很多人心中都有这样一个疑问,为什么今天智能手机硬件参数不断飙升,但最受关注的电池续航技术却没能跟上步伐呢?手机厂商在追求产品轻薄化设计时显然已经无路可走,然而在持续优化产品内部设计、系统功耗之时,消费者并不能接受新产品仅维持与旧产品一样续航表现的事实。虽说电池技术遭遇的瓶颈短期内无法被解决,但那些逐渐普及的快充、闪充技术倒是让我们看到了星星之火可以燎原之势。
手机锂电池充电原理
现阶段智能手机普遍使用的是锂离子电池。锂离子电池最初在上世纪70年代制成,经过20年的技术积累,索尼率先将这种技术商用化。当其他高科技电池技术还处于概念化阶段时,锂离子电池在各个产品线中的地位堪称是统治级的。
平时我们每天都会给手机充电,但很少有人研究过锂电池的充电方式。简单科普一下,锂离子电池的充电过程会分为四个阶段:低压预充、恒流充电、恒压充电以及充电终止。
锂电池的充电方式是限压恒流的,整个过程由IC芯片控制,它首先会检查手机充电电池的电压状况,如果电压低于3V会先进行预充电,此时充电电流为设定电流的1/10。当电压提升到3V之后会进入到标准充电的过程中。这时会以设定电流进行恒流充电,而电池电压升到4.2V时会改为恒压充电,同时保持充电电压在4.2V的基础上进行,此时充电的电流会逐渐下降,直到电流下降至设定充电电流的1/10时充电结束。一般的锂电池充电过程会在2个小时以上。
我们也可以用测量电压的方式估算电池剩余电量:4.2V—100%;3.95V—75%;3.85V—50%;3.73V—25%;3.5V—5%;2.75V—0%。
快充:万变不离“P=UI”
那么快速充电又是怎么回事呢?大家都知道P(功率)=U(电压)I(电流)这个基础公式吧。在保证充电器电压比电池电压高的情况下,快速充电就是让充电过程中根据电池电压、电量甚至温度等动态参数实时让充电器来调整输入电压、输出电流,具体来说分为三个方式。
1、提升电压,恒定电流:这种方式会产生大量热能,功耗也会增加,对电池和手机有损害;
2、恒定电压,提升电流:在并联电路下进行分流,每个电路承担的压力减小;
3、提高电压、提高电流:虽然这样是增加功率、提升充电速度的最快方法,但同第一点一样,同时增加电压、电流会产生更多热量,从而加大电池与设备的自身消耗;
经过几年的技术积累,目前市面上已经有了一些快充代表性案例。
高通Quick Charge
2012年发布的高通Quick Charge 1.0技术最高支持10W的充电功率,也就是说在5V充电电压下电流能达到2A。而13年发布的Quick Charge 2.0技术则在1.0的基础上将充电功率提升到36W,缩短了充电时间。
Quick Charge 2.0分为了A级和B级两种标准,A级适用于手机、平板和其他电子设备。高通官方数据称Quick Charge 2.0 A级标准最大充电电流为3A,如果在5V情况下,充电功率为15W,因此充电速度比10W的Quick Charge 1.0更快。
举个例子更好理解,配合使用9V/1.67A充电器的话,设备充电效率会提升75%。比如对一块3300mAh容量的电池进行半小时的充电,Quick Charge 2.0在30分钟后能充到60%,而传统的充电仅是12%。另外Quick Charge 2.0还支持5V、9V、12V三种电压,高电压充电器可以适配更多设备,以此避免电压损耗,保证充电效率。
适配机型方面,当初Quick Charge 1.0仅支持骁龙600处理器对应的机型,而换到Quick Charge 2.0身上则可以支持骁龙200、400、410、615、800、801、805、810等处理器的机型,目前有许多智能手机都具备对Quick Charge 2.0的支持,包括Moto X(二代)、Nexus 6、LG G Flex 2、三星Galaxy Note 4、Note Edge、索尼Xperia Z3、Z3 Compact、HTC _disibledevent="text-align: left; padding-bottom: 0px; text-transform: none; background-color: rgb(255,255,255); text-indent: 2em; margin: 0px 0px 20px; padding-left: 0px; letter-spacing: normal; padding-right: 0px; font: 15px/30px 微软雅黑, Tahoma, Verdana, 宋体; white-space: normal; color: rgb(51,51,51); word-spacing: 0px; padding-top: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px">还需注意一点,Quick Charge 2.0需要一个输出功率更高的充电器,如果使用那些旧的充电器仍然只能维持在普通充电水平。