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华为P10也鼓吹的“快速充电” 向消费者隐瞒了多少真相

2017-02-27 16:21:11

2月26日,华为在西班牙巴塞罗那召开发布会,正式发布了旗下的新机P10以及P10 Plus。

从P6的初露锋芒到如今的依然在品牌上树立旗帜的P10,华为是国内为数不多的几家在品牌建设上取得成功,并使自家手机获得品牌认同和品牌溢价的厂商。关于P10的具体特性,华为的发布会和宣传资料中已经有详细的介绍,相信P10会是一款在商业上取得成功的手机。

在宣传资料中,华为和众多手机厂商一样,也将快速充电作为自家手机的亮点之一,近年来,手机厂商纷纷将快速充电作为宣传的亮点之一,“充电5分钟,通话两小时”更是成为某手机品牌的广告宣传,但快速充电这个概念,却一直缺少充分的说明和澄清。

越来越多手机厂商开始鼓吹快速充电

随着智能手机越来越同质化,越来越多的手机厂商将快速充电作为差异化竞争的杀手锏,IC设计厂商和手机厂商纷纷推出了各自的快速充电解决方案,在MWC 2016上,OPPO亮出了一项被一些媒体誉为“黑科技”的VOOC超级闪充,其最大的特点是:15分钟能充满一部电池容量为2500mAh的手机。

华为旗舰机Mate9也将快速充电作为自己的亮点,其宣传资料中更是宣称:改写“续航”定义。宣传其Super Charge动态充电电压超级快充技术,可以实现充电电压可在3.5-5V之间动态调节,输出电流最高能达到5A。华为Mate 9只要30分钟就可充满58%,充电速度比华为Mate 8提升50%。

在一次360奇酷手机发布会上,周鸿祎提到了奇酷手机的十大“黑科技”。其中就有涡轮闪充技术。360奇酷手机的这一闪充技术可以做到充电10分钟,通话4小时。而在媒体的报道中更有“360手机N4将采用最新的快充技术,并且能够做到1小时充满”的宣传。

魅族在几天前宣布参加MWC2017,在海报上显示会亮相一款新产品“比快更快”的快充技术,充电速度将比华为Mate 9快2.2倍。

小米的宣传资料里也宣称:小米5采用了高通QC3.0快充技术,充电10分钟,微信4小时……手机没电不必焦虑,用补妆的时间充上电,就能再聊4小时微信,看上2部电影。

而最近关于华为P10的媒体报道中也表示,P10系列在满电量情况下重度使用能用1.3天,同时手机搭配了超级快充,30分钟可充电50%,使用一整天。

可以说,快速充电已然成为众多手机厂商追捧的对象,那么,形形色色的快速充电方案背后的原理究竟是什么?又会对手机造成怎样的影响呢?

手机快速充电的实质是提升充电功率

虽然众多厂商纷纷提出了各自的快速充电方案,比如高通的Quick Charge,华为的Fast Charger Protocol、SuperCharge,步步高的VOOC闪充技术等。但这些快速充电解决方案其实可以分为两大类,提升充电电压或提升充电电流。

举例来说,普通充电器充电时电压和电流分别为5V、1A-2A,充电功率一般为5W-10W。高通通过调整充电器的输出电压和电流,使电压和电流可以达到9V、2A或12V、1.67A的水平,使充电功率达到18W,以提升电压的方式实现了快速充电。华为和步步高的做法其实是类似的,都采取提升充电电流的做法,虽然电压依然是5V,但将电流提升到4A-5A,使充电功率高达20W-25W,从而实现各自手机广告宣传中的快速充电。

采取增大电压或增大电流快速充电的做法,确实也要做一些技术改造,比如,普通手机的microUSB只能够承受2A的电流,为了实现4A-5A电流的快速充电,就必须对充电借口和电路板线路都要进行改造,但这种小改造的技术含金量相对有限,并没有一些厂商所宣扬的那么神奇。

目前,在厂商的宣传中,原理非常简单的提升电压或电流增加功率的做法,却被厂商起的英文名或中文+英文的名字精心包装,把部分消费者忽悠到一愣一愣的。增加充电功率实现快速充电的简单做法在各种宣传包装下,使一些不明所以的消费者觉得快速充电俨然成为了黑科技……

厂商在将快速充电作为宣传亮点,却对获得快速充电的特性而付出的代价闭口不谈。其实,无论是提升电压还是提升电流,两种快速充电方式都有一定弊端。

快速充电与长续航不可兼得

目前,搭载锂电池的智能手机最饱受诟病的就是续航有限,一天一充、一天两充非常影响用户体验,然而目前各大厂的手机越做越薄,那么在体积有限的情况下,如何使手机续航尽可能的长呢?

