資深工程師關於鋰離子二次電池快速充電的探討
發布時間:2015-03-27 責任編輯:xueqi
【導讀】隨(sui)著(zhe)智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)的(de)普(pu)及(ji),其(qi)手(shou)機(ji)配(pei)置(zhi)也(ye)在(zai)爆(bao)發(fa)增(zeng)長(chang),但(dan)唯(wei)獨(du)電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)沒(mei)有(you)太(tai)大(da)提(ti)高(gao)。從(cong)鎳(nie)氫(qing)到(dao)鋰(li)離(li)子(zi)再(zai)到(dao)鋰(li)聚(ju)合(he)物(wu),雖(sui)有(you)提(ti)升(sheng)但(dan)也(ye)僅(jin)僅(jin)停(ting)留(liu)在(zai)電(dian)池(chi)安(an)全(quan)和(he)循(xun)環(huan)性(xing)能(neng),電(dian)量(liang)水(shui)平(ping)並(bing)沒(mei)有(you)很(hen)大(da)的(de)提(ti)高(gao)。如(ru)何(he)提(ti)升(sheng)充(chong)電(dian)速(su)度(du)呢(ne)?
現階段,提升用戶使用感受,最大化榨取手機電池性能隻能從以下兩方麵進行:
1. 提高電池容量
智能手機標配電池容量已從早前的 2000mAh 左右提升到現在的 3000mAh 左zuo右you,更geng大da的de容rong量liang勢shi必bi會hui加jia大da電dian池chi電dian芯xin的de體ti積ji,以yi現xian在zai手shou機ji設she計ji留liu給gei電dian池chi的de空kong間jian來lai說shuo,基ji本ben已yi經jing達da到dao了le理li論lun上shang限xian值zhi,再zai無wu提ti升sheng空kong間jian。因yin此ci,更geng多duo的de手shou機ji 廠商已經開始了另一方麵研發:提升充電速度,即快充。
2. 加快充電速度
以傳統的手機電池 (容量在1500mAh) 為例,采用現有通常的 5V/1A 充電方式,理論上一次完全充電需要 1.5 小時充電時間,現今部分手機電池容量提升到了 3000mAh 左(zuo)右(you),繼(ji)續(xu)采(cai)用(yong)傳(chuan)統(tong)的(de)充(chong)電(dian)方(fang)式(shi),充(chong)電(dian)時(shi)間(jian)勢(shi)必(bi)需(xu)要(yao)更(geng)長(chang),這(zhe)給(gei)用(yong)戶(hu)帶(dai)來(lai)了(le)相(xiang)當(dang)的(de)不(bu)便(bian)。因(yin)此(ci),加(jia)快(kuai)充(chong)電(dian)速(su)度(du)是(shi)勢(shi)在(zai)必(bi)行(xing)的(de)。那(na)麼(me),手(shou)機(ji)快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)要(yao)怎(zen)麼(me)實(shi)現(xian)的(de)呢(ne)?
我們都知道,功率(P)=電壓(U)x電流(I) 。為(wei)了(le)加(jia)速(su)手(shou)機(ji)充(chong)電(dian)速(su)度(du),就(jiu)必(bi)須(xu)從(cong)電(dian)池(chi)的(de)充(chong)電(dian)功(gong)率(lv)上(shang)麵(mian)下(xia)功(gong)夫(fu),隻(zhi)要(yao)想(xiang)辦(ban)法(fa)提(ti)升(sheng)電(dian)壓(ya)或(huo)者(zhe)電(dian)流(liu),或(huo)者(zhe)同(tong)時(shi)提(ti)升(sheng)電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)流(liu),都(dou)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)功(gong)率(lv),從(cong)而(er)縮(suo)短(duan)充(chong)電(dian)時(shi)間(jian)。歸(gui)納(na)起(qi)來(lai)就(jiu)是(shi)有(you)三(san)種(zhong)方(fang)式(shi)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)快(kuai)速(su)充(chong)電(dian)效(xiao)果(guo)。
1. 恒電流高壓模式
該模式將充電器的 5V 輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)增(zeng)大(da),以(yi)達(da)到(dao)增(zeng)加(jia)功(gong)率(lv)的(de)目(mu)的(de),但(dan)是(shi)這(zhe)樣(yang)做(zuo)也(ye)會(hui)帶(dai)來(lai)負(fu)麵(mian)結(jie)果(guo),就(jiu)是(shi)電(dian)池(chi)會(hui)產(chan)生(sheng)很(hen)大(da)的(de)發(fa)熱(re),而(er)且(qie)會(hui)對(dui)電(dian)池(chi)有(you)損(sun)耗(hao),影(ying)響(xiang)電(dian)池(chi)本(ben)身(shen)的(de)壽(shou)命(ming)。
2. 恒壓高電流模式
gaimoshijiangchongdianqideshuchudianyahengding,zengjiadianliu,tongguogaibiandianlushejilaitishengchongdiansudu。zhezhongfangshimuqianyibeibufenshoujichangjiayingyongdaoxinpinzhong,rupingguo (5V/2A) 和 OPPO find7(5V/4.5A)。
3. 高壓高電流模式
該模式是將電壓和電流都進行增大。雖然說雙向增大對於提升充電速度是效率最高的方式,但是這也要求充電器、手機電流管理、充電保護程序都要做到一定的品質才能夠實現。目前看來,該方式也有手機廠家開始選用,從網上發布的信息來看,新發布的小米4即采用了這種方式,其標配充電器輸出為9V/1.2A.充電電壓和電流都做了一定提升。
當然,即便是快速充電,到了後麵一段時間,全速行駛的「充電速度」總歸要放慢,也就是設計所謂的「涓流充電」laifangzhidianchiguochongheyufangqitaanquanfuzuoyong。suoyi,kuaisuchongdiangengduodecezhongdianhaishizaiqianmiandeyiduanshijianshangmian,zheyejiurongyijieshiweiheshijitisushijianyugechangjiasuoxuanchengdelilunzhiyouzheyidingdeshijianchaju。
值得注意的一點是,如果手機電池長期處於高出標稱電池參數的情況下工作,勢必會影響電池的使用壽命。高通的 Quick Charge 技術能夠將固定的直流電壓轉變為可變的直流電壓。意味著搭載支持 Quick Charge 協議的芯片的智能手機可以接受快速充電所需的高電壓輸入,從而達到提升手機充電功率完成充電提速的最終目的。
無論采用以上哪種方式提升充電速度,其對二次保護器件勢必有著更高的耐壓/電流承受能力,而選擇傳統 PTC 似乎已無法同時滿足過充和放電要求。
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