资深工程师关于锂离子二次电池快速充电的探讨
品慧电子讯随着智能手机的普及，其手机配置也在爆发增长，但唯独电池技术没有太大提高。从镍氢到锂离子再到锂聚合物，虽有提升但也仅仅停留在电池安全和循环性能，电量水平并没有很大的提高。如何提升充电速度呢？现阶段，提升用户使用感受，最大化榨取手机电池性能只能从以下两方面进行：1. 提高电池容量智能手机标配电池容量已从早前的 2000mAh 左右提升到现在的 3000mAh 左右，更大的容量势必会加大电池电芯的体积，以现在手机设计留给电池的空间来说，基本已经达到了理论上限值，再无提升空间。因此，更多的手机 厂商已经开始了另一方面研发:提升充电速度，即快充。2. 加快充电速度以传统的手机电池 (容量在1500mAh) 为例，采用现有通常的 5V/1A 充电方式，理论上一次完全充电需要 1.5 小时充电时间，现今部分手机电池容量提升到了 3000mAh 左右，继续采用传统的充电方式，充电时间势必需要更长，这给用户带来了相当的不便。因此，加快充电速度是势在必行的。那么，手机快速充电要怎么实现的呢？我们都知道，功率(P)=电压(U)x电流(I) 。为了加速手机充电速度，就必须从电池的充电功率上面下功夫，只要想办法提升电压或者电流，或者同时提升电压和电流，都可以提高功率，从而缩短充电时间。归纳起来就是有三种方式可以实现快速充电效果。1. 恒电流高压模式该模式将充电器的 5V 输出电压增大，以达到增加功率的目的，但是这样做也会带来负面结果，就是电池会产生很大的发热，而且会对电池有损耗，影响电池本身的寿命。2. 恒压高电流模式该模式将充电器的输出电压恒定，增加电流，通过改变电路设计来提升充电速度。这种方式目前已被部分手机厂家应用到新品中，如苹果 (5V/2A) 和 OPPO find7(5V/4.5A)。3. 高压高电流模式该模式是将电压和电流都进行增大。虽然说双向增大对于提升充电速度是效率最高的方式，但是这也要求充电器、手机电流管理、充电保护程序都要做到一定的品质才能够实现。目前看来，该方式也有手机厂家开始选用，从网上发布的信息来看，新发布的小米4即采用了这种方式，其标配充电器输出为9V/1.2A.充电电压和电流都做了一定提升。当然，即便是快速充电，到了后面一段时间，全速行驶的「充电速度」总归要放慢，也就是设计所谓的「涓流充电」来防止电池过冲和预防其他安全副作用。所以，快速充电更多的侧重点还是在前面的一段时间上面，这也就容易解释为何实际提速时间与各厂家所宣称的理论值有着一定的时间差距。值得注意的一点是，如果手机电池长期处于高出标称电池参数的情况下工作，势必会影响电池的使用寿命。高通的 Quick Charge 技术能够将固定的直流电压转变为可变的直流电压。意味着搭载支持 Quick Charge 协议的芯片的智能手机可以接受快速充电所需的高电压输入，从而达到提升手机充电功率完成充电提速的最终目的。无论采用以上哪种方式提升充电速度，其对二次保护器件势必有着更高的耐压/电流承受能力，而选择传统 PTC 似乎已无法同时满足过充和放电要求。
