如今，普通智能手机具有出色的功能。令人沮丧的只有一件事-电池，仅够一天的工作！在这篇文章中，我们将讨论手机电源的发展方式和原因，以及电池快速充电技术的发展。同时，我们将消除有关“正确”处理电池的一些古老神话。
哈Ha！我们是Anker，这是我们在Hubblog上的第一个帖子，但距离最后发布的帖子还很远。如果其他人不知道，Anker是由前Google工程师Stephen Young创立的全球最大的零售移动充电器制造商。但是，我们的业务范围不仅限于练习。 Anker品牌出售各种USB电缆和移动电源，耳机和便携式扬声器，USB集线器，扩展坞，甚至是机器人吸尘器！而这一切都是我们自己的发展。我们不会重新标记别人的产品。 Anker雇用了数百名工程师，对新产品进行了真正的研究，开发和测试。
在此博客中，我们将通过我们的专业知识来讨论技术，分享国际Anker团队的知识和见解。我们保证您在这里不会遇到任何干扰性的广告和营销声明。现在，我们将对手机充电的历史进行一些游览（我们最喜欢的主题）。第一批手机是如何充电的，快速充电技术是如何工作的，以及为什么现在正是时候忘记有关电池的神话-现在和现在。
前天，昨天和今天的手机电池
手机电池的历史可以追溯到1940年代，当时在圣路易斯的警车是个人电脑。密苏里州，出现了无线电电话。它们由汽车电池供电，一次充满电足以应付大约六个短途通话。汽车发动机打开时，汽车电池已充电。几十年来，手机一直是高档商务车中昂贵的配件-那个时代的电子产品对安培数的要求很高，以至于紧凑型电池都无法为其供电。
这种情况一直持续到1973年，当时第一款真正的便携式手机摩托罗拉出现了，后来称为DynaTAC 8000X（仅在1983年开始销售）。这款手机满足了六芯镍镉电池的要求，总容量为500 mAh。一次充电足以进行30-40分钟的通话（取决于来自基站的信号强度）。
DynaTAC 8000X的充电器具有a流充电功能-这是为已经充电的电池提供低电流，以补偿其自放电，这是镍镉电池的罪魁祸首。从头开始为手机充电需要10个小时。对于匆忙的商人，摩托罗拉提供了一个特殊的快速充电器-一个2千克的底座，可以在一个小时内为DynaTAC 8000X电池充电！同时，手机几乎没有发热，电池也没有退化。实际上，电话的快速充电并非出现在“昨天”，而是37年前。
在1990年代上半年，移动电话正在开发新型紧凑型镍氢电池，电池市场发生了一场真正的革命：1991年，索尼发布了首个锂离子电池。胶卷摄录机CCD-TR1。锂离子电池在寿命和能量密度方面均优于其前代产品。此外，它们缺乏“记忆效应”，这最终使便携式电子产品的购买者有机会以新的方式为设备充电-无需等待电池完全放电且无需完全充电。
随着锂离子电池的问世，手机的待机时间已从几天或几天前增加到几天甚至几周。“贪婪的”便携式个人电脑（PDA）时代甚至更多，因此智能手机还没有问世，因此每周为手机充电一次是司空见惯的-根本就不需要“快速”充电。但是进展并没有停滞不前，在1990年代后期，锂聚合物电池开始销售。具有传奇色彩的1999年爱立信T28成为首款采用锂聚合物电池的手机。
这不是新型电池，而是锂离子电池的一小部分升级：其中的液体电解质被固体或凝胶状的电解质所替代，从而增加了能量密度。但是增加的能量密度使得可以制造出具有相同容量的更薄的电池。或更宽敞的相同尺寸。电池容量已显着增加，但充电速度并未改变。最常见的情况是，智能手机与最便宜的存储设备捆绑在一起，输出功率约为5 W，最多需要三个小时来补充一块大容量电池的电量。即使用户购买了功率为10W的适配器，智能手机电源控制器也不总是同意向电池供电，而仍然符合5V / 1A的安全标准。长时间为智能手机充电的需要推动了发展的步伐-在2010年代初期，移动设备制造商一直在积极寻找快速为电池充电的方法。他们找到了。
快速充电：未来已经来临
在20世纪末，手机平均需要花费一个半小时到两个小时才能充电，但是移动电话一次充电可以工作几天。由于要求苛刻的游戏，流媒体视频和快速的移动互联网，2010年代初具有2000 mAh巨大电池容量的智能手机可能会在不到一天的时间内设置为零。
根据USB电池充电标准，通过USB进行的所谓“慢速”充电可以使充电器的电流在5 V的电压下增加到2 A，但是要给大型智能手机充电甚至两个小时也太长了。
2012年，采用了USB Power Delivery标准，该标准规定了通过USB接口传输高达20 V的电压和高达5 A的电流的方法，但是，高功率要求使用经过认证的高质量电缆。基于电源交付规范，芯片制造商已开始开发自己的快速充电智能手机解决方案。电信巨头高通公司（其快速充电2.0协议成为Power Delivery的改进版本）是第一个这样做的公司-与父标准不同，快速充电2.0可与任何Micro-USB 2.0电缆和连接器一起使用。
