Jak ładować baterię w smartfonie, żeby wytrzymała dłużej?

Od lat naukowcy pracują nad wynalezieniem perpetuum mobile i wiecznych baterii, których nie trzeba ładować. Zanim to jednak nastąpi musimy pogodzić się z faktem, że bateria w smartfonie po prostu się zużywa. Rozładowują się nawet wtedy, gdy smartfon nie jest przez Ciebie używany. Każdy cykl ładowania zmienia strukturę baterii, spada jej żywotność. Co zatem zrobić, żeby dbać o baterię w smartfonie? Jak wygląda prawidłowe ładowanie baterii w smartfonie, żeby wytrzymała dłużej? To tylko niektóre pytania, na które dziś postaramy się odpowiedzieć 

Jak ładować baterię w smartfonie – i robić to prawidłowo? Bateria iPhone ma zaprogramowaną liczbę cykli

Oficjalne stanowisko Apple jasno mówi, że oryginalne baterie iPhone są tak zaprojektowane, by po 500 cyklach ładowania zachowały do 80% pierwotnej pojemności. Poniżej tego poziomu bateria będzie szybciej traciła swoją żywotność. 

Skoro już to wiemy, to logicznym staje się następujące pytania. Czy mogę jakoś wydłużyć okres optymalnej żywotności baterii? Co zrobić, żeby zamiast 500 cykli ładowania, można było używać jej przez około 1000 cykli? Jak prawidłowo ładować baterię smartfona, by wytrzymała dłużej? 

Ładowanie baterii w smartfonie? Sprawdźmy, jak zbudowany jest akumulator Li-Ion

Aby dowiedzieć się, jak zwiększyć żywotność baterii w smartfonie, musisz najpierw zrozumieć, jak zbudowany jest akumulator i jak tak naprawdę działa bateria w naszych smartfonach, laptopach czy tabletach.

Jeśli techniczne szczegóły Cię nie interesują i po prostu chcesz uzyskać poradę, to śmiało scrolluj dalej – ale będziesz tego żałować. 

Wszystkie akumulatory litowo-jonowe działają na podstawie zachodzącej reakcji wymiany elektronów między atomami. 

Jak dokładnie to się odbywa? 

Każda bateria posiada jakby „2 pokoje”. W jednym znajduje się anoda z ujemnym ładunkiem, w drugim katoda z ładunkiem dodatnim. 

Komora z anodą jest wypełniona grafitem, natomiast w “pokoju” z katodą znajduje się tlenek kobaltu. Jednak najważniejszym elementem każdej baterii są jony litu. To właśnie one zasilają nasze urządzenie. 

Kiedy bateria jest w 100% naładowana, lit znajduje się w anodzie, bo tam są całkiem fajne sześciokątne komórki atomu grafitu. Jony litu chcą się jednak “przedostać” do katody, ale elektrolit “przepuści” jedynie dodatnio naładowane cząstki. Aby wymiana była możliwa, lit musi “pozbyć” się swoich elektronów. 

Dlatego jeśli połączymy “minus” i “plus” baterii w jeden obwód, to elektrony litu zaczną się odłączać i przemieszczać od “minusa” do “plusa”. Lit znajdzie się w katodzie, a po drodze “odda” powstałą energię naszemu urządzeniu. 

Tak właśnie działa akumulator litowo-jonowy. I tak właśnie odbywa się jego rozładowanie.

Jak ładować smartfon, żeby bateria wytrzymała dłużej?

Chcąc “zmusić” lit do powrotu do anody, należy podłączyć baterię do źródła zasilania – z napięciem wyższym niż ma bateria czy akumulator. Wtedy elektrony płyną z katody do anody i wypełniają sobą całą komorę. I tak dodatnio naładowany lit wraca na swoje pierwotne miejsce. 

I tak zamyka się cykl ładowania baterii. Na grafice poniżej zobaczysz, jak to wygląda w praktyce (możesz kliknąć w link na dole):

Źródło: https://149367133.v2.pressablecdn.com/wp-content/uploads/2017/05/Fast-charging-explainer-2.gif

Oczywiście, te wszystkie reakcje chemiczne i fizyczne nie odbywają się bezstratnie. Niestety, część jonów lity, przechodząc przez elektrolit, zostaje tam. Ta warstwa zwiększa się aż do momentu, gdy elektrolit przestaje przepuszczać jony litu. Dodatkowo, tlenek kobaltu wytraca z czasem tlen, co prowadzi do utleniania. Objawia się to zazwyczaj tym, że bateria puchnie.

