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无线充电是伪需求?
无线充电是伪需求?
来源:TGBUS原创作者:瓶子哥2020-04-16 07:26
为什么人类痴迷于对科技的革新,科技所能带我们的最终奥义是什么?答案很简单,就是“自由”

对于电子产品本身而言最重要的是什么?精密度?元器件数量?产品体积?硬件性能?……这些答案其实都对,也其实都不对。对于电子产品来说,最重要的,当然还是“要有电”。先别说我抬扛,如果将整个电子产品的使用过程比作人的一生的话,那么其本身的“硬件”就好像是我们的身体,而“电”则就是提供能量,驱动运作的“饭食”。如果没了电,再精密的电子产品也不过是零件的堆砌,这也是为什么在设计一款电子产品时,首先要考虑的,就是如何维持它的续航。而手机,作为目前高精密、高集成、高便携性的电子产品的代表,自1973年它第一次邂逅人类之日起,在它身上所上演的“续航进化论”便从未谢幕,而今年这一季“手机续航进化论”的主题,很明显已经锁定在了“无线充电”的身上。                                  

无线充电是伪需求?

不知道现在大家身边是否正在出现这样一类人,他的办公桌上总是摆着一个像是商场里展示用的“手机支架”,每天早上落座之后,他总会自然而然的将手机放在支架上,甚至在处理一些信息时,也不会将手机从架子上拿开,有时一放就是一天。但神奇的是下班之后他的手机电量依旧充沛,就像是从未使用过一样,而在此期间,你却从未见他掏出过充电线为手机充电,这种现象在他慷慨的借给你充电线之后依旧如此。你不用怀疑是不是自己的手机电池老化,或者是他会什么“电量暂停魔法”,一切的关键,就在那个“手机支架”上,或者专业点来说,我们应该叫它“手机无线充电底座”。

好用还能显摆,拿起与放下之间,我实现了“充电自由”

其实一路伴随着手机硬件、性能、形态一同经历了无数次革新的,还有手机的充电技术,从早期的可拆卸电池,到现在完善的闭合一体化整机充电形态。随着制造工艺精密度的提升,手机内部所能集成的元器件数量也在不断增多,和硬件功能同步增长的还有手机的功耗,就像是一个“小黑洞”,外表看着不大,吞噬电量的能力却快的吓人。

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一味的靠增大电池容量来缓解续航问题显然不符合当下智能手机的发展节奏,就以目前的手机电池制造工艺来说,想要进一步提高容量的同时还能削减整机的厚度与重量,这显然是一道可以类比“如何让2大于4且同时又小于1”的命题。既然“容器”的大小已经做到了瓶颈,厂商们觉得不如“换个角度”去看问题,通过加快每次“灌满容器”的时间,“变相的”做到续航的延长,也就是说“2虽然不可以一次性大于4,但2+1+1+1……却可以”。于是“快充”这一“曲线救国”的方式,成为了目前能够拯救智能手机续航最有效、也是最主要的解决方法。通过“效率”去弱化“频率”,这就是为什么“快充”能够逐渐成为手机刚需功能的最主要原因。

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但是新的问题又来了,即使目前最快的商用快充已经可以干到65W,甚至马上就要刷新到90W的程度,可我们终归还是拜托不了那条不算长的“充电线”。每次充电时,总是要以插座为圆心,以充电线为半径,稍不留神因为打游戏太激动、打电话太投入而跨出这“一亩三分”地,不是手机被拽掉,就是充电器被拽掉,再不然就是手机连着充电器带着插板一起被拽掉。每次不厌其烦的去找线、理线、找插座,最终的结果就是在本就凌乱的桌面上再“画上”一笔新线,甚至有时因为充电器方向的原因要以一种十分“别扭”的姿势去迎合充电线的位置,在这个过程中处理信息往往是很痛苦的。好在人类发展科技的最终目的是为了摆脱“束缚与限制”,在这样的前提下,“无线充电技术”应运而生了。

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无论是早先的“卧充”还是如今更加方便的“立式充电器”,毫无疑问的,它们都令手机摆脱了“充电线”的牵制,不仅更加符合现如今消费者对于碎片化充电的需求,同时它更重要的意义在于:“随用随拿,随放随充”的超高接触频次与近乎下意识的动作幅度,会让我们忘掉“充电”这一过程。试问,又有谁能拒绝这个既能充电又方便靠着处理信息还能小小“显摆一下”自己爱机的“无线充电底座”呢?

