資深工程師對于電池及其充電速度的迷思與思考

　　“迷思”一詞起源于希臘語(yǔ)單詞μθο，是英語(yǔ)單詞Myth的音譯，又意譯為神話(huà)、幻想、故事、虛構的人或事，指通過(guò)口口相傳流傳于世的十分古老的傳說(shuō)和故事，泛指人類(lèi)無(wú)法以科學(xué)方法驗證的領(lǐng)域或現象，強調其非科學(xué)、屬幻想的無(wú)法結合現實(shí)的主觀(guān)價(jià)值。迷思的存在主要強調其批判現實(shí)的主觀(guān)價(jià)值。

　　人類(lèi)學(xué)家列維?斯特勞斯認為，迷思是人們?yōu)榱藨獙ι鐣?huì )生活中難以完全解決的沖突而編出的故事。迷思通常十分古老，也就是說(shuō)沒(méi)有記錄或其他證據可以證明它們發(fā)生過(guò)，通常由老人向年輕人講述而流傳下來(lái)。一些迷思也許起源于真實(shí)事件，但經(jīng)過(guò)人們的講述，一些部分可能已發(fā)生改變，所以它們不夠“真實(shí)”，可能已經(jīng)錯誤地被改變了，或變得更有趣。所有的文化都有迷思，例如希臘與羅馬的神與女神的故事。許多人都相信迷思中的動(dòng)物與神的存在，如宙斯可以制造一場(chǎng)風(fēng)暴以顯示他的憤怒。其他例子還有埃及的神阿圖姆，被描述為世界上所有事物的創(chuàng )造者。在印度神話(huà)中，大雷雨的形成被描述為神的首領(lǐng)因陀羅的憤怒，他最有力的武器是金剛杵（雷電），如果被他的武器擊中，沒(méi)人能活下來(lái)。

　　上面的內容摘編自百度百科對“迷思”一詞的解釋?zhuān)撛~條中也提到“迷思”一詞主要是被臺灣人所使用，并且在英語(yǔ)原詞含義的基礎上添加了一些新的意義，指“對于事物不明白的地方、對于事物的認識誤區”或“對一些暫時(shí)無(wú)解的問(wèn)題進(jìn)行揣摩性思考（但未必就會(huì )得到答案，有時(shí)只是一個(gè)邏輯推理的導向，而將最終結論交給受眾完成）”。

　　自從手機出現以后，有一個(gè)迷思就一直存在：很多手機的使用手冊或是賣(mài)場(chǎng)的店員會(huì )告訴你，最初幾次給手機充電時(shí)要連續充電多少小時(shí)以上，否則就會(huì )影響電池的性能、壽命云云。如果你對電池及其充電特性有所了解，這個(gè)迷思就很容易被打破，從而不再按照他們的指引去做。

　　受智能手機廣泛普及和廠(chǎng)家推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)普及化的影響，電池容量和充電速度成為人們廣泛關(guān)注的話(huà)題，于是與之相關(guān)的迷思也不斷出現。

　　最能制造的迷思是那些帶有顛覆性的東西。最近有一篇名為《“無(wú)負極電池”問(wèn)世，或將顛覆電動(dòng)車(chē)和手機電池》的文章在網(wǎng)絡(luò )上廣泛流傳，這就是一個(gè)帶有顛覆性的信息。萬(wàn)物負陰而抱陽(yáng)，作為一個(gè)電池，沒(méi)有負極，哪里來(lái)的陽(yáng)極呢？其作為電池的實(shí)體也不可能存在，我們的電動(dòng)車(chē)和手機將如何使用它呢？作為信息的傳遞者，你到底是要獲取點(diǎn)擊率呢？還是要獲取點(diǎn)擊率呢？

　　我相信一點(diǎn)，通過(guò)對電池材料、結構的革命性改進(jìn)，我們是有可能得到容量密度大幅度增加、功率密度大幅度提高、安全性也更好的產(chǎn)品的，但在這一切真的變成現實(shí)以前，千萬(wàn)不要用一些嘩眾取寵的東西來(lái)吸引大家的眼球，讓人們產(chǎn)生一些不切實(shí)際的幻想，同時(shí)卻又不得不生活在現實(shí)中，讓心中的糾結造成我們身心的疾病，給社會(huì )也帶來(lái)不安定因素。

