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智能手機電池容量無法得到顛覆性突破的情況下,快充技術成為解決消費者應用痛點的迂回之策。
在過去短短幾年,三星在旗下產品線都采用了“快充”(Quick Charge)——這是由高通開發的一項技術,利用專有的芯片、電路和軟件,這項技術可與特有充電器協同工作,以加快充電速度。
除了三星,包括華為、oppo、vivo等國內外主流3C企業都在積極布局快充技術,并成為其市場營銷的最大賣點之一。
盡管該技術讓快速充電成為現實——比傳統方式速度快40分鐘以上——但也在不斷挑戰電池技術的材料和設計的物理極限,同時也在間接威脅著電池的使用安全和壽命。
近期,三星Note7手機爆炸事件不斷發酵,引發大眾對手機安全問題的又一次大討論,這其中就有質疑稱,三星手機爆炸與其采用的快充技術有一定的關聯。
拆解網站iFixit創始人凱爾·韋恩斯(Kyle Wiens)表示:“快充技術將盡可能多的電量塞進了電池里,你越是不斷推動它的極限,潛在的安全問題就越多。”
美國康奈爾大學材料科學家林登同樣認為,過度榨取電池的極限潛能將會對于電池導致其發生事故的概率不斷上升。
快充技術是否與電池安全事故存在直接聯系,其背后隱藏著怎樣的秘密,高工鋰電網對此進行了多方調研走訪,從快充的實現方式、市場應用現狀、可能存在的風險等問題進行深度解析。
興起原因
總的來說,國內手機鋰電池快充技術興起的原因主要有:一是消費者需求市場的倒逼,對續航里程提出更高要求有關;二是手機行業內的競爭結果。
近十年,手機硬件以飛快的速度發展,CPU從當年的低頻單核CPU,到現在的高頻四核、高頻八核、甚至達到了十核,但是伴隨著性能飛速提升的同時,續航能力越來越成為智能手機的瓶頸。
相比于飛速發展的手機硬件,電池技術在這么多年基本處于原地踏步狀態,在電量不夠用的情況下,如何“出奇制勝”成為企業突圍的關鍵。
這個時候廠商們想出了一個新招:使用快充技術。使用快充技術后,只需要十幾分鐘的充電過程就可以達到普通充電一小時左右的程度,大大提升了充電效率,也利于用戶利用零碎時間給手機充電。
ATL一位資深工程師表示:“畢竟在同等時間下,如果我的手機電池能夠快速充滿,這對消費者來說有很大吸引力。”
此外,對于手機制造商來說,可持續的省電方案是其一直以來的關注點。快充作為這個省電方案的一環,能夠與CPU等運行處理器相互協同,組成一個綜合性解決方案,這已然成為整個手機行業的發展趨勢。
起底快充
可以說,快充是需求與供應端相互作用的結果。那么,快充到底是通過什么技術手段實現的呢?目前國內都有哪些企業在布局?
快速充電是一個相對籠統的概念,它有著三種不同的實現形式:(1)電壓不變,提高電流;(2)電流不變,提升電壓;(3)電壓、電流均提高。
目前真正產業化的快充技術其實只有兩種:一種是VOOC閃沖技術,一種是高通的Quick Charge 2.0技術。這兩種技術都需要“充電器與手機”相結合才能實現,缺一就會影響效果。
高工鋰電網獲悉,包括ATL、東莞邁科、天勁、珠海光宇、維科等企業都在做鋰電池快充的研發或生產。其中,大部分電芯廠是通過增大電流的方式來實現快充,在材料選擇上,一般會通過高倍率的負極材料來實現。
值得注意的是,廣東天勁新能源科技股份有限公司營銷總監葉茂指出,手機快充問題與電流大小、手機保護線路、充電器等其他因素有關,不僅僅是電池自身技術的“單打獨斗”。
便捷背后的影響
不斷挑戰電池技術的材料和設計的物理極限,同時也在間接威脅著電池的使用安全和壽命。
快充給鋰電池帶來的最直接影響就是發熱,業內人士認為,做好熱管理是實現快充的基本要求。還會削減能量密度、電池使用壽命。
近期,三星Note7手機爆炸事件不斷發酵,對此,有質疑稱,其爆炸與其采用的快充技術有一定的關聯。
但高工鋰電網從多位技術人士處了解到,快充與電池爆炸并不存在必然的聯系。
從手機鋰電池爆炸的原因來看,主要有:一是鋰電池本身存在缺陷,使用過程中導致短路爆炸,譬如熱管理控制技術不好;二是濫用手機電池,破壞電池,導致電池短路。
快充所帶來的發熱問題是否就直接或一定會帶來電池的爆炸?廣東東莞邁科科技有限公司總工程師張新河認為,兩者沒有必然的關系,做好電池的熱管理也是快充技術的一部分,而且能否解決散熱決定著快充技術的好壞。
也就是說,快充技術應用在鋰電池時,已經匹配解決發熱“副作用”的設計。高工產研鋰電研究所(GGII)分析師認為,快充引起電池發熱,主要還是會影響電池的使用壽命。
快充是一個系統的綜合工程,既要材料配合,電池結構設計也相應要改變,還需匹配大功率充電器,并不是所有的電池都適合快充。
除了發熱、影響電池壽命,還有業內人士認為,快充是一次市場的迎合,一種企業營銷的“賣點”,選擇高倍率負極材料后,其克容量比較低,壓實密度就做不高,最終犧牲的是能量密度。
總之,快充在手機鋰電池的應用上是一次時代的應用創新,而其所帶來的“副作用”是為了換取“速度充電”的妥協。