手机该使用快速充电吗? 浅谈快速充电对锂电池安全性与寿命影响

随着行动装置的应用功能日益强大，耗电量越来越大，对于锂电池的能量密度(体积小容量大)及快速充电的要求越来越高。为了让行动装置的锂电池充电时间缩短，各家手机制造商及处理器厂商都在加紧研究开发快速充电技术。其中，高通日前宣布推出第三代充电技术Quick Charge 3.0，一般手机只需充电约35分钟，电量即可从0%增至80%。Oppo主打的Vooc闪充技术强调比传统充电速度提高4倍多，30分钟可以充到75%电量，而且10分钟充电就可以通话2个小时。GIONEE M5的快速充电功能强调充电5分钟可通话2小时26分钟，充电30分钟可使用1天。

输出功率大于10W以上的快速充电效用那么棒，为何其他业者都不马上跟进，变成主流的充电规格呢?快速充电对于行动电池的锂电池安全性与寿命会不会有不良影响呢?以下做一解析:

1. 主要快速充电技术:

A. 高通QC2.0 & QC3.0:

高通快速充电技术是提高充电器输出电压及电流的方式来实现电池的快速充电，输出电压从5V提高到9V，电流也从1A提高的1.6 A~ 2.0A。Quick Charge 2.0 提供了四种充电电压（5V、9V、12V、20V），QC3.0则采用「最佳电压智慧协商」(Intelligent Negotiation for Optimum Voltage, INOV)演算法的技术，以每200mV为增量，于0 .6V至20V的电压范围内，提供不同电压的弹性选择，进而将电能损耗最小化、提升充电效率并改善热表现。

支援QC2.0手机越来越多，如HTC M8、M9、Butterfly2、Butterfly3、E8、E9、Eye、Sony Z3、Z3 Compact、Z3+、Z5、Z5 compact、Z5 Premium、Samsung Note4、Note5、Note edge、 S6、S6 edge、S6 edge+ 、Asus Zenfone2 、LG G flex2 、G4 、V10 、小米3 、小米Note …( 更多可支援机型查询详见高通官网 ) 。

QC3.0 则主要与高通Snapdragon 820、620、 618、617、430等处理器选配使用，目前已知HTC One A9支援QC3.0。

B. OPPO Vooc 闪充

OPPO 的Vooc闪充是保持5V充电电压，但提高充电电流最高达5A的输出电流方式来实现电池的快速充电。

C. Gionee M5 (MTK Pump Express Plus) :

Gionee M5的快速充电技术采用了联发科Pump Exress Plus技术，输出电压从5V提高到9V，电流也从1A提高的2.0A ，提高充电器输出电压及电流的方式来实现电池的快速充电。

联发科Pump Exress Plus快速充电技术最大输出电压12V输送高达15W以上的能量，能够在30分钟内让行动装置的电池快速充电从0%充至75% ，主要与联发科MT6595、MT6732、MT6795 、MT6735.. 等处理器选配使用。

D. 其他 :

快速充电技术还有德仪TI的Max Charge 、USB的USB 3.1 PD及Apple 20V..等技术。

2. 快速充电的风险:

目前快速充电技术不论是采用大电流/普通电压、高电压/普通电流还是高电压/高电流，快速充电的本质都是提高输入功率，这对于锂电池本身的安全性与寿命都会面临考验。以下是使用快速充电可能对使用高密度锂电池的行动装置可能产生的风险:

A. 安全性:

由于大电流或高电压充电容易造成电池芯内部反应剧烈发生热失控，温度急遽升高而发生起火或爆炸，所以使用的锂电池蕊选择与安全防护措施更加周全。在电池蕊的挑选上，必须根据锂电池蕊放电性能及安全性能不同，选择适合大电流充放电或是可以耐高电压的电池蕊来搭配所采用快速充电技术。另外，也必须在保护电池的电路上做更多重的保护措施，防止电流和电压失控。

以OPPO闪充为例，OPPO手机所使用的锂电池是与电池芯厂家合作开发了适合大电流充电的锂电池芯，而且充电端子由传统的4~5 PIN改为7 PIN 、电池也采用多触点(8个)、并联方式分散电流，在充电电路及锂电池上采取五级防护机制，可以检测电流和电压之间的变化，防止电流和电压失控，确保安全。

图片来源: OPPO官网

另外，要实现快速充电，除了充电变压器的规格要能支援较大电流与电压输出外，所使用的线材也不是一般坊间廉价线材就可以足以担当大电流与大电压输出的大任。Goole工程师日前发出警语，坊间不少USB-TypeC的线材品质不良很容易造成设备损坏。由此可见，行动装置要支援快速充电，不只是处理器支援该技术就好，必须搭配很多防护措施及周边装置升级，这将会增加不少成本与安全上的风险。

特别提醒，若要使用快速充电，一定要使用原厂搭赠或选购的周边配件，以免品质不良的廉价充电配件造成设备损毁，甚至人身安全问题。

图片来源: T客邦

B. 锂电池寿命问题:

锂电池是通过电化学反应而产生电能的装置，充电是发生逆向化学反应，快速充电则是将瞬间向电池内输入大电流或大电压，经常使用将会降低锂电池的还原能力及充放电的循环次数。换言之，快速充电是以牺牲电池的循 环寿命为代价的，或多或少对于锂电池的寿命是有不良影响的。

上柜公司祥业科技在e nerpad万能行动电源产品介绍提到，大电流输出使用的锂电池蕊必须具备超高水准的安全性与耐用性特性。经比较过中国制、韩国制、日本制的锂电池蕊，发现只有世界上被公认最好的锂电池蕊~日本松下(Panasonic)锂电池足以堪大任，其他韩制或陆系电池蕊往往中途Failed或是电量衰退20%以上。由于日本松下锂电池成本很高主要应用在高端的商品(如美国特斯拉汽车充电电池...)上，坊间手机鲜少是用这款电池蕊。虽然只要正确使用快速充电在安全性应该没有问题，但若是经常快没电才充+经常使用快充，将会加速电池老化，使用半年后的锂电池衰退状况就可能会变得明显。这或许就是厂商在快速充电上只标榜充电缩短时间的效果与安全性，但对列为耗材的锂电池使用寿命却只字未提的原因之一吧!

3. 快速充电的效果:

锂电池的充电过程主要包含恒流和恒压两个阶段，电池容量的前70%~80%可以提速，剩下的容量只能通过小电流慢慢充满电。因此，快速充电只能在前面30分钟~一个小时透过增大电流或电压来提升大部份电量，充饱程度超过80%以后的充电效果其实与使用一般标准充电器效果差异有限，这就是为什么大多数的快速充电技术大都只强调前xx分钟可以充饱60%~75%的原因。

换言之，快速充电的效用在于手机电池几乎没电下较能显现，若电池本身已经七成饱情况下，使用快充的效果与标准充电器的效果是差不多的。

图片来源: Oppo官网

快速充电技术再高超，充电速度再快，也没有换电池或插上行动电源快。有快速充电需求的人又不想牺牲锂电池使用寿命的人，不妨购买可以更换电池的手机或是使用行动电源吧!

总言之，虽然快速充电技术越来越进化，在高阶手机的渗透率也越来越高，但在锂电池化学特性尚未有更进一步进化之前，版主仍是"顽固"地认为: 「快速充电技术是用来赶时间充电使用，不建议变成主要的充电方式。正常情形下，延长锂电池使用寿命的最佳充电方式还是" 随时充、慢慢充 "!」