　　在多年前，受環(huán)保節能理念的影響，我家中所使用的電池都是可充電的鎳氫電池，用來(lái)給它們充電的充電器也是普通的，每次給電池充電都要用幾個(gè)小時(shí)。后來(lái)看到新聞?wù)f(shuō)一家日本廠(chǎng)商所制造的鎳氫電池充電速度已經(jīng)做到了半小時(shí)以?xún)?，而我用的電池有一大半都是這家公司的，所以就產(chǎn)生了購買(mǎi)快速充電器的沖動(dòng)，沖動(dòng)的結果是從萬(wàn)能的華強北市場(chǎng)上找到了能夠極速充電的產(chǎn)品，于是悲慘的事情就發(fā)生在我身上了，我的所有電池都在充了一次電以后容量劇減，最后不得不棄之不用。這件事雖然沒(méi)有讓我對鎳氫電池產(chǎn)生不好的想法，但從那以后我再沒(méi)有購買(mǎi)過(guò)，由此可見(jiàn)負面感受會(huì )給我們的人生帶來(lái)多么大的影響，相應地，與之相關(guān)的產(chǎn)業(yè)也必然受到?jīng)_擊。

　　給我帶來(lái)影響的那個(gè)充電器讓電池受到損害的原因不一定是充電速度造成的，也可能是它沒(méi)有按照鎳氫電池應有的充電策略進(jìn)行充電造成的，因為每一種電池都有自己的特性，當你用不正確的方法對待它時(shí)，問(wèn)題就出來(lái)了。

　　對于我們現在常用的鋰離子電池，我在很多年前就見(jiàn)過(guò)下面的這幅圖：

　　這是關(guān)于鋰離子電池充放電速率與其容量和循環(huán)壽命的關(guān)系圖，縱軸代表容量，橫軸代表循環(huán)壽命，由不同的點(diǎn)所描繪出來(lái)的曲線(xiàn)代表了用不同的速率對電池進(jìn)行充放電時(shí)容量與循環(huán)壽命之間的關(guān)系。其中的C是與電池的容量有關(guān)的充放電速率數據，假設某個(gè)電池的容量為1000mAH，如果用1000mA的電流對它進(jìn)行充電或放電，則充滿(mǎn)或放完其全部電能的時(shí)間是一個(gè)小時(shí)，這時(shí)候的C就代表1000mA，2C則代表2000mA。根據這些定義，這個(gè)圖告訴我們如下信息：這個(gè)電池的初始容量為900mAH，假如用1C即900mA的電流對它進(jìn)行充放電，經(jīng)過(guò)500個(gè)循環(huán)后，其容量還剩下大約780mAH；如果用2C即1800mA的電流對它進(jìn)行充放電，則經(jīng)過(guò)500個(gè)循環(huán)后，其容量會(huì )下降到大約500mAH。類(lèi)似這樣的信息給我留下這樣的印象：一個(gè)鋰離子電池，如果用1C的速率對它進(jìn)行充放電，經(jīng)過(guò)500個(gè)循環(huán)后，其容量還有初始容量的80%。我不單是自己這樣使用它，還常常把這樣的信息傳遞給業(yè)界的同行，遺憾的是，這樣的信息是不完全準確的，它只是代表了某個(gè)型號的電池的特性，最近得到的信息就更新了我的觀(guān)念，讓我從自己制造的迷思中醒悟過(guò)來(lái)。

　　我的新信息來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )上流傳的對最近很火的小米移動(dòng)電源的拆解文章。小米的新移動(dòng)電源采用了松下的18650規格的鋰離子電池，單顆電池的容量為3180mAH，按照我舊有的知識，如果我用3180mA的電流對它進(jìn)行充放電，則當其經(jīng)過(guò)500次循環(huán)時(shí)，其容量還剩下3180mAH x 80% = 2544mA，這對很多應用來(lái)說(shuō)是一個(gè)完全可以接受的使用壽命?？墒俏覍?shí)際看到的電池參數表中的數據和我的想法完全不一致，它的標準充電電流是0.909A，也就是909mA，只是相當于0.28C。由于沒(méi)有找到這個(gè)電池的完整規格書(shū)，不知道這個(gè)標準充電電流所對應的循環(huán)壽命是多少，但我猜想它與500次的循環(huán)壽命對上的幾率還是很大的。如果我們沒(méi)有按照這個(gè)電池實(shí)際標出來(lái)的參數作為限制去使用它，它的壽命就會(huì )受到極大的影響，而且這樣的錯誤還是很容易發(fā)生的，因為我們的RT9451就具有4A的電流充電能力，我一直以為用它去對這樣的電池進(jìn)行充電是完全合理的。

