資深工程師講述關於電池充電速度的迷思與思考
發布時間:2015-01-22 來源:立錡科技 責任編輯:xueqi
【導讀】受(shou)智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)廣(guang)泛(fan)普(pu)及(ji)和(he)廠(chang)家(jia)推(tui)動(dong)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)普(pu)及(ji)化(hua)的(de)影(ying)響(xiang),電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)和(he)充(chong)電(dian)速(su)度(du)成(cheng)為(wei)人(ren)們(men)廣(guang)泛(fan)關(guan)注(zhu)的(de)話(hua)題(ti),於(yu)是(shi)與(yu)之(zhi)相(xiang)關(guan)的(de)迷(mi)思(si)也(ye)不(bu)斷(duan)出(chu)現(xian)。
自從手機出現以後,有一個迷思就一直存在:很多手機的使用手冊或是賣場的店員會告訴你,最初幾次給手機充電時要連續充電多少小時以上,否則就會影響電池的性能、壽命雲雲。如果你對電池及其充電特性有所了解,這個迷思就很容易被打破,從而不再按照他們的指引去做。
最能製造的迷思是那些帶有顛覆性的東西。最近有一篇名為《“無負極電池”問世,或將顛覆電動車和手機電池》的(de)文(wen)章(zhang)在(zai)網(wang)絡(luo)上(shang)廣(guang)泛(fan)流(liu)傳(chuan),這(zhe)就(jiu)是(shi)一(yi)個(ge)帶(dai)有(you)顛(dian)覆(fu)性(xing)的(de)信(xin)息(xi)。萬(wan)物(wu)負(fu)陰(yin)而(er)抱(bao)陽(yang),作(zuo)為(wei)一(yi)個(ge)電(dian)池(chi),沒(mei)有(you)負(fu)極(ji),哪(na)裏(li)來(lai)的(de)陽(yang)極(ji)呢(ne)?其(qi)作(zuo)為(wei)電(dian)池(chi)的(de)實(shi)體(ti)也(ye)不(bu)可(ke)能(neng)存(cun)在(zai),我(wo)們(men)的(de)電(dian)動(dong)車(che)和(he)手(shou)機(ji)將(jiang)如(ru)何(he)使(shi)用(yong)它(ta)呢(ne)?作(zuo)為(wei)信(xin)息(xi)的(de)傳(chuan)遞(di)者(zhe),你(ni)到(dao)底(di)是(shi)要(yao)獲(huo)取(qu)點(dian)擊(ji)率(lv)呢(ne)?還(hai)是(shi)要(yao)獲(huo)取(qu)點(dian)擊(ji)率(lv)呢(ne)?
我相信一點,通過對電池材料、結構的革命性改進,我們是有可能得到容量密度大幅度增加、功率密度大幅度提高、安an全quan性xing也ye更geng好hao的de產chan品pin的de,但dan在zai這zhe一yi切qie真zhen的de變bian成cheng現xian實shi以yi前qian,千qian萬wan不bu要yao用yong一yi些xie嘩hua眾zhong取qu寵chong的de東dong西xi來lai吸xi引yin大da家jia的de眼yan球qiu,讓rang人ren們men產chan生sheng一yi些xie不bu切qie實shi際ji的de幻huan想xiang,同tong時shi卻que又you不bu得de不bu生sheng活huo在zai現xian實shi中zhong,讓rang心xin中zhong的de糾jiu結jie造zao成cheng我wo們men身shen心xin的de疾ji病bing,給gei社she會hui也ye帶dai來lai不bu安an定ding因yin素su。
在zai多duo年nian前qian,受shou環huan保bao節jie能neng理li念nian的de影ying響xiang,我wo家jia中zhong所suo使shi用yong的de電dian池chi都dou是shi可ke充chong電dian的de鎳nie氫qing電dian池chi,用yong來lai給gei它ta們men充chong電dian的de充chong電dian器qi也ye是shi普pu通tong的de,每mei次ci給gei電dian池chi充chong電dian都dou要yao用yong幾ji個ge小xiao時shi。