Càrrega i descàrrega de la bateria: com funciona una bateria?

Quan es tracta de carregar equips com ara telèfons intel·ligents i ordinadors portàtils, tothom sembla tenir costums estranys. Per exemple, les persones deixen que la bateria del seu nou gadget es descarregui completament abans d'utilitzar-la o treuen immediatament l'endoll de la presa quan la bateria està plena. Però com maneges millor la teva bateria? Ho descobrim fent que experts expliquen com funcionen les bateries.

Les bateries, també conegudes com a bateries, són una de les parts més importants de l'electrònica. Al cap i a la fi, el vostre telèfon car, portàtil o lector electrònic pràctic no funcionarà sense bateria. No obstant això, poca gent sap com funciona una bateria i hi ha molts mites a Internet sobre la càrrega i la descàrrega de les bateries. És hora de tenir una mica de claredat. En aquest article, ens centrem en les bateries d'ions de liti, el tipus de bateria més utilitzat en l'electrònica de consum.

S'està carregant una bateria nova

Quan traieu el vostre nou gadget de la caixa, voldreu configurar-lo i utilitzar-lo immediatament. Però espera: a internet diu que primer has de carregar la bateria i només llavors podràs començar a utilitzar el dispositiu. És correcte? No, diu el professor Peter Notten, professor de Materials i Dispositius Energètics a la Universitat Tecnològica d'Eindhoven. “Una bateria d'ions de liti ja s'ha carregat i descarregat diverses vegades a la fàbrica, amb la intenció de començar bé. Carregar la bateria primer o no té, pel que jo sé, cap influència en la durada de la bateria".

Dr. Marnix Wagemaker, professor i investigador de bateries a la Universitat Tecnològica de Delft, està d'acord. "Amb les bateries d'ions de liti, això no fa cap diferència".

Això marca la diferència, de manera que podeu utilitzar la vostra nova electrònica immediatament la primera vegada. A menys que la bateria estigui (gairebé) buida, és clar.

Els carregadors barats poden ser perillosos

Hi ha moltes possibilitats que no només carregueu el vostre telèfon, tauleta i altres aparells amb el cable i el connector originals, sinó també amb accessoris no originals de, per exemple, la botiga de descomptes o una botiga web xinesa. És cert que els carregadors sense marca d'aquestes botigues són molt més barats, però aquest preu més baix ha de venir d'algun lloc. Les peces que s'utilitzen en cables i endolls barats són sovint de menor qualitat i de vegades fins i tot perilloses. Per tant, el professor Notten qualifica de "insensat" l'ús d'accessoris barats i no originals.

"El carregador ha d'estar completament ajustat a la bateria, la comunicació entre tots dos és extremadament important. La precisió del carregador determina en gran mesura com envelleix la bateria". En el cas de l'anomenat desajust entre el carregador i la bateria, segons Notten, poden passar "coses estranyes", com un curtcircuit.

Wagemaker afegeix: "El carregador que ve amb el producte s'ha pensat acuradament sobre la quantitat de tensió que pot subministrar a la bateria, per exemple, 4,2 volts. Si utilitzeu un altre carregador que tingui un màxim de, per exemple, 4,4 volts, la vostra bateria es carregarà a un potencial massa alt. Si és una mica massa alt, és principalment dolent per a la durada de la bateria, però una diferència massa gran pot ser perillós".

USB-C

Aneu molt amb compte amb els dispositius amb connexió USB-C, perquè USB-C admet tensions més altes que el conegut micro-USB 2.0. Cada cop hi ha més aparells electrònics que tenen un port usb-c i encara que hi ha una descripció clara de l'estàndard usb-c, no tots els fabricants s'adhereixen a això. Per exemple, els cables USB-c dels telèfons OnePlus 2 i 3 no complien els estàndards i les marques d'accessoris dubtoses encara produeixen cables i endolls (més barats) que tenen una sortida màxima superior a la desitjada. Això és perillós, ja que pot provocar una bateria sobreescalfada que al seu torn pot incendiar-se o explotar. Abans de comprar un producte USB-C, comproveu acuradament si la sortida màxima en volts i amperes correspon a la dels accessoris del producte original. O compra un cable o un endoll originals, aleshores estàs segur que estàs al lloc correcte.

carregar durant la nit

"En principi és possible", diu el professor Notten. "Les bateries d'ions de liti utilitzen el conegut mode de càrrega CCCV on la primera meitat de la bateria es carrega ràpidament i la segona meitat més lentament per evitar situacions perilloses. Però si la bateria es deixa al carregador durant molt de temps, per exemple durant la nit, es produeixen petites reaccions secundaries que redueixen la vida útil de la bateria". No es nota l'efecte al cap d'uns mesos, triga més.

