原创 手机充电知识

手机充电知识

首先，快充和慢充是个相对的概念。有人曾问，我的充电器充电电流有200mA，是不是快充？这个答案并不绝对，应该回答对于某些电池来说，它是快充，而对于某些电池来说，它只是慢充。那我们究竟怎样来判别快充还是慢充呢？
例如一节5号镍氢电池的电容量为1200mAH，而另一节则为1600mAH。我们把一节电池的电容量称为1C，可见1C只是一个逻辑概念，同样的1C，并不相等。
在充电时，充电电流小于0.1C时，我们称为涓流充电。顾名思义，是指电流很小。一般而言，涓流充电能够把电池充的很足，而不伤害电池寿命，但用涓流充电所花的时间实在太长，因此很少单独使用，而是和其它充电方式结合使用。
充电电流在0.1C-0.2C之间时，我们称为慢速充电。充电电流大于0.2C，小于0.8C则是快速充电。而当充电电流大于0.8C时，我们称之为超高速充电。
正因为1C是个逻辑概念而非绝对值，因此根据1C折算的快充慢充也是一个相对值。前面例子中提到的200mA充电电流对于1200mAH的电池来说是慢充，而对于700mAH的电池来说就是快充。
知道了快慢充的概念后，我们还需要了解充电器的情况才能对电池正确充电。目前市场上的充电器主要分为恒流充电器和自动充电器两种。
二、恒流充电器
恒流充电器是市场上最常见的充电器，从镍镉电池时代，我们就开始使用恒流充电器。恒流充电器通常使用慢速充电电流，它的使用相对比较简单，只需将电池放在电池仓中即可充电。需要注意的是，对充电时间的计算要准确。
对充电时间的计算有个简单的公式：Hour=1.5C/充电电流。例如：对1200mAH的电池充电，充电器的充电电流为150mA，则时间为1800mAH/150mA等于12小时。当然在很多时候并不能计算出正好的时间，我们可以挑离得最近的半小时以方便记时。例如：充电器的电流为160mA，对1400mAH的电池充电，则时间为2100mAH/160mA约为13小时，而不用计算到分。
? ?恒流充电器的构造简单，工作稳定，是一种不错的充电方式，对电池寿命的影响小。但它也有其局限性，首先必须计算时间，另外随着镍氢电池的容量越来越大，恒流充电所需的时间也越来越长，对使用带来了一定的不便。因此，近年来快速自动充电器也逐渐流行起来。
三、快速自动充电器
快速自动充电器在这两年越来越受到大家欢迎，它具有充电速度快，安全等特点。但也有一部分人对它有疑虑，因为快速充电器基本都使用快充电流来充电，这些人怕它会对电池的寿命产生影响。那么实际的情况如何呢？
首先要肯定的是大电流充电对电池寿命的影响是很小的，在很多情况下我们都要用到快速充电甚至超高速充电，充电电流有时可以达到2C或更高。大电流并不是电池杀手，真正对电池寿命产生影响的是大电流充电时产生的高热。
我们对电池充电时要使用比电池标称电压稍高的电压来进行，而电池本身对充电电流会产生一个反电势，因此有一部分电流为了抵消反电势而白白作功，转化为热能。当充电电流越大，就有更多的电能被转化为热能，充电时的温度就越高。过高的温度对充电电池是有害的，在慢速恒流充电器中，由于是慢速充电，产生的热量在可控制范围内，因此并不需要采取特殊的措施。但在快速自动充电器中，采用快充电流就会产生更高的温度。因此目前市场上的快速自动充电器都采用了各种方法来降低充电时的温度，通常所使用的是余弦法，也就是说并非用恒定的大电流充电，而是像余弦波那样电流强度随之变化，这样能缓解热量的积聚，从而将温度控制在一定范围内。由于这类充电器不再使用恒定的电流充电，也和过去的恒流充电器有明显的区别。
使用快速充电器的另一个问题是，当充电时间到了之后如果忘记停止充电，对电池的伤害要远大于慢速恒流充电器过充产生的伤害。因此为了解决过充问题，快速充电器一般都采用了比如电压斜率判断法等方法来判断电池是否接近充满，这些充电器都使用了控制电路或者IC芯片来完成这一任务。当电池接近充满时，控制电路会自动转入涓流充电模式，对电池进行涓流充电。采用涓流电流对电池进行充电的好处是很明显的，其一如前所述，涓流充电能将电池充的很满，其次就是不用担心过充的问题，因此使用这类充电器的最大好处就是不用再去计算时间。具体的使用方法可以查看各自的使用说明书，以防操作不当。
