Как маркетинг мешает быстрее заряжать ваши смартфоны

Как выяснилось, почти все смартфоны заряжают свои аккумуляторы токами намного ниже стандартных для них, а то, что попадает в категорию «быстрых зарядок», на самом деле медленнее того, что в других направлениях массово работает уже лет 6-7. 

 

 

В чем проблема

Примерно 80% смартфонов на рынке имеют емкость аккумулятора в районе 3000 мА·ч и заряжаются от 5-вольтовых источников тока в 1 А. И если глянуть на характеристики их аккумуляторов, то окажется, что во всех случаях зарядка осуществляется в режиме раза в полтора ниже стандартного, прописанного в спеках.

Например, для абсолютного большинства Li-ion аккумуляторов емкостью 3-4 тыс. мА·ч стандартный ток заряда составляет 0,5 С (отношение тока заряда к полной емкости). Т.е. для модели 3000 мА·ч это 1,5 А. Кроме стандартных значений в спецификациях указывается максимальный ток заряда. И для того же абсолютного большинства аккумуляторов он составляет 1 С (3 А в нашем конкретном примере). При этом на рынке есть модели, для которых стандартный и максимальный токи могут быть заметно выше.

Вот пара конкретных примеров. Этот скриншот из характеристик аккумулятора LG BL-42D1F (который ставится на LG G5 и еще ряд других моделей):

 

Обратите внимание, что максимальный ток заряда составляет 1,1 С, т.е. как раз чуть больше 3 А при пятивольтовом источнике.

Вот пример еще одной «батарейки» LG BL-45B15:

 

Тут все аналогично предыдущему аккумулятору.

Еще примеры

Для изучения характеристик смартфонных аккумуляторов есть одно препятствие – в открытых источниках детальной информации очень мало. Мне удалось найти неполные спеки только для LG, и я привел их выше. А вот для аккумуляторов самого распространенного форм-фактора 18650 детальных спеков полным-полно, поскольку они являются массовыми коммерческими продуктами.

Давайте взглянем на один из популярных вариантов – Sanyo UR18650-NSX:

 

Стандартный ток зарядки почти 1,8 А что составляет 0,7 С.

А вот пример от Samsung – INR18650-30Q:

Тут у нас токи от 1,5 А и до 4 А (1,33 С)! Причем если заряжать всегда максимальным током, а разряжать высокой нагрузкой в 15 А, то деградация по емкости через 300 циклов составит чуть более 25%, что относительно немного. Ну а если ток разряда будет более щадящим, например в 30 раз меньше (как в типичном смартфоне), переживать за быстрое старение и вовсе не придется.

Что такое настоящая быстрая зарядка

 Быстрая зарядка – это где токи составляют 2 С и более. И есть области, где это давно не новость. Например, в том же электроинструменте. Bosch и другие производители уже лет 6-7 предлагают ЗУ, заряжающие аккумуляторы 3000 мА·ч за 35 минут (20 минут до 80%). Как мне кажется, кроме высоких токов на первой фазе, такое время достигается за счет сокращения второй фазы заряда CV. В итоге аккумуляторы набирают лишь ~90-95% от номинальной емкости, но зато вы не ждете до посинения.

 

Вот, к примеру, спеки самсунговских «банок» 18650, работающие в подобных режимах:

 

Для емкости в 2000 мА·ч указан максимальный ток заряда в 4 А, что составляет 2 С. А максимальное время зарядки – 50 минут. Почему не 30 минут? Напомню, что зарядка Li-ion аккумуляторов состоит из двух фаз. На первой фазе устанавливается ограничение по току. По мере насыщения аккумулятора и достижения им максимального регламентированного значения напряжения, процесс переходит в фазу дозарядки, на котором напряжение фиксируется, а ток постепенно падает. Вот как этот процесс можно изобразить для режима 1 С:

 

Для 2 С график будет выглядеть аналогично, но сожмется по времени. Плюс, у разных аккумуляторов могут быть разные характеристики, и фаза CV (с постоянным напряжением) может начинаться при разном уровне накопленного заряда.

