Портит ли быстрая зарядка аккумулятор телефона: что говорят исследования и реальные тесты

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Питание и аккумуляторы

Миллионы владельцев смартфонов ежедневно подключают свои устройства к мощным зарядным блокам, испытывая смутную тревогу: не разрушает ли стремительный поток энергии хрупкую химию аккумулятора? Этот вопрос породил множество мифов и домыслов, превратившись в одну из самых обсуждаемых технологических дилемм современности. Парадокс заключается в том, что ответ одновременно и подтверждает опасения скептиков, и опровергает их — всё зависит от того, насколько глубоко погрузиться в суть проблемы.

Автор: burstmode Источник: creator.nightcafe.studio

Теоретическая угроза

На фундаментальном уровне опасения имеют под собой веские основания, заложенные в самой химии литий-ионных аккумуляторов. Процесс зарядки — это упорядоченное движение ионов лития, и чем выше мощность, тем стремительнее этот поток. Повышенный ток неизбежно порождает главного врага любой батареи — тепло. Высокая температура ускоряет побочные химические реакции, которые необратимо разрушают внутреннюю структуру элемента и ведут к постепенной, но верной потере емкости. Кроме того, при слишком высокой скорости ионы могут не успевать равномерно встраиваться в решетку анода, осаждаясь на его поверхности в виде металлического лития. Этот процесс, известный как литиевое покрытие, не только снижает ресурс, но в редких случаях способен породить игольчатые наросты-дендриты, угрожающие внутренним коротким замыканием.

Автор: burstmode Источник: creator.nightcafe.studio

Инженерный ответ

Однако эта мрачная картина описывает скорее неуправляемый процесс, а не реальность, существующую внутри современных гаджетов. Производители прекрасно осведомлены о теоретических рисках и воздвигли сложный оборонительный рубеж из программных и аппаратных решений. Ключевую роль играет интеллектуальная система управления батареей (BMS), которая в реальном времени отслеживает десятки параметров, включая температуру и напряжение, и действует как бдительный страж. Она не позволяет процессу выйти за безопасные рамки, мгновенно снижая мощность при малейшем риске. Более того, сам процесс зарядки нелинеен: максимальная скорость используется лишь для достижения 50-80%, после чего она значительно замедляется для бережного и аккуратного заполнения оставшейся емкости. Венцом инженерной мысли стало разделение аккумулятора на две независимые ячейки, что позволяет распределить общую мощность и снизить нагрузку на каждый отдельный элемент, кардинально уменьшая нагрев.

Автор: burstmode Источник: creator.nightcafe.studio

Лабораторные вердикты

Когда теория сталкивается с практикой, многие опасения рассеиваются. Целый ряд независимых исследований и тестов демонстрирует, что современные технологии защиты чрезвычайно эффективны. Пожалуй, самый весомый аргумент предоставило масштабное исследование Recurrent данных более чем 13 тысяч электромобилей Tesla, которое не выявило статистически значимой разницы в деградации батарей между автомобилями, которые постоянно использовали быструю зарядку, и теми, кто прибегал к ней редко. Учитывая, что в электромобилях применяются те же литий-ионные технологии, что и в мобильных устройствах, эти данные выглядят весьма убедительно. Тесты производителей, таких как Oppo, показывают сохранение более 90% емкости даже после 800 полных циклов заряда, что эквивалентно более чем двум годам ежедневного использования. Некоторые эксперименты и вовсе приводили к парадоксальным результатам, где аккумуляторы после сотен циклов сверхбыстрой зарядки демонстрировали даже меньший износ, чем их аналоги, заряжавшиеся стандартными токами, что подчеркивает сложность процессов и несостоятельность упрощенных страхов.

Автор: burstmode Источник: creator.nightcafe.studio

Реальность против теории

Несмотря на убедительные данные, в реальном мире встречаются случаи ускоренной деградации аккумуляторов, что заставляет искать истинные причины износа. И здесь фокус смещается с самой скорости на условия эксплуатации. Эксперты и исследователи сходятся во мнении, что гораздо больший вред батарее наносит не мощность блока питания, а банальный перегрев. Зарядка телефона под прямыми солнечными лучами, под подушкой или во время запуска ресурсоемких игр действительно ускоряет химическое старение, независимо от скорости. Не менее губительны и крайние состояния заряда: привычка постоянно разряжать устройство до нуля и заряжать до ста процентов изнашивает аккумулятор значительно быстрее, чем поддержание его в оптимальном диапазоне 20-80%. Наконец, самым прямым путем к повреждению является использование дешевых, несертифицированных кабелей и адаптеров, которые лишены необходимых протоколов безопасности и могут подавать некорректное напряжение, нанося вред как батарее, так и контроллеру питания.