Quick Charge 2.0的工作原理在于，在恒定电流下分阶段向电池供电，电压可升高到12 V，直到大约一半的电池被充电为止。之后，电压下降，充电速度降低，从而减少了智能手机和电池及其过热。
现在，第五版Quick Charge已经适用：高通承诺在5分钟内为智能手机充电50％，在15分钟内充电100％。这是因为Quick Charge 5.0可以将高达100瓦的功率传输到智能手机。而且不会使电池过热-智能手机将预热到不超过40°C的温度。
Qualcomm Quick Charge是专有许可标准。它仅由高通Snapdragon上系统芯片支持，但是该芯片基于约40％的现代Android智能手机构建。充电器还必须支持快速充电。向PSU添加快速充电对其价格仅产生很小的影响。采用该技术的电源必须标有闪电标志，并且充电端口本身会以彩色突出显示。
基于快速充电，其他公司也开发了自己但完全兼容的快速充电技术：摩托罗拉TurboPower，小米Mi快速充电，三星自适应快速充电，华硕BoostMaster和Vivo双引擎快速充电。实际上，除了名称外，它们与Quick Charge并无不同，因此可以与支持Quick Charge的电源完美配合使用。
与增加电压充电相反，另一种方法应享有生命权-在5 V的正常电压下以增加的电流为电池充电。例如，拥有OPPO品牌的中国步步高电子公司就走了这条路。 VOOC技术（电压开环多步恒流充电）为智能手机提供5 V的标准USB电压，但电流至少为4.0A。VOOC的第三版支持高达5.0 A的电流，而第四版-高达6.0A。其他步步高电子品牌的智能手机使用了不同名称的VOOC：OnePlus Dash Charge，Vivo Super FlashCharge和Realme Dart Charge。
iPhone随附的5W小型充电器通常不需要装箱。 Anker PowerPort III Nano的尺寸类似，可为iPhone充电的最大功率为18瓦。来源：Anker
VOOC及其类似物与特殊电池配对，分为不同的扇区。具有此技术支持的电池带有八个接触垫，一个电池的多个扇区通过这些接触垫并行充电。
由于通过VOOC充电的电压是标准电压，因此手机无需降低电压即可将其提供给电池，这意味着控制器不会降低电压，从而释放了对电池有害的热量。也就是说，就电池健康而言，VOOC比快速充电更安全。另一个优点是，在VOOC充电期间使用智能手机时，它不会过热。但是最好不要在充电时使用Quick Charge最高为5.0版的设备，否则智能手机会开始预热，并且出于安全原因，电源控制器会降低电压并减慢充电速度。
VOOC看起来太好了，直到用户知道该技术需要一条特殊的电缆，该电缆必须使用较粗的导体来承载大电流，并在连接器上附加一个信号销。
Anker PowerIQ — ,
可以想象，完整的智能手机充电器始终支持一种快速充电技术（当然，还有其“副本”）。如果您是来自不同公司的小工具的骄傲所有者，例如具有Power Delivery的Apple iPad Pro，具有自适应快速充电功能的Samsung GALAXY S9，则从一个小工具充电将在慢速模式下为另一个小工具充电。
对于来自不同品牌的“动物园”设备，购买一个具有多个输出的通用适配器以便同时为所有小工具充电是很有用的-这样充电器就可以了解对连接的小工具进行快速充电的标准并根据该标准开始充电。
在所有Anker充电器中，Anker PowerIQ技术都是造成这一问题的原因。例如，Anker PowerPort Atom III具有USB-C和USB-A输出，每个输出分别标有PowerIQ 3.0和PowerIQ 2.0。这些输出可用于连接支持USB Power Delivery，Qualcomm Quick Charge及其类似物的智能手机，平板电脑甚至是笔记本电脑-在所有情况下，适配器都将选择最大允许的电源模式，无论是5 V / 2.4 A，9 V / 2 A还是甚至12 V / 1.5 A
在这种情况下，Anker Powerport III Nano 20W可能是必不可少的助手。它是Anker系列中最薄最轻的充电器。这种新颖性几乎适用于所有Apple和Android设备，并且无需为每个小工具都拥有个人记忆。它具有一个USB-C端口，能够使用Power Delivery标准提供高达20W的功率。 Anker Innovations工程师将20W装入尺寸为2.74 x 3.00 cm的适配器中，相当于5卢布硬币的大小。
