手機快充大揭秘:一分鐘原地滿血復活是不是夢?

2020-11-29 騰訊網

作者：李裕

充電五分鐘，通話兩小時！相信是個人，都被這句話洗過腦。其實這也是我們離不開手機的現代人的夢想，大多數人巴不得一分鐘原地滿血復活！

用戶的強烈需求，讓快充技術應運而生。那麼到底什麼是快充，它是如何實現的呢？將來能不能實現一分鐘原地滿血復活呢？

讓我們先來了解一下現代手機電池——鋰離子電池。

與其他已經商業化的蓄電池相比，鋰離子電池具有能量密度高、循環壽命長、工作溫度範圍寬和安全可靠等優點。它主要由正極、負極、電解液、隔膜、外殼等部分組成。手機鋰離子電池的充電其實是鋰離子從正極材料中脫出，經過電解液傳輸至負極，也就是電子由正極經外電路轉移至負極的過程。

▲鋰離子電池的種類，分別為扣式電池、圓柱電池、方形電池、軟包電池

（圖 /《知識就是力量》雜誌社）

所謂快充，就是短時間內讓更多的鋰離子和電子從正極遷移到負極，要做到這一點，只有一個方法，那就是增大充電電流。

那麼，該怎麼增大充電電流呢？要回答這個問題，我們首先要了解鋰離子電池的充電模式。鋰離子電池的充電模式主要有恆流充電（電流恆定）和恆壓充電（電壓恆定）兩種，看一下電池的充電曲線就明白了。下圖是一款三元軟包鋰離子電池的充電曲線，紅線是充電時電壓的變化，藍線是充電時電流的變化。

▲一款軟包鋰離子電池的充電曲線。圖 / 作者

從圖中可以看出，鋰離子電池充電是先恆流充電，這時候充電電流恆定而電池的電壓逐漸升高，當電池的電壓達到4.2V時，就開始恆壓充電，這時候電池的電壓恆定而充電電流逐漸降低。

手機中鋰離子電池的充電模式也類似，大致可以分為四個階段。

1、預充：當手機電量低的時候，會先用小電流恆流充電一段時間，充到10%左右（具體由廠商決定）的電量。

2、大電流恆流充電：開啟充大電流恆流充電到80%左右（具體由廠商決定）的電量。

3、小電流充電：小電流充電充到鋰離子電池的電壓達到充電截止電壓（比如4.4V）。這一階段有的廠商稱之為涓流充電。

4、恆壓充電。

實際上，手機電池的充電制度比這要複雜得多，因為手機廠商為了讓自己的快充技術適配鋰離子電池，採用的充電制度各不相同，上面那四個階段只是簡化後的結果。

圖 / 包圖網

因此，所謂的快充，實際上就是增大第二階段的充電電流。

那麼能不能在第一、三、四階段也增大電流充電呢？

答案是：不能。

因為鋰離子電池的充電是鋰離子從正極脫出嵌入負極（石墨）的過程，在充電後期（第三、四階段），如果還使用大電流充電的話，將會使鋰離子無法及時嵌入石墨層中，而是在石墨表面以金屬鋰的形式析出。鋰離子電池中出現金屬鋰是非常危險的事，會減少電池的容量，還有可能與鋰離子電池內部的其他物質反應，進而發生鼓包、起火等問題。所以手機廠商雖然宣稱100W快充，但實際上給鋰離子電池充電時壓根不會全程都是100W快充，而僅僅是中途會快充幾分鐘到十幾分鐘而已。

那麼，能不能無限增大充電電流，實現一分鐘原地滿血復活呢？

就目前的技術，恐怕還做不到。雖然增大充電電流可以達到快充的目的，但是這個電流不能無限制地增加。

首先，充電電流越大對電池材料的損傷就越嚴重，影響電池壽命，快充實際上是會縮短電池壽命的。

另外，快充除了需要鋰離子電池中各個材料相互配合，還需要手機、充電器、充電線等設備和器件的配合。

不過，這都是只是暫時的技術問題。快充是一個用了就回不去的功能。快充技術的進步有可能促進鋰離子電池的進步，受益的不只是手機行業，甚至包括新能源汽車領域。

試問現在有動輒幾十萬瓦高功率的快充，你還回去用「五福一安」充電頭嗎？

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