Trumpai: ličio jonų baterija nusidėvi ne dėl to, kad ją „per dažnai kraunate“. Ją žudo du dalykai – šiluma ir ilgas laikymas visiškai įkrautą. Beveik visi populiarūs patarimai apie „iškrovimą iki nulio“ yra likučiai iš technologijos, kuri išėjo iš apyvartos prieš trisdešimt metų.
Naujas telefonas ištveria visą dieną. Po dvejų metų tas pats telefonas vakare prašosi įkroviklio jau penktą valandą. Aparatūra nepasikeitė, programos nepasunkėjo tiek, kad paaiškintų skirtumą – pasikeitė baterija.
Tai vadinama talpos nykimu (angl. capacity fade), ir tai nėra gedimas. Tai numatytas, išmatuojamas ir iš dalies valdomas procesas. Verta suprasti, kaip jis veikia, nes dauguma internete kartojamų patarimų arba nieko nekeičia, arba kenkia.
Kas iš tikrųjų vyksta baterijos viduje
Ličio jonų elementas kaupia energiją perkeldamas ličio jonus tarp dviejų elektrodų. Kraunant jonai keliauja į neigiamą elektrodą (anodą), naudojant – atgal. Idealiu atveju tie patys jonai galėtų judėti pirmyn ir atgal be galo.
Praktikoje kiekvieno ciklo metu dalis ličio iškrenta iš apyvartos. Ant anodo paviršiaus auga plona cheminė plėvelė – vadinamasis SEI sluoksnis. Ji būtina, kad baterija apskritai veiktų, bet jai susidaryti sunaudojamas litis, kuris nebegrįžta į darbą. Sluoksniui storėjant, aktyvaus ličio lieka vis mažiau, o vidinė varža auga.
Tai reiškia du praktinius dalykus. Pirma, baterija talpos netenka palaipsniui, ne staiga. Antra, procesas negrįžtamas – jokia programėlė, „kalibravimas“ ar iškrovimas iki nulio prarasto ličio negrąžins.
Du skirtingi senėjimo mechanizmai
Čia slypi didžioji dalis painiavos. Baterija sensta dviem nepriklausomais būdais.
Ciklinis senėjimas priklauso nuo to, kiek energijos per bateriją perleidote. Kuo daugiau įkrovimų-iškrovimų, tuo daugiau nusidėvėjimo.
Kalendorinis senėjimas vyksta tiesiog bėgant laikui – net jei telefonas guli stalčiuje ir jo niekas neliečia. Jo greitis priklauso nuo dviejų dalykų: temperatūros ir įkrovos lygio, kuriame baterija laikoma.
Būtent kalendorinis senėjimas paaiškina, kodėl stalčiuje dvejus metus pragulėjęs atsarginis telefonas įsijungęs vis tiek laiko prastai. Ciklų jis nepatyrė nė vieno.
Vienas ciklas nėra vienas įkrovimas
Dažniausiai neteisingai suprantamas dalykas. Gamintojai skaičiuoja ne kartus, kiek įkišote laidą, o sukauptą iškrovą, prilygstančią 100 % talpos.
Jei per dieną telefoną iškraunate nuo 100 % iki 70 %, tai yra 0,3 ciklo. Tokiu tempu vienas pilnas ciklas susidarys per maždaug tris dienas – nesvarbu, kad įkroviklį jungėte tris kartus.
Tipinė šiuolaikinė telefono baterija projektuojama išlaikyti apie 80 % pradinės talpos po 500–1000 pilnų ciklų. Įprastai naudojant tai reiškia maždaug dvejus–trejus metus.
Iš to plaukia išvada, prieštaraujanti liaudies išminčiai: dažnas trumpas pakrovimas baterijai geriau nei retas gilus. Sekli iškrova elektrodus apkrauna mažiau nei gili.
Šiluma – pagrindinis kaltininkas
Jei iš viso teksto įsimintumėte vieną dalyką, tebūnie šis. Temperatūra baterijos gyvenimui daro didesnę įtaką nei bet kuris įkrovimo įprotis.
Cheminių reakcijų, kurios ardo bateriją, greitis su temperatūra auga eksponentiškai. Praktiškai maždaug ties 30–35 °C degradacija pastebimai pagreitėja, o virš 40 °C ji tampa smarkiai destruktyvi. Telefonas, vasarą pusvalandį pagulėjęs ant automobilio prietaisų skydelio saulėje, patiria daugiau žalos nei per savaitę įprasto naudojimo.
Iš čia kyla svarbus niuansas apie greitąjį krovimą. Pati didelė srovė bateriją apkrauna, bet daug labiau kenkia jos šalutinis produktas – šiluma. Todėl greitasis krovimas storame dėkle, po pagalve ar saulėkaitoje yra kur kas blogiau nei tas pats greitasis krovimas vėsioje patalpoje. Šiuolaikiniai telefonai didžiausią galią naudoja tik pirmoje krovimo pusėje, o paskui srovę mažina – būtent dėl šilumos.
