Експерти з FEI STU пояснюють, які акумулятори сьогодні використовуються в побутовій електроніці та як про них доглядати.

правда

Як подбати про те, щоб акумулятор у вашому смартфоні чи ноутбуці працював якомога довше? Шкідлива його швидка зарядка, часте розряджання чи зарядка? Експертні відповіді на найпоширеніші запитання підготували Мирослав Міколашек та Вратіслав Режо з Інституту електроніки та фотоніки FEI STU.

Дивіться подібні статті з порадами експертів:

Два з половиною роки щоденної зарядки

Які акумулятори сьогодні найчастіше використовуються в невеликій побутовій електроніці, зокрема в смартфонах та ноутбуках?

Вони так звані літій-іонні, полімерні батареї. Причиною їх використання є висока щільність енергії та легка масштабованість розмірів - їх можна формувати точно відповідно до потреб пристрою.

Остання тенденція - це тверді електролітні батареї. Вони характеризуються більшою ємністю, потенційно вдвічі більшою, ніж у поточних літій-іонних акумуляторів. Вони також значно більш механічно стійкі та безпечніші - вони стійкі до перегріву, короткого замикання та можливого вибуху чи горіння. В даний час ці батареї все ще розвиваються, але сьогоднішні досягнення обіцяють їх широке використання в майбутньому.

Скільки циклів зарядки складають батареї для смартфонів або ноутбуків, які зазвичай будуються сьогодні?

Комерційні та доступні акумулятори при правильному використанні досягають приблизно 800 циклів зарядки. Весь цикл зарядки вважається заряджанням від 10 до 90% ємності. Приблизно після 800 циклів зарядки ємність акумулятора становить менше 50%.

Через скільки циклів слід очікувати зменшення потужності?

Зменшення ємності може статися навіть після першого циклу, коли ми даємо батареї повністю розрядитися, а потім вона залишається «лежати» місяць і більше без зарядки. За цей час на електродах починає утворюватися оксид літію, що зменшує кількість активних атомів літію і тим самим зменшує ємність акумулятора. Звідси випливає, що кількість циклів зарядки та ємність суттєво залежить від того, як ми дбаємо про ліхтарик.

Що шкодить сучасним акумуляторам

Частий повний розряд до нуля може пошкодити сучасні акумулятори?

Так. Літієві батареї не мають ефекту пам’яті свинцево-кислотних акумуляторів, тому вони, як правило, пошкоджуються різким биттям до нуля. Їх рідко можна відновити, навіть при значно зменшеній потужності.

У той же час, однак, слід сказати, що сучасні смартфони або ноутбуки зазвичай не дозволяють акумулятору повністю розряджатися до нуля, але вони відключаються, коли в батареї все ще залишається трохи енергії. Тому, наприклад, можна знову увімкнути смартфон і зробити один-два дзвінки. Однак таке "вичавлювання залишків соку", ймовірно, вплине на тривалість його життя.

Це зашкодить перезарядці акумуляторів - якщо, наприклад, я підключу батарею до зарядного пристрою ввечері, вона повністю зарядиться протягом години, а потім буде там "100%" до ранку?

Ні, це не пошкоджує акумулятор. Сучасні зарядні чіпи знають, що акумулятор заряджений, і не заряджають його далі. Вони залишають це в спокої і використовують енергію зарядного пристрою для живлення самого телефону.

Допомагає заряду акумулятора, наприклад, коли ноутбук налаштовано не заряджати акумулятор, поки ємність не впаде нижче 90%?

Ідеальний робочий діапазон для літієвих батарей становить від 30% до 90%. Заряджати на повну потужність теж не добре. Підвищена напруга призводить до більш частих небажаних електрохімічних явищ, таких як покриття, легша реакція літію, частіше утворення внутрішнього короткого замикання тощо.

Чи буде часта короткочасна зарядка шкодити батареям у смартфонах або ноутбуках? Наприклад, заряджання протягом декількох хвилин після підключення USB-кабелю?

Ці мікрозаряди не завдають шкоди акумуляторам до такої міри, як постійне неправильне використання батареї - набагато гіршим є частий розряд, близький до нуля.