虽然这种可以同时满足我们“使用需求与心理需求”的充电技术,它的发展之路并不平坦,起码在“让人去接受”这件事上,它花了11年的时间。但好在今年的“无线充电”撞上了“极速快充”,两者融合之后的化学反应,在厂商们孜孜不倦的“催化下”开始变得愈发耀眼。2020年截至到目前,已经发售或者确认要发售的22款旗舰新机中,大部分都加入了“无线快充”功能,而对于还未亮相的新机,消费们追问“是否支持无线充电”的频率也越来越高,随着现在各家的无线充电技术逐渐趋于成熟,晒“无线快充的功率”已经成为了各家“秀肌肉”的新方式。那么,无线充电技术是否能够成为手机发展的下一个突破口呢?接下来,我们不妨通过去盘点目前市面上无线充电技术的发展,来尝试找寻一下这个问题的答案。

从5W 100分钟到20W 90分钟,无线充电的种子在慢慢发芽

如果我说其实大家很早就接触过所谓的“无线充电”功能了,甚至在一段时间之内还相当的风靡,你是否会有很多问号?我提几个关键字或许会让你们恍然大悟:直板功能机、可拆卸电池、万能充......,没错,其实在早期的直板功能机时代,可自行拆卸、更换电池的设计,让一种“夹子式”的“万能充”种类产品异常风靡,手机用一块儿,万能充冲一块儿,从某种意义上讲和现在的“快充”竟有些异曲同工之处。当然了“此无线非我们今天要讲的无线”,它只是在“形式上”实现了“无线充电”的功能。

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其实无线充电并不是一个很复杂的技术,它以著名的电磁感应原理作为其理论基础,简单的说就是高中物理知识,“电生磁,磁生电”,电流在流过线圈的时候,会产生磁场,而靠近磁场的线圈,就会产生感应电流,从而实现了电流的无线传递。其原理无限接近我们日常生活中的变压器。目前无线充电主要有电磁感应、磁场共振和无线电波三种。其中电磁感应技术因为充电效率更高、电路结构比较简单而被广泛运用于手机无线充电方案中。

那么,手机上的无线充电到底是如何实现的呢?首先,厂商需要在手机和无线充电板上各安装一个线圈。当充电板的线圈接通电源之后会产生一个不断变化的磁场。当我们把手机放在充电板上的时,手机背盖上的线圈就会感应到磁场的变化并产生电流,然后手机再把电流转化为直流电给手机电池进行充电。目前来说,手机无线充电的有效充电距离大概在10mm以内,因此市面上的无线充电器,一般都需要将手机放在无线充电板上且位置对齐才能有效工作。

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在手机上真正意义实现“无线充电”的第一款产品,是2009年发布的palm pre(奔迈)。那时的palm pre如果要体验无线充电功能,还需要更换加了线圈的特质后壳。作为无线充电手机的开山鼻祖,它功率达到了5W,充满当时所搭载的1150mAh的电池,需要将近100分钟。

就像如今的WiFi、有线快充等有着各种的标准,随着无线充电功能在手机上的可行性被厂商们逐渐认可,2008年无线充电联盟WPC成立了,至此,拉开了消费电子无线充电发展的序幕。作为全球首个无线充电标准组织,WPC推出了基于电磁感应原理的Qi无线充电标准。

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而世界上第一款支持Qi标准协议的无线充电手机诞生在了日本,没错就是那个用于各种尝试新鲜手机技术却总是“后劲不足”的夏普。2011年,夏普发布了SH-13C,但是最终出于市场闭塞等各种原因,夏普这第一支无线充电手机非但没有“震撼全球”,甚至在不久之后便销声匿迹了。实际上,世界范围内的手机市场,开始对“无线充电”有初步认知的起源,还是要从摩托罗拉DroidBionic(XT875)、Lumia810以及谷歌的Nexus4开始,前者发布于2011年9月7日,而后两者则同生于2012年。三者仍然维持5W的无线充电功率,对于当时的用户们来说,无线充电功能的“意义”要大于“实际”,更多的时候,他们更愿意将这项功能看作是一个“可有可无”的卖点罢了,基本只存在于演示,而没能付诸日常实用。

