Skip to main content

Koszyk

Porady

Jak prawidłowo ładować swój smartfon?

Ładowe baterii w iphone

Zaczniemy od niezbyt dobrych informacji – baterie degradują. Kiedy ładują się, rozładowują i nawet wtedy, kiedy nie są używane. Każdy cykl ładowania zmienia strukturę baterii na poziomie fizycznym i niszczy ją. Jakie jest właściwe ładowanie smartfona u jak dbać o baterię w telefonie?

Jak ładować baterię w smartfonie? Ilość cykli


Oficjalne stanowisko Apple w tej sprawie mówi, iż ich baterie w iPhone są zaprojektowane tak, by po 500 cyklach pełnego ładowania zachowały do 80% pierwotnej pojemności. Poniżej tych procent bateria będzie tracić swoją żywotność jeszcze szybciej.

Bateria w urządzeniu została tak zaprojektowana, by po 500 cyklach pełnego ładowania zachowała ona do 80% swojej pierwotnej pojemności.

Dlatego logiczne jest pytanie – czy możemy jakoś wydłużyć proces degradacji, tak by zwiększyć ilość cykli pełnego ładowania z 500 do mniej więcej 1000 cykli? W tym artykule opowiemy jaki sposób ładowania jest najlepszy dla żywotności baterii, dlaczego baterie ją tracą i czy szybkie ładowanie telefonu „zabija baterie”.

Ładowanie telefonu – jak zbudowany jest akumulator Li-Ion? 

By zrozumieć, jak zwiększyć żywotność baterii w telefonie, musimy wiedzieć, jak właściwie działa bateria w naszych smartfonach, laptopach, tabletach, zegarkach czy też samochodach. 

Jeżeli techniczne szczegóły Ciebie nie interesują i po prostu chcesz uzyskać poradę, to śmiało przewijaj na koniec artykułu.

Wszystkie akumulatory litowo-jonowe działają na podstawie reakcji chemicznej wymiany elektronów między atomami. Jak dokładnie to się odbywa? Każda bateria posiada „2 pokoje”. W jednym znajduje się anoda z ujemnym ładunkiem, w drugim katoda z dodatnim ładunkiem. Pokój z anodą jest wypełniony grafitem, natomiast w pokoju z katodą znajduje się tlenek kobaltu. Natomiast najważniejszym elementem baterii są jony litu. To właśnie lit oddaje swoje jony i zasila nasze urządzenia. Oczywiście nie robi tego ze względu na dobrą duszę. Nie, jest on raczej tym typem gościa, który cały czas szuka przyjemnych dla siebie warunków.

Kiedy bateria jest w 100% naładowana, to lit znajduje się w anodzie, bo tam są całkiem fajne sześciokątne komórki atomu grafitu. Jednak lit nie może się uspokoić, bo wie, że tuż obok, za ścianą, znajduje się katoda, która ma jeszcze lepsze warunki do życia i zabawy. Niestety nie może tam się dostać. Dlaczego? Ze względu właśnie na ścianę, a właściwie to elektrolit. On przepuści przez siebie tylko dodatnio naładowane cząstki. To jest wyzwanie, przed którym staje lit – musi pozbyć się elektronów, aby móc trafić do pokoju marzeń. To jest dokładnie to, czego chcemy, by móc dalej scrollować feed z TickTock/Insta/FB czy innych sieci społecznościowych 😅

Dlatego, jeżeli połączymy minus i plus akumulatora w obwód elektryczny, to elektrony litu zaczną się odseparowywać od niego i przemieszczać się od minusa do plusa. Po drodze dając energię do urządzenia, a sam lit przejdzie przez elektrolit i znajdzie się w katodzie. Tak właśnie odbywa się rozładowywanie akumulatora litowo-jonowego.

Jak ładować telefon?


By zmusić lit do powrotu pokoju z anodą, musimy przełożyć do plusa i minusa baterii zasilania – z napięciem wyższym niż ma akumulator. Wtedy elektrony płyną z katody do anody i wypełniają sobą całą anodę. To zmusza dodatnio naładowany lit do powrotu do anody.

