資深工程師對于電池及其充電速度的迷思與思考

　　“迷思”一詞起源于希臘語單詞μθο，是英語單詞Myth的音譯，又意譯為神話、幻想、故事、虛構的人或事，指通過口口相傳流傳于世的十分古老的傳說和故事，泛指人類無法以科學方法驗證的領域或現(xiàn)象，強調其非科學、屬幻想的無法結合現(xiàn)實的主觀價值。迷思的存在主要強調其批判現(xiàn)實的主觀價值。

　　人類學家列維?斯特勞斯認為，迷思是人們?yōu)榱藨獙ι鐣钪须y以完全解決的沖突而編出的故事。迷思通常十分古老，也就是說沒有記錄或其他證據(jù)可以證明它們發(fā)生過，通常由老人向年輕人講述而流傳下來。一些迷思也許起源于真實事件，但經過人們的講述，一些部分可能已發(fā)生改變，所以它們不夠“真實”，可能已經錯誤地被改變了，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物與神的存在，如宙斯可以制造一場風暴以顯示他的憤怒。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。在印度神話中，大雷雨的形成被描述為神的首領因陀羅的憤怒，他最有力的武器是金剛杵（雷電），如果被他的武器擊中，沒人能活下來。

　　上面的內容摘編自百度百科對“迷思”一詞的解釋，該詞條中也提到“迷思”一詞主要是被臺灣人所使用，并且在英語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(qū)”或“對一些暫時無解的問題進行揣摩性思考（但未必就會得到答案，有時只是一個邏輯推理的導向，而將最終結論交給受眾完成）”。

　　自從手機出現(xiàn)以后，有一個迷思就一直存在：很多手機的使用手冊或是賣場的店員會告訴你，最初幾次給手機充電時要連續(xù)充電多少小時以上，否則就會影響電池的性能、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家推動電動汽車普及化的影響，電池容量和充電速度成為人們廣泛關注的話題，于是與之相關的迷思也不斷出現(xiàn)。

　　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《“無負極電池”問世，或將顛覆電動車和手機電池》的文章在網絡上廣泛流傳，這就是一個帶有顛覆性的信息。萬物負陰而抱陽，作為一個電池，沒有負極，哪里來的陽極呢？其作為電池的實體也不可能存在，我們的電動車和手機將如何使用它呢？作為信息的傳遞者，你到底是要獲取點擊率呢？還是要獲取點擊率呢？

　　我相信一點，通過對電池材料、結構的革命性改進，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、安全性也更好的產品的，但在這一切真的變成現(xiàn)實以前，千萬不要用一些嘩眾取寵的東西來吸引大家的眼球，讓人們產生一些不切實際的幻想，同時卻又不得不生活在現(xiàn)實中，讓心中的糾結造成我們身心的疾病，給社會也帶來不安定因素。

　　在多年前，受環(huán)保節(jié)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小時。后來看到新聞說一家日本廠商所制造的鎳氫電池充電速度已經做到了半小時以內，而我用的電池有一大半都是這家公司的，所以就產生了購買快速充電器的沖動，沖動的結果是從萬能的華強北市場上找到了能夠極速充電的產品，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。這件事雖然沒有讓我對鎳氫電池產生不好的想法，但從那以后我再沒有購買過，由此可見負面感受會給我們的人生帶來多么大的影響，相應地，與之相關的產業(yè)也必然受到沖擊。

　　給我?guī)碛绊懙哪莻€充電器讓電池受到損害的原因不一定是充電速度造成的，也可能是它沒有按照鎳氫電池應有的充電策略進行充電造成的，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，問題就出來了。

