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    超高功率充电必备 双电芯设计这样改变了快充

      [  中关村在线 原创  ]   作者:余航   |  责编:周博林

    当前锂电池技术没有突破的大前提下,各大智能手机厂商为了提升手机的续航表现,配备了越来越高的快充技术,厂商在发布会上讲解快充技术的时候都会体积“双电芯设计”,他们会特别说明“双电芯设计”在手机有线快充过程的重要性,那么,双电芯设计最早是什么样的呢?为什么双电芯设计会提升实际充电效率?我们不妨共同探究下。

    01 “双电芯设计”最初是为了让手机“永不断电”

    “双电芯”,可以简单解释为一块电池内部有两块电芯。设计原型为很早之前在手机上出现过的“双电池”。

    超高功率充电必备 双电芯设计这样改变了快充
    “双电芯”前身——双电池设计

    最早采用“双电池”设计的是夏新N808,1630mAh+900mAh的双电池方案,电池总容量为2530mAh,双电池设计可以让用户在开机状态下更换其中的一块电池,从而达到手机‘永不断电’的使用效果。

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    iPhone X率先采用“双电芯电池”

    此后,一些主打长续航的手机也引入了“双电池”的设计理念,而真正将“双电池”改为“双电芯”的是苹果。不过苹果采用“双电芯”设计的原因是将电芯拼接而成的L型电池,充分利用手机内部空间。现在来看,苹果当时首发“双电芯”的想法也很简单,那么“双电芯”设计又是如何从屋里层面提升手机充电速度的呢?

    02 “双电芯”设计如何帮单电芯电池突破物理限制?

    传统单电芯电池虽然能在电荷泵的加持下实现最高55W的快充功率,单电芯电池的工作电压多在3.3V~4.2V之间。另外,锂电池存在对充电电流的限制,一般单电芯电池的安全电流是不被允许超过6A的,换言之常规单电芯电池的充电功率一般不会超过30W。

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    单电芯电池

    那么这时候就会有人问了:智能手机厂商是如何将单电芯电池的充电功率突破30W的呢?单电芯电池的充电功率主要是通过极耳结构电荷泵两种技术突破充电功率。

    极耳结构的主要作用是提升充电电流上线,因此单电芯电池也可以在一定程度上获得更高的充电电流;电荷泵技术则是提升电池的充电效率,降低手机充电发热。在这两种技术的推动下,单电芯电池的充电功率才突破30W。

    不过,在当前竞争激烈的手机市场,单电芯电池充电功率明显是不够的看了,毕竟不到2000元就能买到搭载65W快充的realme X7,旗舰机还有什么理由不努力提升自己的充电功率呢?如果要实现更高的充电功率,如小米10至尊版的120W快充、iQOO 125W快充,电池必须采用“双电芯”设计。

    超高功率充电必备 双电芯设计这样改变了快充

    这主要是因为,“双电芯”设计电池突破了单电芯电池的充电电流限制,可以同时以较高的电流对两块电芯进行充电,达到充电效率翻倍的目的。另外,“双电芯”设计电池是两块电芯同时充电,这也解决了单电芯电池无法长时间维持峰值充电功率的缺陷。从安全性来说,同时充满两块电芯的风险远低于充满一块大容量单电芯电池。

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    双电芯电池充电流程一览

    单就手机快充这个过程而言,“双电芯”设计电池在物理结构上具备天生优势。不过这并不意味着“双电芯”设计电池就是完美无缺的。

    03 “双电芯”设计电池也存在缺陷

    “双电芯”设计电池虽然可以提升手机的充电功率,但“双电芯”采用的串联设计往往会导致输出电压翻倍,尽管手机电池内设有降低电压的模组,但这个“为了降低电压而降低电压”的措施在一定程度上增加了电能损耗,对续航造成了影响,这是当前“双电芯”结构很难解决的问题。

    超高功率充电必备 双电芯设计这样改变了快充

    其中,黑鲨手机的解决方案在一定程度上解决了“双电芯”的放电问题:充电过程中以串联的方式给两款电池极高的充电功率;放电时使用并联放电。这种结构无需专门降压电路,内阻更低,效果等同于让电池释放出更多的电量。

    总结

    电池的“双电芯”结构从物理层面解决了单电芯无法实现更高充电功率的问题,让手机上百瓦充电功率从幻想成为现实。虽然“双电芯”电池在使用上会有一定放电快的问题,不过仍不妨碍智能手机迈进“双电芯”时代。可以说,手机快充的大跃进,双电芯结构功不可没。

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