快速充电器有一个分支就是超高速的充电器，这类充电器应用范围不大，设计、结构和工艺都很复杂，因此价格相当昂贵。
超高速充电器
在一些特殊的场合，人们需要在很短的时间内充好电池使用，这就需要使用超高速充电器。由于超高速充电器需要极大的充电电流，有些甚至使用了2C-3C的充电电流，其发热问题尤为严重，仅仅采用余弦波充电还不够，因此这类充电器很多都采用在一个余弦波后插入一个很短暂的放电这种方法。这种做法可以缓解由于反电势消耗充电电流所产生的热量积累，从而进一步控制温度。
目前的手机基本上所配电池都是锂离子电池，所以我下面所讲的是针对锂离子电池的充电知识。镍氢电池有所不同，这里不谈。?一、基本概念：?1、锂离子电池标称电压3.7V（3.6V）,充电截止电压4.2V（4.1V,根据电芯的厂牌有不同的设计）。（锂离子电芯规范的说法是：锂离子二次电池）?2、对锂离子电池充电要求（GB/T18287?2000规范）：首先恒流充电，即电流一定，而电池电压随着充电过程逐步升高，当电池端电压达到4.2V（4.1V）,改恒流充电为恒压充电，即电压一定，电流根据电芯的饱和程度，随着充电过程的继续逐步减小，当减小到0.01C时，认为充电终止。?（C是以电池标称容量对照电流的一种表示方法，如电池是1000mAh的容量，1C就是充电电流1000mA，注意是mA而不是mAh，0.01C就是10mA。）当然，规范的表示方式是0.01C5A,我这里简化了。?3、为什么认为0.01C为充电结束：这是国家标准GB/T18287-2000所规定的，也
是讨论得出的。以前大家普遍以20mA为结束，邮电部行业标准YD/T998-1999也是这样规定的，即不管电池容量多大，停止电流都是20mA。国标规定的0.01C有助于充电更饱满，对厂家一方通过鉴定有利。另外，国标规定了充电时间不超过8小时，就是说即使还没有达到0.01C,8小时到了，也认为充电结束。（质量没问题的电池，都应在8小时内达到0.01C,质量不好的电池，等下去也无意义），? 4、怎样区别电池是4.1V还是4.2V：消费者是无法区分的，这要看电芯生产厂家的产品规格书。有些牌子的电芯是4.1V和4.2V通用的，比如A&TB（东芝），国内厂家基本是4.2V,但也有例外，比如天津力神是4.1V（但目前也是按4.2V了）。? 5、把4.1V的电芯充电到4.2V会怎么样：会使电池容量提高，感觉很好用，待机时间增加，但会减短电池的使用寿命。比如原来500次，减少到300次。同样道理，把4.2V的电芯过充，也会减短寿命。锂离子电芯是很娇嫩的。?6、既然电池内有保护板，我们是否就可以放心了呢：不是，因为保护板的截止参数是4.35V（这还是好的，差的要4.4到4.5V),保护板是应付万一的,假如每次都过充,电池也会很快衰减的。? 7、多大的充电电流算是合适的：理论上越小对电池越有好处。但你总不能为了一块电池充电等3天吧。国标规定的低倍率充电是0.2C（仲裁充电制式）,还以上面的1000mAh容量的电池为例，就是200mA，那么我们可以估计出这只电池5个多小时可以充饱。（容量mAh＝电流mA×时间h）?国家技术监督部门鉴定锂电容量，是以1C的高倍率充电，以0.2C的低倍率放电，以时间计算出容量值，试验次数5次，有1次容量达到试验结束。（就是有5次机会，如果第一次试验就合格了，后面的4次不做）检测之前允许有一次预循环，就是以1C恒流充电至4.2V即停止，而没有后面的恒压到0.01C的过程，更没有14小时。? 8、锂离子电池能承受多大的充电电流：厂家试验时可以很高，但国标高倍率规定为1C，还以上面的电池为例，1个多小时即可充满。这么大的充电电流，电池能承受吗？对于目前的锂离子电芯，是小意思而已。?
