广告

快充对电池到底有没有损害?

2019-05-10 12:45:51 硬件十万个为什么 阅读:
从原理上来看,电池的损害基本上来源于两方面:一方面是在电池充放电的时候,电池的阴极与阳极会随着离子的释放和吸收而缩小和膨胀,长时间快充会破坏电池上的化学物质,导致电池寿命缩短。另一方面在快充时,由于电流的比较高,电流的热效应会加剧,导致电池会产生高温,高温也会让容量骤减和电芯永久性损坏的现象。

随着智能手机的屏幕越做越大、分辨率越来越高,手机性能越来越强,手机的续航就成为了不少人抱怨的对象。在电池技术没有很大突破的时候,快速充电技术自然成为了救世主。vNNednc

很多人其实都不太了解快充,很容易对这种技术产生误解。比如说快充到底安不安全?会不会损害手机电池等等。现在我们就说说快充那些事。vNNednc

什么是快充?

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。vNNednc

014ednc20190510vNNednc

快速充电是一个相对笼统的概念,它有着三种不同的实现形式:vNNednc

  1. 电压不变,提高电流;
  2. 电流不变,提升电压;
  3. 电压、电流均提高。

但要真正在手机上实现快充,不单单只是在电压和电流上做提升就足够了。快充技术需要一整套定制的电路、电芯、接口、数据线以及配套的快充适配器,同时你还需要做一套智能电源管理系统,以便让手机能够根据不同的充电情况,提供安全智能的充电保护。vNNednc

不同快充方案解析

目前,快速充电技术大体有三种:vNNednc

  1. OPPO的VOOC闪充快速充电;
  2. 高通Quick Charge快速充电;
  3. 联发科Pump Express Plus快速充电;

一、高通Quick ChargevNNednc

高通Quick Charge就是高电压低电流的典型方案,目前高通快充技术已经不知不觉来到了Quick Charge 4第四代,从最初的QC 1.0仅仅支持最高5V/2A的充电功率,到QC 2.0可以兼容5V/9V/12V/20V四档充电电压,并且达到最大3A的充电电流水准。而Quick Charge 3.0则是在QC 2.0的基础上进行的改进,以200mV增量为一档,支持3.6V到20V的工作电压动态调节。这样一来,手机厂商就能够根据自家产品的需求调整到最佳电压,从而达到预期的电流,提升手机的充电效率。vNNednc

015ednc20190510vNNednc

016ednc20190510vNNednc

升级版的QC 4.0通过Qualcomm Technologies的平行充电技术Dual Charge,与前代QC 3.0相比,可以享受到高达20%的充电速度提升。除了提升充电速度之外,QC 4.0还实现了更短的充电时间和更高的效率,能在更准确地测量电压、电流和温度的同时,保护电池、系统、线缆和连接器。一方面提升充电速度,一方面保护了电池、充电器等设备。vNNednc

二、OPPO超级闪充vNNednc

接下来再来看一下低电压高电流标准的OPPO VOOC闪充技术,VOOC选择的是保持电压不变,通过加大电流的方式提升充电速度。回顾OPPO VOOC闪充的这两年,最早诞生于2014年,之后在同年的10月推出了VOOC mini,15年用户量已经突破千万,得到了业内外人士的认可,去年年初,OPPO又推出了超级闪充技术,充电速度还要领先于OPPO的VOOC闪充。vNNednc

017ednc20190510vNNednc

在了解超级闪充技术之前,先熟悉一下手机电池充电的三个阶段,分别为恒流预充电、大电流恒流充电和恒压充电。当手机处于低电量时,电压也会相应降低,此时充电器会使用较低的电流对电池进行充电,当电池的电压高于预定数值后,就会采用恒流充电。vNNednc

而OPPO的最新闪充技术正是利用了这样的工作原理,对电流进行严格的调控,这样的好处在于,避免了增压提升功率的方式,因此在线路损耗方面会减少很多,并且有效遏制了手机发热的现象。在经历了第一代VOOC快充充电器庞大以及充电线接口会断的隐患后,目前终于呈现给我们在快充、便携和安全这三方面都兼顾的快充技术了,只是这项技术只适配于OPPO这一家产品,兼容性还不够。vNNednc

三、MTP Pump Express Plus快充vNNednc

除了高通和OPPO这两个比较突出的快充技术,联发科MTP Pump Express Plus快充技术的原理和高通Quick Charge大同小异,都是保证了恒定电流,通过加大充电器到手机USB端口的电压来实现更大的充电功率。vNNednc

018ednc20190510vNNednc

我们发现近两年PumpExpress技术开始崭露头角,内置PMIC电源管理集成电路,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,再根据这个指令调整输出电压。vNNednc

目前,最新的Pump Express 3.0宣称能够在20分钟内为智能手机充满70%电量,同时相比PumpExpress Plus功耗减少50%,间接降低发热。相比QC 3.0的200mV为一档的增量的做法,PumpExpress 3.0电压微调幅度仅为10mV,理论最高可提供5A充电电流。vNNednc

此外,诸如一加的DASH极速闪充也是类似OPPO的VOOC闪充技术,原装充电器可以输出5V/4A的功率;再比如魅族的mCharge 3.0,由于是基于联发科平台,因此mCharge快充技术基本也是依托于MTK推出的Pump Express。vNNednc

双协议快充方案是怎么回事?

