從OPPO超級(jí)閃充了解手機(jī)充電與電池技術(shù) - 全文

　　MWC上OPPO展示的“Super VOOC超級(jí)閃充”功能，一段在10分鐘左右時(shí)間就把2500mAh容量電池的手機(jī)從5%充到100%的視頻讓很多人大呼黑科技。未來(lái)手機(jī)若能夠如此快捷地補(bǔ)充電量的確很實(shí)用，如果手機(jī)電池本身儲(chǔ)能高那就更好了。借著這個(gè)機(jī)會(huì)，今天就讓我們一同來(lái)聊聊手機(jī)快充和電池技術(shù)的那些事兒。

　　先來(lái)了解下鋰電池手機(jī)完整充電的三個(gè)階段：恒流預(yù)充電、大電流恒流充電和恒壓充電。手機(jī)電量耗光之后電壓降低，當(dāng)?shù)陀谝欢〝?shù)值時(shí)充電器會(huì)使用比較低的電流對(duì)鋰電池進(jìn)行預(yù)充電。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，鋰電池電壓高于預(yù)定數(shù)值后，就進(jìn)入第二個(gè)階段大電流恒流充電，此時(shí)適當(dāng)提高電流可以加快充電速度，具體過(guò)程可以參考下圖。

　　明確了上面兩個(gè)過(guò)程就不難理解OPPO閃充技術(shù)的兩個(gè)核心要點(diǎn)：一是分段充電電流控制，另外一個(gè)是充電線纜和電池的多線路設(shè)置。從關(guān)于超級(jí)閃充介紹中的一句話可以證實(shí)這個(gè)猜測(cè)：“本次OPPO創(chuàng)新研發(fā)的低壓脈沖算法配合OPPO獨(dú)家定制的超級(jí)電池，能對(duì)充電電流進(jìn)行嚴(yán)格的調(diào)控”，相信這里所說(shuō)的“低壓脈沖算法”指的就是分段充電電流控制，而所謂“超級(jí)電池”則是電池的多線路設(shè)置技術(shù)。

　　在初中物理中我們學(xué)過(guò)“并聯(lián)分流”，雖然提高電流可以減少充電時(shí)間，但電流過(guò)大容易使系統(tǒng)過(guò)熱，這時(shí)候多電池并聯(lián)分流（OPPO快充的電池觸點(diǎn)要比普通電池多幾個(gè)）就可以有效解決這個(gè)問(wèn)題。而減少線纜的電阻值也可以減少發(fā)熱，所以我們看到OPPO在現(xiàn)場(chǎng)演示的超級(jí)快充的充電線纜幾乎和筆記本電腦充電線相同粗細(xì)。

　　了解了上面這些知識(shí)，相信大家已經(jīng)明白在15分鐘將手機(jī)充滿的超級(jí)閃充是怎樣工作的了，最起碼這項(xiàng)功能并未超過(guò)現(xiàn)有的科技認(rèn)知，只是OPPO在電池和算法上技高一籌。

　　OPPO超級(jí)閃充、VOOC閃充、普通充電速度對(duì)比

　　仔細(xì)觀看這段快充視頻可以發(fā)現(xiàn)，測(cè)試的手機(jī)是從電量5%開始充電，充到100%用了10分鐘左右時(shí)間，而官方宣傳中說(shuō)的是15分鐘可以充滿。所以筆者猜測(cè)，其實(shí)最初的5%電量是恒流預(yù)充電的階段，相對(duì)來(lái)說(shuō)耗時(shí)也會(huì)比較久的。

　　目前的快速充電方法不僅只有OPPO的VOOC閃充，高通的QuickCharge技術(shù)也可以達(dá)到快速充電的目的，只是原理不同，在這里就不過(guò)多贅述。