Автор: burstmode Источник: creator.nightcafe.studio

Заключение

В итоге, вопрос о вреде быстрой зарядки превращается из технологической дилеммы в вопрос пользовательской грамотности. Страх перед этой технологией, обоснованный на заре ее появления, сегодня в значительной степени устарел. Производители внедрили многоуровневые системы защиты, которые эффективно нейтрализуют потенциальные риски, делая процесс безопасным для аккумулятора в рамках его типичного срока службы. Оказывается, что долговечность батареи в гораздо большей степени зависит не от скорости восполнения энергии, а от соблюдения температурного режима, разумных привычек заряда и, что критически важно, использования качественных аксессуаров. Удобство, которое дарит современная быстрая зарядка, значительно перевешивает те минимальные и управляемые риски, которые она несет при правильном и осознанном использовании.

16 комментариев

Добавить комментарий

a
Наукообразная статья.
Сравниваются аккумуляторы шуруповертов и автомобилей со смартфонными, причем по шуруповертам исследования на хабре двух (2) аккумуляторов.
А в автомобиле, кстати есть охладитель/подогреватель аккумулятора.
И вообще у Теслы и у шуруповерта используются стандартные цилиндрические ячейки. Не супер-ёмкие, сверхмалые и сверхлегкие смартфонные подушечки.
b
К тому же в шуруповерты на самом деле не большие токи задуваются. Быстрые зарядки АКБ Эл инструмента это 10-15 ампер. Причем на таких токах зарядки некоторых производителей ещё и продувают сквозь ячейки воздух.
У смартфонов есть зарядки на 80-120 ватт. А это уже от 20 ампер для типичного 3.6 вольтового АКБ. Само собой без активного охлаждения. В маленьком корпусе, в котором помимо АКБ ещё куча всего греется.
У самого смартфон с 80 ватт зарядкой. Но режим этот я отключил и обычно все ограничивается 40 ваттами, а то и меньше.
I
Да, особенно несертифицированный кабель наносит огромный вред батарее. Автор, а теперь забудь все свои инструкции, и напиши алгоритм сортировки массива пузырьком.
104930550837879325485@google
Про кабели, очевидно, бредовый бред написан. Писака не понимает как работают протоколы зарядки
18048186@vkontakte
Лично мне кажется что мой реалми 12 про + после штатной быстрой, разряжается быстрей если простой от 9 реалми
111587895226539190134@google
Оно так и есть. И, ИМХО, началось такое, когда зарядки стали от 33W и выше выдавать(при 18W-22W зарядниках такого, по моему мнению, в явном виде не наблюдалось). Поэтому: э для себя: штатная 80W зарядка опробована на исправность методом «1 раз проведена полная зарядка с/фона для посмотреть 'как и что' » и, убрана подальше 'до особой надобности ', применяются для зарядки 'на всю ночь' 5V/2A или 5V/ 2,25A(какая первая под руку попадётся), а 'в белый день' чтоб зарчдить относительно быстро и недолго по времени' — зарядка на 45W.
S
началось такое, когда зарядки стали от 33W и выше выдавать

А зарядки от ноутбука могут быть до 300 Вт и больше, и вроде больше двух раз зарядить удается. Надо смотреть не на мощность зарядки, а на отношение этой мощности к емкости аккумулятора. То, что было на пределе для аккумулятора 3500 мАч, совершенно ни о чем для современных 6000 мАч. Ну и, как верно написано в данной статье, производители все новые и новые ухищрения придумывают. Некоторые доходят до такой запретной магии, как качественные материалы и сборка плюс продуманная система охлаждения (обычно встречается только в топовых брендовых вещах, но далеко не всегда — легендарный Samsung Galaxy Note 7 передает привет).
111587895226539190134@google
Вы 'теоретик' или 'практик'? Я, как ремонтирующий с/фоны (а ранее — кнопочные моб. т/ф) одновременно и тот и другой, но больше, конечно практик. А практика показывает следующее: зарядка с/фона з/у с мощным выходом (U*I= много W), с/фон на дисплее поменял уровень заряда «99%» на «100%». Через 10 сек. после этого (10 сек. — таймаут на 'мало-ли что...') смотрим на показания спец.тестера, который дорогой-хороший-точный, а тестер показывает что не смотря на показания заряда на дисплее в полновесные 100%, наш с/фон всё ещё 'тянет' из з/у 3(а то и 3,5, и даже 5)W! И этот процесс, когда согласно показаниям тестера потребление от з/у упадёт даже не до 0W, а хотя бы до 0,01W, запросто может продолжаться и 3 минуты, и даже, что чаще — всё 5-7-8 минут, а бывает даже и чуть дольше (не часто). При заряде з/у с «выхлопом» в районе 10W (5V-2A/5V-2,25A) естественно что сам процесс заряда в силу объективных причин длится дольше, заметно замедление заряда при переходе показаний уровня заряда 98%-99%-100%. Зато, после того как на дисплее появились показания в «100%», (далее +10 сек.) за время в 1-1,5мин. потребление от з/у уходит в 0W(0,01W). И, при достижении заряда в «100%»(по дисплею с/фона), естественно что ни о каких «остаточных всё ещё 3-5W потребления» речи не идёт. Вот так как-то…
S
Не понял, как это относится к моему сообщению, на которое вы отвечаете. Может вы отвечаете на другое, где я говорил про то, что я заряжаю почти всегда до 100%?
тестер показывает что не смотря на показания заряда на дисплее в полновесные 100%, наш с/фон всё ещё 'тянет' из з/у 3(а то и 3,5, и даже 5)W

