Škodí rychlé nabíjení baterii smartphonu?
- před 16 hodinami
- Minut čtení: 3
Krátká odpověď: Ne, neškodí. Níže najdete podrobné vysvětlení proč.
Abychom na tuto otázku odpověděli, je třeba zvážit 3 faktory:
⚠️ První faktor: chemie baterie a její omezení.
Ve smartphonech se nejčastěji používají Li-Ion a Li-Pol baterie, které jsou si z hlediska konstrukce a chemických procesů velmi podobné, i když Li-Pol baterie mohou mít o něco vyšší napětí (až 4,35V). Oba typy akumulátorů se často souhrnně označují jako lithiové baterie. Existují také LiFePO4 baterie, které rovněž patří mezi lithiové, ale mají jiné napětí (max. 3,65V), nižší energetickou hustotu, a proto se zatím ve smartphonech nepoužívají.
Dlouhou dobu platilo pro Li-Ion baterie pravidlo, že nabíjecí/vybíjecí proud by neměl překročit 0,5-1C, tedy 0,5-1A na každých 1000mAh kapacity. Postupem času se chemie baterií změnila, používají se jiné elektrolyty a materiály elektrod, což některým výrobcům umožnilo vytvořit vysokoproudé baterie schopné bez poškození zvládat proud až 6C (OPPO), 8-12C (Infinix) a dokonce až 15C (Xiaomi, Vivo) na článek.
⚠️ Druhý faktor: teplota.
Teplota je pravděpodobně hlavním faktorem ovlivňujícím životnost a stabilní provoz baterií. Teplo vzniká:
v samotné baterii během nabíjení a závisí na její chemii a vyspělosti technologie výroby baterie (viz první faktor)
v nabíjecím kontroléru při převodu napětí z nabíječky na úroveň napětí baterie
v součástech smartphonu během jejich provozu (procesor, paměť atd.).
Odvod tepla (chlazení) je důležitým konstrukčním úkolem a kovové tělo smartphonu často slouží jako chladič.
Je velmi důležité kontrolovat teplotu vnitřních komponent a zejména baterie. Proto jsou na baterii vždy umístěny teplotní senzory a při překročení nastaveného teplotního limitu se nabíjecí proud sníží nebo se nabíjení úplně zastaví; v obzvlášť kritických případech se smartphone vypne.
⚠️ Třetí faktor: technologie / protokol nabíjení baterie.
Existuje mnoho různých protokolů nabíjení baterií, které vznikaly a vyvíjely se spolu s vývojem technologií výroby baterií a nabíjecích kontrolérů. První protokoly, jako DCP, QC 2.0 a PD, dodávají z nabíječky do nabíjeného zařízení proud s pevným napětím. Jaké bude toto napětí a jakým proudem bude nabíjení probíhat (v rámci dostupných pevných možností nabízených nabíjecím adaptérem) určuje nabíjecí kontrolér smartphonu. Například 5V1,5A nebo 9V3A.
Postupem času se objevily účinnější protokoly rychlého nabíjení, například PPS (používaný smartphony Samsungu a Google Pixelu) a podobné protokoly (QC3, QC4, QC5, UFCS), stejně jako proprietární řešení (Samsung SFC, OPPO VOOC/SuperVOOC, Xiaomi HyperCharge). Oproti předchozím se liší tím, že umožňují pružně měnit napětí a proud v povoleném rozsahu, například 3,3-21V-5A, a dodávat do baterie elektrický proud potřebného napětí a intenzity bez jeho převodu, což výrazně snižuje celkové zahřívání zařízení (ztráty při převodu napětí mohou dosahovat až 10 %, což vede k citelnému zahřívání smartphonu včetně baterie). Použití těchto protokolů rychlého nabíjení umožňuje výrazně zvýšit nabíjecí výkon a současně udržet přijatelnou teplotu baterie během nabíjení.
Baterie se nabíjí podle schématu CC/CV. Na začátku cyklu se vybitá baterie nabíjí nejvyšším proudem, který baterie dovoluje (za stálé kontroly teploty). Po dosažení maximálního povoleného napětí pro danou baterii (například 4,2V) se napětí udržuje konstantní a proud se postupně snižuje. Na konci nabíjecího cyklu nabíjecí proud klesne téměř na nulu a konstantní úroveň napětí se udržuje velmi malým proudem.
Je důležité poznamenat, že nabíjecí protokol se určuje při navázání spojení mezi nabíjecím adaptérem a nabíjeným zařízením. Potřebný protokol (a jeho verzi) musí podporovat nejen nabíjecí adaptér a smartphone, ale v některých případech také kabel. Například pro maximální nabíjecí výkon špičkových zařízení Samsung je potřeba kabel USB-C - USB-C s e-marker čipem a výkonovým označením 100W nebo 240W, protože proud může dosahovat 5A. Běžný kabel USB-C - USB-C bez e-marker čipu (60W) dovoluje pouze proud 3A, což neumožňuje plně využít potenciál rychlého nabíjení smartphonu.
ℹ️ Závěr:
Použití nabíjecích protokolů, které využívají přímé nabíjení baterie bez převodu napětí (PPS a podobné), je výrazně účinnější, při nabíjení vytváří nejméně tepla a je z hlediska prodloužení životnosti akumulátoru nejvhodnějším způsobem nabíjení.
Nabíjecí kontrolér baterie je stejně důležitou součástí systému jako samotná baterie a odpovídá za její ochranu. Kontrolér vybírá nejlepší z dostupných nabíjecích protokolů, nastavuje optimální nabíjecí proud podle úrovně nabití baterie a zohledňuje také vlastnosti a omezení baterie a povolený rozsah provozních teplot, což ve výsledku zajišťuje přijatelný výsledek i při použití jednodušších a starších protokolů rychlého nabíjení.