Так что когда вам рассказывают про крутую быструю зарядку, которая по факту оперирует токами до 1 С (а на рынке по пальцам можно сосчитать модели, способные на большее), просто знайте, что в других областях было вдвое круче еще шесть лет назад.

Почему производители не суетятся

Во-первых, они пекутся о долговечности аккумулятора. Высокие токи заряда и разряда ускоряют деградацию. Лет семь назад по Сети гулял вот такой график с сайта batteryuniversity.com:

 

На нем отображается сокращение емкости в зависимости от токов заряда и разряда. Однако сейчас ситуация выправилась. Вдобавок у смартфонов нет таких диких токов разряда.

Ради эксперимента я взял пару 2,5-летних смартфонов с аккумуляторами 3000 мА·ч, которые все это время эксплуатировались в хвост и в гриву: Huawei P9 Lite с обычной одноамперной зарядкой и Samsung Galaxy S8, заряжавшийся всегда только в режиме 9 В и ~1,5 А. И, за неимением другого доступного способа оценки емкости, замерил вот таким стареньким тестером количество энергии, ушедшей на зарядку. Разумеется, это условный показатель, поскольку с возрастом аккумулятора КПД зарядки падает. Но для грубой оценки он вполне подойдет.

 

Galaxy S8, разряженный до нуля и заряжавшийся в выключенном состоянии, за полтора часа «съел» 14,4 Вт·ч. При этом паспортная емкость его аккумулятора составляет 13,2 Вт·ч. И с учетом того, что часть взятого из розетки «потерялась» на кабеле и преобразователе, мы получаем незначительную деградацию по емкости.

UPD: для полноты картины — график температуры при быстрой зарядке 9 В и 1,6 А. Пиковая температура — 35С, которая далека от предельных 45С. Т.е. цикл зарядки идет ровно по регламенту, без перегревов и остановок.

Иными словами, за ~1000 полных циклов быстрого заряда и разряда аккумулятор потерял не так уж и много. По грубой субъективной оценке — не более трети от изначальной емкости.

 

У P9 Lite картина аналогична. На полную зарядку ушло 3,5 часа, и тестер намерил 12,1 Вт·ч. Правда, при этом замере он был подключен после кабеля, напрямую к смартфону. Можно констатировать, что определенные потери в емкости есть, но они, опять же, не столь незначительны.

Какой вывод? Аккумулятор, заряжавшийся два с половиной года только в быстром режиме 1 С, потерял не так уж и много, равно как и аккумулятор, заряжавшийся токами ниже стандартного.

В чем суть претензий

Вот вам еще одна фотка бедняги P9 Lite, который уже полтора часа отхлебывает маленькими глоточками по 0,96 А, набрав 60% заряда своего аккумулятора 3000 мА·ч. При этом ~0,2 А уходит на его текущую работу в спящем режиме.

 

Т.е. аккумулятору достается не более 0,8 А, из чего получаем режим заряда ~0,25 С! Скорее всего, это вдвое ниже стандартного режима 0,5 С, определенного для него спеками.

Иными словами, время аккумуляторов емкостью в 2000 мА·ч прошло много лет назад. А именно под них и появился негласный стандарт «зарядок» в 1 А. И было бы нормальным явлением, если бы производители по умолчанию разрешали бы зарядку токами хотя бы в 1,5 А. При этом можно спокойно заряжать и 2 А, которые при нынешних емкостях дадут режим 0,7 С. 

Но возникает вопрос, кто тогда купит Quick Charge, который по факту окажется лишь на ~20% процентов быстрее?

Кто-то сейчас спросит, что мол если большинство зарядок сейчас 1 А, что будет, если смартфонам разрешить брать по 2 А? Да ничего не будет. Перед началом зарядки смартфон выбирает протокол, и если источник древний и на запросы не реагирует, будет сам его тестировать и выбирать максимально допустимый режим. Например те же смартфоны с обычными одноамперными зарядками могут брать токи 0,4, 0,5, 0,8 и 1 А (точный список режимов зависит от производителя смартфона). Если под нагрузкой источник или линия не роняют напряжение, будет взят максимальный ток.

