35W PD 快充,只出现了短暂的 9V PDO 恒流充电,电流锯齿状波动维持了很长一段时间,波动范围在 1.5A-2.9A 之间,对应功率波动范围 14W-26W,温控生效干预(红色区域)。
58 分钟左右,PDO 从 9 V 跳回 5V,同时电流接近 0,进入暂停充电状态(图中蓝色区域)。
停充一段时间后电流恢复,进入充电末期转为恒压算法,直至充电结束。
35W PD 快充时,「优化电池充电」功能生效了,在充入约 80% 电量后,静止了 9 分钟,然后再继续充入余下的 20% 电量。
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将数据制作成充电全程速度图,可以看到,除 5W 慢充是一条直线外,18W、20W、35W 等 PD 快充在 1 小时左右约充入 80% 电量时,都会出现短暂的停止充电状态,静止时间 6-9 分钟不等。
虽然前期电流受到 iOS 温控模块控制出现齿状的电流波动,但在充电速度图上并未看出有影响,30 分钟充电速度来看,18W 充入 42%、20W 充入 45%、35W 充入 49、140W 充入 51%。用户要享受到最快的充电速度,仍然需要带有 9V3A PDO 的充电器(27W 以上的充电器基本都会有这个 PDO 电压档)。
对照组
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iPhone 13 Pro Max 是苹果 2021 年 9 月发布的机器,支持 USB PD 快速充电,目前 iOS 系统版本为 15.5。测试前,小编在 iOS 系统设置里关闭「优化电池充电」再进行测试。
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抓取 iPhone 13 Pro Max 充电全程数据,可以看到温控曲线与 iPhone 14 Pro Max 有所区别。iPhone 14 Pro max 维持了一段时间的稳定恒流状态,而 iPhone 13 Pro Max 则是从开机后就马上降功率,可能是 iPhone 14 充电芯片与模块散热更好有关?
从检测控制频率来看,iPhone 14 Pro Max 检测控制非常频繁,还不到 1 分钟就调整一次电流。iPhone 13 Pro Max 则差不多是 2-3 分钟一个锯齿坡度。
另外,充电过程中并未出现「优化电池充电」所干预出现的静止停充现象,9V 转 5V 一瞬间持续保持充电状态。
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使用其它不同功率的充电器测试,在充入约 80% 电量的时候,全部都没出现静止停充现象。
为什么要停一下?
电池从结构件来划分主要由三个部件组成:阳极、阴极、与隔膜,通过卷绕堆叠等方式装配,填充电解液后封入钢壳或者软性包装内,就变成人们常见的电池,钢壳电池一般用于电动汽车上,数码产品一般使用软性包装。
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在充电过程中,外部电压通过极耳施加到电池内部,正极锂离子释放电子,在电场作用下穿过隔膜在电解液中迁移至负极,嵌入到负极石墨活性物质内部,电子被接收,完成充电储能过程。外部设备带载放电时,锂离子释放电子并从负极脱嵌,穿过隔膜向正极迁移,嵌入到正极,电子被正极活性物质接收,完成电能释放。
「优化电池充电」在充入至 80% 电量时,暂停充电数分钟,目的是让锂离子更好地嵌入负极活性物质中,避免锂离子在负极表面、隔膜表面积聚,进而形成死锂失去穿越能力,导致容量下降。
听不懂的话,小编用举例的方式来解说。左右两块海绵(代表正极、负极),中间放置一块纱布(代表电解质膜),在其中一块海绵里倒入 50 克沙子(代表锂离子),沙子穿过纱布到达另一块海绵,就是充电或者放电的过程。
沙子在多次来回穿越的过程中,在海绵表面积聚,聚合变大成为一块 2 克重量的鹅卵石,鹅卵石无法穿过中间的纱布,被永久性地固定下来,无法继续参与穿越运动,那么剩下的沙子就只有 48 克了,这就是电池可用容量的减少。「优化电池充电」静止的时间,就是减轻并延缓小沙子积聚变鹅卵石的发生,降低衰减速度。
充电头网总结
在这次 iPhone 14 系列的测试中,充电头网发现「优化电池充电」的确会干预 PD 充电的饱和度,在使用 PD 充电器时,充电会持续到电量约 80% 饱和度,然后静止数分钟后,再充入余下 20% 电量。