不过这并不能妨碍一些颇有远见的厂家去发现和意识到“无线充电”的前景,例如三星和苹果,这两位Android和iOS阵营各自的王。2015年,同样基于Qi标准的三星Galaxy S6系列正式发布,或许是因为三星将无线充电的功率提升到了10W,用户开始能够“感知到”无线充电的实际使用意义,渐渐的大众才开始认识到无线充电的实用性,这对于当时电池电量还停留在2000mAh左右的智能机时代来说,是个十分重要的使用体验提升。只是谁也没想到,两年后的2017年,才是让整个手机无线充电行业真正爆发的一年。那一年,具有划时代意义的iPhone 8以及iPhone X系列正式发布了,虽然只有堪堪7.5W的无线充电功率,但它们确是真正将“无线充电技术”在手机上推进了大大一步的功臣,这或许就是iPhone的魅力所在。

当时的AirPower能够支援多装置同时充电,再加上Qi更新了1.2版本后开始支持15W的无线快充功率,iPhone 8以及iPhone X系列十分微妙的高于传统5W的7.5W“微快充”功率,以此带动了相关的配件厂商开始积极开发兼容iPhone 7.5W规格的无线充电配件。尽管AirPower目前“生死未卜”,发表至今仍未正式上市,但冲着当时各家都以“干翻苹果”为目的的“行业标杆级效应”,有些厂商甚至做到了10W以上的无线快充充电器,希望能在此市场插旗。

于是从2017年iPhone正式导入无线充电功能后,其他手机厂商纷纷开始加入“无线充电”的战局。金立于2018年1月正式发表支持无线充电功能的M7 plus手机,成为中国国内首款实现无线充电的手机品牌。同年,华为紧随其后,在其发布的华为P20保时捷版本上真正意义的实现了10W的无线快充技术,同时将全新的“AirFuel标准”带入到整个智能手机无线充电的行业中来。

“AirFuel标准”其实是由原本的无线充电两大联盟的PMA和A4WP在2016年合并之后而来,从那时起,无线充电的市场局面已由PMA、A4WP和WPC的“三国争霸”演绎到AirFuel与WPC(Qi)的“南北战争”。合并后的AirFuelAlliance联盟拥有着195家会员企业,包括譬如AT&T、博通、IDT、英特尔、联发科、Qualcomm(高通)、三星电子、星巴克等等知名的半导体、消费电子以及商业零售品牌厂商。Qi的势微,现在看来似乎是可以预见的必然。

可是无线“快充”的起点,如果以10W起跳的话,显然还是有些不够“精彩”,作为智能手机界“知名搞事佬”的小米显然也这么认为。2019年2月20日,小米9震撼降临,凭借着全球首发的“20W极速快充”技术,正式刷新了当时手机无线充电功率的最高纪录,同时也真正意义上的,开启了“无线充电”的“快充”时代,从5W到7.5W,整个行业走了将近9年的时间,但是从7.5W到20W,小米只用了两年左右的时间。小米9开创了电荷泵在手机内部的使用场景,通过内部精密的降压技术,小米9的无线底座可以为手机供给2倍的电池电压,手机接收到电量后,其内部采用高效率的电荷泵降压为电池充电,相比传统方案,接收端电流不变,功率提升提升了100%,另外,小米9手机的无线充电接收线圈部分,采用了多股绕线的线圈,每股具有13根极细的铜丝,工艺上进行了创新,它的机身还采用了5层纳米晶新材料。新工艺与新材料的组合,通过同样电流时,比原来的温度低2度,充电速度更快。

