Skader hurtiglading batteriet i smarttelefonen din?
Kort svar: Nei, hurtiglading skader ikke batteriet. Her får du en grundig forklaring på hvorfor.
For å svare på spørsmålet må vi se på 3 faktorer:
⚠️ Første faktor: batteriets kjemi og begrensninger.
Smarttelefoner bruker oftest Li-Ion- og Li-Pol-batterier. De er svært like i oppbygning og kjemiske prosesser, selv om Li-Pol-batterier kan ha litt høyere spenning (opptil 4.35V). Begge typene omtales ofte samlet som litiumbatterier. Det finnes også LiFePo4-batterier i litiumfamilien, men de har en annen spenning (maksimalt 3.65V) og lavere energitetthet. Derfor brukes de foreløpig ikke i smarttelefoner.
Lenge gjaldt tommelfingerregelen at lade- og utladingsstrømmen for Li-Ion-batterier ikke skulle overstige 0.5-1C, altså 0.5-1A per 1000mAh kapasitet. Etter hvert har batterikjemien utviklet seg med andre elektrolytter og elektrodematerialer. Det har gjort det mulig for noen produsenter å lage batterier som tåler opptil 6C (OPPO), 8-12C (Infinix) og til og med 15C (Xiaomi, Vivo) per celle uten skade.
⚠️ Andre faktor: Temperaturen.
Temperaturen er kanskje den viktigste faktoren for batteriets levetid og stabile drift. Varme oppstår:
i selve batteriet under lading, avhengig av batterikjemien og hvor godt batteriet er laget (se første faktor)
i ladekontrolleren når spenningen fra laderen omformes til batteriets spenningsnivå
i komponentene i smarttelefonen når de er i bruk (prosessor, minne osv.).
Å lede bort varme (kjøling) er en viktig teknisk oppgave. Metallkabinettet til smarttelefonen fungerer ofte som kjøleflate.
Det er svært viktig å overvåke temperaturen i de interne komponentene, spesielt batteriet. Derfor er batteriet alltid utstyrt med temperatursensorer. Hvis en fastsatt temperaturgrense overskrides, reduseres ladestrømmen eller stopper helt. I særlig kritiske tilfeller slås smarttelefonen av.
⚠️ Tredje faktor: Teknologien og protokollen for batterilading.
Det finnes mange ulike protokoller for batterilading, som har kommet til og utviklet seg i takt med batterier og ladekontrollere. Tidlige protokoller som DCP, QC2.0 og PD gir faste spenningsnivåer fra laderen til enheten som lades. Hvilken spenning og strøm ladingen bruker (blant de faste alternativene laderen tilbyr) bestemmes av ladekontrolleren i smarttelefonen. For eksempel 5V1.5A eller 9V3A.
Etter hvert kom mer effektive hurtigladeprotokoller, for eksempel PPS (brukes av smarttelefoner fra Samsung og Google Pixel) og lignende protokoller (QC3, QC4, QC5, UFCS), samt produsentenes egne løsninger (Samsung SFC, OPPO VOOC/SuperVOOC, Xiaomi HyperCharge). I motsetning til de tidligere protokollene kan de justere spenning og strøm fleksibelt innenfor et tillatt område, for eksempel 3.3-21V-5A, og levere strøm med nødvendig spenning og styrke direkte til batteriet uten omforming. Dette reduserer den samlede oppvarmingen av enheten betydelig (tap ved spenningsomforming kan være opptil 10% og gi merkbar varme i smarttelefonen, også i batteriet). Slike protokoller gjør det mulig å øke ladeeffekten betydelig og samtidig holde batteritemperaturen på et akseptabelt nivå.
Batteriet lades etter CC/CV-prinsippet. I starten av syklusen lades det utladede batteriet med den høyeste strømmen batteriet tåler (mens temperaturen overvåkes kontinuerlig). Når batteriets maksimalt tillatte spenning (for eksempel 4,2 V) nås, holdes spenningen konstant mens strømmen gradvis reduseres. Mot slutten faller ladestrømmen nesten til null, og spenningen opprettholdes med svært lav strøm.
Ladeprotokollen bestemmes når laderen kobles til enheten. Både laderen og smarttelefonen må støtte den aktuelle protokollen (og versjonen), og i noen tilfeller må også kabelen gjøre det. For å lade Samsungs toppmodeller med maksimal effekt trengs for eksempel en USB-C - USB-C-kabel med e-marker-brikke og merking på 100W eller 240W, fordi strømmen kan nå 5A. En vanlig USB-C - USB-C-kabel uten e-markeringsbrikke (60W) tillater derimot bare 3A og utnytter derfor ikke hele hurtigladekapasiteten til smarttelefonen.
ℹ️ Konklusjoner:
Ladeprotokoller som lader batteriet direkte uten spenningsomforming (PPS og lignende), er langt mer effektive, utvikler minst varme under lading og er det beste valget for å forlenge batteriets levetid.
Ladekontrolleren er like viktig for systemet som selve batteriet og beskytter det. Den velger den beste tilgjengelige ladeprotokollen og tilpasser ladestrømmen til batteriets ladenivå. Den tar også hensyn til batteriets egenskaper og begrensninger samt tillatt temperaturområde, noe som gir et akseptabelt resultat selv med enklere og eldre hurtigladeprotokoller.
