OPPO、華為、三星手機如何實現(xiàn)快速充電-存在的危險因素有什么

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發(fā)表時間：2017-03-28 15:36來源：金戈新材料

　　“充電五分鐘，通話兩小時”的OPPO R9廣告漫天飛，從而讓大眾接觸了快速充電這個概念。華為、三星等手機廠商也緊跟其后，紛紛推出快充手機，如華為提出“在一杯咖啡的時間里將電池電量充滿”，三星Galaxy Note 4“在30分鐘時間里充電60%”。快速充電正在成為電池技術創(chuàng)新的中心。毫無疑問，快充是目前能夠有效解決智能手機續(xù)航問題的最佳方法，也是未來幾年手機廠商、方案提供商角逐的主要戰(zhàn)場。

　　那么，手機是如何實現(xiàn)快速充電，存在哪些問題？今天金戈帶你一起揭開快速充電神秘的面紗，一起看看快速充電的原理，快速充電對新材料有什么要求？

　　什么是快速充電技術？

　　快速充電是一個相對籠統(tǒng)的概念，一般是指能在短時間內使蓄電池達到或接近完全滿電狀態(tài)的一種充電方法。目前真正意義上的手機快充技術有兩種：一種是閃充技術（OPPO的VOOC閃充技術），一種是高通的Quick Charge 2.0技術。

　　高通的Quick Charge 2.0技術其核心技術則是通過提高充電器電壓來降低充電電流，從而減小在充電線路上的功耗，在手機端會有相應的降壓電路，該電路將高壓低流變換為低壓高流。

　　無論是閃充技術，還是高通的QuickCharge2.0技術，其本質都是：在一定的限制條件下，盡可能地提高到達電池的電壓/電流。在電池容量一定的情況下，根據(jù)能量：W（電池容量）=功率P×時間T= 電壓U × 電流I × 時間T

　　因此，提高電壓和/或電流，則可縮短充電時間。

　　快速充電帶來的問題

　　快速充電解決了傳統(tǒng)慢充效率低的問題，卻避免不了發(fā)熱的問題。由于充電過程中，所有的能量不能100%轉換，損失的這一部分能量會變成熱。這部分熱量分別集中在充電裝置和機身上。具體就體現(xiàn)在充電時，我們能夠明顯感受到充電器和機身都有不同程度的發(fā)熱現(xiàn)象。

　　根據(jù)焦耳定律：發(fā)熱功率P = 電流的平方I 2* 電阻R

　　由上式可見，提高電流，則發(fā)熱功率增加，即充電裝置產(chǎn)生的熱量大幅度提高；而提高電壓的方式，由于電壓要從220V降低到20V/12V/9V再到4.2V/4.4V，意味著機身降壓電路會承受更大的壓力進行降壓轉換，當然這樣的轉換過程損耗也更多，直接表現(xiàn)為充電時機身發(fā)熱更明顯。產(chǎn)生的熱量過大又嚴重影響電池的壽命，存在安全隱患，同時降低用戶的舒適感。因此，發(fā)熱問題是快充實現(xiàn)更快充電必須解決的問題。

　　如何解決快充發(fā)熱問題

提高散熱效率

　　提高散熱效率，我們得先了解充電頭和手機機身是如何散熱的。由于充電頭體積較小，無法采用機械散熱方式傳導熱量，常用的散熱方式是采用單組份絕緣導熱硅膠將發(fā)熱部位熱量導出。這種膠不僅可以導熱，還具有粘結性，起到固定充電頭內部元件的作用。

　　手機機身散熱則是通過導熱硅脂將CPU運行產(chǎn)生的熱量傳導到石墨/金屬散熱片上，再導出機身。導熱硅脂還具有保護CPU的作用。因此，提高導熱硅膠和硅脂的導熱性能，將充電頭和CPU產(chǎn)生的熱量快速傳導出去，才能提高散熱的效率。

　　如何提高硅膠/硅脂的導熱性能

　　市場上常見的硅膠/硅脂通常采用在有機硅中添加氧化鋁、氧化鋅等無機粉體，其導熱性能不僅與自身的導熱系數(shù)有關，還與二者和界面的結合、細膩性有關。

　　對于單組份導熱硅膠，要提高導熱性能，一般需要添加大量導熱粉體，這會造成固化后硬度較高，則膠和電子元器件的界面結合力較差，即使導熱系數(shù)高，也不利于元器件的散熱。而單組份導熱硅膠的硬度通過配方調整硬度的空間不大，因此，只能通過導熱粉體種類選擇來改善。對此，我司開發(fā)出GD-S200A單組份導熱硅膠用粉體，經(jīng)過特殊表面處理，與基材具有較好的分散性和相容性，導熱性能優(yōu)異。在107膠中添加800份時導熱系數(shù)2.0 W/m*K。

GD-S200A單組份導熱硅膠用粉體

　　導熱硅脂應用于CPU等精密電子器件的導熱，不僅要求導熱系數(shù)高，還要求硅脂更加細膩，以免刮花CPU。我司用于高導熱硅脂的產(chǎn)品GD-S271A，以球形、類球形氧化鋁為原料，通過合理粗細復配，并嚴格控制粗顆粒，以及特殊表面處理，具有優(yōu)異的導熱性能；同時，其粒徑分布窄，可制備2.5W/m*K細膩型硅脂。

高導熱硅脂的產(chǎn)品GD-S271A