　　停滯不前 電池技術(shù)瓶頸難破

　　聊過(guò)了快充，再來(lái)說(shuō)說(shuō)電池技術(shù)。手機(jī)屏幕越做越大、分辨率越來(lái)越高、CPU性能越來(lái)越強(qiáng)的時(shí)候，近乎停滯不前的電池技術(shù)就成了延長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間的最大瓶頸。如我們所知，目前手機(jī)要想做到長(zhǎng)時(shí)間續(xù)航，硬件層面基本只有增加電池容量這一個(gè)有效辦法。看過(guò)iPad Pro、Macbook拆解便不難發(fā)現(xiàn)，如今的芯片主板越做越小，但是電池的尺寸卻很難壓縮，外殼下面大量的空間都留給了一塊乃至多塊電池。多方查閱資料之后筆者總結(jié)出了一個(gè)普遍的看法：短時(shí)間內(nèi)手機(jī)電池技術(shù)基本不會(huì)有革命性的突破。

　　我們要明確一件事情：理論研究和實(shí)際應(yīng)用是兩碼事，所以暫時(shí)還是不要考慮微型核電池、氫氧燃料電池會(huì)在手機(jī)上得到普及了。

　　目前科研人員所能做的，無(wú)非是測(cè)試已有的材料和考證可能合成出來(lái)（還不一定成功）的材料適合做手機(jī)電池的可能性有多大。腦補(bǔ)一下，一張只有一百多個(gè)成員的元素周期表擺在我們面前，刨除上面一票從原理上根本行不通的物質(zhì)，再去掉沒(méi)法用物理化學(xué)方法“捏”到一起的物質(zhì)，再去掉科學(xué)家已經(jīng)反復(fù)測(cè)試驗(yàn)證失敗的物質(zhì)，我們還可以選擇的并不多了。

　　雖然高中、大學(xué)學(xué)到的化學(xué)知識(shí)基本已經(jīng)還給了老師，但電池技術(shù)主要依賴的氧化還原反應(yīng)還是很好理解的。正、負(fù)極材料和電解液材料需要反復(fù)測(cè)試，和在紙上寫出完美的反應(yīng)方程式不同，一個(gè)成型的技術(shù)不僅要原理成立，還要有合理配比的方案。在大學(xué)待過(guò)四年化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的筆者表示，沒(méi)有任何捷徑可言，只能反復(fù)測(cè)試修改再測(cè)試再修改。運(yùn)氣好的話幾年之后可以拿出一套量產(chǎn)方案，運(yùn)氣不好的話科研經(jīng)費(fèi)全都打了水漂才發(fā)現(xiàn)當(dāng)初的研發(fā)方向就是錯(cuò)的。（想當(dāng)年做畢設(shè)實(shí)驗(yàn)反復(fù)失敗了好幾個(gè)月我會(huì)亂說(shuō)？）

　　退一萬(wàn)步說(shuō)，即使有一隊(duì)科學(xué)家用了十年時(shí)間找到全新材料制作電池，使電池儲(chǔ)能翻了幾番，也不一定就會(huì)商用。為什么？成本不一定能夠被接受。在工業(yè)生產(chǎn)上，更廉價(jià)易得的原料往往更受歡迎，哪怕性能方面差那么一丟丟。當(dāng)我們把廉價(jià)易得的原料測(cè)試一圈之后，轉(zhuǎn)而把目光投向量少價(jià)高的材料，有可能研究會(huì)有突破，但相信沒(méi)人愿意因?yàn)榘嘿F的電池為手機(jī)買單。

　　筆者一直深信，電池技術(shù)的革新會(huì)引發(fā)手機(jī)乃至整個(gè)電子產(chǎn)品行業(yè)的變革，但我們?nèi)孕枰托牡却欢螘r(shí)間。所以，現(xiàn)在回過(guò)頭來(lái)再看之前提到的這些“快充”、“閃充”技術(shù)，是不是變得更有分量了呢？作為電池技術(shù)發(fā)展緩慢時(shí)期的折中方案，使用快充技術(shù)還是很有必要的，而當(dāng)電池技術(shù)有了突破再配合已經(jīng)成熟的快充技術(shù)，前途將是一片光明。