　　作為智能手機的使用者，你的新手機的電池容量是不是比過(guò)去的大了？那么你有沒(méi)有感覺(jué)到每次充滿(mǎn)電后的使用時(shí)間比過(guò)去更長(cháng)了呢？你是不是感覺(jué)到要你充電的提示信息出現得越來(lái)越頻繁了呢？造成這種問(wèn)題的原因，除了手機功能越來(lái)越多、被使用得越來(lái)越頻繁造成耗電越來(lái)越多外，這些手機的電池管理是否都是恰當的呢？我覺(jué)得這些都是值得考慮的。

　　其實(shí)作為消費者的某些欲望常常會(huì )造成制造商的錯誤的迎合，對于快速充電的要求就是其一，我自己的經(jīng)歷說(shuō)明了這一問(wèn)題的存在，如果沒(méi)有像我這樣的購買(mǎi)者，制造商通常也不會(huì )去制造它們。

　　事情的另一面是制造商也有錯誤的時(shí)候，有的是因勢利導去利用某些特性實(shí)現特定的效果，有的是故意縱容從而從中獲取商業(yè)利益，有的則是無(wú)心之過(guò)。作為無(wú)心之過(guò)的例子，在我的身邊最近就發(fā)生了一起，只是這一“過(guò)”沒(méi)有對社會(huì )造成任何的損害，相反地，由于思考的介入，讓我們對某些問(wèn)題有了更深入的認識。

　　事情的起因是公司最近出了一款型號為RT1650A的無(wú)線(xiàn)充電接收端IC，它的輸出功率做到了5V x 1.5A =7.5W， 要比同時(shí)期市場(chǎng)上已有的無(wú)線(xiàn)充電接收器功率更大，同時(shí)它的效率更高，在和業(yè)界同行的發(fā)送端配合工作時(shí)，整體的轉換效率做到了80%，比同時(shí)期市場(chǎng)上普遍的72%~73%的效率高了不少，這讓個(gè)別同事升起了它能提高充電速率的遐想，但是通過(guò)對無(wú)線(xiàn)充電所面臨的各種環(huán)境條件的分析，我們發(fā)現只有在功率發(fā)送端的輸入功率受限的情況下才有可能出現由于效率的提高而帶來(lái)的提高充電速率的效果，而且這還要接收端的電池和充電管理部分予以配合才能實(shí)現，如果以100%的效率進(jìn)行電力傳輸時(shí)都沒(méi)有滿(mǎn)足電池和充電系統的要求，則任何效率的提高對提高充電速率都是有幫助的，可是我們知道這樣的狀況是很少發(fā)生的。我們通常遇到的大部分狀況都是電池和充電系統不能接受太多的電流，這使得充電過(guò)程不能太快，而供應卻完全不是問(wèn)題，因而在大部分條件下對無(wú)線(xiàn)電力傳輸效率的提升能夠起到的作用只是降低能耗、降低發(fā)熱量。當系統的能耗被降低以后，這些系統也就能夠被放置到更多的空間受限的環(huán)境中，制造這些產(chǎn)品時(shí)也有可能使用更少的材料，從而帶來(lái)廣泛的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益，提高使用者的舒適度，讓消費者感覺(jué)更爽，而這些效益和提高充電速率實(shí)在是無(wú)關(guān)的。

　　大部分的消費者對于科學(xué)、技術(shù)的實(shí)質(zhì)通常是不太關(guān)心的，它們通常在意的是自己的感覺(jué)爽不爽，這種爽或者是不爽的感覺(jué)完全來(lái)源于體驗而不是思考，所以他/她的追求就會(huì )常常偏離正軌，在此過(guò)程中，那些滿(mǎn)足他們的欲望的東西是最容易打動(dòng)他們的，這就給那些順勢而為的人留下了下手之處。作為工程師，我們行為的基礎是科學(xué)、是技術(shù)，我們的思考是要有邏輯的，我們是未來(lái)的創(chuàng )造者和制造者，我們得慎重一點(diǎn)，做好了，這就是我們的功德，那是會(huì )有福報的，當然了，如果我們作惡，同樣有東西在等著(zhù)我們，要如何做，完全看自己的選擇。且行且珍惜！可得看仔細了。