作者:李裕
本文来源《知识就是力量》杂志
充电五分钟,通话两小时!相信是个人,都被这句话洗过脑。其实这也是我们离不开手机的现代人的梦想,大多数人巴不得一分钟原地满血复活!
用户的强烈需求,让快充技术应运而生。那么到底什么是快充,它是如何实现的呢?将来能不能实现一分钟原地满血复活呢?
让我们先来了解一下现代手机电池——锂离子电池。
与其他已经商业化的蓄电池相比,锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、工作温度范围宽和安全可靠等优点。它主要由正极、负极、电解液、隔膜、外壳等部分组成。手机锂离子电池的充电其实是锂离子从正极材料中脱出,经过电解液传输至负极,也就是电子由正极经外电路转移至负极的过程。
锂离子电池的种类,分别为扣式电池、圆柱电池、方形电池、软包电池(图 /《知识就是力量》杂志社)
所谓快充,就是短时间内让更多的锂离子和电子从正极迁移到负极,要做到这一点,只有一个方法,那就是增大充电电流。
那么,该怎么增大充电电流呢?要回答这个问题,我们首先要了解锂离子电池的充电模式。锂离子电池的充电模式主要有恒流充电(电流恒定)和恒压充电(电压恒定)两种。
一款软包锂离子电池的充电曲线。图 / 作者
锂离子电池充电是先恒流充电,这时候充电电流恒定而电池的电压逐渐升高,当电池的电压达到4.2V时,就开始恒压充电,这时候电池的电压恒定而充电电流逐渐降低。
手机中锂离子电池的充电模式也类似,大致可以分为四个阶段。
1001、预充:当手机电量低的时候,会先用小电流恒流充电一段时间,充到10%左右(具体由厂商决定)的电量。
2、大电流恒流充电:开启充大电流com恒流充电到80%左右(具体由厂商决定)的电量。
3、小电流充电:小电流充电充到锂离子电池的电压达到充电截止电压(比如4.4V)。这一阶段有的厂商称之为涓流充电。
4、恒压充电。
实际上,手机电池的充电制度比这要复杂得多,因为手机厂商为了让自己的快充技术适配锂离子电池,采用的充电制度各不相同,上面那四个阶段只是简化后的结果。
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图 / 包图网
因此,所谓的快充,实际上就是增大第二阶段的充电电流。
锂离子电池的充电是锂离子从正极脱出嵌入负极(石墨)的过程,在充电后期(第三、四阶段),如果还使用大电流充电的话,将会使锂离子无法及时嵌入石墨层中,而是在石墨表面以金属锂的形式析出。锂离子电池中出现金属锂是非常危险的事,会减少电池的容量,还有可能与锂离子电池内部的其他物质反应,进而发生鼓包、起火等问题。所以手机厂商虽然宣称100W快充,但实际上给锂离子电池充电时压根不会全程都是100W快充,而仅仅是中途会快充几分钟到十几分钟而已。
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更新时间:2023年05月14日
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