自智能手机普及以来，续航问题就成了笼罩在人们心头的阴霾！尽管电池容量从最初的1100毫安时飙升到如今的4000毫安时，甚至是5000毫安时的手机也屡见不鲜，但依旧无法消散我们的疑虑。

目前手机所用的电池是锂离子聚合物电池，主要依靠锂离子在正极和负极之间的移动来工作。锂离子电池自1991实现商用以来，已经有28年了，但锂离子电池在技术方面并没有出现质的突破。显然锂离子电池技术已经达到瓶颈，具体来说就是能量密度几乎无法提升。

手机的体积和重量有限，依靠增大电池带来的电量提升知识饮鸩止渴而已。面对如此境遇，商家也是妙招百出，推出了共享充电宝业务，反向充电技术，装甲手机壳等。即使是苹果，面对续航不足也只能默默上架了智能电池盒来应对。（附带2000毫安时左右的电量。）

iPhone11系列电池盒

在各路厂商纷纷开发物理外挂的时候，充电技术也在飞速发展。OPPO Reno Ace采用了65瓦的超级快充，华为Mate X采用了55瓦的快充。小米也正式公布了100瓦的充电技术，预计明年量产。在这三种超越时代的超级闪充中，我们发现了一个共同的特点——都采用双电芯加电荷泵技术！

在提这两种技术之前，我们先看一下手机充电的相关知识。在中学阶段我们就学过功率=电压*电流，如果想要提高功率，那么就有两条路可以走，要么提高电流，要么提高电压，或者两者都进行提升。不过另外一个公式功率=电流*电流*电阻（P=I²R）告诉我们，电流不可能无限增大，不然发热会造成很大浪费甚至是危险的发生。所以一开始人们偏向于发展高压直充方案，高通的QC协议，联发科的PE协议都是这种方式的代表，表现在生活中就是9V2A这种最常见的1.8卢充电方式。

• （一）高压直充方案

高压直充方案前些年发展十分迅速，因为成本低，充电器（充电线）适用性强，得到了很多用户的喜爱，不过因为输入的电压高，而锂离子电池两端的截止电压4.2V，这就迫使了高压直充方案必须在手机内部在做一次变压才能输入电池。但转换就意味着能量损耗（不可能100%效率），这些损失掉的能量会以热量的表现出来，继而会造成手机变成“暖手宝”……这种情况下，继续提高电压将会加深发热，无奈中，许多手机厂商有将目光投向了低压直充——低电压高电流。其中OPPO，华为可以算是这个领域的元老啦。

• （二）低压充电方案

相对于高压方案，这种方式电压的确会低一些，常见的就是5V4.5A（22.5瓦）就是基于这种方案。因为电压与电池电压相仿，无需经过二次转换就可直接输入，因此效率较高。至于之前所说的电阻导致的发热，可以通过使用特质的数据线来完成，比如OPPO就采用了定制的7Pin线材来解决这个问题。其次，低压直充方案没有公认的协议，但是各家都有对应的私有协议，比如OPPO的VOOC闪充，华为的SCP快充，这也就导致了市面上低压直充方案不通用，充电器材互不兼容的局面。

虽然低压直充又将充电技术往前推进了一大步，但是很显然，想要继续依靠单纯的提高电流来提升功率是不现实的。因此这时候就有了双电芯 电荷泵技术。

• （一）双电芯技术

电芯是锂电池的重要组成部分，咱们手机使用的锂电池就是由电芯、管理单元、外壳等几大部分组成。这里所谓的双电芯技术，简言之就是将两块电芯串联在一起，通过充电管理芯片实现两块电池之间的同步，这样就可以以更低的代价实现更高速的快充。比如OPPO的10V5A的65瓦闪充，结合双电芯和串联分压，对于每一块电池就相当于5V5A，这样就可以避免转换高压带来的发热。

但是采用双电芯封装会占据手机内部更多的空间，对电池容量有一定的牺牲；并且将两块电芯组合，在放电时需要增加降压电路，这会造成5%-10%不等的浪费。

串联双电芯设计

• （二）电荷泵技术

提到电荷泵技术，就不得不提到魅族早年亮相的55瓦Super mCharge，第一次将电荷泵技术创新性的用在了手机电池上面，不过由于自身实力和市场因素，魅族的55瓦至今还无法量产，反倒是一众友商纷纷推出采用电荷泵技术的充电方案。当得上一句起了个大早，赶了个晚集。

所谓电荷泵，就是利用电容器为储能元件的直流-直流转换器，它的作用是电压转化，并且是近乎无损的电压转换（97%）。现阶段采用的多为一级降压方案，即将输入电压进行一次变换10V-5V，同时功率不变，电流翻倍，这样就可以实现较高功率的快充，同时避免带来较大的发热。

电荷泵的应用原理

• （三）双电芯 电荷泵

简单来说就是：一级电荷泵可以带来半压方案，让输入进来的高电压降低一半。双电芯在芯片的控制下进行分压，电压再次降低一半，这样就可以满足输入电池的电压条件。

OPPO的65瓦充电，已经可以做到5分钟充电30%，20多分钟完全充满4000毫安时的大电池。这意味着我们睡觉前完全不用关心手机还有多少电量，第二天起来只是洗脸刷牙的功夫，手机就可以满血复活。在小米100瓦的宣传中，17分钟就可完全充满，未来我们已经触手可及。

OPPO发布会上的疑问

看到这里可能会有朋友疑惑“这么快速度的充电是不是很伤电池？”其实这个是完全可以放心的，充电的过程可以简单看做是一个电量搬运的过程。而电池的寿命主要是由电池循环次数次数来决定的，注意这不是充电器插拔的次数，一次电池的满充满放才算是一个周期。充电快只是加速了电量搬运的过程，理论上是不会有任何损坏的。

在OPPO reno Ace的发布会上，沈义人也就这个问题做出了解释：“OPPO Reno Ace在经过800次完全充放电之后，电池容量可以大于等于80%，远超国家标准。（400次之后容量大于等于60%）”

在电池问题得不到有效解决的前提下，发展更便捷更快速的超级快充技术无疑是一个主流方向，双电芯 电荷泵技术能够让快充再次攀上一个台阶。各种新材料的出现也给这条发展路线提供源源不断的动力，譬如氮化镓的商用就上充电器体积和转换效率进一步上升。

续航可期，未来已来！

参考文献：

《PET成像前端集成电路设计》

《锂离子电池——科学及技术》

个人整理，如有错误之处，欢迎指正