目前没有对充电器的国家标准，所执行的是邮电部行业标准YD/T998?1999/2,里面规定了充电器的电流不得大于1C。?
9、寿命是怎样规定的：简单说是指电池经过N次1C充、1C放电后，容量下降到70%，此时的N就是寿命。并不是说300次还可以用，301次就不能用了。国标规定寿命不得小于300次。我们平时使用的条件没有检测时这么严酷，寿命会更长。?说了这么多概念（不要烦，还有很多没说），终于可以说充电器了。那么目前市场长的充电器情况是怎样的呢？ 二、充电器的种类和质量状况，使用建议。? 1、直充，直接插在手机上的那种，有人喜欢叫旅充，我们习惯叫“火牛”。这种充电器随手机有配，原装的质量都不错，突出的是即充即用，所以充电电流设计都较大（严格地说是手机所控制的充电电流），充电时间短。有些手机充满后有涓流补电，有些手机充满后即截止，等下去也徒劳。看了上面的概念你应该知道，是正常的，而且不用再傻乎乎地等14小时了。?
对于直充的充电效果，还要看手机，因为充电控制电路在手机上，其截止电压有一定的离散性，我实际测量同一批次同一型号的手机基本在4.09V至4.21V之间。就是说如果4.09V截止了，还没充满，不是最理想的容量，再继续充一段时间可能会更饱些。但不要忘了，即使有涓流补电的手机，就像4.09和4.21的充电电压的差别一样，手机的涓流补电电流也有一定的离散性，如果补电电流大了，就变成充电了，10几个小时，对电池也是有损害的，我曾遇到许多电池在手机上充坏的现象，原装电也有，品牌电也有。假如充坏了电池，造成漏液等，还有可能损坏手机，所以建议大家如果真想补电，应控制在2小时以内，并不要超过8小时。
我的看法是，锂电很娇气，充饱够用即可。每次少用几小时但多用半年，和每次多用几小时但少用半年，自己衡量吧。
2、座充，是有两个槽位，前面可放手机，后面放电池的，需要和火牛配合使用。原装的座充质量较好，许多具有“智能”，有些牌子的基本上能做到恒流恒压的充电过程，并在充电结束后有一个涓流补电的过程。有些牌子的虽然没有做到恒流恒压的过程，但电流电压等参数控制准确，也是不错的。
所谓智能，其实很简单，例如MOTOROLA的电池，内部有一个芯片（只读存储器ROM），固化了一些编码，电池插入充电器后，充电器读出编码，就知道是何种电池，执行相应的充电过程，一切都是事先安排好的。（不同型号，不同容量，供应不同地区，甚至于配不同牌子电芯的，编码都不同），?打个简单的比喻，我喊1,你们就按第一方案执行，我喊2,你们就按第二方案执行，我什么都不喊，或我喊3但事先没和你们约定好，就拒绝执行，现象就是充电器红灯闪烁，不能充电（在手机上就显示非认可电池）。并不是大家想象的，有单片机CPU控制。
“智能”还体现在另外一些方面，就是电池的NTC（热敏电阻）和标准电阻，不同的电池由不同的标准电阻与充电器构成回路，来决定充电电流的大小，而在充电电流决定后，又根据不同的环境温度，由热敏电阻和充电器构成另外的回路来调整充电电流的大小。（有些电池只有热阻，有些电池只有标阻，而有些电池两个都有。）
例如某型号的电池，薄电和厚电的容量不同，最佳的充电电流也应该不同，因此这两只电池的标准电阻是不同的，这样充电器就“知道”为薄电给多大的充电电流，为厚电给多大的充电电流。其实主动权还在电池一方，充电器只不过和电池构成了个回路而已。?同样道理，当充电温度变化时，热敏电阻的阻值发生变化，与充电器构成回路来调整充电电流大小，保护电池，避免过热。?现在你知道为什么电池上和座充的电池槽位有一排五金接触片了吧。?智能“不过如此”。
当然，同时你也知道一个合格的电池应该做到什么了吧？有时候不能全靠充电器，电池做的不好，充电器也发挥不了作用。目前许多国产电池将NTC用普通电阻代替以降低成本，失去了电流调整的作用，还有设计选材不合理等等，这是题外话，先按下不表。（也有道理，看下去就清楚了）原装座充的涓流补电电流一般控制的比较准，但在充电器转为绿灯后补电2小时即足够了。还是这个原则，对于锂电，达到电芯应该达到的容量够用即可，多充无益。压榨锂电就要付出寿命，偶尔几次14小时可能不会损坏电池，但习惯这样就不好了。
说完了原装座充，该说市场上的品牌座充了。?