後hou來lai看kan到dao新xin聞wen說shuo一yi家jia日ri本ben廠chang商shang所suo製zhi造zao的de鎳nie氫qing電dian池chi充chong電dian速su度du已yi經jing做zuo到dao了le半ban小xiao時shi以yi內nei,而er我wo用yong的de電dian池chi有you一yi大da半ban都dou是shi這zhe家jia公gong司si的de,所suo以yi就jiu產chan生sheng了le購gou買mai快kuai速su充chong電dian器qi的de衝chong動dong,衝chong動dong的de結jie果guo是shi從cong萬wan能neng的de華hua強qiang北bei市shi場chang上shang找zhao到dao了le能neng夠gou極ji速su充chong電dian的de產chan品pin,於yu是shi悲bei慘can的de事shi情qing就jiu發fa生sheng在zai我wo身shen上shang了le,我wo的de所suo有you電dian池chi都dou在zai充chong了le一yi次ci電dian以yi後hou容rong量liang劇ju減jian,最zui後hou不bu得de不bu棄qi之zhi不bu用yong。這zhe件jian事shi雖sui然ran沒mei有you讓rang我wo對dui鎳nie氫qing電dian池chi產chan生sheng不bu好hao的de想xiang法fa,但dan從cong那na以yi後hou我wo再zai沒mei有you購gou買mai過guo,由you此ci可ke見jian負fu麵mian感gan受shou會hui給gei我wo們men的de人ren生sheng帶dai來lai多duo麼me大da的de影ying響xiang,相xiang應ying地di,與yu之zhi相xiang關guan的de產chan業ye也ye必bi然ran受shou到dao衝chong擊ji。
給gei我wo帶dai來lai影ying響xiang的de那na個ge充chong電dian器qi讓rang電dian池chi受shou到dao損sun害hai的de原yuan因yin不bu一yi定ding是shi充chong電dian速su度du造zao成cheng的de,也ye可ke能neng是shi它ta沒mei有you按an照zhao鎳nie氫qing電dian池chi應ying有you的de充chong電dian策ce略lve進jin行xing充chong電dian造zao成cheng的de,因yin為wei每mei一yi種zhong電dian池chi都dou有you自zi己ji的de特te性xing,當dang你ni用yong不bu正zheng確que的de方fang法fa對dui待dai它ta時shi,問wen題ti就jiu出chu來lai了le。
對於我們現在常用的鋰離子電池,我在很多年前就見過下麵的這幅圖:

這(zhe)是(shi)關(guan)於(yu)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)充(chong)放(fang)電(dian)速(su)率(lv)與(yu)其(qi)容(rong)量(liang)和(he)循(xun)環(huan)壽(shou)命(ming)的(de)關(guan)係(xi)圖(tu),縱(zong)軸(zhou)代(dai)表(biao)容(rong)量(liang),橫(heng)軸(zhou)代(dai)表(biao)循(xun)環(huan)壽(shou)命(ming),由(you)不(bu)同(tong)的(de)點(dian)所(suo)描(miao)繪(hui)出(chu)來(lai)的(de)曲(qu)線(xian)代(dai)表(biao)了(le)用(yong)不(bu)同(tong)的(de)速(su)率(lv)對(dui)電(dian)池(chi)進(jin)行(xing)充(chong)放(fang)電(dian)時(shi)容(rong)量(liang)與(yu)循(xun)環(huan)壽(shou)命(ming)之(zhi)間(jian)的(de)關(guan)係(xi)。其(qi)中(zhong)的(de)C是與電池的容量有關的充放電速率數據,假設某個電池的容量為1000mAH,如果用1000mA的電流對它進行充電或放電,則充滿或放完其全部電能的時間是一個小時,這時候的C就代表1000mA,2C則代表2000mA。根據這些定義,這個圖告訴我們如下信息:這個電池的初始容量為900mAH,假如用1C即900mA的電流對它進行充放電,經過500個循環後,其容量還剩下大約780mAH;如果用2C即1800mA的電流對它進行充放電,則經過500個循環後,其容量會下降到大約500mAH。
類似這樣的信息給我留下這樣的印象:一個鋰離子電池,如果用1C的速率對它進行充放電,經過500個循環後,其容量還有初始容量的80%。我wo不bu單dan是shi自zi己ji這zhe樣yang使shi用yong它ta,還hai常chang常chang把ba這zhe樣yang的de信xin息xi傳chuan遞di給gei業ye界jie的de同tong行xing,遺yi憾han的de是shi,這zhe樣yang的de信xin息xi是shi不bu完wan全quan準zhun確que的de,它ta隻zhi是shi代dai表biao了le某mou個ge型xing號hao的de電dian池chi的de特te性xing,最zui近jin得de到dao的de信xin息xi就jiu更geng新xin了le我wo的de觀guan念nian,讓rang我wo從cong自zi己ji製zhi造zao的de迷mi思si中zhong醒xing悟wu過guo來lai。