Чи шкодить бездротова зарядка акумулятору? Існує певна різниця в термінах автономної роботи порівняно зі звичайною зарядкою кабелю?

Як дротова, так і бездротова зарядка мають однаковий вплив на час автономної роботи та ємність. Однак слід підкреслити, що бездротова зарядка призводить до непотрібної витрати енергії, оскільки бездротова передача енергії пов'язана з великими втратами.

Можна сказати, що неважливо, як часто ми заряджаємо, це головним чином інтенсивність зарядки. Різниця полягає в тому, чи заряджаємо ми батарею на 1А і на 10А.

Про шкідливість швидкої зарядки

Що відбувається з акумулятором, коли, наприклад, я підключаю сучасний «швидкий» зарядний пристрій до старішого мобільного телефону?

Літієві акумулятори повинні мати зарядний контур, який повинен захищати їх від такого поводження. Тож неважливо, підключимо до пристрою зарядний пристрій із вихідним струмом 0,5 А або 1 А, схема захисту обмежить зарядку акумулятора до максимально підтримуваного струму.

Якби цієї схеми не було, акумулятор нагрівався б при більшій потужності та більших струмах зарядки. Згодом висихання полімеру могло відбуватися як вторинне теплове явище. Результатом є знижена здатність транспортувати літій через цей полімер та зменшення ємності акумулятора. Іншим явищем, яке застосовується, є коротке замикання, яке закріплює активні атоми літію і створює паразитний зв’язок між катодом і анодом.

Якщо у мене є смартфон, який підтримує швидку зарядку, його акумулятор прослужить довше, якби я використовував повільний зарядний пристрій замість швидкого, скажімо зарядні пристрої?

Швидка зарядка заряджається більшим струмом, що створює більше навантаження на акумулятор. Швидка зарядка забезпечує комфорт короткого часу, необхідного для поповнення акумулятора, але ціною зменшення терміну його служби. Схема зарядки в смартфонах, яка підтримує швидку зарядку, у цьому випадку дозволяє збільшити навантаження акумулятора.

Щоб збільшити час автономної роботи, краще уникати швидкої зарядки. Одним з найкращих варіантів є використання двох зарядних пристроїв. Коли ви заряджаєте телефон за одну ніч, підключіть його до "повільного" зарядного пристрою, який забезпечує менше енергії. У дорозі, коли вам потрібно швидко зарядити телефон в екстреному випадку, ви можете знову скористатися швидким зарядним пристроєм.

Тому швидкість зарядки впливає на час роботи акумулятора?

Швидка зарядка класичним методом (так званий CC/CV, спочатку заряджається постійною напругою, а потім постійним струмом) спричинює швидше старіння та погіршення стану акумулятора. У класичній швидкій зарядці ми використовуємо більші струми, і таким чином встановлюємо хімічні зміни в акумуляторі (утворення короткого замикання, висихання полімеру, захоплення літію тощо), а також фізичні зміни (розтріскування електродів, знепилювання електродів, електрохімічне покриття). . Ці явища послаблюються при менших струмах або взагалі не виникають.

Основні рекомендації щодо того, як акумулятор смартфона або ноутбука може тривати якомога довше:

  • Не розряджайте акумулятор нижче 30% ємності та не намагайтеся «виштовхнути» максимум з нього, навіть якщо пристрій сам вимикається.
  • Перезарядка і стискання акумулятора близько до нуля шкідливіше мікрозарядки (наприклад, при підключенні до комп'ютера за допомогою кабелю USB)
  • Регулярно заряджайте акумулятор. Не дозволяйте повністю розряджати пристрої, якими ви довго не будете користуватися.
  • Використовуйте швидкі, потужні зарядні пристрої лише тоді, коли потрібно швидко зарядити пристрій. Заряджаючи вночі, вибирайте повільніший, класичний зарядний пристрій.
  • Для ноутбуків налаштуйте акумулятор не заряджатися, доки ємність не впаде нижче 90%.
  • Уникайте низьких температур нижче -20 ° C, а також високих температур вище 55 ° C