Вредна ли для телефона быстрая зарядка: ответ ученых

Быстрая зарядка стала привычной функцией современных смартфонов. Многие устройства могут восстановить более половины заряда примерно за полчаса, тогда как обычная зарядка занимает гораздо больше времени.

Однако любой аккумулятор постепенно теряет исходную емкость, поэтому возникает закономерный вопрос: ускоряет ли быстрая зарядка его износ? Ученые отвечают: да, быстрая зарядка способна усиливать отдельные процессы деградации батареи. Подробности сообщает LiveScience.

Как работает быстрая зарядка

Об особенностях быстрой зарядки рассказали доцент кафедры химической инженерии и технологий Сианьского университета Цзяотун Чжиюань Цзян и исследователь аккумуляторов Оксфордского университета Станислав Занковский.

В большинстве современных смартфонов используются литий-ионные аккумуляторы. Они работают за счет перемещения ионов лития между двумя электродами – катодом и анодом. Во время зарядки ионы лития проходят через аккумулятор и накапливаются в аноде. Когда устройство начинает расходовать энергию, они движутся в обратном направлении.

Главное отличие между обычной и быстрой зарядкой заключается в скорости этого перемещения. Во время стандартной зарядки используется меньшая сила тока, поэтому ионы постепенно проникают в микроскопические поры анода.

"При обычной зарядке используется меньший ток, поэтому ионы лития постепенно проникают в анод", – пояснил Чжиюань Цзян.

По его словам, такой процесс выделяет немного тепла и создает минимальную механическую нагрузку на аккумулятор. В то же время быстрая зарядка значительно повышает силу тока и мощность, чтобы сократить время ожидания.

Все зависит от используемых материалов, внутреннего строения батареи и системы управления ею. В аккумуляторах с поддержкой быстрой зарядки производители могут использовать специальные материалы, более тонкие электроды и электролиты, которые облегчают движение ионов лития. Внутреннюю конструкцию батареи также изменяют, чтобы уменьшить сопротивление и накопление тепла.

Станислав Занковский сравнил зарядку аккумулятора с движением людей по городским дорогам, перекресткам и зданиям.

"Быстрая зарядка – это вопрос того, насколько эффективно можно пропускать весь поток, не создавая пробок", – пояснил исследователь.

Как быстрая зарядка влияет на батарею

Все литий-ионные аккумуляторы со временем теряют емкость, даже при бережном использовании. Однако быстрая зарядка может ускорять некоторые химические процессы, ответственные за старение батареи.

Одной из главных проблем является осаждение лития. При слишком быстрой зарядке ионы могут не успевать должным образом проникнуть внутрь анода. В таком случае часть лития накапливается на его поверхности в виде металлических отложений.

Из-за этого уменьшается количество лития, которое может участвовать в накоплении энергии. Соответственно, постепенно снижается ёмкость аккумулятора.

В крайних случаях металлические отложения могут превращаться в тонкие игольчатые структуры, называемые дендритами. Они способны повредить внутренние компоненты батареи и создать опасность.

Почему опасен перегрев

Быстрая зарядка также вызывает более сильный нагрев. Тепло возникает из-за электрического сопротивления внутри батареи: чем выше скорость зарядки, тем больше тепла может выделяться.

По словам Занковского, при зарядке небольшого аккумулятора слабым током нагрев остается незначительным. Но с увеличением размера батареи и силы тока количество тепла существенно возрастает.

"Мы не можем заряжать большие аккумуляторы так же быстро, прежде всего из-за необходимого запаса безопасности", – отметил исследователь.

Повышенная температура ускоряет химические реакции, которые постепенно разрушают материалы аккумулятора. В крайних случаях сильный перегрев может привести к вздутию батареи, возгоранию или взрыву. Такой процесс называют тепловым разгоном.

В то же время большинство современных смартфонов, ноутбуков и электромобилей оснащены системами управления аккумулятором. Они следят за температурой, напряжением и силой тока.

Если аккумулятор начинает чрезмерно нагреваться, система автоматически снижает мощность и замедляет зарядку. Именно поэтому скорость зарядки обычно не остается одинаковой на протяжении всего процесса.

Как продлить срок службы аккумулятора

Оба исследователя подчеркивают, что одним из важнейших факторов является температура. Устройства не следует заряжать под прямыми солнечными лучами или в нагревшемся припаркованном автомобиле.

Слишком низкая температура также может нанести вред аккумулятору, поскольку она затрудняет движение ионов лития.

"В идеале температура во время зарядки должна составлять примерно от 20 до 25 градусов", – сказал Занковский.

Эксперт сравнил этот диапазон с температурой, которая обычно является комфортной для человека. Ученые также советуют не оставлять ноутбуки и другие устройства постоянно подключёнными к электросети. Это может постепенно ухудшать характеристики аккумулятора.

Чжиюань Цзян рекомендует придерживаться принципа неглубокой зарядки и разрядки.

"Для повседневного использования поддерживайте заряд батареи в пределах от 20% до 80%", – посоветовал учёный.

По его словам, каждый раз заряжать смартфон до 100% необязательно. Итак, быстрая зарядка действительно может несколько ускорять износ аккумулятора, но современные системы защиты значительно ограничивают этот вред. Самое главное – не допускать перегрева устройства и избегать постоянного удержания аккумулятора на максимальном уровне заряда.

Ранее OBOZ.UA рассказывал, какие приборы обязательно нужно отключать от розетки на ночь.

Подписывайтесь на каналы OBOZ.UA в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних событий.