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】shouzhinengshoujiguangfanpujihechangjiatuidongdiandongqichepujihuadeyingxiang,dianchironglianghechongdiansuduchengweirenmenguangfanguanzhudehuati,yushiyuzhixiangguandemisiyebuduanchuxian。
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、anquanxingyegenghaodechanpinde,danzaizheyiqiezhendebianchengxianshiyiqian,qianwanbuyaoyongyixiehuazhongquchongdedongxilaixiyindajiadeyanqiu,rangrenmenchanshengyixiebuqieshijidehuanxiang,tongshiqueyoubudebushenghuozaixianshizhong,rangxinzhongdejiujiezaochengwomenshenxindejibing,geishehuiyedailaibuandingyinsu。
zaiduonianqian,shouhuanbaojienengliniandeyingxiang,wojiazhongsuoshiyongdedianchidoushikechongdiandenieqingdianchi,yonglaigeitamenchongdiandechongdianqiyeshiputongde,meicigeidianchichongdiandouyaoyongjigexiaoshi。houlaikandaoxinwenshuoyijiaribenchangshangsuozhizaodenieqingdianchichongdiansuduyijingzuodaolebanxiaoshiyinei,erwoyongdedianchiyouyidabandoushizhejiagongside,suoyijiuchanshenglegoumaikuaisuchongdianqidechongdong,chongdongdejieguoshicongwannengdehuaqiangbeishichangshangzhaodaolenenggoujisuchongdiandechanpin,yushibeicandeshiqingjiufashengzaiwoshenshangle,wodesuoyoudianchidouzaichongleyicidianyihourongliangjujian,zuihoubudebuqizhibuyong。zhejianshisuiranmeiyourangwoduinieqingdianchichanshengbuhaodexiangfa,dancongnayihouwozaimeiyougoumaiguo,youcikejianfumianganshouhuigeiwomenderenshengdailaiduomedadeyingxiang,xiangyingdi,yuzhixiangguandechanyeyebiranshoudaochongji。
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:

zheshiguanyulilizidianchichongfangdiansulvyuqironglianghexunhuanshoumingdeguanxitu,zongzhoudaibiaorongliang,hengzhoudaibiaoxunhuanshouming,youbutongdediansuomiaohuichulaidequxiandaibiaoleyongbutongdesulvduidianchijinxingchongfangdianshirongliangyuxunhuanshoumingzhijiandeguanxi。qizhongdeC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%。wobudanshizijizheyangshiyongta,haichangchangbazheyangdexinxichuandigeiyejiedetongxing,yihandeshi,zheyangdexinxishibuwanquanzhunquede,tazhishidaibiaolemougexinghaodedianchidetexing,zuijindedaodexinxijiugengxinlewodeguannian,rangwocongzijizhizaodemisizhongxingwuguolai。
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(shi)0.909A,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500次ci的de循xun環huan壽shou命ming對dui上shang的de幾ji率lv還hai是shi很hen大da的de。如ru果guo我wo們men沒mei有you按an照zhao這zhe個ge電dian池chi實shi際ji標biao出chu來lai的de參can數shu作zuo為wei限xian製zhi去qu使shi用yong它ta,它ta的de壽shou命ming就jiu會hui受shou到dao極ji大da的de影ying響xiang,而er且qie這zhe樣yang的de錯cuo誤wu還hai是shi很hen容rong易yi發fa生sheng的de,因yin為wei我wo們men的deRT9451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。
shiqingdelingyimianshizhizaoshangyeyoucuowudeshihou,youdeshiyinshilidaoquliyongmouxietexingshixiantedingdexiaoguo,youdeshiguyizongrongcongercongzhonghuoqushangyeliyi,youdezeshiwuxinzhiguo。zuoweiwuxinzhiguodelizi,zaiwodeshenbianzuijinjiufashengleyiqi,zhishizheyi“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%dexiaolvjinxingdianlichuanshushidoumeiyoumanzudianchihechongdianxitongdeyaoqiu,zerenhexiaolvdetigaoduitigaochongdiansulvdoushiyoubangzhude,keshiwomenzhidaozheyangdezhuangkuangshihenshaofashengde。
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、jiangdifareliang。dangxitongdenenghaobeijiangdiyihou,zhexiexitongyejiunenggoubeifangzhidaogengduodekongjianshouxiandehuanjingzhong,zhizaozhexiechanpinshiyeyoukenengshiyonggengshaodecailiao,congerdailaiguangfandejingjixiaoyi、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/tadezhuiqiujiuhuichangchangpianlizhenggui,zaiciguochengzhong,naxiemanzutamendeyuwangdedongxishizuirongyidadongtamende,zhejiugeinaxieshunshierweiderenliuxialexiashouzhichu。zuoweigongchengshi,womenxingweidejichushikexue、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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