到那时为止,华为、小米、三星、苹果知名手机厂商等都已经正式推出了旗下的无线充电手机产品,与此同时,无线充电板的外观也开始出现了差异化的发展,比如说颜色、材质(塑料或是木材)、防滑系数等变革,另外也出现越来越多直立式充电器,给予使用者充电时更好的使用情境。只是当时还是会有不少人认为“无线充电”依旧是一项“鸡肋”的功能,冲得慢、发热快、无所谓没啥用等等这些对“无线充电”的固有印象,在某些消费者心中依旧根深蒂固。不过好在,它不会存在太久了。

自己超越自己,迎来20W-30W的无线快充全盛时代

2019年对于整个智能手机行业来说似乎是值得被载入“高光历史”的一年,除了4G与5G的新旧更替之外,在“无线快充”的发展上,小米完成了“我超我自己”的历史成就。似乎是为了给自己在5G时代开上个好头,上半年年初刚刚全球首发了20W无线快充技术的小米9,在下半年不仅Pro上了5G,同时又一次给自己的无线快充功率Pro上了10W——全球首发了当时最快的商用30W无线快充技术。小米9 Pro系列在无线充电上为我们上演了一出:无敌是多么寂寞,寂寞到已经要自己打败自己的地步了。

通过创新的4:1高效直充架构,小米9 Pro 5G的30W无线充电底座通过双层级电荷泵对其进行两级降压,将无线充电底座的线圈所接收到的高电压,转化为手机电池能够直接输入的低电压,之后再对手机电池进行充电,大大降低了充电过程中电压转化的能量损耗。由于无线充电底座的线圈采用了“5层纳米晶体结构+多股绕线技术”,所以能够有效的降低无线充电时的发热量。

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同时小米9 Pro 5G上首创的“双频传输技术”,让“数据传输”和“充电”分别走各自的“独立车道”,相互间互不干扰,在提升充电速度的同时,还增加了安全性。并且可以兼容以往的Qi无线充电产品。69分钟左右就能充满4000mAh容量的电池,这个成绩在当时一众还处于“懵懂期”的无线充电手机产品中,绝对是“一览众山小”的存在。

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同样令人印象深刻的还有HUAWEI Mate 30系列以及荣耀V30 Pro系列,两者凭借着27W的无线快充功率紧随小米之后。无线快充在去年的国产手机身上大放异彩,同时在整个智能手机行业也迎来了自己的全盛时期。据统计,2019年全年有252款智能手机设备支持无线充电功能,有接近一半的产品已经支持10W以上的无线充电功率,人们对于无线充电这种新型充电方式的接受程度有了明显的提升,而关于智能手机“无线充电快充”的新一轮技术浪潮,其实有人早已经暗中准备好了。

40W的巅峰之上,无线充电技术已经展开了自己的 “快充入侵”攻势

在4月13号OPPO Ace2发布之前,我一度认为起码到今年上半年为止,手机无线充电的功率不会再有大的突破,毕竟小米创下的“30W”行业标杆到现在为止也不过半年有余,今年的小米10系列也依旧延续了30W无线快充的功率。只是我忽略了一位一直以来在“手机快充”方面的顶尖人物,或者说它对于“无线充电”领域所展开的“快充入侵”,早的令我觉得有些出其不意。

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我觉得如今的Ace2之所以有资本能够令OPPO高层做出“系列独立”的决定,很大程度上要取决于一代Reno Ace首发的65W SuperVOOC 2.0急速闪充的成功。震撼、夸张、666、瞠目结舌,如果你是第一次见识到65W SuperVOOC 2.0的充电速度,那上面这些形容词,绝对就是你当时最真实的情绪写照。一骑绝尘的快充速度俨然已经成为OPPO为Ace系列定下的特有的产品特点,在有线快充已经成为传奇的情况下,改写“无线快充”的记录,似乎是OPPO早就写好的剧本,随着Ace2的发布,一切都在有条不紊的朝着OPPO既定的方向发展。

40W,这是OPPO Ace2在无线快充的答卷上填下的答案,“全校第一”又一次开始了他震撼你我的续航表演。有别于目前传统的单电芯无线充电方案,电量需要经过充电底座-接收线圈-电芯的两次降压,本次的OPPO Ace2采用了OPPO一直以来独家的串联双电芯架构,整个电量传输的过程中,仅仅只需要经过充电底座-接收线圈这1次的降压,转换效率上去了,功率自然就提高了。

