充電電池引發(fā)的思考 高效充電還是優(yōu)質(zhì)體驗(yàn)？

　　最近有一篇名為《“無負(fù)極電池”問世，或?qū)㈩嵏搽妱?dòng)車和手機(jī)電池》的文章在網(wǎng)絡(luò)上廣泛流傳，這就是一個(gè)帶有顛覆性的信息。萬物負(fù)陰而抱陽，作為一個(gè)電池，沒有負(fù)極，哪里來的陽極呢？其作為電池的實(shí)體也不可能存在，我們的電動(dòng)車和手機(jī)將如何使用它呢？我相信一點(diǎn)，通過對電池材料、結(jié)構(gòu)的革命性改進(jìn)，我們是有可能得到容量密度大幅度增加、功率密度大幅度提高、安全性也更好的產(chǎn)品的，但在這一切真的變成現(xiàn)實(shí)以前，千萬不要用一些嘩眾取寵的東西來吸引大家的眼球，讓人們產(chǎn)生一些不切實(shí)際的幻想，同時(shí)卻又不得不生活在現(xiàn)實(shí)中，讓心中的糾結(jié)造成我們身心的疾病，給社會也帶來不安定因素。

　　在多年前，受環(huán)保節(jié)能理念的影響，我們家中所使用的電池都是可充電的鎳氫電池，用來給它們充電的充電器也是普通的，每次給電池充電都要用幾個(gè)小時(shí)。后來看到新聞?wù)f一家日本廠商所制造的鎳氫電池充電速度已經(jīng)做到了半小時(shí)以內(nèi)，而自己用的電池有一大半都是這家公司的，所以就產(chǎn)生了購買快速充電器的沖動(dòng)，沖動(dòng)的結(jié)果是從萬能的華強(qiáng)北市場上找到了能夠極速充電的產(chǎn)品，于是悲慘的事情就發(fā)生在我身上了，所有電池都在充了一次電以后容量劇減，最后不得不棄之不用。這件事雖然沒有對鎳氫電池產(chǎn)生不好的想法，但從那以后就再?zèng)]有購買過，由此可見負(fù)面感受會給我們的人生帶來多么大的影響，相應(yīng)地，與之相關(guān)的產(chǎn)業(yè)也必然受到?jīng)_擊。

　　其實(shí)帶來影響的那個(gè)充電器讓電池受到損害的原因不一定是充電速度造成的，也可能是它沒有按照鎳氫電池應(yīng)有的充電策略進(jìn)行充電造成的，因?yàn)槊恳环N電池都有自己的特性，當(dāng)你用不正確的方法對待它時(shí)，問題就出來了。對于我們現(xiàn)在常用的鋰離子電池，我在很多年前就見過下面的這幅圖：

　　這是關(guān)于鋰離子電池充放電速率與其容量和循環(huán)壽命的關(guān)系圖，縱軸代表容量，橫軸代表循環(huán)壽命，由不同的點(diǎn)所描繪出來的曲線代表了用不同的速率對電池進(jìn)行充放電時(shí)容量與循環(huán)壽命之間的關(guān)系。其中的C是與電池的容量有關(guān)的充放電速率數(shù)據(jù)，假設(shè)某個(gè)電池的容量為1000mAH，如果用1000mA的電流對它進(jìn)行充電或放電，則充滿或放完其全部電能的時(shí)間是一個(gè)小時(shí)，這時(shí)候的C就代表1000mA，2C則代表2000mA。根據(jù)這些定義，這個(gè)圖告訴我們?nèi)缦滦畔ⅲ哼@個(gè)電池的初始容量為900mAH，假如用1C即900mA的電流對它進(jìn)行充放電，經(jīng)過500個(gè)循環(huán)后，其容量還剩下大約780mAH；如果用2C即1800mA的電流對它進(jìn)行充放電，則經(jīng)過500個(gè)循環(huán)后，其容量會下降到大約500mAH。類似這樣的信息給我留下這樣的印象：一個(gè)鋰離子電池，如果用1C的速率對它進(jìn)行充放電，經(jīng)過500個(gè)循環(huán)后，其容量還有初始容量的80%。遺憾的是這樣的信息是不完全準(zhǔn)確的，它只是代表了某個(gè)型號的電池的特性?！　【W(wǎng)絡(luò)上最近有一篇很火的小米移動(dòng)電源的拆解文章。小米的新移動(dòng)電源采用了松下的18650規(guī)格的鋰離子電池，單顆電池的容量為3180mAH，按照我們舊有的知識，如果用3180mA的電流對它進(jìn)行充放電，則當(dāng)其經(jīng)過500次循環(huán)時(shí)，其容量還剩下3180mAHx80%=2544mA，這對很多應(yīng)用來說是一個(gè)完全可以接受的使用壽命?？墒菍?shí)際看到的電池參數(shù)表中的數(shù)據(jù)和想法完全不一致，它的標(biāo)準(zhǔn)充電電流是0.909A，也就是909mA，只是相當(dāng)于0.28C。由于沒有找到這個(gè)電池的完整規(guī)格書，不知道這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)充電電流所對應(yīng)的循環(huán)壽命是多少，但可以猜想它與500次的循環(huán)壽命對上的幾率還是很大的。如果我們沒有按照這個(gè)電池實(shí)際標(biāo)出來的參數(shù)作為限制去使用它，它的壽命就會受到極大的影響，而且這樣的錯(cuò)誤還是很容易發(fā)生的，因?yàn)槲覀兊腞T9451就具有4A的電流充電能力，我一直以為用它去對這樣的電池進(jìn)行充電是完全合理的。

