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快充能搞壞手機電池?這是你用的方式不對
mao_mao
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發(fā)表于 2017-10-24 12:01:08  只看樓主 

  最近,iPhone 8/8P/X發(fā)布,終于加入了萬眾期待的快充功能,相比起一早就實現(xiàn)快充的國產手機,是晚了好多年。于是,前兩天,給女朋友送了個新的手機充電器,結果被大發(fā)雷霆噴一頓:“快充很傷電池的!你是不是想給我換新手機?”顯然說這句話是對快充技術的不了解。為了讓大家能夠理解透徹這個事情,求真實驗室做足功課,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,解決這個誤會。

  快充的原理其實很簡單

  現(xiàn)在手機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以上的時間,比以前諾基亞手機一個多小時充滿電,時間長了很多。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,于是快充技術就出現(xiàn)了。

  各大手機廠商都推出了自家的快充技術,其原理是提高充電的電流和電壓,來實高功率充電。簡單來說,充電端口的輸入功率=輸入電壓 x 輸入電流。一般手機充電器會有一個充電曲線,通過控制不同的電壓和電流,來實現(xiàn)最高的充電效率。普遍來說,最高效的方式開始都是恒流充電(充電速度較快),然后是恒壓充電(充電速度下來了,因為電池本身的電壓上去了),最后是涓流充電(在充滿電后,補償因自放電而造成的容量損失)。

  現(xiàn)在大多數手機使用的都是采用高通Quick Charge充電技術來實現(xiàn),從最開始的1.0標準,到現(xiàn)在最新的4.0標準,標準越高充電效率越高。QC 1.0突破USB-IF關于USB Battery Charge 1.2的協(xié)議,電壓電流提升到5V2A,充電時間縮短40%?斐湔嬲饬x上的提升是從QC 2.0開始,通過握手協(xié)議,讓充電器與手機互相識別,握手后再提高傳輸電壓,最高可達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的基礎上,引入最佳電壓智能協(xié)議(INOV)算法,準確控制充電的電壓,輸入電壓達到了200mV一檔的自適應調節(jié),性能有了近38%的提升同時降低了損耗,此時憑借電壓的可控,電流提升至3A。目前主流的快充手機應用的是QC2.0和QC3.0標準。到了QC 4.0則是更精細的智能調整控制電壓,精度達到了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,電壓也并不需要達到20V這么高,在5V-9V之間進行智能調控,最終有了近20%的速度提升,效率提升近30%。

  快充技術,之所以要求更加精細的電流和電壓控制,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間內獲得最大的電能,剩余未充電的電池容量,則是通過逐漸減慢的方式完成充電,予以保護電池和電路。

  電池老化的機理

  手機上使用的電池絕大多是鋰離子電池,我們所說的電池老化就是指鋰離子電池在日常使用當中的衰減老化。為什么會出現(xiàn)老化現(xiàn)象呢?先給大家科普一下鋰電池的工作原理:鋰離子可以在陰陽兩極的電解液中穿行,從而產生為設備供能的電流。而所謂的電池容量,可簡單理解成電池中(在充放電時)來回跑的鋰離子數量。

  組成電池電極的材料經常會破裂分解,使得某些金屬離子(特指錳離子)可以自由浮動并跑到相反的電極,然后困住鋰離子。當錳離子(上圖灰色)被從電池的陰極(藍色區(qū)域)剝離時,就會與電池陽極(金色區(qū)域)附近的電解液發(fā)生反應,并捕獲鋰離子(上圖綠黃色)。隨著時間的推移,越來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,導致續(xù)航時間下降。

  為什么會老化?

  1、過充過放

  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,鋰離子也會自行脫離陽極,逐漸老化,但老化的速度較慢;而在日常使用當中,充電過滿、電池過放都會加速鋰電池的老化,F(xiàn)在的手機通常有整流穩(wěn)壓的設計,當充電滿了以后,充電器電源,就會斷開充電電路,直接使用電源線對手機進行供電。如果沒有使用原配充電器的話,很有可能不會及時切斷電源,繼續(xù)對滿電的電池充電。將會加速鋰離子的脫落,損傷電池,造成電池老化;而電池電量耗盡,自由移動的離子也會被困住,同樣損耗電池的容量。

  2、溫度過高/過低

  除了過充和過放外,電池溫度過高、過低,也會影響電池壽命。電池的頻繁放電會發(fā)熱,實際使用過程中會造成電池溫度過高。因此我們在玩大型游戲或運行其他耗電程序時,需要注意散熱以及控制程序運行時間。同樣溫度過低的情況,鋰離子活性降低,電池性能和充電性能也大打折扣,如果強行進行充電,同樣會影響電池壽命。因此在嚴寒的環(huán)境下,手機、筆記本、無人機等設備,都需要對電池進行預熱,到達一定溫度后才能正常工作。

  3、電流過高

  除此以外,充電的電流也會影響電池的壽命,電池在充電的時候,電流過高,對電池傷害會特別嚴重,甚至會造成短路、爆炸、燃燒等情況發(fā)生,一般廠商的原裝產品都會有充電的保護電路,控制電池充電電流過大,而在一些山寨的座充、萬能充,如果并未加入保護機制,后果是非常嚴重的。

  快充會不會加速電池老化?答案是不會的

  上面說了快充實際上是提高充電器功率,讓電流和電壓加大,因此如果不加調控是會造成電池老化的。不過除了最老的QC1.0標準外,新版本的快充技術,都是通過握手協(xié)議才能實現(xiàn)更高電壓的快充模式。對于一些不支持快充技術的手機來說,即使使用快充充電器,充電器將會自動調低充電效率,避免意外的發(fā)生。

  當我們了解快充的原理以后,從技術層面來分析,快充只是提升了充電時的輸入電壓,一般電池充電的最大電流會控制在6A以內,QC 4.0則是將電壓電流的控制最大化,但也是在一個安全的范圍內進行,對電池是沒有損傷的。

  總的來說,目前手機的快充技術并不會對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慣所導致。

  不得不知道的充電壞習慣

  要說充電的壞習慣,就肯定離不開上面所說的電池老化原因了。首先要使用原裝的充電器和充電線,避免因充電器質量不過關而導致充電發(fā)生意外。充電電流不穩(wěn)等問題,往往是因為你用的設備質量不夠好。

  頻繁充電,也容易加速消耗電池的壽命,甚至導致電池活性降低,續(xù)航時間縮短等問題。尤其是在快充技術的加入后,雖然在前期充電的速度很快,但沒有沖滿至100%就拔線,造成多次充電,增加了電池的循環(huán)次數,長期這樣使用就會降低電池的活性,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,盡量讓手機充滿了以后再斷電。

  除此以外,電池高溫和低溫狀態(tài)下對手機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,往往會讓手機的溫度急速上升,高溫環(huán)境加速電池內部的化學反應,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。同時在極端環(huán)境下,最好讓手機回復正常溫度再進行充電。

  快充給我們的生活帶來了便利,提高我們的生活質量。我們不應該抗拒它。了解真相,改掉使用時的壞習慣,才能更好地享受生活。


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