Dlaczego bateria w smartfonie się zużywa? Najważniejsze czynniki

Obecnie nasza wiedza już jest na tyle duża, że wiemy, jak wydłużyć żywotność baterii. Wykorzystamy do tego dwa czynniki – szybkość ładowania i temperaturę. 

1. Temperatura

Akumulator nie lubi, gdy temperatura otoczenia jest zbyt wysoka i zbyt niska. 

Idealne warunki pracy baterii litowo-jonowych to 5-30℃. Dopuszczalne granice mieszczą się w przedziale od -20℃ do +60℃. Należy pamiętać, by chronić baterię przed skrajnymi temperaturami. 

Baterię Li-Ion można ładować tylko i wyłącznie w dodatnich temperaturach. Najlepiej, gdyby to była temperatura pokojowa, czyli ok.  20℃.

Z pewnością sam przynajmniej raz doświadczyłeś sytuacji, kiedy poziom naładowania baterii drastycznie spadał. W jednym momencie było 50%, po chwili 30%, a po 10 minutach już 20%. 

Dlaczego się tak dzieje? 

W takich warunkach reakcje, o których wspominaliśmy, zwalniają. Przy pracy i rozładowaniu baterii to jeszcze nic złego. Jednak jeśli będziesz ładować smartfon w niskiej temperaturze, większość jonów litu zostanie na powierzchni anody zamiast przenikać do wewnątrz. To tzw. reakcja galwaniczna. Skutkuje ona praktycznie natychmiastową degradację baterii i jedynym sposobem na poprawę jej czasu pracy będzie wymiana baterii w iPhone na nową.

A co z wysokimi temperaturami? 

Wtedy sytuacja jest odwrotna – reakcja znacznie przyspiesza. Atomy tlenu szybciej się oddzielają, co prowadzi do utlenienia. Bateria puchnie, a w skrajnych przypadkach może dojść nawet do wybuchu. 

Właśnie dlatego nie zalecamy ładowania telefonu w upałach powyżej 30℃. To samo dotyczy wystawiania go na działanie promieni słonecznych (nigdy nie zostawiaj go w aucie pod szybą!) a także ładowania telefonu w trakcie intensywnego użytkowania. 

2. Szybkość ładowania

Drugim istotnym czynnikiem, który wpływa na żywotność baterii jest szybkość ładowania, a także napięcie. 

Wiesz, że akumulatory nie powinny być naładowane w 100% ani w 100% rozładowane? 

Dlaczego tak jest? 

Kiedy bateria jest w pełni rozładowana, napięcie wewnątrz jest bardzo niskie. Po podłączeniu do ładowania, napięcie zewnętrznego źródła będzie zbyt wysokie. Skutkuje to tym, że reakcje w środku zachodzą zbyt szybko. Jak już pewnie się domyślasz, może to doprowadzić do spuchnięcia baterii lub wybuchu. 

Na szczęście, producenci dostosowali swoje urządzenia tak, by uniknąć takiej sytuacji. Na płycie głównej lub płycie modułowej znajduje się kontroler ładowania. Odpowiada on za regulację całego procesu. 

Gdy bateria jest w pełni rozładowana, kontroler obniża napięcie płynące ze źródła zasilania. Dopiero po przekroczeniu pewnego progu naładowania, wykorzystana zostanie pełna moc. 

Sytuacja wygląda nieco inaczej, gdy akumulator jest w pełni naładowany. 

W miarę uzupełniania poziomu naładowania, rośnie też napięcie wewnątrz, a wraz z nim także rezystancja i… temperatura. 

Aby uniknąć przegrzewania, nowoczesne smartfony ładują się o wiele wolniej po osiągnięciu 80%. Takie funkcje są dodawane albo z poziomu całego systemu operacyjnego, jak w przypadku iOS lub przez producenta. 

Warto też dodać, że także szybkie rozładowywanie urządzenia nie jest dobre dla akumulatora. Wymagające gry i aplikacje to prawdziwi pożeracze baterii, a kolejne procenty nikną w oczach.

Jak prawidłowo ładować smartfon? Który sposób jest najlepszy?