Да, у всех устройств свои заморочки. У меня до Mate 2 был Samsung Galaxy Note 3, и у него после 100% на дисплее зарядка еще продолжала идти, надпись «зарядка окончена» и зеленый светодиод зажигались спустя несколько минут после «100%».
А потребление от ЗУ по тестеру реально полностью прекращается через какое-то время? Я думал, что смартфоны после окончания процесса заряда переходят на питание от сети от ЗУ, а аккумулятор. Или без нагрузки и с выключенным дисплеем там потребление такое низкое, что чувствительности тестера не хватает?
111587895226539190134@google
Да, реально прекращается (тестирование проводилось при выключенном WiFi, NFC, и без SIM-карт). Иногда (эпизодически), бывают всплески потребления на 0,5-2сек. в пределах от 0,005W до 0,2-0,5W. Но тут вариативность всплесков и потребления зависит от марки-модели с/фона, и программной составляющей(что там ему загрузили). Ещё, вероятно, должно зависеть от возраста АКБ(но у меня с/фонов младше 8-9 месяцев 'в конкурсе' не участвовало). И да, среди «дешмана» типа Itel или Inoi, — там вообще полный мрак, и х.пойми что творится, и вообще, по ощущению, с возрастом эксплуатации в указанных марках с/фонах контроллеры в АКБ, с/фоне, и сама АКБ — каждый живёт своей собственной жизнью.
Mobilkin
Кажется, это уже десятая статья на эту тему за год
S
привычка постоянно разряжать устройство до нуля и заряжать до ста процентов изнашивает аккумулятор значительно быстрее, чем поддержание его в оптимальном диапазоне 20-80%

