はじめに
携帯電話の技術は急速に発展しているが、携帯電話のバッテリー寿命はユーザーの日常的な使用には十分ではなく、携帯電話の応用を制限するボトルネックとなっている。大容量バッテリーを搭載すれば電池寿命は延びるが、その大容量化には容積の増大が必要である。携帯電話がレンガ造りの時代に戻るとは考えられない。しかし、急速充電技術の旺盛な発展により、業界全体に希望が見えてきたようで、多くの携帯電話急速充電ソリューションが登場している。
急速充電の理論的基礎
急速充電の誕生は市場のニーズに応えるためであり、科学的な理論的根拠もある。バッテリーエネルギーW＝P（電力）×T（時間）である。したがって、電池エネルギー、つまり電池容量が一定の場合、電力を大きくすれば充電時間を短縮できることがわかる。電力が大きいほど充電時間は短くなる。また、P（電力）＝U（電圧）×I（電流）であることから、電力を大きくするには、電圧を大きくする、電流を大きくする、電圧と電流を同時に大きくする、の3つの方法があることも容易に推論できる。
急速充電の種類
現在、携帯電話の急速充電技術は、急速充電の目的を達成するために、充電電力を増加させ、充電時間を短縮させることは間違いないが、電力を増加させるために使用される方法は、一般的に電圧を増加させるか、電流を増加させることであるため、既存の急速充電技術は、主に低電圧・大電流急速充電と高電圧急速充電の2つに分類される。
低電圧・大電流の急速充電
OPPO VOOC技術は、低電圧・大電流急速充電の代表的な技術である。この技術の充電電流は比較的大きい（4A～4.5A）ため、線路損失Rの要件は非常に高く、そうでなければIIRは比較的大きくなる。そのため、VOOCは専用の充電ヘッドとUSBケーブルを使用し、急速充電を実現するためにはその両方が必要となる。充電システム全体のハードウェアコストは非常に高く、他の充電ヘッドやUSBデータケーブルは使用できない。総じて互換性は低い。もちろん、5分充電で2時間通話というスローガンは今でも人々の心に深く根付いている。
高電圧急速充電
高電圧急速充電は、クアルコムのQuick Charge 3.0技術とメディアテックのPump Express Plus技術に代表される。実際、高電圧急速充電の原理は似ている。主な違いは、充電ヘッドが急速充電プロトコルICを統合していることである。違いは、それぞれの急速充電のハンドシェイク・プロトコルが異なることである。急速充電プロトコルが統合された充電ヘッドと携帯電話急速充電デバイス間のハンドシェイクが成功した後、それぞれの急速充電高電圧を出力する。急速充電を認識できない携帯電話デバイスは5Vを出力し、5V標準充電に変換する。
現在、各社の高圧急速充電技術は5V普通充電に対応しており、急速充電に対応していない携帯電話も充電できる。また、高圧急速充電のデータラインに流れる電流は大きくなく、従来のUSBデータケーブルが使用できる。このように、高電圧急速充電の互換性が強いため、低電圧・大電流充電のハードウェアコストよりも安くなるため、シャオミ、ヌビアなど、より多くの携帯電話メーカーに採用されている。
急速充電のボトルネック
現在のところ、急速充電技術はリチウム電池の物理的特性によってまだ制限されている。急速充電技術はバッテリーに流れる電流を増やすことができるが、現在のバッテリーの充電レートは1～1.5C程度しかない。電流が大きすぎて電池が耐えられないため、急速充電技術の出力向上も限られた範囲にとどまっている。また、急速充電技術はバッテリーのCC（定電流充電）段階での充電時間を大幅に改善するだけで、バッテリー充電のCV（定電圧充電）段階での時間消費を解決する良い方法はまだない。
携帯電話1台で外出するのが、多くの人の現状になっている。携帯電話の心臓部であるバッテリーは、「エネルギーを充電する」場所を見つけられないことを最も恐れている。しかし、携帯電話の「急速充電」技術はますます進歩し、「5分充電で2時間通話」が徐々に現実味を帯びてきた。
では、携帯電話を急速充電に使う場合、充電ヘッドと充電ケーブルのどちらが効果的なのだろうか？急速充電は爆発を引き起こすのか？バッテリーに影響はないのか？続きを読む
