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快充会损坏手机电池?实验说出了真相

2017-10-24 15:14:24 来源:太平洋电脑网

最近,iPhone 8/8P/X发布,终于加入了万众期待的快充功能,相比起一早就实现快充的国产手机,是晚了好多年。于是,前两天,给女朋友送了个新的手机充电器,结果被大发雷霆喷一顿:“快充很伤电池的!你是不是想给我换新手机?”显然说这句话是对快充技术的不了解。为了让大家能够理解透彻这个事情,求真实验室做足功课,好好给大家上一堂课,了解清楚电池加速老化究竟是什么原因造成,解决这个误会。

快充会损坏手机电池?实验说出了真相

快充的原理其实很简单

现在手机的电池容量普遍都在两三千mAh以上,使用传统的5V/1A充电器,充满一块电池至少需要三小时以上的时间,比以前诺基亚手机一个多小时充满电,时间长了很多。随着电池容量的提升,原有的充电器功率不能满足充电的需要,于是快充技术就出现了。

快充会损坏手机电池?实验说出了真相

各大手机厂商都推出了自家的快充技术,其原理是提高充电的电流和电压,来实高功率充电。简单来说,充电端口的输入功率=输入电压 x 输入电流。一般手机充电器会有一个充电曲线,通过控制不同的电压和电流,来实现最高的充电效率。普遍来说,最高效的方式开始都是恒流充电(充电速度较快),然后是恒压充电(充电速度下来了,因为电池本身的电压上去了),最后是涓流充电(在充满电后,补偿因自放电而造成的容量损失)。

快充会损坏手机电池?实验说出了真相

现在大多数手机使用的都是采用高通Quick Charge充电技术来实现,从最开始的1.0标准,到现在最新的4.0标准,标准越高充电效率越高。QC 1.0突破USB-IF关于USB Battery Charge 1.2的协议,电压电流提升到5V2A,充电时间缩短40%。快充真正意义上的提升是从QC 2.0开始,通过握手协议,让充电器与手机互相识别,握手后再提高传输电压,最高可达20V,虽然电流不变,但充电的效率提升了近75%。

快充会损坏手机电池?实验说出了真相

QC 3.0则是在2.0的基础上,引入最佳电压智能协议(INOV)算法,准确控制充电的电压,输入电压达到了200mV一档的自适应调节,性能有了近38%的提升同时降低了损耗,此时凭借电压的可控,电流提升至3A。目前主流的快充手机应用的是QC2.0和QC3.0标准。到了QC 4.0则是更精细的智能调整控制电压,精度达到了20mV为一档,充电的电流电压也变得更加灵活,有恒定3A或非恒定4.7A-5.6A,电压也并不需要达到20V这么高,在5V-9V之间进行智能调控,最终有了近20%的速度提升,效率提升近30%。

快充会损坏手机电池?实验说出了真相

快充技术,之所以要求更加精细的电流和电压控制,主要原因就是能够获得更极致的充电曲线,在充电的前段,高功率充电能够让用户在最短时间内获得最大的电能,剩余未充电的电池容量,则是通过逐渐减慢的方式完成充电,予以保护电池和电路。

电池老化的机理

手机上使用的电池绝大多是锂离子电池,我们所说的电池老化就是指锂离子电池在日常使用当中的衰减老化。为什么会出现老化现象呢?先给大家科普一下锂电池的工作原理:锂离子可以在阴阳两极的电解液中穿行,从而产生为设备供能的电流。而所谓的电池容量,可简单理解成电池中(在充放电时)来回跑的锂离子数量。

快充会损坏手机电池?实验说出了真相

组成电池电极的材料经常会破裂分解,使得某些金属离子(特指锰离子)可以自由浮动并跑到相反的电极,然后困住锂离子。当锰离子(上图灰色)被从电池的阴极(蓝色区域)剥离时,就会与电池阳极(金色区域)附近的电解液发生反应,并捕获锂离子(上图绿黄色)。随着时间的推移,越来越多的锂离子不能投入正常工作(被锁住),电池的容量也因此而逐渐降低,导致续航时间下降。

为什么会老化?