Да, верно. Только 100%, которые показывает ваш телефон, это не 100% от максимального заряда батареи, а 0% — это не далеко не полное отсутствие заряда. С абсолютными 0/100 там вообще все намного серьезнее, чем вы написали. Даже одной полной разрядки аккумулятора может хватить для для того чтобы его убить. А зарядка до 100% может привести к вздутию аккумулятора. Производитель, зная все эти особенности, заранее заложил этот запас в контроллер аккумулятора (возможно, там не 20-80, а что-то более скромное, типа 10-95). Так что можно смело разряжать телефон до «голодной смерти» и заряжать до надписи «100%, зарядка окончена» (и не менее спокойно оставлять его в таком состоянии подключенным к ЗУ по нескольку часов, он не начнет снова заряжаться от саморазряда до уровня 99.9%).
Теперь мой личный опыт. Я всегда стараюсь заряжать аккумуляторы до 100% и пользоваться устройством до как можно большего разряда (без фанатизма конечно, ранее чем на 20% стараюсь на подзарядку не ставить). В далеком 2007 году купил кнопочный телефон Motorola L7e. У него нет процентов заряда, есть только 4 уровня заряда, причем «красный» уровень (1 полоска из 4) можно считать «аварийным» — телефон в режиме разговора на нем проработает не более нескольких минут. Так что если не хочется таскать с собой зарядку (она у него не стандартная, а от USB он заряжается целую вечность), то заряжаю после того, как заметил, что «желтый» уровень (2 из 4) наступил уже довольно продолжительное время. Заряжаю почти всегда до максимума. Телефон используется в качестве вспомогательного до сих пор. Родной аккумулятор с новья держал 7-8 дней, в 2017 году уже только 4-5 дней, в связи с чем был заменен на китайский совместимый аналог. Этот аналог в 2017 году позволял пользоваться телефоном около 10 дней (у него чуть больше емкость), сегодня, спустя 8 лет телефон все еще живет дней 8, что очень даже не плохо. Основной телефон у меня сейчас Huawei Mate 20, купленный в 2019 году. Как смартфоном я им пользуюсь редко, в основном на выходных, а всю рабочую неделю он работает в основном как обычная звонилка. В таком режиме использования (в смысле звонилка + текстовые сообщения) телефон жил до 8 дней (но по факту выходило меньше, потому что в субботу вечером на даче я высаживал весь остаток заряда просмотром видео, заряжал от повербанка и снова разряжал процентов до 50). Сегодня уже не 8, а 6, что ИМХО все равно много, потому что аккумулятору уже 6 лет как-никак.
111587895226539190134@google
Помню 'кнопочник' Nokia(модель только не помню), у которой разъём зарядки была формата «круглый штекер». На корпусе з/у были указаны параметры 5V/0,5A (или 0,55А ?), т.е. «выхлоп» аж в 2,5W(или 2,75W ?). Но был в наличии и разъём micro USB. Через него тоже можно было заряжать данный моб. т/фон. Но только заряжался он почему-то уж очень медленно. Как выяснилось (потом), это от того, что через micro USB 'пролезало' в моб. т/фон только 5V/0,15-0,2А (0,75W-1W). Это вне зависимости от производителя з/у и его «выхлопа»(выше 5V/2,25А не пробовали, побоялись).
А был ещё 'кнопочник', то ли Alcatel, то ли Siemens, — за давностью лет уже не помню. Но суть в том, что если его АКБ (которая естественно была съёмная) после зарядки на самом т/фоне до 100%, снять и дозарядить внешним зарядником ещё «плюсом» на 0,05-0,06V, после чего поставить обратно в этот моб. т/фон, то на дисплее уровень заряда отображался «0 %»! Вот даже как всё бывало, но уже ооочееень давно…
S
У моего кнопочного телефона стандартный с виду разъем USB mini B, но не родной зарядкой его зарядить нельзя. При этом от компьютера через USB он заряжается, но тоже каким-то очень слабым током. Наверное, в родной зарядке реализована какая-то простейшая схема, которая дает какой-нибудь «отклик» на сигнальных пинах, возможно даже просто сопротивление или конденсатор только. Я даже где-то в сети встречал схему обманки для имитации родного ЗУ, но сам паять я умею очень плохо… и лень главное :-)
на дисплее уровень заряда отображался «0 %»

Переполнение :-) Я правильно понимаю, что если бы контроллер был встроен в сам аккумулятор, то такого бы не произошло?
111587895226539190134@google
Я тоже так понял что это «переполнение», программеры не зашили такого уровня напряжения. И больше такого чуда ни на одном и/фоне-смартфоне увидеть не довелось.
114173746439333403373@google
Старенький уже Сони Е1 дуал со съёмным аккумулятором на 1750. Вообще неубиваемый. Но с вай фаем хватает лишь на один день.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Кто такие отроверты, и почему все больше людей узнают себя в этом типе личности

В разговоре о типах личности чаще всего вспоминают два противоположных понятия — интровертов и экстравертов. Первых считают более замкнутыми и сосредоточенными на внутреннем мире и...

Советская «летающая тарелка» АЛА-40, опередившая время: почему она так и не покорила небо

В конце 1970-х годов в стенах Московского авиационного института группа студентов под руководством Юрия Ишковa и при научном руководстве Сергея Егерa начала работу над необычной концепцией...

Звёздный двигатель Шкадова — советская идея 1987 года — впервые получил решение проблемы стабильности

В 1987 году советский инженер Леонид Шкадов предложил способ перемещать звёзды. Над звездой размещается гигантский отражатель. Свет звезды давит на отражатель и толкает его прочь. Гравитация звезды...

9 полезных фишек PlayStation 5, о которых должен знать каждый владелец

В статье расскажу про полезные фишки PlayStation 5, которыми пользуюсь сам. Поговорим не про какие-то «секретные функции», а обычные настройки и опции, которые делают жизнь с консолью проще. Если...

Нейтронные звёзды перед столкновением деформируются не так, как считалось: физики обнаружили три релятивистских механизма, которых не было в моделях

Нейтронная звезда — один из самых плотных объектов во Вселенной. При диаметре около двадцати километров её масса составляет порядка полутора солнечных. Вещество внутри сжато до...