可以肯定地说，市场上的品牌座充的充电过程没有一个是严格遵循：恒流、恒压的充电过程的（有的话请告诉我，我去买）。它们大概可分为几类：
A、恒压，不涓流补电：电池充到4.2V即截止，遇到这种座充，你等14小时是骗自己。因虽然到了4.2V,但已经截止了，没有一个涓流的过程，没有充饱。?为了充饱，有些设计就来损的，把截止电压改到4.25V以上，更有人设计干脆等电池的保护板截止。如此电池充的很饱，你也一定会对此座充满意，但你的电池寿命已经减少了。用此充电器是过充，不用等14小时也很好用。?
B、恒压，用固定涓流补电：算有良心的设计，比上面有改进了，充到4.2V截止，用一个固定的电阻“漏”些电流出来，这个涓流因是固定的，插上电池就有，永远不会停止。据我测量一般在30至50mA左右。用这种充电器，刚转绿灯时没充饱，继续补电2小时左右比较理想，但涓流偏大了，继续充14小时对电池没好处。?
C、恒压，所谓的智能脉冲型：电池充到4.2V截止，然后用脉冲电流涓流补电。这种是所谓的高档型，设计思路很好，但可惜的是产品不争气，一致性不好，就是说你买到手的也许好也许坏。我测量有缺点的是：脉冲电流太大50至100mA，脉冲过密，相当于充电了。又贵，如此还不如用B。
值得注意的是，有些座充为追求火牛直充的快速效果，设计的充电电流偏高，接近1C，对于这种座充，虽然没有违反行业标准，但也不能一概以“座充是小电流慢充”一个概念来认识。不过我不建议使用这种座充。?上面只是概括，还有为了追求“充电效果”，搞“过充加涓流补电”、“过充加脉冲”、“快速加过充加补电”的。他们需要的是给使用者留一个很好的印象，等用户的电池不行了，基本不会怪罪充电器，顶多骂一句：破电池，才用半年！?选座充的简单方法：
物理外观等方面不说了，只说电方面。
选座充，最好有一个数字万用表，把空电池插入充电，串入万用表量充电电流，在250至350mA范围内比较合适，等充电器转绿灯后，马上拿下电池量电压，在4.15至4.20之间比较正常，转绿灯后再串入万用表观察电流，在30至50mA范围内比较合适。如能选出这样的国产座充，包你使用没问题，何必花冤枉钱买原装的呢？当然我是说国产中符合标准的，合格的产品。?
需要说明的是：
品牌座充基本没有智能，那一排五金接触片，除正负极外，其余的都是摆着让你看的（个别有一个热敏电阻的接触端有用）。但了解了原装座充智能的实现方法，对智能也不用太神秘太追求了。
（现在知道上面说的有些电池为什么要简化材料了吧？）
产品参数都有一定的离散性，有些品牌座充截止电压超过4.2V,但只要不超过4.25V,是允许有一定误差的，对电池有影响，但影响不大。（我测量过MOTOROLA原装的，最高的有4.23V）
三、旅行充
?我说的旅行充指的是放上一只电池，直接插入交流电源充电的那种，不要和直接插手机充电的火牛混淆。
旅行充的特点是使用方便，不必象座充那样准备两样东西。即使出问题也不会殃及手机。
旅行充简单地说就是把火牛和座充的电池充电部份合为一体。早期的旅行充电源部份只是简单的电容降压电路，容易出故障也不安全。目前的旅行充基本都是开关电源了，稳定性不错（当然也要看牌子）。我随机抽查测试过5只GD93旅行充，三天三夜一直插在交流电源上，电池充满了就再换上空的，连续长时间工作没一只出问题。当然，我这里没问题不代表你不会出问题，用户使用时应在充电完毕后把旅充从交流电拔下。?
