近年来，随着智能手机越来越同质化，越来越多的手机厂商将快速充电作为差异化竞争的杀手锏，IC设计厂商和手机厂商纷纷推出了各自的快速充电解决方案，“充电5分钟，通话两小时”更是成为某手机品牌的广告宣传，那么，形形色色的快速充电方案背后的原理究竟是什么？又会对手机造成怎样的影响呢？
  手机快速充电的实质是提升充电功率
  虽然众多厂商纷纷提出了各自的快速充电方案，比如高通的Quick Charge，华为的Fast Charger Protocol，步步高的VOOC闪充技术等。但这些快速充电解决方案其实可以分为两大类，提升充电电压或提升充电电流。
  举例来说，普通充电器充电时电压和电流分别为5V、1A-2A，充电功率一般为5W-10W。高通通过调整充电器的输出电压和电流，使电压和电流可以达到9V、2A或12V、1.67A的水平，使充电功率达到18W，以提升电压的方式实现了快速充电。华为和步步高的做法其实是类似的，都采取提升充电电流的做法，虽然电压依然是5V，但将电流提升到4A-5A，使充电功率高达20W-25W，从而实现各自手机广告宣传中的快速充电。诚然，采取增大电压或增大电流快速充电的做法也要做一些技术改造，比如，普通手机的microUSB只能够承受2A的电流，为了实现4A-5A电流的快速充电，就必须对充电借口和电路板线路都要进行改造，但这种小改造的技术含金量相对有限，并没有一些厂商所宣扬的那么神奇。
  目前，在厂商的宣传中，原理非常简单的提升电压或电流增加功率的做法，却被厂商起的英文名或中文+英文的名字精心包装，而且增加充电功率实现快速充电的简单做法在各种宣传包装下，俨然成为了黑科技......必须指出的是，厂商在将快速充电作为宣传亮点，却对获得快速充电的特性而付出的代价闭口不谈。其实，无论是提升电压还是提升电流，两种快速充电方式都有一定弊端，具体会有哪些弊端文末会具体介绍。
  快速充电与长续航不可兼得
  目前，搭载锂电池的智能手机最饱受诟病的就是续航有限，一天一充、一天两充非常影响用户体验，然后目前各大厂的手机越做越薄，那么在体积有限的情况下，如何使手机续航尽可能的长呢？那就是选用能量密度较高的锂离子电池，也正是因此，在安全性上存在瑕疵，但拥有比较高能量密度的钴酸锂电池获得了市场的青睐。不过，受限于技术，锂离子电池的能量密度是有天花板的，比如NCA18650电池大约是200+Wh/kg，在不改变正极和负极材料的情况下，这已经是目前技术的极限了。
  然而，能量密度和功率密度是不可兼得的——为了获得更高的功率密度（功率密度指的是单位重量的电池充放电的速率，一般用最大的功率除以电池系统的重量，单位为W/kg），就必须用更多导电剂；要获得更高的能量密度，就必须用更多的活性物质。而手机搭载的锂离子电池的空间是有限的，这就会导致导电剂用的多，自然减少了活性物质的用量，进而获得功率密度较高，但能量密度较低的电池。反之，则可以获得能量密度较高，但功率密度较低的电池。
  将功率密度做高，最简单的思路就是采用薄电极并多加导电剂，但这会导致能量密度的损失。采用新材料也是一个选择，比如选用钛酸锂材料作为负极，钛酸锂材料具有结构稳定、安全的优点，搭配磷酸铁锂正极材料，可以获得具有较高功率密度的锂离子电池，不过这却以损失能量密度为代价，而且由于钛的价格不菲，这种电池的性价比相对有限。
  总之，以现在的技术而言，要想同时实现高功率密度和高能量密度，本身就是不现实的，这也是很多强调快速充电的厂商，往往对电池的能量密度三缄其口的原因。
  向消费者隐瞒的真相
  之前提到了，能量密度和功率密度不可兼得，电池厂商所做的仅仅是做少许优化，并寻找一个平衡点，实现能量密度、功率密度、安全、寿命和成本平衡，而手机厂商则根据电池的特性制定自己的快速充电方案。实事求是的说，现在手机厂商所宣传的快速充电，其实质都是以锂离子电池的能量密度、安全、寿命或成本为代价的。如果能在能量密度、功率密度、安全、寿命和成本等方面全部实现革命性突破，那才是真正的黑科技。
  另外，无论是提升电压还是提升电流，两种快速充电方式都有一定弊端。也许是为了降低成本，也许是出于其他一些因素的考虑，很多智能手机都没有搭载库仑计。什么是库仑计呢？库仑是电量单位，1库仑=1安培·秒，库仑计则是用来测定电量。由于智能手机没有搭载库仑计，这就导致在检测电池电量的过程中，大多采用测量电压的方式测定充电和放电程度，这会导致电池的电量显示实际上只是一个电池实时电压的换算关系，而并非真实充入电池中的电量。在此情形下，如果采用提高电压的方式快速充电，虽然表明上看起来由于较高的充电电压而显示出较高的手机电量，但实际上，能充入多少电能一方面取决于充电功率，另一方面也取决于电池内的化学扩散反应速率，如果化学扩散反应跟不上，虽然手机表面上显示出有较高的电量，但实际上并没有冲进那么多电能。而且相对较高的电压充电还会带来一定安全风险。
  采用大电流充电方式也存在一些副作用。根据焦耳定律，电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。一旦电流倍增，由于充电线、手机电路、电池都存在一定电阻，就会使电流通过手机电路板、充电线和电池产生的热量呈几何倍数增加，不仅会增大电源管理单元、电路板被烧坏的概率，还有一定概率使电池材料发生分解等一系列安全问题。正是因此，电池厂商往往出于安全和经久耐用方面的考虑，专门设计电路卡死了充电电流的上限，本质上就是限制大电流充电——因为这种做法不仅具有一定风险，还会损害电池寿命。
  因此，对于快速充电，应该辩证的来看，不宜过度追捧，“充电5分钟，通话两小时”确实能方便人民的生活，但一些厂商通过这种宣传赢得消费者青睐攫取巨额利益的同时，对快速充电的优点大书特书，对付出的代价顾左右而言他，这显然不是真诚的态度。
  (署名科工力量首发于观察者网)