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手机结构件

不能错过的快充技术科普(一)

   现代人几乎都已养成手机不离身的习惯,手机要负荷的工作这么多,可想而知耗电量一定超大,即使加大电池容量也不够用,多数人习惯到了一个定点就把手机接上充电器充电,很多人经常一整天都在外面无法为手机充电,这就造成经常遇到没电的情况。如何实现快速充电就成为了大家关注的问题,也是厂商要解决的问题。

  一般来说手机的电力耗尽,充满电的时间约在3小时以上,其实时间已经不算长了,但若是有急用的人就会觉得这段时间相当漫长,以前的解决方式是随身携带行动电源,在没电时直接接上充电即可;不过现在发展出快充技术,只需要30分钟就能充满一半以上的电量,大幅缩短充电时间。到底何谓快充技术?目前已有哪些快充技术?本篇文章将一一解析快充技术的原理及应用。

  认识手机电池

  在介绍快充技术之前,先来认识一下让手机能正常使用的「电池」,手机电池在众多的电池种类中属于可重复充放电的「锂离子电池」,也被称为「二次电池」,虽然一般人常将锂离子电池直接以「锂电池」称之,但实际上锂电池指的是不可重复充放电的一次性电池,两者的性质完全不同。

  锂电池(LithiumBattery)以锂金属或锂合金为负极材料并使用非水电解质溶液,由爱迪生所发明,之后人们利用不同的材料去制造出多种电池,也被广泛地应用在电子产品上。锂离子电池(Lithium-ionbattery)是靠锂离子在正负极之间的移动来进行充放电,放电时,锂离子离开负极进入正极而产生电流,充电时锂离子则反向移动,从正极进入负极还原成可以再度放电的状态。

  锂离子电池标示的意义

  符合安全标准的锂离子电池一定会在电池上有着清楚的资讯标示,所以使用者也得要对这些标示有基本的了解,才能看懂它们所要表达的意义。在电池上可能会出现的标示有:A(安培)是电流;V(伏特)是电压;W(瓦特)是电功率,由电压与电流的乘积而来;Wh(瓦时)是一个小时内电池可释放出的电量。电池的容量是以Ah(安培小时,简称安时)或mAh(毫安时)来表示,其中的h是时间,m代表缩小一千倍的单位,由于手机电池的容量很小,所以用mAh为单位,计算公式为mAh=mA(毫安培)xH(时间)。

  举例来说,一个标示2,000mAh的电池,电流为200mA,意思就是电池的使用时间约10小时,不过实际上电池有自放电损耗的因素存在,电池存放时间长就会影响使用时间,因此电池用尽的时间若少于标示时间属于正常现象。

不能错过的快充技术科普(一)

  ▲表面标示Lithium字样的电池为不可充电的锂电池,也就是所谓的一次性电池。

不能错过的快充技术科普(一)

  ▲以图示的电池来说,容量为2,900mAh,电压是3.85V,一个小时可释放出11.2Wh的电量。

不能错过的快充技术科普(一)

  ▲以这个电池来说,如果想知道它的Wh是多少,可透过公式Wh=VxmAh/1000来计算,因此得出7.2Vx1200mAh/1000=8.64Wh。

  手机电池的充电原理

  当手机要负担的工作增加,表示电池的消耗速度也会变快,本来充饱的电池可能出门一趟没多久的时间,电量就只剩下一半,虽然现在的手机电池容量愈做愈大,但还是难以抵挡消耗的速度,更别提要将大容量电池充满电所花费的时间也会成正比延长,急着出门却发现手机电池没充满的情况也相当常见,因此提升手机的充电速度便是最直接的方式。首先来简单说明电池的充电原理,一个电池在正常使用的状况下会耗损电力,这个过程称之为「放电」,放电到一定程度后就得透过充电器为手机「充电」来回复电力。

  电池充电的过程可分成三阶段:小电流充电(TrickleCharge,简称TC)、定电流充电(ConstantCurrent,简称CC)、定电压充电(ConstantVoltage,简称CV);因为充电器输出的电压比电池高,故电流会自高电压处流向低电压处,而当电池有过放电现象时,由于电压偏低,因此必须先用小电流充电至一定的电量后再进入定电流充电模式,这样会使电池的电压逐渐上升,升高至一定数值后则转换成定电压充电模式,此时的电流会慢慢变小,最后达到充饱电的状态。

  非技术性的快速充电技巧

  在快速充电技术尚未发展前,其实就可以透过一些小技巧来达到快速充电的效果,虽然跟真正的快速充电技术比起来根本微不足道,但对于有需要的人也算是不无小补。

  1.关机充电:手机在完全没有损耗电量的情况下能够加快电池充满的速度;

  2.关闭不必要的功能:关闭3G、Wi-Fi、GPS定位、蓝牙等功能,或是禁止一些非必要的耗电程式自动运作,就能节省充电时间;

  3.避免在高温环境下充电:由于热度会降低电池的效能,因此最好在室温状态下进行充电。

  锂离子电池的充电迷思

  Q:第一次使用的新电池要充电8?12小时后才可以使用?

  A:早期的镍镉电池和镍氢电池的确需要充电8?12小时后再使用,不过现在的锂离子电池则完全无此必要,就算要把电池充满也只需花费约4小时左右的时间,而电池出厂时都已带有些许电量,若想把这些电量用至一定程度再进行充电亦可。

  Q:电池必须用到完全没电才可以充电?

  A:之所以有这样的认知是来自于镍镉电池和镍氢电池,这两种充电电池在电力尚未完全用完就进行充电时会产生「记忆效应」,使电池的容量暂时减少,连带缩短使用时间,因此这两种电池必须先经过放电才能再次充电。但锂离子电池没有记忆效应的问题,任何时候都可以充电,若过度放电反而会对电池造成损害,缩短电池寿命。

  Q:电池充满后继续充电会对电池造成损害?

  A:当手机充完电后继续接着充电器,此时的手机是经由电源直接供电,减少了电池的充电次数反而有利于延长电池寿命,但如果是接着电源玩游戏、讲电话,就有可能会因此导致手机过热而对电池造成影响。

不能错过的快充技术科普(二)

  ▲iPhone在电量低于20%时,会跳出视窗提醒使用者该充电了,因为电量过低会损害手机电池。
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