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手機電池容量的一些基礎知識

手機電池容量的一些基礎知識

電池的容量機關,較大的一般使用Ah表示,較小的一般使用mAh表示。相同電壓的電池可以通過Ah或者mAh比較容量的大小,不同電壓的電池就無法直接使用mAh或者Ah直接比較容量大小了。

安時是表示電池容量常用的機關,簡單了解比如1Ah的電池,表示在1A放電電流可以使用1小時。 常見的使用安時表示容量的電池,比如鉛酸蓄電池12V10aH,18650锂電池3.7V2600mAh等等。當電池的電壓相同時,可以通過Ah數比較容量的大小,比如同樣為3.7V的锂電池,無論是聚合物或者锂離子的電池。

如果是不同電壓等級的電池,比如鉛酸和锂電池,或者同樣為锂電池,聚合物與磷酸鐵锂,這之間比較容量就無法直接使用mAh或者Ah比較了,就需要把容量換算成Wh來比較。因為Ah這個機關中是安培與小時,而Wh這個機關是瓦特小時,這裡面既包含了電流,也包含了電壓與時間,這樣在不同電壓等級的電池間比較容量時,就可以直接使用Wh來比較了。

不同電池的工作電壓多數是不一樣的 ,是以在某些電池上的毫安時(mAh)旁邊還會有一個以瓦時(Wh)為機關的數字。如,華為P30 Pro内部電池容量辨別,有4100mAh和15.66Wh兩個機關,如下圖所示。

手機電池容量的一些基礎知識

關于快充

手機内置锂電池的工作電壓多在3.3V~4.2V之間(電壓會随電量的消耗而逐漸降低),而锂電池安全充電時的輸入電壓上限約4.5V(太高會産生過充導緻電池報廢)。

同時,锂電池對充電電流(機關為mA)也存在限制,近些年手機領域的锂電池視設計和品質差異,其充電電流普遍會被控制到0.5倍~1.5倍的電池放電電流,如果是1倍就代表1C的充電倍率(充/放電電流大小的比率),1.5倍就是1.5C的充電倍率。

假設一款手機内置了1.5C充電倍率的4000mAh電池,充電時電池的輸入電流最多為4000mAh×1.5C=6A,再用它乘以之前提到的最大輸入安全電壓4.5V,最終得到的就是它所支援的最大充電功率,6A×4.5V=27W。

在現實中,當電源插座内的交流電通過充電器和資料線,輸入到手機内部的電池途中,還會被降壓、轉換電路和内阻消耗部分能量,而這些能量則會以熱量的形式表現出來。換句話說,27W也隻是普通锂電池可以承受的“理論充電功率”,為了避免安全隐患(發熱過高),手機實際的充電功率隻會更低。

提高充電速度的方法有兩個大方向:一是提高電壓,二是提高電流。 提高電壓會增大充電過程中的發熱量,加速電池老化并可能帶來安全隐患,是以實際效果不佳。相比之下,提高電流則較為現實。VOOC閃充技術采用低電壓高電流模式,保證了充電過程中的安全性。

得益于陣列式極耳結構(MTW)技術,如今手機電芯可以輕松獲得5倍~6倍的充電倍率(充/放電電流大小的比率),以2000mAh電芯為例,它們的充電倍率就是12A÷2000mAh=6C(對應120W左右)和10A÷2000mAh=5C(對應100W左右)。是以,你會發現所有支援100W以上充電功率的閃充技術都會主打武裝“6C”電池。

以華為主打的40W SuperCharge快充技術為例,其背後的秘密就是電荷泵。原裝充電器支援10V/4A(40W)輸出,當10V的輸出電壓和4A的輸出電流通過USB Type-C接口送進手機後,手機内部的電荷泵就開始工作了,它能将電芯的充電電壓降到5V,同時還将充電電流從4A提升到8A,最終在手機内部營造出了一個5V/8A低壓大電流的充電環境。

手機電池容量的一些基礎知識

某款手機支援40W快充,而在其充電頭上,電源輸出支援:5V/2A、9V/2A和10V/4A這三種規格。那麼,充電線中的2根資料線在充電時會進行溝通,選擇最合适的功率給手機充電.快充技術并不單純的是充電頭和充電線的比對,還要與手機的電源管理晶片去比對. 相比普通充電線,快充對充電頭和充電線的要求都比較高。它倆是相輔相成的關系。

目前還沒有弄清楚的問題

電池的工作電流應該不是固定的,不然手機的使用時間就容易估算出來了.

目前看電壓大約是5V以下,而對應的電流為12A,則大約為60W,蘋果手機之前一直是5V1A,也就隻是5W,難怪大家诟病.

目前手上的一加7充電速度是:(5V/4A閃充)也就是20W,相關參數,但個人感覺已經挺快的了.

參考文獻

硬核科普!65W和120W快充為啥必須使用雙電芯設計?

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