手機電池容量的一些基礎知識

2021-10-24 16:07:25 字數 2090 閱讀 4298

電池的容量單位,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單位,簡單理解比如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鋰電池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的鋰電池,無論是聚合物或者鋰離子的電池。

如果是不同電壓等級的電池,比如鉛酸和鋰電池,或者同樣為鋰電池,聚合物與磷酸鐵鋰,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這個單位中是安培與小時,而wh這個單位是瓦特小時,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 ,因此在某些電池上的毫安時(mah)旁邊還會有乙個以瓦時(wh)為單位的數字。如,華為p30 pro內部電池容量標識,有4100mah和15.66wh兩個單位,如下圖所示。

關於快充

手機內建鋰電池的工作電壓多在3.3v~4.2v之間(電壓會隨電量的消耗而逐漸降低),而鋰電池安全充電時的輸入電壓上限約4.5v(太高會產生過充導致電池報廢)。

同時,鋰電池對充電電流(單位為ma)也存在限制,近些年手機領域的鋰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。

假設一款手機內建了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,當電源插座內的交流電通過充電器和資料線,輸入到手機內部的電池途中,還會被降壓、轉換電路和內阻消耗部分能量,而這些能量則會以熱量的形式表現出來。換句話說,27w也只是普通鋰電池可以承受的「理論充電功率」,為了避免安全隱患(發熱過高),手機實際的充電功率只會更低。

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,加速電池老化並可能帶來安全隱患,因此實際效果不佳。相比之下,提高電流則較為現實。vooc閃充技術採用低電壓高電流模式,保證了充電過程中的安全性。

得益於陣列式極耳結構(mtw)技術,如今手機電芯可以輕鬆獲得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)。因此,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幫浦。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介面送進手機後,手機內部的電荷幫浦就開始工作了,它能將電芯的充電電壓降到5v,同時還將充電電流從4a提公升到8a,最終在手機內部營造出了乙個5v/8a低壓大電流的充電環境。

快充技術並不單純的是充電頭和充電線的匹配,還要與手機的電源管理晶元去匹配.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係。

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,也就只是5w,難怪大家詬病.

目前手上的一加7充電速度是:(5v/4a閃充)也就是20w,相關引數,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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