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」來lai防fang止zhi電dian池chi過guo衝chong和he預yu防fang其qi他ta安an全quan副fu作zuo用yong。所suo以yi,快kuai速su充chong電dian更geng多duo的de側ce重zhong點dian還hai是shi在zai前qian麵mian的de一yi段duan時shi間jian上shang麵mian,這zhe也ye就jiu容rong易yi解jie釋shi為wei何he實shi際ji提ti速su時shi間jian與yu各ge廠chang家jia所suo宣xuan稱cheng的de理li論lun值zhi有you著zhe一yi定ding的de時shi間jian差cha距ju。
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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