Итак, если в Яндекс.Маркет отбросить сегмент трубок до 6 тыс. руб., где экономят на всем и ставят картонные аккумуляторы, останется 806 моделей, из которых с быстрой зарядкой будут лишь 154. И реальным препятствием к полутора или двухамперному режиму в остальных является, по большей части, маркетинг.

Об авторе
Журналист, айтишник
+4 0 8884 32
Автор Antdest Рейтинг +0.63 Сила 1.06
Блог Зарядки, пауэрбанки, провода и переходники 107 141 RSS

32 комментария

Alezz
Вроде все логично, но есть несколько НО. Во первых в тех же спеках максимальная температура аккумулятора при зарядке указана 45 градусов С. Подчеркиваю, максимальная! Вы уверены что в смартфоне при зарядке эта граница, особенно при максимально допустимых токах, не пересекается? Я нет. Во вторых. Чтобы там не говорили про «современные аккумуляторы», бОльшие токи вызывают бОльшую деградацию. Возможно разница незначительна, но она есть. И какая разница человеку который ставит на зарядку телефон на ночь, а таких людей если не большинство то много, зарядится он за час или за два? Я выбираю два часа и меньший износ батареи. Конечно, бывают ситуации когда батарею нужно зарядить максимально быстро, если бы этот режим можно было включить принудительно, возможно с отказом производителя от ответственности, было бы не плохо
Antdest
Ответы на все Ваши вопросы в тесте трехлетней батарейки в Galaxy S8, что в тексте выше. Там и токи не помеха долголетию, и нагрева нет.
Ну а про «поставить на ночь» — у меня куда чаще бывает ситуация, когда собираешься уходить с работы, а у смартфона 20-30% заряда. А мне как раз в метро книжки или новости почитать… Вот, таскаю в рюкзаке на всякий случай крошечный пауэрбанк.
Alezz
Интересная работа — шпилить в игрули / зависать в соцсетях (выбрать по вкусу) разрешают, иначе как разрядить смартфон до 20% за рабочий день?, а воспользоваться зарядкой нет :) Купите себе на работу беспроводную зарядку, положил тлф на стол он заряжается потихоньку, нужно отойти — сунул в карман и пошел. Проблема с разрядом до 20% за рабочий(!) день решится сама собой
Antdest
Вы сейчас покушаетесь вообще на весь сегмент устройств с быстрой зарядкой ))
А на работе обычно бегаешь волчком, и телефон — рабочий инструмент. Там заметки, файлы, интернет, почта, мессенджеры. Все это гудит и звенит постоянно.
Procyon
А где в тесте трехлетней батарейки в S8 информация про нагрев? Про емкость — есть, про нагрев — не вижу.
Кстати, как S8, анонсированный в апреле 2017 года, к 2019 году (пусть даже к его концу) успел стать «трехлетним»?
Antdest

Ответ Procyon на комментарий
А где в тесте трехлетней батарейки в S8 информация про нагрев? Про емкость — есть, про нагрев — не вижу.