有些旅充上标有智能、CPU控制，那是厂家的事，不要相信。?
按照选择座充的几点选择旅充，没有智能又有什么关系呢？国产的也很好用。当然我是说国产中符合标准的，合格的产品。
不想再多说了。充电器真是五花八门，我还没将仿原装的、不合格的包括进去。不同的产品，不同的牌子，不同的时期，情况不同，大家的概念不可一成不变。
特别是，市场上每月成百万只的不合格充电器实际上都到了消费者手中，这些充电器使用不当极易损坏电池，比如说充电14小时等等。
我的建议是：对于原装直充，充满加2小时；对于国产直充，不用；对于原装座充，随便（但也不能太随便）；对于国产座充，充满加2小时，对于国产旅行充，充满加1小时。国产指符合标准的合格品。以上只是建议，可能并不十分准确，但总之没必要充电14小时，即使新电池，只要是锂电，也没有所谓的“激活”的概念，这另外说。
我是怎样充电的？
我是：找能过充的充电器，把电池充到4.25V以上，很好用，延长很多时间。但我的电芯坏了马上换，我追求的是待机时间，不是电池寿命。你们呢？?

锂电芯和手机电池的生产过程?
锂电芯的生产过程不说前面的材料制备、卷绕、注液、封装等过程，只说与我们有联系的最后化成、分容的过程。
封装好的锂电芯每只都卡入象立柜式的分容柜上，电芯厂这样的立柜很多，一排排的，每个柜子上可以放几百只电芯，即几百个检测点。实际上这些柜子就是象充电器一样的东西，只不过它可以同时为大量的电芯充电，并通过电脑管理得到每一个检测点的数据。锂电芯在这里化成得到容量，并知道容量的大小，就是分容。通过分容，确定了电芯的等级，比如说063048,达到700至750mAh的算A级，而仅达到650至700mAh算B级。那么今后A级的就可以多卖几块钱，而B级的就可以低价卖出，C级就可以廉价卖给专门加工垃圾电池的“山寨”厂。（当然，确定等级还要看内阻等指标）
从这一点我们可以看出，锂电芯生产出后是“有电”的，并不是有些人认为的处于“没电”的状态，而需要在使用前“激活”。
生产出的锂电芯是不能马上销售的，应该入库最少保存15天，在这个期间，有些内在的弊病就表现出来了，比如说自放电过大等等，在库里达到保存期限的电芯，在得到订单后，再拿出来再次检测再次分容，就是说再次充放电，把容量达不到等级，或质量出现问题的淘汰掉，然后以保持50%左右的电量交给销售部门，最后到手机电池块组装厂手中。?
从这一点我们又可以看出，电芯出厂时是“有电”的。
电池组装厂一般都具备分容设备，只是规模没有电芯生产厂那么庞大，在收到电芯厂的电芯后，为了避免被电芯厂欺骗，和对消费者负责，把即将用于电池组装的电芯再次分容，通过这个过程，总可以挑出一些不符合要求的电芯，与电芯厂退换。
我们又看出，电芯又经过了充放电，是“有电”的。所以有些客户拿到电池就有两格电，是正常的。
经过这些过程的电池，没有什么“激活”的概念。
有些原装电池刚买时不能开机，有几个原因，一是保护板死锁，电池没有输出电压，这样的电池在瞬间充电后就恢复电压，马上就“有电”了，这到是激活。再有就是放置时间太长，因为原装手机电池几乎不是手机厂生产的，电池从生产出到与手机配套再到消费者手中，可能时间比较长，此时电芯的电压低到了2.5V以下，而保护板的下限截止电压是2.5V,此时电池没有输出，但并不证明电芯没有电，电芯在2.2V以上，还是“活”的，对于这样的电池我们拿来正常充电使用就是了。?