Na grafice poniżej zobaczysz, jak to wygląda w praktyce:

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

Te wszystkie reakcje chemiczne nie odbywają się bez śladów. Niestety – część jonów litu, przechodząc przez elektrolit, tam zostaje. Ta warstwa z czasem zwiększa się do momentu, aż przestaje przepuszczać przez siebie jony litu. Dodatkowo tlenek kobaltu z czasem traci atomy tlenu, co doprowadza do procesu utleniania. Wtedy zazwyczaj bateria puchnie.

Czynniki zużycia baterii


Możemy wydłużyć czas tych reakcji, co zwiększy żywotność naszej baterii. W tym celu będziemy posługiwać się dwoma czynnikami – szybkością ładowania oraz temperaturą.

  1. Temperatura

Akumulator nie lubi, kiedy temperatura jest za wysoka lub za niska. Idealne warunki pracy dla litowo-jonowych baterii to +5℃ – +30℃. Dopuszczalne warunki to -20℃ – +60℃, ale musimy chronić baterię przed granicznymi temperaturami. Ładować natomiast możemy akumulatory li-ion tylko w dodatnich temperaturach. Przy czym muszą to być temperatury nie niższe niż +10℃ i nie wyższe +45℃. Najlepiej w okolicach 20℃. 

Pewnie wszyscy z nas słyszeli historie lub sami doświadczyli sytuacji, kiedy zimą skoki w poziomie naładowania baterii są najbardziej zauważalne. Przed chwilą było 50%, teraz 30%, a za 5 min już 20%. Tak się dzieje dlatego, że reakcja chemiczna, o której było wyżej, zwalnia. Przy rozładowywaniu to nic złego, ale jeżeli będziemy ładować telefon przy niskiej temperaturze, to większa część jonów litu zostanie na powierzchni anody, zamiast przenikać do wewnątrz. Takie zjawisko nazywa się reakcją galwaniczną. Taka reakcja skutkuje prawie natychmiastową degradację baterii i jedynym sposobem na poprawę jej czasu pracy będzie wymiana baterii w iPhone na nową.

Co z wysokimi temperaturami? Tutaj sytuacja jest odwrotna – reakcja chemiczna przyśpiesza i atomy tlenu szybciej oddzielają się, co doprowadza do wyżej opisanego procesu utleniania. Bateria puchnie i nawet może wybuchnąć. Dlatego nie zalecam ładować telefonu w upałach powyżej 30℃ czy wystawiać go na działanie promieni słonecznych (np. w samochodzie pod szybą) lub też ładować telefon w trakcie intensywnego grania.

  1. Szybkość ładowania

Drugi ważny czynnik to szybkość ładowania – czyli napięcie. Właśnie przez to akumulatory „nie lubią”, kiedy są w całości naładowane lub rozładowane. Jednak dlaczego?

W przypadku, kiedy akumulator jest w pełni rozładowany, to napięcie wewnątrz jest dość niskie. Jeżeli podłączymy go pod ładowanie, to napięcie zewnętrznego źródła zasilania będzie za silne i szybkość reakcji chemicznej będzie za wysoka. Co się dzieje z akumulatorami przy zbyt wysokiej temperaturze? Tak, puchną i nawet mogą wybuchnąć.

Natomiast producenci dzisiejszych smartfonów to wszystko wiedzą i dostosowali swoje urządzenia w taki sposób, że na płycie głównej lub płycie modułowej zawsze znajdziesz kontroler ładowania. To właśnie on odpowiada za regulację prądu oraz napięcia, z którego pomocą ładujemy swoje urządzenia. Jeżeli bateria będzie w pełni rozładowana, to kontroler obniży wartość prądu, który płynie od źródła zasilania. Dopiero po osiągnięciu pewnego progu naładowania baterii, ruszy z ładowaniem pełną parą. 

Inna sytuacja jest w momencie pełnego naładowania akumulatora. W miarę uzupełniania stopnia naładowania akumulatora rośnie napięcie wewnątrz, a za tym i rezystancja. Wraz z rezystancją rośnie również temperatura. Dlatego, by uniknąć przegrzewania, dzisiejsze smartfony ładują się o wiele wolniej po osiągnięciu 80% naładowania. Takie funkcje są dodawane albo na poziomie całego systemu – np. iOS – lub też na poziomie działań każdego producenta osobno – Samsung, Xiaomi czy inne.