关于快速充电技术不少消费者有一个误区,总觉得联发科SoC配备MTK快充技术,Qualcomm骁龙SoC配备QC快充技术。其实并不一定,快充技术芯片和电路也能够单独购买,最经典例子就是魅族PRO 5虽然采用了Exynos平台,但是整合了MTK PEP快充方案,而不是三星AFC标准。类似地,vivo不少采用MTK平台机型依然支持基于QC 2.0标准的双引擎闪充技术。vNNednc

另一方面,三星旗舰机配备自家的AFC快充标准,同时兼容QC 2.0。而三星C5和三星C7并不支持QC快充技术,必须使用三星自家的快充头才可以快速充电。三星Galaxy Note7更同时支持QC、PD和AFC三大标准。vNNednc

基于这个原则,我们不难理解双协议快充方案,手机厂商只要肯给钱,就能够从不同快充供应商获得解决方案,别说集成两种快充方案,再多理论上也是可以的。vNNednc

快充安全么?

目前来说,各家的快充还是具备技术保障的。因为在一整套快充方案里电源管理模块早就预设了手机电池所能承受最高的电压、电流、温度等安全防护机制,其中包括了温度保护、短路保护、过放电保护、过流保护、过压保护等多项防护技术,确切的来说,快充技术是安全的。vNNednc

019ednc20190510vNNednc

快充会影响电池寿命吗?

从原理上来看,电池的损害基本上来源于两方面:vNNednc

一方面是在电池充放电的时候,电池的阴极与阳极会随着离子的释放和吸收而缩小和膨胀,长时间快充会破坏电池上的化学物质,导致电池寿命缩短。vNNednc

另一方面在快充时,由于电流的比较高,电流的热效应会加剧,导致电池会产生高温,高温也会让容量骤减和电芯永久性损坏的现象。vNNednc

020ednc20190510vNNednc

大家都知道,锂电池的优点之一,就是可以在方便时刻随时为锂离子电池充电,而不用非要想把电用光之后再充。那么,什么叫充电周期呢?vNNednc

一个充电周期意味着电池的所有电量由满用到空,再由空充到满的过程,这并不等同于充一次电。说得简单一点,600毫安的锂电池,你第一次由0毫安充到了400毫安,用啊用啊用了N毫安;然后你又充了150毫安,再用了N毫安;最后再充100毫安,当最后一次充到50毫安的时候,这块电池的一个充电周期就到了。(400+150+50=600)vNNednc

一块锂电在第一天只用了一半的电量,然后又为它充满电。如果第二天还如此,即用一半就充,总共两次充电下来,这只能算作一个充电周期,而不是两个。因此,通常可能要经过好几次充电才完成一个周期。每完成一个充电周期,电量就会减少一点。这也就是为什么很多使用锂电池手机的人会经常说:“这个破手机,刚买回来可以用4天,现在充一次电只能用3天半”的原因。不过,这个电量减少幅度非常小,高品质的电池充过多次周期后,仍然会保留原始电量的 80%,很多锂电供电产品在经过两三年后仍然照常使用。当然锂电寿命到了最终还是需要更换的。vNNednc

锂电的寿命一般为300-500个充电周期。假设一次完全放电提供的电量为1Q,如不考虑每个充电周期以后电量的减少,则锂电在其寿命内总共可以提供或为其补充300Q-500Q的电力。由此我们知道,如果每次用1/2就充,则可以充600-1000次;如果每次用1/3就充,则可以充900-1500次。以此类推,如果随机充电,则次数不定。总之,不论怎么充,总共补充进300Q-500Q的电力这一点是恒定的。所以,我们也可以这样理解:锂电池寿命和电池的总充电电量有关,和充电次数无关。深放深充和浅放浅充对于锂电寿命的影响相差不大。vNNednc

事实上,浅放浅充对于锂电更有益处,只有在产品的电源模块为锂电做校准时,才有深放深充的必要。所以,使用锂电供电的产品不必拘泥于过程,一切以方便为先,随时充电,不必担心影响寿命。vNNednc

所以普通充电状态下锂电池也有寿命的问题,每次充电也会对电池造成一点的损害,只不过这种损害微乎其微,需要长达一年甚至以上的时间才会在手机上表现出来。所以无论是快充还是普通充电其实都会对电池产生不可逆的伤害,只不过快充的损害稍微会比普通充电状态要强一点。但从目前快充技术的各种保障下,这种电池损害还是处于安全且合理的状态下。vNNednc

目前绝大部分的提供快充方案的公司都没有从电池角度给出其对电池寿命的影响,但国家标准下电池充放电 500 次后电池容量在 80% 以上都为合格,在一年之内对使用影响不大。vNNednc

