起底手机快充技术 警惕榨取电池极限背后风险
10/24/2016 作者: 来源:

智能手机电池容量无法得到颠覆性突破的情况下,快充技术成为解决消费者应用痛点的迂回之策。

  在过去短短几年,三星在旗下产品线都采用了“快充”(Quick Charge)——这是由高通开发的一项技术,利用专有的芯片、电路和软件,这项技术可与特有充电器协同工作,以加快充电速度。

  除了三星,包括华为、oppovivo等国内外主流3C企业都在积极布局快充技术,并成为其市场营销的最大卖点之一。

  尽管该技术让快速充电成为现实——比传统方式速度快40分钟以上——但也在不断挑战电池技术的材料和设计的物理极限,同时也在间接威胁着电池的使用安全和寿命。

  近期,三星Note7手机爆炸事件不断发酵,引发大众对手机安全问题的又一次大讨论,这其中就有质疑称,三星手机爆炸与其采用的快充技术有一定的关联。

  拆解网站iFixit创始人凯尔·韦恩斯(Kyle Wiens)表示:“快充技术将尽可能多的电量塞进了电池里,你越是不断推动它的极限,潜在的安全问题就越多。”

  美国康奈尔大学材料科学家林登同样认为,过度榨取电池的极限潜能将会对于电池导致其发生事故的概率不断上升。

  快充技术是否与电池安全事故存在直接联系,其背后隐藏着怎样的秘密,高工锂电网对此进行了多方调研走访,从快充的实现方式、市场应用现状、可能存在的风险等问题进行深度解析。

  兴起原因

  总的来说,国内手机锂电池快充技术兴起的原因主要有:一是消费者需求市场的倒逼,对续航里程提出更高要求有关;二是手机行业内的竞争结果。

  近十年,手机硬件以飞快的速度发展,CPU从当年的低频单核CPU,到现在的高频四核、高频八核、甚至达到了十核,但是伴随着性能飞速提升的同时,续航能力越来越成为智能手机的瓶颈。

  相比于飞速发展的手机硬件,电池技术在这么多年基本处于原地踏步状态,在电量不够用的情况下,如何“出奇制胜”成为企业突围的关键。

  这个时候厂商们想出了一个新招:使用快充技术。使用快充技术后,只需要十几分钟的充电过程就可以达到普通充电一小时左右的程度,大大提升了充电效率,也利于用户利用零碎时间给手机充电。

  ATL一位资深工程师表示:“毕竟在同等时间下,如果我的手机电池能够快速充满,这对消费者来说有很大吸引力。”

  此外,对于手机制造商来说,可持续的省电方案是其一直以来的关注点。快充作为这个省电方案的一环,能够与CPU等运行处理器相互协同,组成一个综合性解决方案,这已然成为整个手机行业的发展趋势。

  起底快充

  可以说,快充是需求与供应端相互作用的结果。那么,快充到底是通过什么技术手段实现的呢?目前国内都有哪些企业在布局?

  快速充电是一个相对笼统的概念,它有着三种不同的实现形式:(1)电压不变,提高电流;(2)电流不变,提升电压;(3)电压、电流均提高。

  目前真正产业化的快充技术其实只有两种:一种是VOOC闪冲技术,一种是高通的Quick Charge 2.0技术。这两种技术都需要“充电器与手机”相结合才能实现,缺一就会影响效果。

  高工锂电网获悉,包括ATL、东莞迈科、天劲、珠海光宇、维科等企业都在做锂电池快充的研发或生产。其中,大部分电芯厂是通过增大电流的方式来实现快充,在材料选择上,一般会通过高倍率的负极材料来实现。

  值得注意的是,广东天劲新能源科技股份有限公司营销总监叶茂指出,手机快充问题与电流大小、手机保护线路、充电器等其他因素有关,不仅仅是电池自身技术的“单打独斗”。

  便捷背后的影响

  不断挑战电池技术的材料和设计的物理极限,同时也在间接威胁着电池的使用安全和寿命。

  快充给锂电池带来的最直接影响就是发热,业内人士认为,做好热管理是实现快充的基本要求。还会削减能量密度、电池使用寿命。

  近期,三星Note7手机爆炸事件不断发酵,对此,有质疑称,其爆炸与其采用的快充技术有一定的关联。

  但高工锂电网从多位技术人士处了解到,快充与电池爆炸并不存在必然的联系。

  从手机锂电池爆炸的原因来看,主要有:一是锂电池本身存在缺陷,使用过程中导致短路爆炸,譬如热管理控制技术不好;二是滥用手机电池,破坏电池,导致电池短路。

  快充所带来的发热问题是否就直接或一定会带来电池的爆炸?广东东莞迈科科技有限公司总工程师张新河认为,两者没有必然的关系,做好电池的热管理也是快充技术的一部分,而且能否解决散热决定着快充技术的好坏。

  也就是说,快充技术应用在锂电池时,已经匹配解决发热“副作用”的设计。高工产研锂电研究所(GGII)分析师认为,快充引起电池发热,主要还是会影响电池的使用寿命。

  快充是一个系统的综合工程,既要材料配合,电池结构设计也相应要改变,还需匹配大功率充电器,并不是所有的电池都适合快充。

  除了发热、影响电池寿命,还有业内人士认为,快充是一次市场的迎合,一种企业营销的“卖点”,选择高倍率负极材料后,其克容量比较低,压实密度就做不高,最终牺牲的是能量密度。

  总之,快充在手机锂电池的应用上是一次时代的应用创新,而其所带来的“副作用”是为了换取“速度充电”的妥协。