子)可以自由浮動(dòng)并跑到相反的電極,然后困住鋰離子。當(dāng)錳離子(上圖灰色)被從電池的陰極(藍(lán)色區(qū)域)剝離時(shí),就會(huì)與電池陽(yáng)極(金色區(qū)域)附近的電解液發(fā)生反應(yīng),并捕獲鋰離子(上圖綠黃色)。隨著時(shí)間的推移,越來(lái)越多的鋰離子不能投入正常工作(被鎖。姵氐娜萘恳惨虼硕饾u降低,導(dǎo)致續(xù)航時(shí)間下降。
為什么會(huì)老化?
1、過(guò)充過(guò)放
造成電池老化的原因有很多種,首先是自然老化。即使正常使用,鋰離子也會(huì)自行脫離陽(yáng)極,逐漸老化,但老化的速度較慢;而在日常使用當(dāng)中,充電過(guò)滿、電池過(guò)放都會(huì)加速鋰電池的老化,F(xiàn)在的手機(jī)通常有整流穩(wěn)壓的設(shè)計(jì),當(dāng)充電滿了以后,充電器電源,就會(huì)斷開(kāi)充電電路,直接使用電源線對(duì)手機(jī)進(jìn)行供電。如果沒(méi)有使用原配充電器的話,很有可能不會(huì)及時(shí)切斷電源,繼續(xù)對(duì)滿電的電池充電。將會(huì)加速鋰離子的脫落,損傷電池,造成電池老化;而電池電量耗盡,自由移動(dòng)的離子也會(huì)被困住,同樣損耗電池的容量。
2、溫度過(guò)高/過(guò)低
除了過(guò)充和過(guò)放外,電池溫度過(guò)高、過(guò)低,也會(huì)影響電池壽命。電池的頻繁放電會(huì)發(fā)熱,實(shí)際使用過(guò)程中會(huì)造成電池溫度過(guò)高。因此我們?cè)谕娲笮陀螒蚧蜻\(yùn)行其他耗電程序時(shí),需要注意散熱以及控制程序運(yùn)行時(shí)間。同樣溫度過(guò)低的情況,鋰離子活性降低,電池性能和充電性能也大打折扣,如果強(qiáng)行進(jìn)行充電,同樣會(huì)影響電池壽命。因此在嚴(yán)寒的環(huán)境下,手機(jī)、筆記本、無(wú)人機(jī)等設(shè)備,都需要對(duì)電池進(jìn)行預(yù)熱,到達(dá)一定溫度后才能正常工作。
3、電流過(guò)高
除此以外,充電的電流也會(huì)影響電池的壽命,電池在充電的時(shí)候,電流過(guò)高,對(duì)電池傷害會(huì)特別嚴(yán)重,甚至?xí)斐啥搪贰⒈、燃燒等情況發(fā)生,一般廠商的原裝產(chǎn)品都會(huì)有充電的保護(hù)電路,控制電池充電電流過(guò)大,而在一些山寨的座充、萬(wàn)能充,如果并未加入保護(hù)機(jī)制,后果是非常嚴(yán)重的。
快充會(huì)不會(huì)加速電池老化?答案是不會(huì)的
上面說(shuō)了快充實(shí)際上是提高充電器功率,讓電流和電壓加大,因此如果不加調(diào)控是會(huì)造成電池老化的。不過(guò)除了最老的QC1.0標(biāo)準(zhǔn)外,新版本的快充技術(shù),都是通過(guò)握手協(xié)議才能實(shí)現(xiàn)更高電壓的快充模式。對(duì)于一些不支持快充技術(shù)的手機(jī)來(lái)說(shuō),即使使用快充充電器,充電器將會(huì)自動(dòng)調(diào)低充電效率,避免意外的發(fā)生。
當(dāng)我們了解快充的原理以后,從技術(shù)層面來(lái)分析,快充只是提升了充電時(shí)的輸入電壓,一般電池充電的最大電流會(huì)控制在6A以?xún)?nèi),QC 4.0則是將電壓電流的控制最大化,但也是在一個(gè)安全的范圍內(nèi)進(jìn)行,對(duì)電池是沒(méi)有損傷的。
總的來(lái)說(shuō),目前手機(jī)的快充技術(shù)并不會(huì)對(duì)電池的老化造成加速效果。相反,造成電池的加速老化最根本的原因,還是我們的不良充電習(xí)慣所導(dǎo)致。
不得不知道的充電壞習(xí)慣
要說(shuō)充電的壞習(xí)慣,就肯定離不開(kāi)上面所說(shuō)的電池老化原因了。首先要使用原裝的充電器和充電線,避免因充電器質(zhì)量不過(guò)關(guān)而導(dǎo)致充電發(fā)生意外。充電電流不穩(wěn)等問(wèn)題,往往是因?yàn)槟阌玫脑O(shè)備質(zhì)量不夠好。
頻繁充電,也容易加速消耗電池的壽命,甚至導(dǎo)致電池活性降低,續(xù)航時(shí)間縮短等問(wèn)題。尤其是在快充技術(shù)的加入后,雖然在前期充電的速度很快,但沒(méi)有沖滿至100%就拔線,造成多次充電,增加了電池的循環(huán)次數(shù),長(zhǎng)期這樣使用就會(huì)降低電池的活性,從而加速電池的老化。就像倒啤酒一樣,倒的速度越快,泡沫越大,“全都是泡沫”的啤酒并不是真正滿杯,充電也一樣,快充后半段的慢充更重要。所以即使是使用快充,盡量讓手機(jī)充滿了以后再斷電。
除此以外,電池高溫和低溫狀態(tài)下對(duì)手機(jī)的充電也有很大的損傷。在日常環(huán)境中,一邊打游戲一邊充電,往往會(huì)讓手機(jī)的溫度急速上升,高溫環(huán)境加速電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng),從而加速電池老化。因此,希望電池更耐用,最好還是不要一邊充電一邊使用。同時(shí)在極端環(huán)境下,最好讓手機(jī)回復(fù)正常溫度再進(jìn)行充電。
快充給我們的生活帶來(lái)了便利,提高我們的生活質(zhì)量。我們不應(yīng)該抗拒它。了解真相,改掉使用時(shí)的壞習(xí)慣,才能更好地享受生活。