Експерти от FEI STU обясняват кои батерии се използват днес в потребителската електроника и как да се грижат за тях.

смартфоните

Как да се погрижим батерията във вашия смартфон или лаптоп да издържи възможно най-дълго? Вредно ли е бързото зареждане, честото разреждане или презареждане? Експертни отговори на най-често задаваните въпроси бяха подготвени от Мирослав Миколашек и Вратислав Режо от Института по електроника и фотоника FEI STU.

Вижте подобни статии с експертни съвети:

Две години и половина ежедневно зареждане

Какви батерии се използват най-често днес в малка потребителска електроника, по-специално смартфони и лаптопи?

Те са т.нар литиево-йонни, полимерни батерии. Причината, поради която се използват, е тяхната висока енергийна плътност и лесна мащабируемост на размерите - те могат да бъдат оформени точно според нуждите на устройството.

Последната тенденция са твърдите електролитни батерии. Те се характеризират с по-голям капацитет, потенциално до два пъти по-голям от настоящите Li-Ion батерии. Те също са значително по-устойчиви на механично действие и по-безопасни - те са устойчиви на прегряване, късо съединение и възможна експлозия или изгаряне. В момента тези батерии все още се развиват, но днешният напредък обещава тяхното бъдещо широко използване.

За колко цикъла на зареждане са обикновено изградени днес батерии за смартфони или лаптопи?

Използваните в търговската мрежа и наличните батерии достигат приблизително 800 цикъла на зареждане, когато се използват правилно. Зареждането от 10 до 90% от капацитета се счита за целия цикъл на зареждане. След приблизително 800 цикъла на зареждане, капацитетът на батерията е под 50%.

След колко цикъла трябва да се очаква намаляване на капацитета?

Намаляването на капацитета може да настъпи дори след първия цикъл, когато оставим батерията да се разреди напълно и след това тя остава да „лежи“ месец или повече, без да се зарежда. През това време върху електродите започва да се образува литиев оксид, което намалява броя на активните литиеви атоми и по този начин намалява капацитета на батерията. От това следва, че броят на циклите на зареждане и капацитетът се влияят значително от начина, по който се грижим за фенерчето.

Какво вреди на съвременните батерии

Честото пълно разреждане до нула може да повреди съвременните батерии?

Да. Литиевите батерии нямат ефект на памет като оловно-киселинните батерии, така че обикновено се повреждат от драстично биене до нула. Те рядко могат да бъдат възстановени, дори със значително намален капацитет.

В същото време обаче трябва да се каже, че съвременните смартфони или лаптопи обикновено не позволяват на батерията да се разреди напълно до нула, но те се изключват, когато все още има малко захранване в батерията. Следователно, например, е възможно да включите отново смартфона и да направите едно или две обаждания. Подобно „изстискване на остатъчен сок“ обаче вероятно ще повлияе на продължителността на живота му.

Това ще навреди на презареждането на батериите - ако например свържа батерията към зарядното вечерно време, тя ще бъде напълно заредена до един час и след това ще бъде "100%" там до сутринта?

Не, това не уврежда батерията. Днешните модерни чипове за зареждане знаят, че батерията е заредена и не я зареждат допълнително. Те го оставят на мира и използват енергията от зарядното устройство за захранване на самия телефон.

Помага за живота на батерията, например, когато лаптопът е настроен да не зарежда батерията, докато капацитетът падне под 90%?

Идеалният работен диапазон за литиеви батерии е от 30% до 90%. Зареждането с пълен капацитет също не е добро. Повишеното напрежение води до по-чести нежелани електрохимични явления като покритие, по-лесна реакция на литий, по-често образуване на вътрешно късо съединение и др.

Ще навреди ли честото краткотрайно зареждане на батериите в смартфоните или лаптопите? Например зареждане за няколко минути след свързване на USB кабела?

Тези микрозаряди не увреждат батериите в същата степен като постоянното неправилно боравене с батерията - много по-лошо е честото разреждане близо до нула.

Вреди ли безжичното зареждане на батерията? Има известна разлика по отношение на живота на батерията в сравнение с конвенционалното зареждане на кабела?

Кабелното и безжичното зареждане имат еднакъв ефект върху живота и капацитета на батерията. Трябва обаче да се подчертае, че безжичното зареждане води до ненужна загуба на енергия, тъй като безжичното предаване на енергия е свързано с големи загуби.

Може да се каже, че няма значение колко често зареждаме, това е главно интензивността на зареждането. Разликата е дали зареждаме батерията на 1А и на 10А.

Относно вредността на бързото зареждане

Какво се случва с батерията, когато например свържа модерно „бързо“ зарядно устройство към по-стар мобилен телефон?

Литиевите батерии трябва да имат зареждаща верига, която да ги предпазва от подобно боравене. Така че няма значение дали свързваме зарядно устройство с изходен ток 0,5А или 1А към устройството, защитната верига ще ограничи зареждането на батерията до максимално поддържания ток.

Ако тази схема не беше там, батерията щеше да се нагрее при по-висока мощност и по-високи токове на зареждане. Впоследствие изсъхването на полимера би се случило като вторично топлинно явление. Резултатът е намалена способност за транспортиране на литий през този полимер и намаляване на капацитета на батерията. Друго явление, което се прилага там, са къси съединения, които закрепват активните литиеви атоми и правят паразитна връзка между катода и анода.

Ако имам смартфон, който поддържа бързо зареждане, батерията му би издържала по-дълго, ако използвах бавно зарядно вместо бързо, кажете зарядни?

При бързо зареждане се зарежда с повече ток, което натоварва повече батерията. Бързото зареждане носи комфорта за кратко време, необходимо за попълване на батерията, но с цената на намаляване на нейния живот. Веригата за зареждане в смартфоните, които поддържат бързо зареждане, в този случай позволява увеличено натоварване на батерията.

За да увеличите живота на батерията, е по-добре да избягвате бързото зареждане. Един от най-добрите варианти изглежда е използването на две зарядни устройства. Когато зареждате телефона си през нощта, свържете го към "бавно" зарядно устройство, което доставя по-малко енергия. По време на път, когато трябва бързо да заредите телефона си при спешни случаи, можете отново да използвате бързо зарядно устройство.

Следователно скоростта на зареждане влияе на живота на батерията?

Бързото зареждане по класическия метод (т.нар. CC/CV, зарежда се първо с постоянно напрежение, а след това с постоянен ток) причинява по-бързо стареене и разграждане на батерията. При класическото бързо зареждане използваме по-големи токове и по този начин задаваме химични промени в батерията (образуване на късо съединение, изсушаване на полимер, улавяне на литий и др.), Както и физически промени (напукване на електроди, обезпрашаване на електродите, електрохимично покритие). . Тези явления се затихват при по-ниски токове или изобщо не се появяват.

Основни препоръки за батерията на смартфона или лаптопа да издържи възможно най-дълго:

  • Не разреждайте батерията под 30% капацитет и не се опитвайте да "изтласкате" максимума от нея, дори ако устройството се самоизключва.
  • Презареждането и изстискването на батерията близо до нула е по-вредно от микрозареждането (например, когато е свързано към компютър чрез USB кабел)
  • Зареждайте батерията редовно. Не позволявайте устройствата, които няма да използвате дълго време, да бъдат напълно разредени.
  • Използвайте бързи, мощни зарядни устройства само когато трябва бързо да заредите устройството си. Когато зареждате през нощта, изберете по-бавно, класическо зарядно устройство.
  • За лаптопи настройте батерията да не се зарежда, докато капацитетът падне под 90%.
  • Избягвайте ниски температури под -20 ° C, както и високи температури над 55 ° C