Šaltis veikia kitaip. Žemoje temperatūroje talpa laikinai sumažėja, bet žala nėra nuolatinė – atšilęs telefonas veikia kaip anksčiau. Viena išimtis rimta: kraunant bateriją žemiau 0 °C ant anodo gali nusėsti metalinis litis. Tai jau negrįžtama ir potencialiai pavojinga. Todėl gerai suprojektuoti įrenginiai šaltyje krovimą tiesiog atideda.
Kodėl 100 % laikymas kenkia
Visiškai įkrautas elementas yra didžiausios cheminės įtampos būsenoje. Kuo ilgiau jis tokioje būsenoje išbūna – ypač jei kartu šilta – tuo greičiau vyksta kalendorinis senėjimas.
Todėl atsirado „optimizuoto krovimo“ funkcijos (iOS – Optimized Battery Charging, Android – Adaptive Charging). Telefonas išmoksta jūsų miego grafiką, naktį sustoja ties maždaug 80 % ir likusius procentus prikrauna prieš pat pabudimą. Baterija visiškai įkrauta praleidžia ne aštuonias valandas, o dvidešimt minučių.
Kai kurie gamintojai leidžia nustatyti ir griežtą ribą ties 80 % arba 85 %. Jei telefoną dažnai kraunate automobilyje ar prie stalo ir iki vakaro talpos jums pakanka – tai realiausias vienas nustatymas, kuris pratęsia baterijos gyvenimą.
Ką daryti praktiškai
- Neleiskite telefonui perkaisti. Nekraukite po antklode ar pagalve, nepalikite saulėkaitoje, o kraudami greituoju krovikliu, jei įkaista, nuimkite storą dėklą.
- Įjunkite optimizuotą arba adaptyvųjį krovimą. Jis paprastai jau įjungtas, bet verta patikrinti.
- Kraukite trumpai ir dažnai, kai patogu. Laikytis intervalo tarp maždaug 20 % ir 80 % naudinga, bet neverta dėl to nervintis – patogumas irgi turi vertę.
- Nelaikykite ilgai visiškai išsikrovusio. Giliai išsikrovęs elementas, paliktas mėnesiams, gali nusileisti žemiau saugios įtampos ir tapti nebeįkraunamas.
- Ilgesniam saugojimui palikite apie 50 % ir laikykite vėsioje vietoje. Ne 100 %, ne 0 %.
- Nesivarginkite „kalibruoti“ iškraunant iki nulio. Tai nieko negydo – nebent norite atstatyti neteisingai rodomą procentų skalę, ir net tada tai kosmetinis veiksmas.
Mitai, kuriuos laikas palikti praeityje
„Reikia iškrauti iki nulio, kitaip baterija turės atminties efektą.“ Atminties efektas buvo būdingas nikelio-kadmio baterijoms. Ličio jonų elementai jo neturi, o gilios iškrovos jiems kenkia.
„Palikti kraunamą per naktį pavojinga.“ Šiuolaikinis telefonas pasiekęs 100 % krovimą nutraukia. Problema ne perkrovimas – jo tiesiog nėra – o valandos, praleistos ties 100 %. Būtent tai ir sprendžia optimizuotas krovimas.
„Ne originalus kroviklis sugadins bateriją.“ Krovimo galią derina pats telefonas ir kroviklis pagal protokolą. Rizika kyla ne iš „neoriginalumo“, o iš pigių, sertifikatų neturinčių gaminių, kurių apsaugos grandinės neatitinka standartų.
„Programėlių uždarinėjimas fone tausoja bateriją.“ Rankinis programų „šaudymas“ dažniausiai duoda priešingą efektą – sistema jas vėl paleidžia iš naujo, o tai kainuoja daugiau energijos nei laikymas sustabdytas atmintyje.
Kada keisti bateriją
Dauguma telefonų nustatymuose rodo baterijos būklę procentais nuo pradinės talpos. Ties maždaug 80 % skirtumas jau juntamas kasdien.
Pastebimi ženklai: telefonas išsijungia, kai rodo dar 20–30 %; įkrova šokteli žemyn dideliais šuoliais; įrenginys pastebimai sulėtėja (kai kurios sistemos sąmoningai riboja procesoriaus galią, kad nusidėvėjusi baterija netikėtai neišjungtų telefono).
Baterijos keitimas paprastai kainuoja nedidelę naujo įrenginio kainos dalį ir dažnai grąžina telefonui dar dvejus naudingus metus. Prieš svarstant naują aparatą, tai beveik visada racionalesnis pirmas žingsnis – ir aiškiai mažesnė našta aplinkai.
Šaltiniai ir tolesnis skaitymas
- Apple, Batteries – Maximizing Performance: apple.com
- Battery University, BU-808: How to Prolong Lithium-based Batteries: batteryuniversity.com
- Jūsų įrenginio gamintojo pagalbos centro skyrius apie baterijos priežiūrą – Samsung, Google, Xiaomi ir kiti pateikia konkrečius savo modelių nurodymus.
