功率都上百瓦了 手機(jī)充電技術(shù)發(fā)展迎來新變革

十年前，市面上流行的手機(jī)電池幾乎都是可拆卸的，兩塊電池幾乎是當(dāng)時手機(jī)的標(biāo)配。

在那個“萬能充”盛行的時代根本就沒有快速充電的概念，因為一塊電池沒電了，換另一塊已經(jīng)充好的電池就好了，沒電的電池拆下來插“萬能充”上就妥了。

但在那個手機(jī)潮流講求越小越好的時代，偶爾也會遇到這樣的尷尬局面：剛換的手機(jī)電池玩大勁兒了即將沒電，而掐著另一塊電池的萬能充還在不停的閃爍著……

快速充電實際上并非手機(jī)電池不可更換后才產(chǎn)生的需求，更大容量的電池、更快速的充電一直都是廣大消費者的訴求，也是手機(jī)行業(yè)一直在探索的事情。

但電池技術(shù)發(fā)展進(jìn)入瓶頸，過激的提升電池能量密度會帶來安全隱患，而新材料又沒有什么實質(zhì)性的突破。所以更快的充電也就成了行業(yè)發(fā)展的共識。

五年前，當(dāng)我們還在用著功率低于10W的手機(jī)充電時，很難想到五年后的今天手機(jī)充電功率可以上百瓦，而且還是行業(yè)普遍性的升級：

iQOO發(fā)布了120W超級快充，并宣布將在下個月發(fā)布的iQOO旗艦機(jī)上實現(xiàn)商用；

OPPO和realme帶來了125W超級閃充，前者更是推出了體積更小的充電頭；

聯(lián)想拯救者游戲手機(jī)上已經(jīng)實現(xiàn)了90W充電；

小米100W快充或也將近期面世。

功率的大幅度提升帶來了手機(jī)電量肉眼可見的增長，原本需要兩三個小時才能充滿的手機(jī)，現(xiàn)在只需要十幾分鐘就可以完成充電。

突破性的發(fā)展也難免帶來更加大膽的猜測：手機(jī)快充的功率還會大幅提升嗎？手機(jī)電池會不會幾分鐘甚至是在1分鐘之內(nèi)就充滿？

1、充電速度升級可不僅是電壓和電流的提升

功率=電壓x電流，我們對這個物理公式都不會感到陌生，想要提升充電功率，自然要在電壓和電流方面做功課，但顯然快充不只是提升電壓和電流這么簡單：是需要改良電源適配器、數(shù)據(jù)線、接口、手機(jī)內(nèi)部電路、電池的一項系統(tǒng)工程。

電源適配器：想了解一款手機(jī)的充電功率，我們習(xí)慣性的去看充電頭上的輸出電壓和電流，這也正是它的意義所在：將220V電壓的電能轉(zhuǎn)換為手機(jī)可以承受的低電壓。

當(dāng)然，充電器上的輸出電壓電流并不能代表手機(jī)快充的最高能力，但卻限制了用該充電頭充電時的最高功率。

隨著輸出功率的不斷加大，充電頭的發(fā)熱也將越發(fā)明顯。

所以我們可以看到，當(dāng)前的百瓦快充都在充電頭中加入了溫度感應(yīng)器，可通過數(shù)據(jù)線將溫度信息傳遞給手機(jī)，手機(jī)就會根據(jù)充電器的溫度來控制充電功率，從而確保系統(tǒng)的正常運行。

數(shù)據(jù)線和接口：并不是所有的數(shù)據(jù)線都可以實現(xiàn)快充，主要原因在于數(shù)據(jù)線和接口的承載能力。

比如此前普通的Micro USB數(shù)據(jù)線，不能承載較大的電流，所以最開始的手機(jī)快充都是通過提升電壓來實現(xiàn)快充，比如9V/2A。

目前手機(jī)數(shù)據(jù)線大多為Type-C數(shù)據(jù)接口，電流的承載能力大幅提升，但想要實現(xiàn)更大的電流，還需要對線材進(jìn)行升級。

比如iQOO的120W快充，數(shù)據(jù)線需要承載6A的大電流，這就需要對線材進(jìn)行定制。

手機(jī)內(nèi)部電路：從數(shù)據(jù)線傳輸而來電能并不是直接進(jìn)入電池，而是經(jīng)由手機(jī)內(nèi)部的控制電路處理后才會給電池充電。

比如對不同階段的充電功率進(jìn)行控制，當(dāng)電池充滿時，電路就會切斷充電從而保護(hù)電池不被過充。

在百瓦級別的超級快充中，手機(jī)內(nèi)部電路中的電荷泵技術(shù)就尤為重要，它可以將數(shù)據(jù)線傳輸過來的電壓電流轉(zhuǎn)制成手機(jī)電池可以承受的電壓電流。

再以iQOO的120W快充為例，充電器傳輸?shù)绞謾C(jī)的電壓電流為20V/6A，通過并聯(lián)的雙電荷泵將線路分為每路20V/3A，經(jīng)由電荷泵轉(zhuǎn)化為10V/6A，雙路合并讓進(jìn)入電池的電壓電流為10V/12A。同時，雙電荷泵的分布排布也有效降低了發(fā)熱。