1、过充过放

造成电池老化的原因有很多种,首先是自然老化。即使正常使用,锂离子也会自行脱离阳极,逐渐老化,但老化的速度较慢;而在日常使用当中,充电过满、电池过放都会加速锂电池的老化。现在的手机通常有整流稳压的设计,当充电满了以后,充电器电源,就会断开充电电路,直接使用电源线对手机进行供电。如果没有使用原配充电器的话,很有可能不会及时切断电源,继续对满电的电池充电。将会加速锂离子的脱落,损伤电池,造成电池老化;而电池电量耗尽,自由移动的离子也会被困住,同样损耗电池的容量。

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2、温度过高/过低

除了过充和过放外,电池温度过高、过低,也会影响电池寿命。电池的频繁放电会发热,实际使用过程中会造成电池温度过高。因此我们在玩大型游戏或运行其他耗电程序时,需要注意散热以及控制程序运行时间。同样温度过低的情况,锂离子活性降低,电池性能和充电性能也大打折扣,如果强行进行充电,同样会影响电池寿命。因此在严寒的环境下,手机、笔记本、无人机等设备,都需要对电池进行预热,到达一定温度后才能正常工作。

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3、电流过高

除此以外,充电的电流也会影响电池的寿命,电池在充电的时候,电流过高,对电池伤害会特别严重,甚至会造成短路、爆炸、燃烧等情况发生,一般厂商的原装产品都会有充电的保护电路,控制电池充电电流过大,而在一些山寨的座充、万能充,如果并未加入保护机制,后果是非常严重的。

快充会不会加速电池老化?答案是不会的

上面说了快充实际上是提高充电器功率,让电流和电压加大,因此如果不加调控是会造成电池老化的。不过除了最老的QC1.0标准外,新版本的快充技术,都是通过握手协议才能实现更高电压的快充模式。对于一些不支持快充技术的手机来说,即使使用快充充电器,充电器将会自动调低充电效率,避免意外的发生。

快充会损坏手机电池?实验说出了真相

当我们了解快充的原理以后,从技术层面来分析,快充只是提升了充电时的输入电压,一般电池充电的最大电流会控制在6A以内,QC 4.0则是将电压电流的控制最大化,但也是在一个安全的范围内进行,对电池是没有损伤的。

总的来说,目前手机的快充技术并不会对电池的老化造成加速效果。相反,造成电池的加速老化最根本的原因,还是我们的不良充电习惯所导致。

不得不知道的充电坏习惯

要说充电的坏习惯,就肯定离不开上面所说的电池老化原因了。首先要使用原装的充电器和充电线,避免因充电器质量不过关而导致充电发生意外。充电电流不稳等问题,往往是因为你用的设备质量不够好。

快充会损坏手机电池?实验说出了真相

频繁充电,也容易加速消耗电池的寿命,甚至导致电池活性降低,续航时间缩短等问题。尤其是在快充技术的加入后,虽然在前期充电的速度很快,但没有冲满至100%就拔线,造成多次充电,增加了电池的循环次数,长期这样使用就会降低电池的活性,从而加速电池的老化。就像倒啤酒一样,倒的速度越快,泡沫越大,“全都是泡沫”的啤酒并不是真正满杯,充电也一样,快充后半段的慢充更重要。所以即使是使用快充,尽量让手机充满了以后再断电。

快充会损坏手机电池?实验说出了真相

除此以外,电池高温和低温状态下对手机的充电也有很大的损伤。在日常环境中,一边打游戏一边充电,往往会让手机的温度急速上升,高温环境加速电池内部的化学反应,从而加速电池老化。因此,希望电池更耐用,最好还是不要一边充电一边使用。同时在极端环境下,最好让手机回复正常温度再进行充电。

快充给我们的生活带来了便利,提高我们的生活质量。我们不应该抗拒它。了解真相,改掉使用时的坏习惯,才能更好地享受生活。

本文由大比特资讯收集整理(www.big-bit.com)

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