急速充電とは何か？
電力（P）＝電圧（U）×電流（I）という物理学の計算式は、誰もが習ったことがあるだろう。
バッテリーの電力が一定の場合、電力は充電速度を示す。急速充電は通常の充電に比べ、以下の3つの方法によって充電時間を短縮し、急速充電を実現します。
- 電圧は変わらず、電流が増加する。
- 電流は変化せず、電圧が上昇する。
- 電圧、電流ともに上昇
もちろん、携帯電話が急速充電を実現するためには、技術的な改良が必要なだけでなく、携帯電話自体が急速充電をサポートし、対応する急速充電器（充電ヘッドと充電ケーブルを含む）を使用する必要がある。
急速充電器と充電ケーブル、どちらが重要か？
充電パワーは急速充電技術を測定するための重要な指標であり、この指標は充電ヘッドに依存する。
多くの国内フラッグシップスマホは40W前後で充電できる（通常の充電器は5〜10Wでしか充電できない）。その中で、OPPOは50Wの急速充電、Vivoは44Wの急速充電、ファーウェイは40Wと55Wの急速充電技術を持っている。高出力の急速充電技術には、それに対応するパワーを持つ充電ヘッドが必要である。
しかし、充電ケーブルも同様に重要であることをお忘れなく：
普通の充電ケーブルに比べ、急速充電に対応したケーブルは少々特殊だ。iPhone 8シリーズ以降の携帯電話はすべて急速充電に対応しているが、専用の充電器を購入する必要がある。アンドロイド携帯の通常の充電ケーブルには3本の配線しかない（うち2本は電源ケーブル、1本はアース線）。Androidの急速充電ケーブルには、基本的に5本の配線があり、2本の電源ケーブル、2本のデータケーブル、1本のアース線がある（下図）。
通常の充電ケーブルに比べ、2本の余分なデータケーブルは非常に重要である。充電ヘッドと携帯電話の電源管理チップ間の通信を担う。
例えば
ある携帯電話は40Wの急速充電に対応しており、その充電ヘッドでは、出力は3つの仕様に対応している：5V/2A、9V/2A、10V/4A。そして、充電ケーブル内の2本のデータケーブルが充電中に通信し、携帯電話の充電に最適な電力を選択する。
急速充電技術は、単に充電ヘッドと充電ケーブルのマッチングだけでなく、携帯電話の電源管理チップとのマッチングも重要である。通常の充電ケーブルに比べて、急速充電は充電ヘッドと充電ケーブルの両方に高い要求がある。この2つは互いに補完し合っている。
急速充電は安全か？
今のところ、アップルのオリジナル充電器はまだ5V/1Aで、急速充電には対応していない。一部のアンドロイド携帯は急速充電を標準装備しており、18W（9V/2A）に達し、フラッグシップの最上位機種では40～50Wに達するものもある。
携帯電話で急速充電を実現するためには、カスタマイズされた回路、バッテリーセル、インターフェース、データケーブル、そしてそれに適合する急速充電アダプター一式が必要である。同時に、携帯電話がさまざまな充電条件に応じて安全でインテリジェントな充電保護を提供できるよう、インテリジェントな電源管理システムも必要である。
簡単に言えば、携帯電話を急速充電する必要がある場合、携帯電話本体と急速充電器の両方に対応する安全保護が追加され、安全性を確保するためのさまざまな保護手段も設定されるので安心だ。
急速充電は携帯電話のバッテリーに悪影響を与えるのか？
原則として、バッテリーの損傷は基本的に2つの側面から生じる：
バッテリーの充電中または放電中
バッテリーの正極と負極は、イオンが放出されたり吸収されたりして収縮・膨張します。急速充電はバッテリーの化学物質を破壊し、バッテリーの寿命を縮めます。
バッテリー急速充電
大電流のため、電流の熱影響が悪化し、バッテリーが高温になり、容量が急激に低下し、バッテリーセルに永久的な損傷を与える。
したがって、急速充電技術はバッテリーの寿命に影響を与える。現在の急速充電技術の様々な保証の下では、充電によるバッテリーへのダメージはまだ安全で合理的である。また、国家標準によると、500回の充放電サイクルの後、バッテリー容量が80%以上であれば、適格である。