А Вы какую информацию про нагрев хотите получить? Что Самсунг сделал батарейку, которая сразу перегревается, потом зарядка останавливатся до момента понижения температуры и затем возобновляется? )
Если серьезно, то контроллер всегда следит за температурой. Почти весь литий-ион при температуре 45 градусов и выше заряжать нельзя, и температура отслеживается всегда. В данном случае зарядка идет без остановок и внештатных снижений по току.
Procyon
Хоть какую-нибудь. Например, график нагрева в процесса зарядки.
Потому что утверждение «нагрева нет» действительности явно не соответствует. Он может не достигать хоть сколь-нибудь критичных уровней, но он есть — факт.
Antdest
Есть куча приложений, которые покажут графики температур на батарее. Но зачем Вам это нужно, если в процессе эксплуатации он не выходит за регламентированные значения? Т.е. вот зарядка не прерывается, значит внутри за 45 градусов она не выходит. А сколько именно там, 36 или 40, не все ли равно? Тем более, что ее ресурс с годами не изменился.
Procyon
Постойте, но ведь обзор на маркетинговые ограничения не я пишу, а вы. Вы утверждаете, что зарядка S8 идет на максимальной скорости и не останавливается или не замедляется из-за температуры? Ну, так покажите график зарядки хотя бы.
Antdest
График температуры при быстрой зарядке 9 В и 1,6 А. Пиковая температура — 35С, которая далека от предельных 45С. Т.е. цикл зарядки идет ровно по регламенту, без перегревов и остановок.
//www.ixbt.com/live/uploads/images/02/47/35/2019/12/06/0cb7e5a7b6.jpg
murka
максимальный ток заряда составляет 1,1 С, т.е. как раз чуть больше 3 А при пятивольтовом источнике (тем, кто подметил, что 5 В в источнике не равны 4,4 В, которые надо подавать на аккумулятор на первой фазе заряда, предлагаю упростить подсчет, условно списав излишки на потери в проводах и контроллере).

Нет, неправильно. На первой фазе заряда подаётся в среднем меньше 4,4 В — это токовая фаза, и фраза в документации про 4,4 В — это про целевое напряжение, а не про текущее. Потери в приличных проводах не настолько значимы, а рассеять чисто при зарядке, скажем, 3 Вт ((5 — 4) В * 3 А) тепла — это для чипсета многовато, никто на такое не пойдёт, и лучше по максимуму влить в аккумулятор.
Для емкости в 2000 мА·ч указан максимальный ток заряда в 4 А

Ага, вот только эта батарея на высокие токи, поэтому у неё удельная ёмкость гораздо ниже. Такую в смартфон никогда не поставят.
Antdest

Ответ murka на комментарий
Нет, неправильно.


Убрал, чтобы не смущало.

Ответ murka на комментарий
Ага, вот только эта батарея на высокие токи, поэтому у неё удельная ёмкость гораздо ниже. Такую в смартфон никогда не поставят.


У Huawei Mate 20 Pro есть 40-ваттный режим зарядки для аккума на 4200…
murka
Я немного не про это. Я имею в виду, что уменьшение плотности энергии — это не вариант для смартфонов. Должны быть другие пути.
Hance
Проблема передать 3а через разъём, чтобы разъём ещё и прожил лет 5.
Поэтому и появился QC, на более высокие напряжения на разъёме
Antdest
Я QC попинал лишь до кучи, и на самом деле у меня к нему нет особых претензий (дотягивает там он или нет — фик с ним).
Меня смущает то, что две трети смартфонов на рынке могут без ущерба для ресурса работать с токами в 1,5 и 2 А. Но это не делается. Причем специально. Иначе QC не продать.
lamer
По-моему, уже давно с телефонами продают зарядки на 5 В 2 А
Hance
И они не работают, то есть телефоны не заряжаются от них с этим током
lamer
Двумя Амперами не заряжается, но 1,8 китайский usb-тестер показывает. Видимо, на заряднике написаны китайские Амперы, маленькие и жёлтенькие. Аккумулятор на 4000 мАч заряжается часа за 2,5-3
Antdest
А что за модель телефона?
lamer
Xiaomi 5 plus
Antdest
Да, он по спекам может брать до 2 А. Приятное исключение!
murka
Это не исключение. Пример телефона я там рядом привёл, дешёвый планшет Xiaomi MiPad 4 тоже умеет 5 В / 2 А — я лично проверял. Оба не умеют QuickCharge / PD.
Antdest
Планшеты с экранами от 7 дюймов и большими батарейками умели брать по 2 А почти с рождения. А вот с телефонами пока вижу это только у Сяоми (с вашей наводкой) с моделями Mi 2018 года и аккумами от 4 000 мАч. В Redmi 2019 года выпуска вроде тоже появляются. А в прошлогодних нету.
Ну, прогресс!!! Ждали 5 лет )
Интересно, когда подтянутся остальные.
murka

Ответ Antdest на комментарий
Планшеты с экранами от 7 дюймов и большими батарейками умели брать по 2 А почти с рождения.


