【導讀】筆者一直深信,電池技術(shù)的革新會引發(fā)手機乃至整個電子產(chǎn)品行業(yè)的變革,但我們?nèi)孕枰托牡却欢螘r間。所以,現(xiàn)在回過頭來再看之前提到的這些“快充”、“閃充”技術(shù),是不是變得更有分量了呢?
很早的時候就想和大家聊聊手機電池技術(shù)的話題,無奈一直沒有好的切入點。直到前幾天報道MWC的時候,看到了OPPO展示的“Super VOOC超級閃充”功能,一段在10分鐘左右時間就把2500mAh容量電池的手機從5%充到100%的視頻讓很多人大呼黑科技。未來手機若能夠如此快捷地補充電量的確很實用,如果手機電池本身儲能高那就更好了。借著這個機會,今天就讓我們一同來聊聊手機快充和電池技術(shù)的那些事兒。
先來了解下鋰電池手機完整充電的三個階段:恒流預充電、大電流恒流充電和恒壓充電。手機電量耗光之后電壓降低,當?shù)陀谝欢〝?shù)值時充電器會使用比較低的電流對鋰電池進行預充電。經(jīng)過一段時間,鋰電池電壓高于預定數(shù)值后,就進入第二個階段大電流恒流充電,此時適當提高電流可以加快充電速度,具體過程可以參考下圖。
鋰電池充電過程
明確了上面兩個過程就不難理解OPPO閃充技術(shù)的兩個核心要點:一是分段充電電流控制,另外一個是充電線纜和電池的多線路設(shè)置。從關(guān)于超級閃充介紹中的一句話可以證實這個猜測:“本次OPPO創(chuàng)新研發(fā)的低壓脈沖算法配合OPPO獨家定制的超級電池,能對充電電流進行嚴格的調(diào)控”,相信這里所說的“低壓脈沖算法”指的就是分段充電電流控制,而所謂“超級電池”則是電池的多線路設(shè)置技術(shù)。
OPPO超級閃充技術(shù)
在初中物理中我們學過“并聯(lián)分流”,雖然提高電流可以減少充電時間,但電流過大容易使系統(tǒng)過熱,這時候多電池并聯(lián)分流(OPPO快充的電池觸點要比普通電池多幾個)就可以有效解決這個問題。而減少線纜的電阻值也可以減少發(fā)熱,所以我們看到OPPO在現(xiàn)場演示的超級快充的充電線纜幾乎和筆記本電腦充電線相同粗細。
OPPO超級閃充使用線纜
了解了上面這些知識,相信大家已經(jīng)明白在15分鐘將手機充滿的超級閃充是怎樣工作的了,最起碼這項功能并未超過現(xiàn)有的科技認知,只是OPPO在電池和算法上技高一籌。
OPPO超級閃充、VOOC閃充、普通充電速度對比
仔細觀看這段快充視頻可以發(fā)現(xiàn),測試的手機是從電量5%開始充電,充到100%用了10分鐘左右時間,而官方宣傳中說的是15分鐘可以充滿。所以筆者猜測,其實最初的5%電量是恒流預充電的階段,相對來說耗時也會比較久的。
OPPO超級閃充演示視頻
目前的快速充電方法不僅只有OPPO的VOOC閃充,高通的QuickCharge技術(shù)也可以達到快速充電的目的,只是原理不同,在這里就不過多贅述。
停滯不前 電池技術(shù)瓶頸難破
聊過了快充,再來說說電池技術(shù)。手機屏幕越做越大、分辨率越來越高、CPU性能越來越強的時候,近乎停滯不前的電池技術(shù)就成了延長續(xù)航時間的最大瓶頸。如我們所知,目前手機要想做到長時間續(xù)航,硬件層面基本只有增加電池容量這一個有效辦法??催^iPad Pro、Macbook拆解便不難發(fā)現(xiàn),如今的芯片主板越做越小,但是電池的尺寸卻很難壓縮,外殼下面大量的空間都留給了一塊乃至多塊電池。多方查閱資料之后筆者總結(jié)出了一個普遍的看法:短時間內(nèi)手機電池技術(shù)基本不會有革命性的突破。
鋰離子電池基本結(jié)構(gòu)
我們要明確一件事情:理論研究和實際應(yīng)用是兩碼事,所以暫時還是不要考慮微型核電池、氫氧燃料電池會在手機上得到普及了。
微型核電池和外置燃料電池
目前科研人員所能做的,無非是測試已有的材料和考證可能合成出來(還不一定成功)的材料適合做手機電池的可能性有多大。腦補一下,一張只有一百多個成員的元素周期表擺在我們面前,刨除上面一票從原理上根本行不通的物質(zhì),再去掉沒法用物理化學方法“捏”到一起的物質(zhì),再去掉科學家已經(jīng)反復測試驗證失敗的物質(zhì),我們還可以選擇的并不多了。
原諒筆者很中二地放了張元素周期表上來
雖然高中、大學學到的化學知識基本已經(jīng)還給了老師,但電池技術(shù)主要依賴的氧化還原反應(yīng)還是很好理解的。正、負極材料和電解液材料需要反復測試,和在紙上寫出完美的反應(yīng)方程式不同,一個成型的技術(shù)不僅要原理成立,還要有合理配比的方案。在大學待過四年化學實驗室的筆者表示,沒有任何捷徑可言,只能反復測試修改再測試再修改。運氣好的話幾年之后可以拿出一套量產(chǎn)方案,運氣不好的話科研經(jīng)費全都打了水漂才發(fā)現(xiàn)當初的研發(fā)方向就是錯的。(想當年做畢設(shè)實驗反復失敗了好幾個月我會亂說?)
退一萬步說,即使有一隊科學家用了十年時間找到全新材料制作電池,使電池儲能翻了幾番,也不一定就會商用。為什么?成本不一定能夠被接受。在工業(yè)生產(chǎn)上,更廉價易得的原料往往更受歡迎,哪怕性能方面差那么一丟丟。當我們把廉價易得的原料測試一圈之后,轉(zhuǎn)而把目光投向量少價高的材料,有可能研究會有突破,但相信沒人愿意因為昂貴的電池為手機買單。
筆者一直深信,電池技術(shù)的革新會引發(fā)手機乃至整個電子產(chǎn)品行業(yè)的變革,但我們?nèi)孕枰托牡却欢螘r間。所以,現(xiàn)在回過頭來再看之前提到的這些“快充”、“閃充”技術(shù),是不是變得更有分量了呢?作為電池技術(shù)發(fā)展緩慢時期的折中方案,使用快充技術(shù)還是很有必要的,而當電池技術(shù)有了突破再配合已經(jīng)成熟的快充技術(shù),前途將是一片光明。