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    全面解析快充技術的原理及應用

    鉅大LARGE  |  點擊量:1594次  |  2019年09月08日  

    現代人幾乎都已養成手機不離身的習慣,手機要負荷的工作這么多,可想而知耗電量一定超大,即使加大電池容量也不夠用,多數人習慣到了一個定點就把手機接上充電器充電,很多人經常一整天都在外面無法為手機充電,這就造成經常遇到沒電的情況。如何實現快速充電就成為了大家關注的問題,也是廠商要解決的問題。


    一般來說手機的電力耗盡,充滿電的時間約在3小時以上,其實時間已經不算長了,但若是有急用的人就會覺得這段時間相當漫長,以前的解決方式是隨身攜帶行動電源,在沒電時直接接上充電即可;不過現在發展出快充技術,只需要30分鐘就能充滿一半以上的電量,大幅縮短充電時間。到底何謂快充技術?目前已有哪些快充技術?本篇文章將一一解析快充技術的原理及應用。


    認識手機電池


    在介紹快充技術之前,先來認識一下讓手機能正常使用的“電池,手機電池在眾多的電池種類中屬于可重復充放電的“鋰離子電池,也被稱為“二次電池,雖然一般人常將鋰離子電池直接以“鋰電池稱之,但實際上鋰電池指的是不可重復充放電的一次性電池,兩者的性質完全不同。


    鋰電池(LithiumBattery)以鋰金屬或鋰合金為負極材料并使用非水電解質溶液,由愛迪生所發明,之后人們利用不同的材料去制造出多種電池,也被廣泛地應用在電子產品上。鋰離子電池(Lithium-ionbattery)是靠鋰離子在正負極之間的移動來進行充放電,放電時,鋰離子離開負極進入正極而產生電流,充電時鋰離子則反向移動,從正極進入負極還原成可以再度放電的狀態。


    鋰離子電池標示的意義


    符合安全標準的鋰離子電池一定會在電池上有著清楚的資訊標示,所以使用者也得要對這些標示有基本的了解,才能看懂它們所要表達的意義。在電池上可能會出現的標示有:A(安培)是電流;V(伏特)是電壓;W(瓦特)是電功率,由電壓與電流的乘積而來;Wh(瓦時)是一個小時內電池可釋放出的電量。電池的容量是以Ah(安培小時,簡稱安時)或mAh(毫安時)來表示,其中的h是時間,m代表縮小一千倍的單位,由于手機電池的容量很小,所以用mAh為單位,計算公式為mAh=mA(毫安培)xH(時間)。


    舉例來說,一個標示2,000mAh的電池,電流為200mA,意思就是電池的使用時間約10小時,不過實際上電池有自放電損耗的因素存在,電池存放時間長就會影響使用時間,因此電池用盡的時間若少于標示時間屬于正常現象。


    ▲表面標示Lithium字樣的電池為不可充電的鋰電池,也就是所謂的一次性電池。


    ▲以圖示的電池來說,容量為2,900mAh,電壓是3.85V,一個小時可釋放出11.2Wh的電量。


    ▲以這個電池來說,如果想知道它的Wh是多少,可透過公式Wh=VxmAh/1000來計算,因此得出7.2Vx1200mAh/1000=8.64Wh。


    手機電池的充電原理


    當手機要負擔的工作增加,表示電池的消耗速度也會變快,本來充飽的電池可能出門一趟沒多久的時間,電量就只剩下一半,雖然現在的手機電池容量愈做愈大,但還是難以抵擋消耗的速度,更別提要將大容量電池充滿電所花費的時間也會成正比延長,急著出門卻發現手機電池沒充滿的情況也相當常見,因此提升手機的充電速度便是最直接的方式。首先來簡單說明電池的充電原理,一個電池在正常使用的狀況下會耗損電力,這個過程稱之為“放電,放電到一定程度后就得透過充電器為手機“充電來回復電力。


    電池充電的過程可分成三階段:小電流充電(TrickleCharge,簡稱TC)、定電流充電(ConstantCurrent,簡稱CC)、定電壓充電(ConstantVoltage,簡稱CV);因為充電器輸出的電壓比電池高,故電流會自高電壓處流向低電壓處,而當電池有過放電現象時,由于電壓偏低,因此必須先用小電流充電至一定的電量后再進入定電流充電模式,這樣會使電池的電壓逐漸上升,升高至一定數值后則轉換成定電壓充電模式,此時的電流會慢慢變小,最后達到充飽電的狀態。


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