鉅大LARGE | 點擊量:612次 | 2019年06月10日
手機快充是如何影響電池壽命的?
目前手機應用的主流快充技術有高通QuickCharge2.0(最新為QuickCharge3.0)、聯(lián)發(fā)科PumpExpress以及OPPOVOOC閃充三家,其中高通和聯(lián)發(fā)科都是采用高電壓充電,而VOOC閃充采用大電流充電。
最新的魅族PRO6也搭載了快充技術,其海報中有這樣一句“為什么他們在談快充時,絕口不談電池壽命?”
快速了解鋰離子電池
首先我們要清楚鋰離子電池的充放電原理,電池有兩極: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。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
我們可以把鋰離子看作是裝有電荷的小車:在充電時,由于電場作用使小車全部開到負極儲存下一定的能量(鋰離子嵌入到負極的石墨碳層微孔);在放電時,這些帶著電荷的鋰離子小車由于發(fā)生化學反應,又跑到了正極(鋰離子的脫嵌,使正極處于富鋰狀態(tài))。在這個過程中形成電流供電。
理想狀態(tài)下,只要正負極材料的化學結構基本不發(fā)生變化,電池充放電的可逆性很好,鋰離子電池就能保證長時間循環(huán)。
快速充電主要是保證鋰離子快速的從正極嵌出并快速的嵌入負極,不能造成鋰離子的沉積。
但是在電流增大時,電極負極(石墨)表面的一層半透膜(SEI膜)會有一定程度的破裂,使電極材料和電解液相互反應,另外溫度升高也會讓電池內部發(fā)生副反應破壞電池上的化學物質,導致可逆性降低(就是鋰離子小車沒法來回開了)電池容量也就會不斷的減少。
就是是我們經(jīng)常感覺到的,明明是充滿電了,為什么電池越來越不經(jīng)得起用了。
以大疆無人機的鋰電池舉例,一塊4480mAh68Wh電壓為15.2V的鋰電池,充滿只需要1.5h(相比之下iPhone6splus電池容量為2750mAh,電壓為3.8V)但大疆無人機的鋰電池壽命只有200個循環(huán)。電池壽命的衰減顯而易見。
根據(jù)DIGITIMES的最新報道,蘋果公司最近也在致力于升級電池充電技術,準備采用15V至20V的充電設備來提高電池效率,推動新的IC技術。不過PWMIC的設備提供方同樣也表示這需要承擔極大的風險。
快充的保護模式
三家的快充方案都會有關于電池的溫度監(jiān)控方案。在加大電壓的同時不可避免的就是溫度的升高。如果你在使用高通QC的快充技術的同時玩大型游戲,這時由于芯片控制,限制外加電壓,保證你的手機不會嚴重發(fā)熱,但充電效率會下降。
而VOOC閃充,分段采用充電電流控制,和充電線纜和電池的多線路設置。簡單來說就是之前一塊電池充電,現(xiàn)在分成幾塊電池,分別對其充電。
在安全性上,因為快充都有“握手協(xié)議”,會在充電前協(xié)調好輸出電壓電流的大小。
鋰電池充電分為三個部分:恒流預充電(CCPre-charge)、大電流恒流充電(CCFastCharge)和恒壓充電(CV)。
手機電量耗光之后電壓降低,當?shù)陀谝欢〝?shù)值時充電器會使用比較低的電流對鋰電池進行預充電。經(jīng)過一段時間,鋰電池電壓高于預定數(shù)值后,就進入第二個階段大電流恒流充電,此時適當加大電流可以加快充電速度。
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