Что такое деградация аккумулятора и как её замедлить: 4 привычки зарядки

Вопрос деградации аккумулятора и её замедления актуален как никогда, особенно на фоне стремительного развития технологий, включая электромобили вроде Tesla. Многие считают, что наши привычки в зарядке могут ухудшать состояние аккумуляторов, в то время как другие ставят удобство на первое место. Но что такое деградация аккумулятора на самом деле? И действительно ли наши привычки могут её ускорять? Более того, можно ли что-то сделать, чтобы замедлить этот процесс, не отказываясь от быстрой зарядки? Давайте разберёмся вместе.

Что такое деградация аккумулятора и почему она происходит?

Литий-ионные батареи теперь встречаются везде — от сотовых телефонов до электромобилей. В отличие от многих других технологий, литий-ионные аккумуляторы могут хранить много энергии в компактном размере. Эта высокая плотность энергии делает их отличным выбором для таких устройств, как смартфоны и электромобили. К тому же, они имеют низкую скорость саморазряда и обеспечивают стабильное напряжение при разряде.

Хотя литий-ионные аккумуляторы и имеют свои преимущества, они далеко не идеальны. Они могут выдерживать множество циклов зарядки, но при этом теряют свою емкость с каждым полным циклом зарядки и разрядки. Каждый раз, когда вы полностью разряжаете аккумулятор, это считается одним циклом зарядки. Обычно производители оценивают их на 500–1000 циклов, но чтобы понять, почему это так, нужно взглянуть на внутреннюю химию литий-ионных аккумуляторов.

Литий-ионные аккумуляторы состоят из катода на основе оксида металла (чаще всего LiCoO2) и графитового анода. Когда вы используете или разряжаете аккумулятор, ионы лития перемещаются от катода через электролит к аноду, обеспечивая питание вашего устройства. При зарядке ионы возвращаются от анода к катоду. Это происходит, когда вы подключаете устройство к зарядному устройству или розетке.

Этот циклический процесс зарядки и разрядки может повторяться сотни раз за жизнь вашего устройства. Однако каждый цикл оказывает нагрузку на внутренние материалы батареи. Хотя мы можем частично контролировать эту нагрузку, как мы обсудим далее, многократные циклы всегда приводят к деградации. Проще говоря, вот почему батарея вашего устройства начинает хуже работать через два-три года.

Как со временем изнашиваются аккумуляторы телефонов?

Даже обычное использование литий-ионной батареи приводит к её деградации со временем, хотя есть факторы, которые могут ускорить этот процесс. Вот некоторые из наиболее частых причин износа батареи:

• Стресс и химические изменения: со временем катод литий-ионной батареи, сделанный из оксида металла, стареет. Он может потрескаться и утратить свою первоначальную структуру, что уменьшает количество доступного лития для разрядки. Кроме того, часть лития может реагировать с другими материалами внутри батареи, образуя соединения, которые негативно влияют на её производительность. Эти процессы известны как побочные реакции.
• Экстремальные температуры: высокие температуры, особенно во время зарядки, могут вызвать накопление металлического лития на поверхности анода, известное как литиевое покрытие. Если это не контролировать, покрытие может пробить разделитель между анодом и катодом, что приведет к короткому замыканию внутри аккумулятора.
• Глубина разряда: глубина разряда в аккумуляторах обозначает процент заряда, который используется в каждом цикле зарядки. Например, разрядка от 100% до 0% указывает на большую глубину разряда по сравнению с менее глубоким разрядом. Частые глубокие разряды создают большую механическую и химическую нагрузку на электроды, что, как мы уже знаем, напрямую приводит к деградации аккумулятора.
• Перезарядка и переразрядка: Ранее перезарядка и переразрядка могли привести к выходу аккумулятора из строя или даже возгоранию. К счастью, современные устройства оснащены передовыми системами управления батареей (BMS), которые контролируют процесс зарядки. Это позволяет безопасно оставлять ноутбук или такие устройства, как Pixel Tablet, постоянно подключенными к сети, не переживая о перезарядке.

Как предотвратить деградацию аккумулятора телефона

Полностью предотвратить деградацию батареи невозможно, так как это естественный процесс, начинающийся сразу после её производства. Однако вы можете предпринять несколько шагов, чтобы продлить срок службы батареи вашего устройства. Вот несколько советов, не обязательно в каком-то определённом порядке:

1. Избегайте беспроводной зарядки: Хотя беспроводная зарядка смартфона удобна, она не самая благоприятная для здоровья аккумулятора. Это связано с тем, что беспроводная зарядка не так эффективна, теряя около 20–30 процентов мощности в процессе. Эта потеря энергии превращается в тепло, что ускоряет деградацию аккумулятора.
2. Держите аккумулятор в прохладе: Высокие температуры ускоряют старение аккумулятора, поэтому лучше сохранять смартфон или ноутбук в прохладе. Это также относится к зарядке, так как подключение к сети уже вызывает некоторое нагревание из-за потерь в процессе зарядки.
3. Используйте быструю зарядку экономно: Быстрая зарядка обычно генерирует больше тепла. Хотя производители разработали алгоритмы для снижения мощности при нагревании устройства, лучше отключать быструю зарядку, когда она не нужна. Например, держите медленное зарядное устройство рядом с кроватью, поскольку ночью быстрые подзарядки не требуются. Адаптивная зарядка на Android может также учитывать ваши привычки и медленно заряжать аккумулятор.
4. Избегайте глубоких разрядов: Аккумуляторы служат дольше, если их заряд находится в пределах от 20 до 80 процентов. Поэтому лучше избегать полной разрядки телефона каждый день и подзаряжать его регулярно. Некоторые производители телефонов и ноутбуков теперь предлагают функцию защиты аккумулятора, которая ограничивает заряд до 80 или 85 процентов. Если вас устраивает немного меньшая емкость и частая зарядка, подумайте о включении этой функции.

Не переживайте, если не сможете следовать всем этим советам — современные литий-ионные аккумуляторы очень выносливы и прослужат несколько сотен циклов. Даже если вы заряжаете аккумулятор каждый день, обычно потребуется два-три года, чтобы заметить ухудшение его состояния. Даже в этом случае полный отказ аккумулятора встречается крайне редко, и ваше устройство просто будет разряжаться быстрее в течение дня. Если вы не хотите мириться с потерей емкости, замену аккумулятора можно провести за гораздо меньшие деньги, чем покупка нового устройства.

Часто задаваемые вопросы