Z naszego doświadczenia i rozmów z klientami wynika, że najczęściej stosowane są trzy opcje. 

Ładowanie telefonu 0-100% 

Jest to chyba najpopularniejszy sposób. Smartfon, iPhone rozładował się wieczorem, więc podłączasz go do ładowarki i zostawiasz na całą noc. 

Jak już pewnie się domyślasz… Tak, to najgorszy sposób na ładowanie baterii – zwłaszcza, jeśli zależy Ci na długim użytkowaniu.

W momencie pełnego naładowania akumulator znajduje się w najbardziej niestabilnym stanie. Zużycie akumulatora przyspiesza, rośnie ryzyko przegrzania. To wszystko skraca żywotność baterii. 

Co więcej, może wyniknąć tu jeszcze jeden problem, czyli tzw. mikrocykl ładowania. Kiedy smartfon naładował się do 100%, po pewnym czasie zużyje 1-2% baterii i znowu doładowuje się do 100%. Każdy taki mikrocykl odejmuje się z zaprogramowanej puli, o której wspominaliśmy na początku. 

W najnowszych modelach smartfonów coraz rzadziej się można spotkać. Producenci zadbali o zoptymalizowane ładowanie baterii. Od momentu naładowania do poziomu 80%, cały proces przebiega dużo wolniej. 

Ładowanie baterii 20-80%

Co z tą opcją? Jest ona zdecydowanie lepsza niż poprzednia. Dzięki niej czas degradacji baterii wydłuży się kilkukrotnie względem opcji 0-100%. Choć nie jest to jeszcze sposób idealny… 

Ładowanie smartfona  50-70%

Jeżeli chcesz pobić rekordy żywotności baterii w swoim smartfonie, wybierz opcję ładowania 50-70%. Będą to krótkie sesje ładowania po 20-30%.

Quick charge – szybkie ładowanie baterii w smartfonie. Czy warto?

A co z tak popularną opcją Quick Charge? 

Coraz więcej producentów sprzedaje swoje smartfony z szybką ładowarką w komplecie. Szybkie ładowanie baterii w smartfonie robi się naprawdę popularne.  

Niestety, rzadko się o tym mówi, ale Quick Charge jest szkodliwe dla akumulatorów. 

Wiemy o tym dzięki badaniu baterii wykonanym przez naukowców ze Stanford, MIT i R&D działu Toyoty. Jego celem było znaleźć taki sposób ładowania akumulatora samochodu elektrycznego (przypominamy, że stosowane tam są również baterie litowo-jonowe), by w 10 minut maksymalnie naładować go, ale z jak najłagodniejszymi skutkami dla żywotności.

Naukowcy przeanalizowali aż 224 istniejące protokoły szybkiego ładowania. Doszli oni do wniosku, że żaden nie spełnia ich wymagań. Największym problemem jest fakt, że większość używa tego samego prądu stałego przy ładowaniu do 70-80% naładowania akumulatora.

W ramach badania odkryto lepszy sposób ładowania akumulatorów litowo-jonowych. Ładuje się je do 80% w ciągu 10 minut, a żywotność baterii wydłuża się z 500-600 cykli do nawet 1200 cykli. Niestety, na razie nie ma to (jeszcze) szerokiego zastosowania w smartfonach. 

Kto wie, może już niedługo producenci smartfonów przejmą tę technologię i będziemy cieszyć się 5-letnimi telefonami bez wymiany baterii. Na razie jednak musimy sobie radzić swoimi sposobami. 

Ładowanie baterii w smartfonie – rób to, jak należy!

Na koniec jeszcze zbierzmy w punktach najważniejsze kwestie, które pomogą Ci zadbać o baterię w smartfonie: 

• Unikaj ekstremalnych temperatur zarówno pracy smartfona, jak i ładowania baterii
• Staraj się nie doprowadzić do sytuacji, że bateria będzie całkowicie naładowana i rozładowana
• Nie zostawiaj smartfona do ładowania na całą noc
• Ładuj akumulator często – najlepsza opcja to krótkie sesje, w których naładujesz ok. 20-30%

Oczywiście, przyjdzie kiedyś taki moment, kiedy wymiana baterii będzie po prostu konieczna. Ale od tego masz przecież nas. Możesz to również samodzielnie – przygotowaliśmy dla Ciebie odpowiednie zestawy naprawcze i instrukcje.