机身接收处,通过使用电气性能更高、磁屏蔽性能更好的线材,配合特殊的绕线方式,OPPO Ace2接收线圈的阻抗相比最初降低了14%,发热更低,能量转化效率更高。而在提供电量的无线闪充底座上,OPPO Ace2通过自家历时两年自研的实时通讯调节系统,实现了充电底座可以“自己调节”发射电压和功率的特性,再加上电池表面定制化的低损耗电圈线材,OPPO Ace2能以最小的能量损耗,达到从发射到接收过程中,最高88%的转换效率。

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40W的功率,甚至可以秒杀大部分有线充电的快充速度了,因为有技术,所以可以任性的OPPO,在某些品牌还没有反应过来的时候,已经快的让它们只能吃自己的“尾气”了,我非常好奇接下来小米是否会继续在“无线快充方面”有大动作,以此来重夺自己在“无线快充”领域的统治级地位。

纵观2020年各家目前所发布的旗舰新机,绝大部分都将无线快充做到了20W以上,就比如华为P40系列和荣耀30系列这两款年更的旗舰系列,纷纷都上了“无线快充”的车,而厂商对用户的“教育”也开始初见成效,现在的消费者在关注一款新机的时候会额外看看它是否支持无线充电以及无线快充的功率是多少,这种逐渐将“无线快充”常态化的趋势也让不少厂商发现了新的产品宣传点以及产品压力,就比如一加8系列,刘作虎专门发微博“昭告天下”将配备30W的无线快充,就比如刚刚开始预热的魅族17,魅友们最关心的就是支不支持无线快充。我们有理由憧憬,今年的“无线快充”必然会和“有线快充”一样成为智能手机新的刚需,而“无线快充”的功率,绝不仅仅只会停留在40W的挡位上,所以暨屏幕、相机之后、无线快充在今年一定会成为智能手机上,新的“兵家必争之地”。

反向充电、第三方无线充电设备以及那些“已经在路上”的无线快充

别看目前带有“无线充电”功能的手机,普遍都会“附赠”7.5W-10W的反向无线充电功能,其实在华为Mate 20 Pro之前,“无线充电”手机基本上还都是只能“单项输出的状态”。没错,华为Mate 20 Pro在当时“无线充电”方面的卖点并不是其15W的无线快充功率,而是其业界首创的“反向无线充电功能”。虽然当时只有大概5W左右的输出功率,但是其所带来的全新体验,还是引领了一段时间业界内“独一无二”的风潮。

和有线充电一样,之前手机上的“反向充电”是需要通过OTG功能以及OTG转换线才能实现的,而华为Mate 20 Pro“无线反向充电”的这一功能设定,将手机端的无线线圈设定为“双向输出”,可以发出电磁波给其他支持无线充电的设备充电,这一实用的功能极大的拓宽了“无线充电”的使用场景,为整个行业提供了一条新思路。就比如今年的三星Galaxy S20 ultra,它的“反向充电功能”就可以为自家的Galaxy Buds+耳机提供无线充电功能。相对的,“反向充电”功能也在反推着诸如airpods等此类的TWS无线蓝牙耳机加入对无线充电的支持,手机与配件间的这种相互促进的推动发展,形成了一种非常良性的产业技术循环。

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再来是“已经在路上”但是还未进入量产阶段的“无线快充应用”,目前为止在这方面做的“最纯粹”的,毫无疑问,就是vivo今年的概念机“APEX 2020”。由于采用最极致的“机身一体化设计”,APEX 2020取消了机身上的所有实体按钮与开孔部分。那么没有了电源接口,手机该如何充电?APEX 2020给出的答案非常简单粗暴,那就是无线充电。60W的无线快充功率,和目前最快的65W有线快充基本持平,20分钟充满其本身2000mAh的电池容量,也就是小憩一会的时间,如此高效的无线充电功率,vivo今年能否将它投入量产用在旗舰级上还仍未可知,但至少我们知道,有这张“底牌”在,vivo依旧有资本成为今年“无线快充”界的黑马。