每个采用PowerIQ技术的Anker充电器均具有与所连接的小工具进行通信并为其选择最有效的电源协议的芯片。例如，PowerIQ 3.0可与Power Delivery，Quick Charge和Apple Fast Charging一起使用。连接智能手机后，PowerIQ芯片会发送命令，并通过该命令依次为智能手机提供受支持的电源协议。如果智能手机响应其可以使用Power Delivery或Quick Charge，则Anker充电器将根据支持的输出电压和电流传输数据。智能手机将从建议的模式中为其选择最佳的电源模式，并将与此相关的命令发送给充电器。之后，Anker充电器将根据所选配置文件调整电压，而智能手机将根据协议消耗电流。
关于电池充电的几个神话
智能手机用户仍在互联网上争论快速为电池充电的危险。有人指出，多年来证明的5 V / 2 A（10 W）的组合的任何偏差都会损害电池，而另一些人则引用研究结果证明即使以30 W的功率向手机供电也能影响电池的寿命，这一点微不足道。 ... 现在，我们将无情地破坏这一点以及有关为电池充电的更多神话。
当然，高充电和放电电流对电池不利。但是，是否值得担心以这种方式给小工具充电，或者如果它的负面影响显现出来，那么将接近智能手机使用寿命的尽头？在最柔和的模式下（5 V / 1 A）进行每日充电将在400个循环中使锂聚合物电池的容量降低约10-15％，这相当于使用该设备一年到一年半。达到500次循环后，建议更换手机电池，因为随着时间的流逝，电池容量不会呈线性下降，而是呈指数下降。
2014年，SLAC国家加速器实验室（斯坦福大学的实验室）的专家测试了快速充电对电池磨损的影响。研究成果结果表明，阳极和阴极的状态不会根据电池的充电速率而改变。 2020年，DDay.it员工对采用VOOC技术的OPPO Find X2 Pro智能手机进行了压力测试。在一个半月之内，手机使用了65 W适配器充电，在测试过程中，电池可以使用248次。为了快速放电，手机中产生了人为的极端负载，设备会从该极端负载加热到有害的44°C。在实验结束时，电池损失了约15％的容量，尽管最初假定退化程度可高达35％。如果不是由于高负载而导致电池温度升高的危险，则容量下降的幅度将更小。
令人惊讶的是，即使到2020年，在缺乏经验的智能手机用户中，也存在着关于“正确”充电的长期神话。例如，有些人仍然在购买电话后“摆动”电池，将设备充电至末尾并将其放电至零，如1990年代初对镍氢电池所建议的那样。据称，这有助于使用新电池的全部电量，如果不这样做，那么智能手机将比预期的放电时间早。也有人将此过程称为“校准电源控制器”。
实际上，锂离子电池在使用该设备之前不需要任何“培训”，几个完整的充电和放电周期完全不会影响电池容量，也不会在一分钟内增加电池寿命。控制器非常了解其必须使用的容量，此外，有时它本身在没有用户干预的情况下会随着电池的退化进行校准。
的重要性的图例仍然令人联想到记忆效应的神话。当由于不完全放电的电池的频繁充电而导致电池容量丢失时，确实存在记忆效应。那只是早期的锂离子电池，现代的锂聚合物电池实际上没有这种作用（其表现可以忽略不计）。自1990年代末以来从未在小工具中使用的过时的镍镉电池，以及程度较小的镍金属氢化物电池，容易产生记忆效应。
第三个神话说，智能手机不能长时间（例如整夜）与充电器连接，就好像电池被过度充电而无法承受，这会导致智能手机失去容量甚至起火。原则上，在1990年代初期，这种观点仍然有权存在，但是现在，在带有控制器的锂离子电池时代，将智能手机连接至插座多长时间根本没有任何区别。然后发明了功率控制器以防止过度充电。电池充电后，控制器会看到这种情况并进入节电模式，从而将电流消耗降低到接近零的值。
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在25年的时间里，手机电池的容量确实增加了一个数量级，小工具的“胃口”也是如此。电池技术的进步并没有像GPU或内存那样快，但是今天的锂聚合物电池才是真正的奇迹，只需要高质量的电源即可。
为了释放电池的全部潜能，享受安全，快速的充电，您应该选择优质的充电器-从经济角度考虑，完整的智能手机适配器通常仅满足最低充电要求。在家中使用可与多种快速充电协议兼容的多端口通用充电器，并具有适用于最现代和最老旧技术的USB-A和USB-C输出，这是非常明智的。