探討快充及電池容量衰減問題
來源：寶鄂實業(yè)
2019-06-17 10:06
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什么是快充？
從oppo研發(fā)出快充開始，到現(xiàn)在有7種主流的快充協(xié)議，小編不是技術(shù)控，搞不清楚其中的奧妙，不過借一次去移動電源工廠參觀的機會，小編請教了做充電寶電路和做鋰電池的工程師，結(jié)合一些網(wǎng)上找到的信息，得出了兩個結(jié)論：
1、所謂的快充協(xié)議，在某種方面來說是一個相互識別設(shè)備的協(xié)議，目的是保證快充的安全和有效；
2、快充的核心，其實只有大電流充電一個，包含了兩個派系。
手機充電，包含了手機、數(shù)據(jù)線、充電器三個部件，而快充協(xié)議的存在就是識別手機是否支持快充，數(shù)據(jù)線是否能夠承受高電壓或者大電流，充電器是否能夠提供快充所需要的大功率，只要其中一個不符合，那么快充就無法進行，最多提供基本的5V2A快速充電。
至于搞出來7種快充協(xié)議，更多的是不同品牌之間的圈地和圈錢。
至于快充的原理，不管怎么變都只有一個，就是我們初中學(xué)的物理公式：
要提高充電效率，只有提高電壓、增大電流，或者兩者同時提高三個途徑，但是鋰電池的充電電壓基本是恒定的，都在4.2V左右，過高的電壓充電會讓電池產(chǎn)生危險，所以無論是什么途徑，最后對電池進行充電的時候，電壓都會穩(wěn)定在4.2V左右，大功率最后只能轉(zhuǎn)換成大電流充電。
至于所說的兩個派系，就是一般手機的4觸點充電和oppo采用的8觸點充電。
8觸點充電也可以理解為一個電池一分為二，作為兩個電池并聯(lián)同時充電，充電速度自然提高了。這個技術(shù)在一些汽車動力電池上有應(yīng)用，就是通過數(shù)個電池并聯(lián)，進行直流充電，因為這樣每個電池充放電都是獨立的，總線電流很大，分?jǐn)偟矫總€電池卻不會超標(biāo)，反而充電效率提升了數(shù)倍，不過缺陷是電池的容量相對降低了一些，對于電路管理要求也更高。
快充的保護
說起快充的保護，不得不說一下充電功率的進化史，這一點可能果粉感觸更深一些。
早期的智能機充電，基本都是5V1A的，就是蘋果7都是5V1A的，讓不少果粉有怨言，而在快充出來之前，大多手機的充電器標(biāo)配都是5V2A，也就是10W的，至于現(xiàn)在的快充，有很多9V2A、9V3A、12V2A等等幾種，基本在快充下能達到非快充的2-3倍充電速度。
但是無論充電的電壓電流多少，在進入手機的時候，手機電池保護電路都會進行降壓，將充電電壓保持在5V以下，以保證電池的安全，降壓帶來就只有增大電流，這也就是快充的核心都是增大充電電流的原因，也是手機對電池的保護。
而快充協(xié)議更多體現(xiàn)在對所有充電設(shè)備的保護，避免不支持大功率充電的手機電路、數(shù)據(jù)線、充電器在大功率充電下被損壞。
但是手機電池能夠承受多大的電流？是否有上限？
有人說現(xiàn)在的手機電池，能夠承受1.5C的電流，也就是容量的1.5倍的充電電流，例如3000mAh的電池能夠承受4.5A的充電電流。
但是實際上是否真實值得考究，而且能夠承受和不會受到影響完全是兩碼事。大電流充電和大電流放電，也正是現(xiàn)在充電寶支持快充的難題之一，畢竟首要是保證電芯的安全和充電寶的使用壽命。
電池容量衰減的原因
至于一個電池能用多久？說實話，小編毫不懷疑一個鋰電池循環(huán)壽命1000次以上的說法，畢竟手里的手機就用了將近三年，一天一充甚至一天兩充，現(xiàn)在都能正常使用。但是能夠正常使用，不代表容量不變。
根據(jù)個人使用手機和周邊朋友的手機使用體驗，小編得出一個大概的手機電池容量衰減規(guī)律，在手機一天一充的情況下，基本新機使用半年電池容量就開始有明顯的衰減，規(guī)律是：
時間/月
電池剩余容量
0-6
90-95%
6-12
80-90%
12-18
60-80%
18-24
45-60%
24以上
30%左右
什么是容量衰減和影響容量衰減的因素是什么呢？
移動電源廠家的鋰電池工程師給了我一些看法，同時我在網(wǎng)上找到了一篇碩士的論文，找到了一些答案。論文網(wǎng)址是：https://wenku.baidu.com/view/4d15a2eaa0c7aa00b52acfc789eb172ded6399c1.html?pn=51NaN
容量衰減的原因，歸根到底都是鋰離子，一方面是鋰離子的活性衰減，使得鋰離子難以脫離負極；另一方面是鋰離子的損耗，除了外漏等以外，更多的鋰離子析出和電解液的分解。
至于影響衰減的因素有很多，除了無法避免的循環(huán)次數(shù)以外，其中就包括了大電流充電、溫度等等。
快充下的電池
首要說明的是，碩士論文中并沒有提到大電流充電，但是有很多高充電，低充電，結(jié)合前后的0.1C等單位量詞，我個人理解為大電流充電和小電流充電，畢竟對于電池來說，C是代表容量，單位是mAh。
根據(jù)該碩士論文提到的實驗結(jié)果顯示，即使使用下的電池，正極的活性材料都會溶解，而大電流會加劇正極溶解的過程，小電流反而不明顯，
而大電流下的電池溫度明顯升高，導(dǎo)致電池正負極的材料活性，溶解加劇，鋰離子被消耗，容量就自然降低了。