最后要提一嘴的,就是第三方的无线充电设备了。谈到这部分时首先我们需要知道一个前提,那就是上面提到的这些大功率无线快充手机,基本上都是需要配套的原装无线充电板才能实现官方宣称的无线快充速度,而目前市面上主流的第三方无线充电配件,大部分还是基于标准的Qi无线快充协议生产的,所以基本上它们的功率都停留在10W左右,而苹果的更低,普遍为7.5W,而他们之所以能够分得“这一小杯羹”,还是要感谢那些生猛的“私有”协议能够兼容Qi协议。所以它们最做只能用来应急,和原装的“满速配件”相比,它们在使用体验上还是差了不少的。

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而大部分的第三方无线充电设备的购买者,基本上都是iPhone用户,由于没有官方的无线充电配件,所以这些用户只能去选购一些第三方的无线充电板,偏偏苹果官方还会通过系统更新去“限制”甚至“封杀”一些第三方的无线充电部件, iPhone的用户们“太难了”!

不过从目前的情况来看,三方无线充电确实还存在着相当广泛的市场前景,那就是“无线车充”领域。

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“车充”或许会成为“无线充电”设备的下一个爆发点,目前有车的人越来越多,车载充电在未来必然是移动终端和智能汽车绕不开的点,而就目前看来,已经有不少厂家开始推出自己的“大功率原装无线车充”配件了,这部分的市场究竟多久能被填满,谁有将拿下其中的主导权,也是一件相当令人期待的事。

无线充电所能赋予手机的,远不只是起落间的优雅与从容

纵观整个手机无线充电的发展史我们不难发现,它所经历的流程,和有线快充的发展节奏近乎如出一辙,从刚开始时“惊为天人的空中楼阁”,到现如今没有可能就PASS你的刚需功能;由最开始时的统一标准,到现在诸如小米、OPPO、华为等“私有协议”的大踏步前进,还不忘回过头兼容一下你这个有些跟不上脚步的“标准协议”,“无线快充”的发展几乎就是“有线快充”的翻拍。回到文章开头我们所要解决的那个问题:无线充电技术是否能够成为智能手机的下一个突破口呢?我想答案是肯定的,起码目前看来是如此。“教育用户”这件事对于厂商、整个手机行业以及消费者三方来说,都未尝不是一件好事,这么做的目的不仅是要推销产品的新卖点,同时也在向用户和消费去推行、去灌输行业目前的发展趋势,尝试接收这些最新的科技能够给你现有的生活带来怎样的改变,而结果往往都是“但用难回”。

或许你曾经一直认为拍照、性能、屏幕是目前评判主流旗舰手机好坏的根本要素,但是我们往深一层去想,屏幕、性能的提升所带来的功耗的增加,是无法避免的。从量变到质变,人们对于“无线充电”鸡肋、难用、不靠谱观念的转变,不仅仅是只能通过“充电效率的量变”来进行改变的,同时对无线充电底座等配件的便捷性与配套设施的量变,比如你要思考的是:你需要的究竟是共享充电宝还是共享充电?如果大家需要的是后者,目前的共享移动电源在未来全部支持无线充电也不是不可能的事。

为什么人类痴迷于对科技的革新,科技所能带我们的最终奥义是什么?答案很简单,就是“自由”,是从容到可以随心所欲的掌控我们的周边与生活,人类的本心向往自由,不受限制的达到目的才是每个人最理想的做事状态,而无线充电的方式,恰巧符合了这一点。纵然现在无线快充还面临着诸如“各家协议不互通”、“配件需要额外购买”等等技术和成本上的问题,但不可否认,它极有可能在未来成为消灭“手机上最后一个开孔”的关键。安全早已经不是它需要担心的问题,到未来,我们的手机更有可能通过连接WiFi进行充电,电力通过无线网络传输到手机。瓶子哥身边的办公桌上,“无线充电底座”的身影越来越常见,包括瓶子哥自己也是其中的一员,相信我,抛开过往的偏见,真正用了之后你就会发现,无线充电所能赋予你的,远不只是手机起落间的优雅与从容。

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