德州仪器Maxlife快速充电技术延长单体锂离子电池循环寿命30%

飞扬紫百合

6月6日，德州仪器（TI）在北京宣布，全球同步推出采用Maxlife快速充电专利技术的两款电池电量监测计和充电器芯片组：4.5A充电倍率的bq27531和bq2419x；及2.5A充电倍率的bq27530和bq2416x。

       TI（美国）电池电源管理方案市场开发经理俞明表示，两款芯片组能直接准确监测电池容量，并据此控制所需充电时间。而现有的采用MCU、PMIC或DSP的软件控制电源管理系统，无法直接给充电器提供准确的监测控制。这样，在过充电情况下，锂离子在负极活性物质表面析出金属锂，沉积在极板和隔膜上，锂离子数量减少会导致其浓度降低。若长期如此，会对电池造成不可逆的容量损失，缩短循环寿命。

       Maxlife技术的优势有3点：

       1.基于阻抗跟踪（Impedance Track）电池容量测量技术，可避免高倍率快速充电所造成的电池老化问题（见图1），精确控制充电电压和电流，及充电结束时间。实验室测试数据表明，Maxlife技术采用老化建模系统，300~500次循环内，通过IR补偿方法将充电时间缩短20~25%，同时，可提高电池循环寿命30%（见图2）。此外，利用更新的电池化学成份减缓老化速度。


图1 Maxlife以最小的老化实现快速充电

图2 100次循环内，电池使用寿命延长（1.5小时充电）
       2.可减少软件开销，降低总体材料清单成本，减小PCB板空间，提高电池安全性和散热管理。

       3.可针对不同平台和容量更高的电池，自动调整充电算法。

       bq27530和bq27531电池电量监测计采用15引脚1×1×0.65mm晶圆芯片级封装（WCSP）；bq24192充电器采用24引脚4×4mmQFN封装；bq24160充电器采用24引脚2.8×2.8mm49焊球WCSP封装。

无线充电技术

       智能终端无线充电技术在2012年出现了分水岭式的变化，整个市场已起量。对此，TI中国区电池管理方案市场拓展经理文司华阐述了在无线充电方面的市场战略。

       标准方面，文司华称：“2013年5月起，该市场开始全部执行WPC1.1协议标准。TI目前是唯一能够提供WPC1.1协议芯片的厂商。”针对5v、12v、19v发射端电压，TI接收器方案涵盖了WPC协议框架下的A1 19V、A5 5V、A10 19V、A11 5V、A6 12V的线圈规格。其中包括15×5×5mm单芯片接收器。

       他表示，上述Qi方案已渗透进欧美和中国等全球80%的市场，如诺基亚Lumia920、谷歌Nexus4、三星Galaxy S4、HTC等智能机和Nexus7平板电脑等。其余20%是日本市场，不过，该市场被日系厂商垄断了。目前TI产品可以与其兼容，但日商的设计首选未必是TI方案。

       另外，今后无线充电市场会出现多个标准共存的局面，厂商也会选择不同的阵营。例如，谷歌是PMA成员，但其Nexus4智能手机符合WPC的Qi标准；还有，三星和高通合作成立了A4WP，但三星又是WPC的成员。TI目前是无线充电联盟WPC、PMA和A4WP三大组织的成员。

       文司华还透露，TI正在研发满足PMA和WPC标准的双模无线充电技术。

       与PMA和A4WP两种标准相比，WPC的生态系统相对更成熟，这也是现在市场上量产的手机全都是符合WPC Qi标准的一个重要原因。

       技术层面，目前是在二维自由度，即平面范围内进行无线充电；最大功率5W；线圈是1对1配对的紧耦合方式，暂时不支持多部手机放在同一个板上充电；充电板上可以有多个线圈；接收端单向通信。

       2014年第二季度，充电功率15W协议出台后，会延伸到平板电脑，甚至某种情况下，可为超级本无线充电。且未来会对线圈1对多配对的松耦合方式进行规范化，使其与之前的方案兼容；收发器间实现双向通信。