¿La carga rápida daña la batería de tu smartphone?
Respuesta corta: No, no la daña; a continuación encontrarás una explicación detallada del porqué.
Para responder a esta pregunta, hay que considerar 3 factores:
⚠️ Primer factor: La química de la batería y sus limitaciones.
En los smartphones se utilizan con mayor frecuencia baterías Li-Ion y Li-Pol, muy parecidas entre sí en su diseño y procesos químicos, aunque las Li-Pol pueden tener un voltaje ligeramente superior (hasta 4.35V). A menudo ambos tipos de baterías se denominan con el término general - baterías de litio. También existen baterías LiFePo4, que también son de litio, pero tienen un voltaje diferente (3.65V máx.), menor densidad energética y por esta razón todavía no se usan en smartphones.
Durante mucho tiempo, para las baterías Li-Ion existió la regla de que la corriente de carga/descarga no debía superar 0.5-1C, es decir, una corriente de 0.5-1A por cada 1000mAh de capacidad. Con el tiempo, la química de las baterías ha cambiado; se usan otros electrolitos y materiales de electrodos, lo que ha permitido a algunos fabricantes crear baterías de alta corriente capaces de soportar sin daños hasta 6C (OPPO), 8-12C (Infinix) e incluso 15C (Xiaomi, Vivo) por celda.
⚠️ Segundo factor: la temperatura.
La temperatura es quizá el factor principal que afecta a la longevidad y al funcionamiento estable de las baterías. El calor se genera:
en la propia batería durante la carga y depende de su química y de la calidad de la tecnología de fabricación de la batería (véase el primer factor)
en el controlador de carga durante la conversión del voltaje que llega del cargador al nivel de voltaje de la batería
en los componentes del smartphone durante su funcionamiento (procesador, memoria, etc.).
La disipación del calor (refrigeración) es una tarea de ingeniería importante, y a menudo la carcasa metálica del smartphone actúa como disipador.
Controlar la temperatura de los componentes internos y, especialmente, de la batería es muy importante. Por eso siempre se instalan sensores de temperatura en la batería y, si se supera un umbral establecido, la corriente de carga se reduce o se interrumpe por completo; en casos especialmente críticos, el smartphone se apaga.
⚠️ Tercer factor: la tecnología/el protocolo de carga de la batería.
Existen muchos protocolos de carga de baterías: que aparecieron y evolucionaron al ritmo de las tecnologías de fabricación de baterías y controladores de carga. Los primeros protocolos, como DCP, QC2.0 y PD, suministran al dispositivo que se carga una corriente de voltaje fijo desde el cargador. El voltaje que se utilizará y la corriente con la que se realizará la carga (dentro de las opciones fijas disponibles que ofrece el cargador) los determina el controlador de carga del smartphone. Por ejemplo, 5V1.5A o 9V3A.
Con el tiempo aparecieron protocolos de carga rápida más eficientes, como PPS (utilizado por smartphones Samsung y Google Pixel) y otros similares (QC3, QC4, QC5, UFCS), así como propietarios (Samsung SFC, OPPO VOOC/SuperVOOC, Xiaomi HyperCharge). Estos protocolos se distinguen de los anteriores porque permiten ajustar de forma flexible el voltaje y la corriente dentro del rango permitido, por ejemplo 3.3-21V-5A, y enviar directamente a la batería una corriente con el voltaje e intensidad necesarios, sin convertirla, lo que reduce de forma considerable el calentamiento general del dispositivo (las pérdidas por conversión de voltaje pueden alcanzar el 10%, lo que causa un calentamiento apreciable del smartphone, incluida su batería). El uso de estos protocolos de carga rápida permite aumentar mucho la potencia de carga y, al mismo tiempo, mantener una temperatura aceptable de la batería durante el proceso de carga.
La carga de la batería sigue el esquema CC/CV: al comienzo del ciclo, una batería descargada se carga con la mayor corriente que admite (con control constante de la temperatura). Al alcanzar el voltaje máximo permitido para esa batería concreta (por ejemplo, 4.2V), el voltaje se fija y la corriente disminuye gradualmente. Al final del ciclo de carga, la corriente cae casi por completo y se mantiene un nivel de voltaje constante con una corriente muy baja.
Es importante señalar que el protocolo de carga se determina al establecer la conexión entre el cargador y el dispositivo que se carga. Además del cargador y el smartphone, que deben ser compatibles con el protocolo necesario (y su versión), en algunos casos también debe permitirlo el cable. Por ejemplo, para la carga máxima de los dispositivos Samsung de gama alta se necesita un cable USB-C - USB-C con chip e-marker y una clasificación de 100W o 240W, ya que la corriente puede alcanzar 5A. Un cable USB-C - USB-C normal sin chip e-marker (60W) permite solo una corriente de 3A, lo que impide aprovechar por completo el potencial de carga rápida del smartphone.
ℹ️ Conclusiones:
El uso de protocolos de carga que aplican la carga directa de la batería sin conversión de voltaje (PPS y similares) es mucho más eficiente, genera la menor cantidad de calor durante la carga y es el método de carga más recomendable para prolongar la vida útil de la batería.
El controlador de carga de la batería es un componente del sistema tan importante como la propia batería y se encarga de protegerla. El controlador elige el mejor protocolo de carga disponible, selecciona la corriente de carga óptima según el nivel de batería y también considera las características y limitaciones de la batería, el rango de temperaturas de funcionamiento permitido, lo que al final garantiza un resultado aceptable incluso con protocolos de carga rápida más simples y antiguos.