Опять же, вполне современный Huawei MediaPad T5 10 заряжается 5 В / 1 А.

Ответ Antdest на комментарий
А в прошлогодних нету.


Ну вот вводим в Phone Finder на gsmarena 2017 год и 10 Вт зарядку — 40 результатов, в том числе Nokia 6 и Moto G5.
Antdest

Ответ murka на комментарий
Опять же, вполне современный Huawei MediaPad T5 10 заряжается 5 В / 1 А.


Ну, умели — не значит все. Мой древний Galaxy Note 10.1 умел.

Ответ murka на комментарий
Ну вот вводим в Phone Finder на gsmarena 2017 год и 10 Вт зарядку — 40 результатов, в том числе Nokia 6 и Moto G5.


Оставляем 5 Вт зарядку — получаем 361 трубку. Если взять 2017-н.в., будет 868 на 141 притом, что из оставшихся 727 три четверти смогли бы без проблем и последствий потянуть больше 1 А. Собственно, про это и речь.
Да, и спасибо за наводку. Искал подобный сервис подборки, но везде были только варианты с QC и разными фирменными технологиями.
Последний раз редактировалось
fombat
Самсунг S5 (вышел весной 2014) на достаточно деградировавших аккумуляторах до сих пор заряжается 1.7А+
Проверяйте БП и кабеля еще. Абсолютное большинство шнурков — хлам. Даже комплектные иногда.
murka
Это не так, у меня дешёвый Xiaomi A2 lite, заряжается на 5 В / 1,9 А.
1692757@vkontakte
Основной косяк автора в том, что он измерял количество прошедшего заряда во время зарядки. В то время как реальную ёмкость аккумулятор показывает во время разрядки. В деградировавшем за три года аккумуляторе идут побочные процессы во время зарядки, которые тоже потребляют электроны и, соответственно, дают вклад в «измеренную» ёмкость. И второй момент, автор не учёл химию и геометрию аккумуляторов, что положено NCA, не положено LCO.
Antdest
Все так. Но я не ставил целью прецизионно измерить остаточную емкость, поскольку я пока не понимаю, как это сделать, не вытаскивая его оттуда. Но из данного теста видно, что радикальных изменений там не произошло. Да и по ощущениям от ежедневного использования — тоже. Это субъективно. Но может кто подскажет объективный (инструментальный) способ без снятия?
10158043162517941@facebook
Главная ошибка автора в том, что он сравнивает аккумуляторы со встроенным контроллером заряда/разряда с элементами без него, при этом без поправки на температуру. Более того, обвиняя при этом маркетологов. В современных реалиях всё с точностью до наоборот: маркетинг наоборот способствует разработке схем «кормления» аккумуляторов максимальным током и скорейшей «плановой» деградации аккумулятора. Что при современных тенденциях в стремлении к моноблочным устройствам, чаще приводит к покупке нового аппарата, нежели к сервисной замене его аккумулятора.
Antdest

Ответ 10158043162517941@facebook на комментарий
Главная ошибка автора в том, что он сравнивает аккумуляторы со встроенным контроллером заряда/разряда с элементами без него


В статье 3 примера, когда токи заряда аккумуляторов смартфона составляют 1С и более. А в комментах я упомянул Huawei Mate 20 Pro, где используется 2 С.
В чем проблема?
Dr.Akula
Ваши измерения, в которых вы расписываетесь в том что, на точность не претендуете, могут быть намного более неточными чем вы думаете. Попробуйте зарядить по вашей методике пару айфонов, один новый и один трехлетний, а потом посмотрите реальную емкость в самом айфоне (в настройках износ аккумулятора).

Добавить комментарий