早晨起床時，手機剩餘電量不多。插上充電器，洗漱換衣的工夫，電量已近滿格。以前睡前充一宿，現在醒後充一會，充電習慣的改變，得益於快充技術的普及。
電池材料有了新變化？
看似只是換個充電器，但充電提速後，挑戰隨之而來。“就像在能量轉換效率、散熱、電池壽命、安全性和充電器體積等約束條件間‘走鋼絲’、找平衡。”OPPO公司電池研發負責人田晨說。
“消費者有要求：緩解電量焦慮，快充和大容量電池全都要。但對我們來講，這兩者不易兼顧。”榮耀公司電池專家盧青雲介紹，鋰電池多以石墨為負極材料，增加電池容量，就得加厚電極，導致鋰離子的傳輸路徑變長、充電速度變慢。
把矽摻進石墨負極——這是廠商想出的辦法。矽的理論比容量接近石墨的10倍，同等質量能記憶體更多電量。但它的“脾氣”不太好，充電時體積會顯著膨脹。
為此，研發人員在電池裡用碳材料搭“骨架”，約束矽的膨脹，並且預留空間，讓它“有處可脹”。盧青雲介紹，公司研發的電池，矽含量已從第一代的約5%提升至約32%，實現電池容量與快充能力同步提升。
快充發熱如何解決？
盧青雲說，“傳統電池的電流，集中從一組正負極通路進出。我們採用三極耳雙回路技術，把‘大車流’分成兩股‘小車流’，既縮短電流傳輸路徑，也減少局部發熱。”
田晨則表示，公司生產的手機電池採用雙電芯架構，配合演算法動態調節，分擔充放電壓力。
充電器的體積和重量越來越大，如何解？
按下葫蘆浮起瓢。充電速度提升，充電器的體積和重量卻越來越大。比如傳統的筆記本充電器，功率雖大，但像個小板磚，又重又大不便攜帶。原因在於，充電器通過電子開關高速開合，把電能切成一份份高頻脈衝，經變壓器等處理後輸給手機。由於電子開關過去主要由矽材料製成，開關頻率有限。提高充電功率，就得增加每次傳遞的電能，變壓器等元件也要變大。
反映在實際體驗中，消費者出門時，包裡要放塊“小板磚”延長手機續航，這樣的快充體驗，誰買帳？
這一次，各大廠商將目光投向氮化鎵。這種新型半導體材料製造出的功率器件，具備開關頻率高、能量損耗低等優勢，為充電器同時實現大功率和小體積創造條件。好比提著水桶往水池裡運水，運的次數多了，“水桶”便可以小一些，“灑掉”的水少了，損耗和發熱也會降低。
“我們還圍繞材料特性重新設計控制、散熱等整套系統。”安克創新相關技術負責人說，國產晶片、半導體器件及相關供應鏈日漸成熟，為氮化鎵技術廣泛應用提供支撐。
快充是否傷電池？
隨著手機、平板電腦等電子產品加速普及，生活中的充電場景更加多元，消費者對充電的需求不止於快，安全、穩定、便利……多個痛點有待解決。一個常見的問題是，快充是否傷電池？
“選擇經過正規認證的充電器和線纜，快充對電池壽命的影響可控。”綠聯公司研發經理鄧富貴介紹，充電倍率和溫度是影響電池壽命的關鍵因素，隨著材料和結構不斷進步，電池能夠承受更高的充電倍率。
還有消費者發現，相同介面的充電器，充電速度卻差不少。
“實現快充，充電器、線纜與裝置都要匹配。”鄧富貴說，充電器與手機會先進行協議“握手”，匹配輸入輸出功率，再進行充電。目前Type—C介面的裝置，通常都支援主流快充協議。但一些手機廠商也有自己的大功率快充協議。充電器如果沒能獲得廠商授權，就只能按主流協議快充，功率和原廠充電器相比有差距。
安克創新相關技術負責人認為，除了充電速度、發熱等顯性痛點，企業還要多關注消費者的潛在需求，如多介面和伸縮線設計可以減少雜亂線纜，充電器搭載螢幕則讓即時狀態一目瞭然，“給使用者帶來更安心省心的使用體驗，是我們的努力方向。” (人民日報)