那就是选用能量密度较高的锂离子电池,也正是因此,在安全性上存在瑕疵,但拥有比较高能量密度的钴酸锂电池获得了市场的青睐。不过,受限于技术,锂离子电池的能量密度是有天花板的,比如NCA18650电池大约是200+Wh/kg,在不改变正极和负极材料的情况下,这已经是目前技术的极限了。

然而,能量密度和功率密度是不可兼得的——为了获得更高的功率密度(功率密度指的是单位重量的电池充放电的速率,一般用最大的功率除以电池系统的重量,单位为W/kg),就必须用更多导电剂;要获得更高的能量密度,就必须用更多的活性物质。而手机搭载的锂离子电池的空间是有限的,这就会导致导电剂用的多,自然减少了活性物质的用量,进而获得功率密度较高,但能量密度较低的电池。反之,则可以获得能量密度较高,但功率密度较低的电池。

将功率密度做高,最简单的思路就是采用薄电极并多加导电剂,但这会导致能量密度的损失。采用新材料也是一个选择,比如选用钛酸锂材料作为负极,钛酸锂材料具有结构稳定、安全的优点,搭配磷酸铁锂正极材料,可以获得具有较高功率密度的锂离子电池,不过这却以损失能量密度为代价,而且由于钛的价格不菲,这种电池的性价比相对有限。

总之,以现在的技术而言,要想同时实现高功率密度和高能量密度,本身就是不现实的,这也是很多强调快速充电的厂商,往往对电池的能量密度三缄其口的原因。

向消费者隐瞒的真相

之前提到了,能量密度和功率密度不可兼得,电池厂商所做的仅仅是做少许优化,并寻找一个平衡点,实现能量密度、功率密度、安全、寿命和成本平衡,而手机厂商则根据电池的特性制定自己的快速充电方案。实事求是的说,现在手机厂商所宣传的快速充电,其实质都是以锂离子电池的能量密度、安全、寿命或成本为代价的。

如果能在能量密度、功率密度、安全、寿命和成本等方面全部实现革命性突破,那才是真正的黑科技。

另外,无论是提升电压还是提升电流,两种快速充电方式都有一定弊端。也许是为了降低成本,也许是出于其他一些因素的考虑,很多智能手机都没有搭载库仑计。什么是库仑计呢?库仑是电量单位,1库仑=1安培·秒,库仑计则是用来测定电量。

由于智能手机没有搭载库仑计,这就导致在检测电池电量的过程中,大多采用测量电压的方式测定充电和放电程度,这会导致电池的电量显示实际上只是一个电池实时电压的换算关系,而并非真实充入电池中的电量。

在此情形下,如果采用提高电压的方式快速充电,虽然表明上看起来由于较高的充电电压而显示出较高的手机电量,但实际上,能充入多少电能一方面取决于充电功率,另一方面也取决于电池内的化学扩散反应速率,因为充电本质上是把电能转变为电池的化学能,如果化学扩散反应跟不上,虽然手机表面上显示出有较高的电量,但实际上并没有冲进那么多电能。而且相对较高的电压充电还会带来一定安全风险。

采用大电流充电方式也存在一些副作用。根据焦耳定律,电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。一旦电流倍增,由于充电线、手机电路、电池都存在一定电阻,就会使电流通过手机电路板、充电线和电池产生的热量呈几何倍数增加,不仅会增大电源管理单元、电路板被烧坏的概率,还有一定概率使电池材料发生分解等一系列安全问题。

正是因此,电池厂商往往出于安全和经久耐用方面的考虑,专门设计电路卡死了充电电流的上限,本质上就是限制大电流充电——因为这种做法不仅具有一定风险,还会损害电池寿命。

因此,对于快速充电,应该辩证的来看,不宜过度追捧,“充电5分钟,通话两小时”确实能方便人民的生活,但一些厂商通过这种宣传赢得消费者青睐攫取巨额利益的同时,对快速充电的优点大书特书,对付出的代价顾左右而言他,这显然不是真诚的态度。

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来源:观察者网 | 责任编辑:孙武
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