我的新信息來源於網絡上流傳的對最近很火的小米移動電源的拆解文章。小米的新移動電源采用了鬆下的18650規格的鋰離子電池,單顆電池的容量為3180mAH,按照我舊有的知識,如果我用3180mA的電流對它進行充放電,則當其經過500次循環時,其容量還剩下3180mAH x 80% = 2544mA,這zhe對dui很hen多duo應ying用yong來lai說shuo是shi一yi個ge完wan全quan可ke以yi接jie受shou的de使shi用yong壽shou命ming。可ke是shi我wo實shi際ji看kan到dao的de電dian池chi參can數shu表biao中zhong的de數shu據ju和he我wo的de想xiang法fa完wan全quan不bu一yi致zhi,它ta的de標biao準zhun充chong電dian電dian流liu是shi0.909A,也就是909mA,隻是相當於0.28C。由於沒有找到這個電池的完整規格書,不知道這個標準充電電流所對應的循環壽命是多少,但我猜想它與500cidexunhuanshoumingduishangdejilvhaishihendade。ruguowomenmeiyouanzhaozhegedianchishijibiaochulaidecanshuzuoweixianzhiqushiyongta,tadeshoumingjiuhuishoudaojidadeyingxiang,erqiezheyangdecuowuhaishihenrongyifashengde,yinweiwomendeRT9451就具有4A的電流充電能力,我一直以為用它去對這樣的電池進行充電是完全合理的。
作zuo為wei智zhi能neng手shou機ji的de使shi用yong者zhe,你ni的de新xin手shou機ji的de電dian池chi容rong量liang是shi不bu是shi比bi過guo去qu的de大da了le?那na麼me你ni有you沒mei有you感gan覺jiao到dao每mei次ci充chong滿man電dian後hou的de使shi用yong時shi間jian比bi過guo去qu更geng長chang了le呢ne?你ni是shi不bu是shi感gan覺jiao到dao要yao你ni充chong電dian的de提ti示shi信xin息xi出chu現xian得de越yue來lai越yue頻pin繁fan了le呢ne?造zao成cheng這zhe種zhong問wen題ti的de原yuan因yin,除chu了le手shou機ji功gong能neng越yue來lai越yue多duo、被使用得越來越頻繁造成耗電越來越多外,這些手機的電池管理是否都是恰當的呢?我覺得這些都是值得考慮的。
其qi實shi作zuo為wei消xiao費fei者zhe的de某mou些xie欲yu望wang常chang常chang會hui造zao成cheng製zhi造zao商shang的de錯cuo誤wu的de迎ying合he,對dui於yu快kuai速su充chong電dian的de要yao求qiu就jiu是shi其qi一yi,我wo自zi己ji的de經jing曆li說shuo明ming了le這zhe一yi問wen題ti的de存cun在zai,如ru果guo沒mei有you像xiang我wo這zhe樣yang的de購gou買mai者zhe,製zhi造zao商shang通tong常chang也ye不bu會hui去qu製zhi造zao它ta們men。
事(shi)情(qing)的(de)另(ling)一(yi)麵(mian)是(shi)製(zhi)造(zao)商(shang)也(ye)有(you)錯(cuo)誤(wu)的(de)時(shi)候(hou),有(you)的(de)是(shi)因(yin)勢(shi)利(li)導(dao)去(qu)利(li)用(yong)某(mou)些(xie)特(te)性(xing)實(shi)現(xian)特(te)定(ding)的(de)效(xiao)果(guo),有(you)的(de)是(shi)故(gu)意(yi)縱(zong)容(rong)從(cong)而(er)從(cong)中(zhong)獲(huo)取(qu)商(shang)業(ye)利(li)益(yi),有(you)的(de)則(ze)是(shi)無(wu)心(xin)之(zhi)過(guo)。作(zuo)為(wei)無(wu)心(xin)之(zhi)過(guo)的(de)例(li)子(zi),在(zai)我(wo)的(de)身(shen)邊(bian)最(zui)近(jin)就(jiu)發(fa)生(sheng)了(le)一(yi)起(qi),隻(zhi)是(shi)這(zhe)一(yi)“過”沒有對社會造成任何的損害,相反地,由於思考的介入,讓我們對某些問題有了更深入的認識。