如果你习惯一到两年就换一部手机,或者愿意更换一个新电池,那快充的影响微乎其微。vNNednc

(来源:硬件十万个为什么vNNednc

  • 作为专业的文章,电量居然用毫安而不是毫安时。。。我认为专业人士是不会混用这两个单位的,专业性大打折扣。
  • 所以两者都对电池有害就对了
  • 满充也是按照锂电充电的三个阶段啊,这也没讲明白快充和普通充的区别呀。是否会比满充更易损耗电池?
  • 手机2到3安倍充电不会有多大影响,因为现在手机电池容量基本都大于3000mah,倒是电动车这快充,真是吓人
  • 以后不能用完了在充了。
  • 电池快充只和电池本身性能及电池充电管理技术相关,外部充电器紧提供电源供应,只是如何更有效的对手机提供更多的Power,与快充及损害电池无直接关系,看的堵
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 波兰网友拆德国产电源插排,内部竟是中国制造?! 本文将会介绍LogiLink LPS262U电源插排(接线板)——包含三个USB端口和两个Schuko插座——的内部结构及其简短测试。
  • 理想ONE高速起火烧成光架,其1.2T三缸增程器曾被指隐藏 近期,网络平台上发布了一段理想ONE在行驶过程中,车辆出现起火的视频内容。现场拍摄的灭火后图片显示,该轿车过火后仅剩骨架,车辆前部增程器位置受损严重,车辆尾门已经在过火后从车身主体脱落。此前,曾有国内汽车媒体对一台行驶了10万公里的理想ONE的东安1.2T三缸增程发动机进行拆解,被指隐藏暗病。
  • 仿真器智能,工程师更聪明! 不要过度依赖SPICE仿真器的自动设定,因为过度相信自动化有时可能引发错误。请记得:仿真器智能,工程师更聪明!
  • 【领优秀论文集】Cadence 用户大会已开放注册
  • 儿童电子学(二):电容器 电容器是最重要的电气元件之一,我们将在儿童基础电子课程的第二部分了解它的工作原理我们将从储能功能方面对其进行探索,所进行的测试和实验将侧重于这一要素。
  • GaN是否可靠? GaN产业已经建立一套方法来保证GaN产品的可靠性,因此问题并不在于“GaN是否可靠?”,而是“如何验证GaN的可靠性?”
  • Cadence中国区线上用户大会-2022 会议将集聚Cadence的技术用户、开发者与业界专家,涵盖最完整的先进技术交流平台,从IP/SoC设计、验证仿真、系统分析及多物理场仿真、计算流体力学,到封装和板级设计的全流程的技术分享, 以及针对自动驾驶、人工智能、网络和5G/6G、云服务等创新应用的客户案例分享。您也将有机会和开发Cadence工具和IP的技术专家们进行对话。与此同时,还有丰富礼品等您来赢。 新的故事总会在盛夏开始序曲,新的灵感也极有可能于技术交流中迸发。
  • EA Elektro-Automatik代表与中国驻德大使共商中国市 EA Elektro-Automatik受邀参加主题为“变革中的贸易?不确定性时代的中德经济关系展望”的高层外贸战略论坛,为公司在中国市场实现重要增长进行规划并奠定基础。
  • 碳化硅电力电子应用不止于汽车 第三代宽禁带半导体——碳化硅(SiC)——正在发挥其众所周知的潜力,在过去五年内,汽车行业一直是该材料的公开试验场。然而,电气化议程不会以汽车开始和结束。更广泛的运输应用将很快出现,包括卡车和公共汽车、船舶和航运、火车的进一步电气化,甚至飞机。在供电方面,并网太阳能发电系统和通过高压直流链路传输能源,对于低碳能源的生产和分配也至关重要。
  • 拆解一个中国产的“树莓派”开发笔记本,售价279美元值 “树莓派”在全球市越来越受欢迎,甚至有家长开始让孩子用树莓派学习开发产品。有中国厂商嗅到,率先开发出了基于“树莓派”笔记本——CrowPi L ,外观看和普通笔记本差不多, 但却是基于树莓派Raspberry Pi 4B 开发板的套件,专为 STEM 教育而设计,带有可选的电子模块和教程。EDN发现有外媒对其进行了拆解,接下来将这篇拆解文章分享给大家:
  • 波兰网友测试拆解中国产手电筒/手提灯,会不会发起客诉? 本文将对中国制造的COB LED HP1807带移动电源的手提灯/手电筒的内部(包括电池容量)进行简短的测试和分析。在本主题中,我还将展示其电路板上连接的详细草图,这实际上也构成了其原理图。
  • 增强型GaN HEMT的漏极电流特性 增强型GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)已经采用两种不同的结构开发出来。这两种增强型结构是金属-绝缘层-半导体(MIS)结构和栅极注入晶体管(GIT)结构。MIS结构具有受电压驱动的小栅极漏电流,而GIT则具有脊形结构和高阈值电压。两者也都有一些缺点。MIS对栅极干扰的可靠性较低,阈值电压较低,而GIT的栅极开关速度较慢,栅极漏电流较大。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了