Dodam tylko, że szybkie rozładowywanie urządzenia również nie jest dobre dla akumulatora (np. kiedy gramy w jakąś wymagającą grę i akumulator traci procenty naładowania na oczach). 

Jak prawidłowo ładować telefon? Jaki sposób jest prawidłowy?


Proponuję rozpatrzyć 3 sposoby ładowania:

  1. Ładowanie telefonu 0-100% 

Pierwsza opcja jest bardzo popularna – telefon rozładował się wieczorem, więc pozostawia się baterię w smartfonie podłączoną do ładowarki na całą noc. Z rana na bank mam w pełni naładowaną baterię. Jak pewnie już domyślasz się – jest to najgorszy sposób na ładowanie telefonu, jeżeli oczywiście chcemy, by bateria nam służyła jak najdłużej.

W momencie pełnego naładowania akumulator znajduje się w najbardziej niestabilnym stanie. Przyspiesza zużycie akumulatora, a tym samym zwiększa się ryzyko przegrzania. To wszystko skraca żywotność baterii. Dlatego też akumulatory w elektrycznych samochodach są ładowane do 80% swojej pojemności. 

Co więcej, podczas pozostawieniu urządzenia do ładowania baterii na całą noc, może dojść jeszcze jeden problem – mikrocykl ładowania. To jest ten moment, kiedy telefon naładował się do 100%, zużył 1-2% baterii i znowu doładowuje się do 100%. W nowszych modelach smartfonów ten proces akurat jest rzadko spotykany, bo producenci takie jak Apple, Samsung i inne zaczęli stosować zoptymalizowane ładowanie baterii. To taki sposób ładowania, gdy bateria jest ładowana do 80% zwykłym trybem, a resztę ładuje bardzo wolno.

  1. Ładowanie baterii 20-80%

Co z tą opcją? No na pewno warto wybrać ją zamiast opcji 0-100%. Wydłużymy czas degradacji baterii kilkakrotnie w porównaniu z opcją 0-100%.

  1. Ładowanie telefonu 50-70%

Jeżeli chcemy pobić rekordy żywotności baterii w naszym smartfonie, to najlepiej wybrać opcję ładowania 50-70%. Czyli ładować krótkimi sesjami po 20-30% na raz. 

Quick charge – opcja szybkiego ładowania baterii


Mamy przecież coś takiego jak szybkie ładowanie baterii telefonu (quick charge). I coraz więcej producentów sprzedaje swoje smartfony z taką szybką ładowarką w komplecie. Niestety szybkie ładowanie jest szkodliwe dla akumulatora. 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 (przypominam, że stosowane tam są również baterie litowo-jonowe), by w 10 min naładować go z jak najłagodniejszymi skutkami dla żywotności tego akumulatora.

Tutaj w grę wkraczają sieci neuronowe. Naukowcy przeanalizowali 224 istniejące protokoły szybkiego ładowania. Wyjaśnili, że wszystkie istniejące protokoły są zupełnie do bani. Problemem jest to, że większość tych protokołów używa tego samego prądu stałego przy ładowaniu do 70-80% naładowania akumulatora i tylko po tym on spada.

W ramach badania został odkryty lepszy sposób ładowania akumulatorów litowo-jonowych. Ładuje się je do 80% w ciągu 10 minut i wydłuża żywotność baterii z 500-600 cykli do nawet 1200 cykli. Jednak na razie nie ma to szerokiego zastosowania w smartfonach. Może w przyszłości dojdzie do przyjęcia tego sposobu ładowania przez producentów smartfonów i będziemy cieszyć się 5-letnimi telefonami bez wymiany baterii.

Podsumowanie – Jak poprawnie ładować baterię w telefonie?


W kilku punktach można zdefiniować powyższe kwestie i je skrótowo określić:

  1. Unikaj ekstremalnych temperatur. Za wysokie oraz za niskie temperatury są złe dla akumulatora.
  2. Ładuj akumulatora często.
  3. Rób to tylko, gdy nie jest on rozładowany do 0% lub naładowany w 100%.

 

Leave a Reply