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

　　這是關于鋰離子電池充放電速率與其容量和循環(huán)壽命的關系圖，縱軸代表容量，橫軸代表循環(huán)壽命，由不同的點所描繪出來的曲線代表了用不同的速率對電池進行充放電時容量與循環(huán)壽命之間的關系。其中的C是與電池的容量有關的充放電速率數(shù)據(jù)，假設某個電池的容量為1000mAH，如果用1000mA的電流對它進行充電或放電，則充滿或放完其全部電能的時間是一個小時，這時候的C就代表1000mA，2C則代表2000mA。根據(jù)這些定義，這個圖告訴我們如下信息：這個電池的初始容量為900mAH，假如用1C即900mA的電流對它進行充放電，經過500個循環(huán)后，其容量還剩下大約780mAH；如果用2C即1800mA的電流對它進行充放電，則經過500個循環(huán)后，其容量會下降到大約500mAH。類似這樣的信息給我留下這樣的印象：一個鋰離子電池，如果用1C的速率對它進行充放電，經過500個循環(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，它只是代表了某個型號的電池的特性，最近得到的信息就更新了我的觀念，讓我從自己制造的迷思中醒悟過來。

　　我的新信息來源于網絡上流傳的對最近很火的小米移動電源的拆解文章。小米的新移動電源采用了松下的18650規(guī)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的電流對它進行充放電，則當其經過500次循環(huán)時，其容量還剩下3180mAH x 80% = 2544mA，這對很多應用來說是一個完全可以接受的使用壽命。可是我實際看到的電池參數(shù)表中的數(shù)據(jù)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。由于沒有找到這個電池的完整規(guī)格書，不知道這個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。如果我們沒有按照這個電池實際標出來的參數(shù)作為限制去使用它，它的壽命就會受到極大的影響，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去的大了？那么你有沒有感覺到每次充滿電后的使用時間比過去更長了呢？你是不是感覺到要你充電的提示信息出現(xiàn)得越來越頻繁了呢？造成這種問題的原因，除了手機功能越來越多、被使用得越來越頻繁造成耗電越來越多外，這些手機的電池管理是否都是恰當?shù)哪?？我覺得這些都是值得考慮的。

　　其實作為消費者的某些欲望常常會造成制造商的錯誤的迎合，對于快速充電的要求就是其一，我自己的經歷說明了這一問題的存在，如果沒有像我這樣的購買者，制造商通常也不會去制造它們。

　　事情的另一面是制造商也有錯誤的時候，有的是因勢利導去利用某些特性實現(xiàn)特定的效果，有的是故意縱容從而從中獲取商業(yè)利益，有的則是無心之過。作為無心之過的例子，在我的身邊最近就發(fā)生了一起，只是這一“過”沒有對社會造成任何的損害，相反地，由于思考的介入，讓我們對某些問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的無線充電接收端IC，它的輸出功率做到了5V x 1.5A =7.5W， 要比同時期市場上已有的無線充電接收器功率更大，同時它的效率更高，在和業(yè)界同行的發(fā)送端配合工作時，整體的轉換效率做到了80%，比同時期市場上普遍的72%~73%的效率高了不少，這讓個別同事升起了它能提高充電速率的遐想，但是通過對無線充電所面臨的各種環(huán)境條件的分析，我們發(fā)現(xiàn)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(xiàn)由于效率的提高而帶來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現(xiàn)，如果以100%的效率進行電力傳輸時都沒有滿足電池和充電系統(tǒng)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(tǒng)不能接受太多的電流，這使得充電過程不能太快，而供應卻完全不是問題，因而在大部分條件下對無線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(tǒng)的能耗被降低以后，這些系統(tǒng)也就能夠被放置到更多的空間受限的環(huán)境中，制造這些產品時也有可能使用更少的材料，從而帶來廣泛的經濟效益、環(huán)境效益，提高使用者的舒適度，讓消費者感覺更爽，而這些效益和提高充電速率實在是無關的。

　　大部分的消費者對于科學、技術的實質通常是不太關心的，它們通常在意的是自己的感覺爽不爽，這種爽或者是不爽的感覺完全來源于體驗而不是思考，所以他/她的追求就會常常偏離正軌，在此過程中，那些滿足他們的欲望的東西是最容易打動他們的，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、是技術，我們的思考是要有邏輯的，我們是未來的創(chuàng)造者和制造者，我們得慎重一點，做好了，這就是我們的功德，那是會有福報的，當然了，如果我們作惡，同樣有東西在等著我們，要如何做，完全看自己的選擇。且行且珍惜！可得看仔細了。