事情的起因是公司最近出了一款型號為RT1650A的無線充電接收端IC,它的輸出功率做到了5V x 1.5A =7.5W, 要比同時期市場上已有的無線充電接收器功率更大,同時它的效率更高,在和業界同行的發送端配合工作時,整體的轉換效率做到了80%,比同時期市場上普遍的72%~73%dexiaolvgaolebushao,zheranggebietongshishengqiletanengtigaochongdiansulvdexiaxiang,danshitongguoduiwuxianchongdiansuomianlindegezhonghuanjingtiaojiandefenxi,womenfaxianzhiyouzaigonglvfasongduandeshurugonglvshouxiandeqingkuangxiacaiyoukenengchuxianyouyuxiaolvdetigaoerdailaidetigaochongdiansulvdexiaoguo,erqiezhehaiyaojieshouduandedianchihechongdianguanlibufenyuyipeihecainengshixian,ruguoyi100%的de效xiao率lv進jin行xing電dian力li傳chuan輸shu時shi都dou沒mei有you滿man足zu電dian池chi和he充chong電dian係xi統tong的de要yao求qiu,則ze任ren何he效xiao率lv的de提ti高gao對dui提ti高gao充chong電dian速su率lv都dou是shi有you幫bang助zhu的de,可ke是shi我wo們men知zhi道dao這zhe樣yang的de狀zhuang況kuang是shi很hen少shao發fa生sheng的de。
我(wo)們(men)通(tong)常(chang)遇(yu)到(dao)的(de)大(da)部(bu)分(fen)狀(zhuang)況(kuang)都(dou)是(shi)電(dian)池(chi)和(he)充(chong)電(dian)係(xi)統(tong)不(bu)能(neng)接(jie)受(shou)太(tai)多(duo)的(de)電(dian)流(liu),這(zhe)使(shi)得(de)充(chong)電(dian)過(guo)程(cheng)不(bu)能(neng)太(tai)快(kuai),而(er)供(gong)應(ying)卻(que)完(wan)全(quan)不(bu)是(shi)問(wen)題(ti),因(yin)而(er)在(zai)大(da)部(bu)分(fen)條(tiao)件(jian)下(xia)對(dui)無(wu)線(xian)電(dian)力(li)傳(chuan)輸(shu)效(xiao)率(lv)的(de)提(ti)升(sheng)能(neng)夠(gou)起(qi)到(dao)的(de)作(zuo)用(yong)隻(zhi)是(shi)降(jiang)低(di)能(neng)耗(hao)、降jiang低di發fa熱re量liang。當dang係xi統tong的de能neng耗hao被bei降jiang低di以yi後hou,這zhe些xie係xi統tong也ye就jiu能neng夠gou被bei放fang置zhi到dao更geng多duo的de空kong間jian受shou限xian的de環huan境jing中zhong,製zhi造zao這zhe些xie產chan品pin時shi也ye有you可ke能neng使shi用yong更geng少shao的de材cai料liao,從cong而er帶dai來lai廣guang泛fan的de經jing濟ji效xiao益yi、環境效益,提高使用者的舒適度,讓消費者感覺更爽,而這些效益和提高充電速率實在是無關的。
大部分的消費者對於科學、技術的實質通常是不太關心的,它們通常在意的是自己的感覺爽不爽,這種爽或者是不爽的感覺完全來源於體驗而不是思考,所以他/她ta的de追zhui求qiu就jiu會hui常chang常chang偏pian離li正zheng軌gui,在zai此ci過guo程cheng中zhong,那na些xie滿man足zu他ta們men的de欲yu望wang的de東dong西xi是shi最zui容rong易yi打da動dong他ta們men的de,這zhe就jiu給gei那na些xie順shun勢shi而er為wei的de人ren留liu下xia了le下xia手shou之zhi處chu。作zuo為wei工gong程cheng師shi,我wo們men行xing為wei的de基ji礎chu是shi科ke學xue、是shi技ji術shu,我wo們men的de思si考kao是shi要yao有you邏luo輯ji的de,我wo們men是shi未wei來lai的de創chuang造zao者zhe和he製zhi造zao者zhe,我wo們men得de慎shen重zhong一yi點dian,做zuo好hao了le,這zhe就jiu是shi我wo們men的de功gong德de,那na是shi會hui有you福fu報bao的de,當dang然ran了le,如ru果guo我wo們men作zuo惡e,同tong樣yang有you東dong西xi在zai等deng著zhe我wo們men,要yao如ru何he做zuo,完wan全quan看kan自zi己ji的de選xuan擇ze。且qie行xing且qie珍zhen惜xi!可得看仔細了。
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