　　作為智能手機(jī)的使用者，你的新手機(jī)的電池容量是不是比過去的大了？那么你有沒有感覺到每次充滿電后的使用時(shí)間比過去更長了呢？你是不是感覺到要你充電的提示信息出現(xiàn)得越來越頻繁了呢？造成這種問題的原因，除了手機(jī)功能越來越多、被使用得越來越頻繁造成耗電越來越多外，這些手機(jī)的電池管理是否都是恰當(dāng)?shù)哪?？這些都是值得考慮的。其實(shí)作為消費(fèi)者的某些欲望常常會造成制造商的錯(cuò)誤的迎合，對于快速充電的要求就是其一。

　　事情的另一面是制造商也有錯(cuò)誤的時(shí)候，有的是因勢利導(dǎo)去利用某些特性實(shí)現(xiàn)特定的效果，有的是故意縱容從而從中獲取商業(yè)利益，有的則是無心之過。作為無心之過的例子，在我們的身邊最近就發(fā)生了一起，只是這一“過”沒有對社會造成任何的損害，相反地，由于思考的介入，讓我們對某些問題有了更深入的認(rèn)識。

　　事情的起因是公司最近出了一款型號為RT1650A的無線充電接收端IC，它的輸出功率做到了5Vx1.5A=7.5W，要比同時(shí)期市場上已有的無線充電接收器功率更大，同時(shí)它的效率更高，在和業(yè)界同行的發(fā)送端配合工作時(shí)，整體的轉(zhuǎn)換效率做到了80%，比同時(shí)期市場上普遍的72%~73%的效率高了不少，這讓個(gè)別同事升起了它能提高充電速率的遐想，但是通過對無線充電所面臨的各種環(huán)境條件的分析，我們發(fā)現(xiàn)只有在功率發(fā)送端的輸入功率受限的情況下才有可能出現(xiàn)由于效率的提高而帶來的提高充電速率的效果，而且這還要接收端的電池和充電管理部分予以配合才能實(shí)現(xiàn)，如果以100%的效率進(jìn)行電力傳輸時(shí)都沒有滿足電池和充電系統(tǒng)的要求，則任何效率的提高對提高充電速率都是有幫助的，可是我們知道這樣的狀況是很少發(fā)生的。我們通常遇到的大部分狀況都是電池和充電系統(tǒng)不能接受太多的電流，這使得充電過程不能太快，而供應(yīng)卻完全不是問題，因而在大部分條件下對無線電力傳輸效率的提升能夠起到的作用只是降低能耗、降低發(fā)熱量。當(dāng)系統(tǒng)的能耗被降低以后，這些系統(tǒng)也就能夠被放置到更多的空間受限的環(huán)境中，制造這些產(chǎn)品時(shí)也有可能使用更少的材料，從而帶來廣泛的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益，提高使用者的舒適度，讓消費(fèi)者感覺更爽，而這些效益和提高充電速率實(shí)在是無關(guān)的。

　　大部分的消費(fèi)者對于科學(xué)與技術(shù)的實(shí)質(zhì)通常是不太關(guān)心的，它們通常在意的是自己的感覺爽不爽，這種爽或者是不爽的感覺完全來源于體驗(yàn)而不是思考，所以他/她的追求就會常常偏離正軌，在此過程中，那些滿足他們的欲望的東西是最容易打動(dòng)他們的，這就給那些順勢而為的人留下了下手之處。作為工程師，我們行為的基礎(chǔ)是科學(xué)、是技術(shù)，我們的思考是要有邏輯的，我們是未來的創(chuàng)造者和制造者，我們得慎重一點(diǎn)，做好了，這就是我們的功德，那是會有福報(bào)的，當(dāng)然了，如果我們作惡，同樣有東西在等著我們，要如何做，完全看自己的選擇。且行且珍惜！可得看仔細(xì)了。