電池：手機(jī)電池健康的充電對電壓電流的要求非常嚴(yán)苛，想要提升充電功率，并不是單純提高電壓和電流就可以，這也是快充技術(shù)發(fā)展需要循序漸進(jìn)的重要原因之一。

我們?nèi)砸詉QOO的120W快充為例，當(dāng)前主流水平的電池?zé)o法承受10V/12A的電壓電流，所以iQOO通過雙電芯串連，讓進(jìn)入每顆電芯的電壓下降到常規(guī)的5V；

12A的大電流普通電池也無法承受，所以iQOO通過MTW陣列極耳結(jié)構(gòu)大幅降低電芯內(nèi)阻，從而允許12A大電流的通過，并且從源頭上控制了電池發(fā)熱。

2、在這樣的充電設(shè)計下，手機(jī)快充的功率近期將趨于穩(wěn)定

從50W左右的快充功率到百瓦級別，這似乎也就是兩年內(nèi)的事情，這不禁讓我們產(chǎn)生這樣的疑問：手機(jī)快充還會有大幅度的功率提升嗎？

可以肯定的告訴大家，很難。 iQOO旗艦系列產(chǎn)品經(jīng)理簡重在公布120W快充技術(shù)時，就曾坦言，手機(jī)充電達(dá)到100W以上后，充電完成時間每減少1分鐘，技術(shù)難度就會提升一個幾何級。

從理論上來說手機(jī)快充的功率是可以短期內(nèi)進(jìn)行再度升級的，依靠電芯數(shù)量的增加就可以實現(xiàn)。但實際上在現(xiàn)階段應(yīng)該不會有更加激進(jìn)的功率出現(xiàn)在手機(jī)上。

關(guān)注手機(jī)快充的朋友們不難發(fā)現(xiàn)，采用雙電芯設(shè)計的快充方案，電池容量都變小了。

目前主流的旗艦機(jī)電池容量都在4500mAh左右，但雙電芯的手機(jī)電池容量只有4000mAh。原因在于多電芯的設(shè)計會占用更多的容量空間。

如果依靠提升電芯數(shù)量來繼續(xù)提升充電速度，理論上單電芯的電池容量更小才能實現(xiàn)充電更快的目的，雖然數(shù)量增加了，但其他的結(jié)構(gòu)會占用更多的空間導(dǎo)致總電池容量再次下降。更大的功率換更小的電池，似乎有些得不償失。

當(dāng)然，提升單電芯的充電效率也是個解決方向，但目前6C已經(jīng)是手機(jī)行業(yè)的頂級水準(zhǔn)，預(yù)計短期內(nèi)很難有更大的升級。

所以如果想要讓手機(jī)續(xù)航和充電得到徹底的解放，或許就得寄希望于幾年后的石墨烯電池了。

3、未來手機(jī)充電不僅是功率提升，充電方式也會發(fā)生改變

從將就用到夠用再到好用，手機(jī)充電正在發(fā)生著顯著的變化，用戶的使用成本也在逐漸降低。

百瓦級快充的到來將改變用戶使用手機(jī)的充電方式，比如以往給手機(jī)充電，可能需要晚上睡覺前就給手機(jī)充電，但現(xiàn)在只需要起床后插上電，洗漱完畢后手機(jī)就充滿電了。

但手機(jī)圈從來都是擅于變化的，手機(jī)屏幕向著全面屏發(fā)展就是一個非常好的例子。

對于充電而言，之前就曾有無孔化設(shè)計的概念，即取消手機(jī)數(shù)據(jù)接口，有線快充也就無從談起。

當(dāng)然，像智能手表手環(huán)一樣采用充電觸點設(shè)計也是個思路，但面對高功率充電是否還適用就需要技術(shù)去考證了。

無孔化設(shè)計的概念的真正意義，更好的防水防塵只是一個方面，更加無負(fù)擔(dān)的使用才是根本，比如無須插入數(shù)據(jù)線就可以給手機(jī)進(jìn)行充電，這就省去了晚上關(guān)燈后數(shù)據(jù)線接頭怎么都懟不準(zhǔn)手機(jī)接口的麻煩。

于手機(jī)充電而言，更加無負(fù)擔(dān)的操作就是放置即充、隨時隨充，而無線充電顯然符合這樣的使用訴求。

無線充電技術(shù)早就在手機(jī)上出現(xiàn)，但由于功率低、發(fā)熱嚴(yán)重等問題的存在讓其一直是個聊勝于無的角色。

但隨著無線充電功率的提升，其意義也就逐漸凸顯出來：目前主流的無線充電功率已經(jīng)達(dá)到了40W，前不久OPPO又發(fā)布了65W的AirVOOC無線充電，30分鐘即可充滿4000mAh電池。

當(dāng)前的無線充電做到了不用插拔數(shù)據(jù)線，放置即充，雖然簡化了充電方式，但固定位置的充電仍無法做到完全無負(fù)擔(dān)。

今年4月1日，OPPO“發(fā)布了”FreeVOOC隔空充電技術(shù)，可以遠(yuǎn)程為手機(jī)隨時充電。

與其說這是個愚人節(jié)玩笑，倒不如說這是OPPO對于手機(jī)充電技術(shù)未來的暢想，畢竟五年前我們也想不到，手機(jī)的有線快充功率能上百瓦。