打个比方，假如一只电池，我已经把它经过3次的14小时充电，但是我不说，卖给了你，而你不知道，是否还有必要再做3次的14小时充电呢？（当然，上面的分容过程没有持续14小时，但都是以达到电芯的设计容量为检测依据的）
那充14小时是不是可以延长时间呢？绝对是，但那是过充，是在压榨电芯，过充会缩短锂电芯的使用寿命。如果想延长使用时间，正确的做法是采用新型大容量的电芯，改进电池产品，而不是压榨现有的电芯。比如说，MOTOROLA?V998锂电，标签上印的容量是580mAh，原装电开始时使用的是松下电芯30486（当然现在使用的并不止松下一种），标称容量600mAh，实际容量有的可以达到690mAh，这样的电芯，再压榨也比不上现在的主流品牌的063048这一款式的电芯，基本都已经达到了750mAh了，这就是大家使用天音礼品电池的待机时间大于原装电池的原因（也不绝对，有些原装电池也使用大容量电芯了，虽然标签上印的容量还是580mAh没改）。
新手机拿到手时，经常尝试功能设置，学习使用，不停地把玩，虽然没打电话，但此时的耗电也是很惊人的，或者说虽然没打电话，仅发了几个短消息，而输入汉字使用了很长时间，这时耗电也是惊人的。所谓惊人是相对于纯粹待机时使用的电量。等过了几天，手机不再新鲜了，电也就省下了，感觉到电池好用了。?
锂电芯在充放电20-50次时会有一个百分之几的容量衰减，然后容量才会稳定，大的甚至达到6%左右，既然这样，明知道它今后会有一个衰减，在开始时我们何必费那么多时间等三个14小时呢？?
其实根本一点就是，手机是为人服务的，而不是人为手机服务。?

有关“新电池激活，充电12-14小时”误解的更正?
在论坛的许多地方，都看到这样的说法，似乎已经成为了经典。但真理如果离开的特定的条件，就变成了谬误。?
1、12-14小时的由来：第一代的镍镉电池，是需要小倍率充电的，一般建议充电电流1/10C，比如你的电池容量是600mAh的，那么1C就是600mA，1/10C就是60mA。因此，充满电需要10多个小时，对于镍镉电池，小倍率充电有好处。
2、目前手机所配的电池情况：主流手机基本上都是锂离子电池，离我们印象最近的应该是3210，配的是镍氢电池，在我们周围好像找不出用镍氢电池的手机了。
3、锂离子电池的知识：我们只说容量一方面。衡量一个锂离子电池的容量有两个检测方法：1C充、0.2C放；0.2C充、0.2C放，不管用什么充电制式，都应该达标。因为锂离子电池已经不同于以前的镍镉电池了，1C的高倍率充电已经可以平常接受，而且也是必须应该接受的了。而如果一个600mAh的电池以1C充电，1小时左右应该充饱了，如果手机直充是这样设计的（很多都是0.5C-0.8C），12-14小时是无稽之谈。
以GB/T18287?2000国家标准所规定的，当恒流充电至4.2V，转恒压，当电流下降到0.01C时即认为充电终止。例如充电器充电电流是0.5C,充600mAh的电池，2小时左右充电电流会降到6mAh,此时认为已经充饱。为什么会降到0.01C呢？因为已经饱了，这是电芯的反映。
其实对镍氢电，国家标准也已经规定了高倍率充放电的指标，现在我不多谈。
4、什么算“激活”？锂离子电池本身就是“活”的，假如设计容量600mAh,我虽然充电2小时就饱了，然后放电，可以得到容量600mAh,设计的容量达到了就可以了，这有什么活不活的问题呢？?技术监督部门执行国家标准，检测容量是用1C充电的，然后放，5次中有一次容量达到算合格。?所以正常使用，正常充电即可，从新电池就这样用下去吧，不用担心“激不活”。
5、充14小时是骗自己：用手机直充，2小时左右已经满了，剩下的时间是“烤”机时间，如手机的充电控制有误差（有的），那么就是考验电池的时间。用不过关的座充（市场上太多了）充电14小时，你的电池还没开始为你卖命就先过了一劫，好狠心呀！?