Wagemaker també diu que és prou segur per penjar l'equip al carregador a la nit, sempre que utilitzeu accessoris originals. “Si el carregador és bo, sap que la bateria està carregada i s'atura. Ja no hi passa corrent, així que no hi ha perill". No obstant això, el professor no carrega el seu equip a la nit, només per estar segur.

Els experts tenen un consell més urgent per a aquells que carreguen el telèfon sota el coixí a la nit: pare immediatament! Notten: "Hauria d'estar prohibit, perquè una bateria no pot perdre la seva calor sota un coixí. I una bateria no s'ha d'escalfar massa, perquè una temperatura més alta pot provocar tot tipus de coses estranyes, com ara curtcircuits". Fabricants com Apple també adverteixen contra el sobreescalfament de la bateria. Al seu lloc web, el fabricant d'iPhone diu que la bateria de liti de l'iPhone es pot danyar per altes temperatures. Per tant, Apple aconsella als clients que treguin qualsevol funda del seu dispositiu si el dispositiu s'escalfa molt durant la càrrega.

La millor temperatura per carregar una bateria és la temperatura ambient. Segons el professor Notten, carregar un telèfon, un ordinador portàtil o una tauleta a ple sol no és absolutament bo per a la bateria perquè les reaccions secundaries negatives de la càrrega són més ràpides a temperatures més altes.

Calibra la bateria

Si la durada de la bateria del vostre dispositiu és (de sobte) decebedora i no teniu cap explicació, podeu calibrar la bateria per a una mena de restabliment. Per exemple, Nintendo va recomanar aquest mètode l'any passat quan la seva consola de jocs Switch va patir un problema de bateria.

El professor Notten indica que aquest mètode funciona per a les bateries que s'utilitzaven en el passat, però no creu que tingui un paper important en les actuals bateries de liti que hi ha en tauletes i ordinadors portàtils, entre altres coses.

La bateria s'esgota més ràpidament quan fa fred

A baixa temperatura, la tensió de la bateria baixa i com més freda, més ràpid va. Professor Notten: "Quan la bateria arriba al límit inferior de la tensió, s'atura. I el dispositiu també. Pot semblar buit, però no ho és. Si l'escalfeu a l'interior a temperatura ambient, tornarà a funcionar". El seu raonament està recolzat pel professor Wagemaker. Per tant, el consell és mantenir el vostre gadget calent a l'hivern posant-lo a la bossa o a la butxaca de la jaqueta.

Carregadors ràpids i carregadors sense fil?

Segons Wagemaker de TU Delft, està clar per què els carregadors ràpids són pitjors per a la bateria que la càrrega més lenta. "Amb la càrrega ràpida, el corrent s'introdueix contínuament a la bateria amb un voltatge més alt, sovint tan alt com ho permet la bateria. Això és genial, perquè la bateria es carrega ràpidament, però si sempre utilitzeu un carregador ràpid, sempre es carrega al límit de la bateria. Això accelera l'envelliment de la bateria i, per tant, té un efecte negatiu en la vida útil".

En principi, això no és diferent amb els carregadors sense fil amb una tensió màxima alta, diu Notten. La càrrega sense fil de la bateria és una tècnica que és especialment popular als telèfons intel·ligents (més cars). La càrrega funciona aproximadament així: connecteu l'estació de càrrega a l'endoll i col·loqueu el vostre telèfon intel·ligent a l'estació, després el telèfon converteix l'energia magnètica en voltatge per carregar la bateria.

Un periodista nord-americà va informar recentment, basant-se en la seva pròpia investigació, que la bateria fa més cicles amb la càrrega sense fil que amb la càrrega per cable i, per tant, envelleix més ràpidament. Diversos experts han informat recentment a Nu.nl que aquesta afirmació és poc probable. Un d'ells explica que la bateria tracta l'energia rebuda de la mateixa manera que quan s'utilitza un carregador amb cable. A més, per evitar danys a la bateria i altres components del telèfon, l'estàndard de càrrega sense fil (Qi) més utilitzat requereix que els fabricants construeixin un escut al voltant de la bobina del telèfon intel·ligent.

Carregar fins al 100 per cent?

Una bateria completament carregada dóna una certa sensació, però carregar una bateria al cent per cent és dolent per a la vida útil. "Tot té a veure amb la tensió màxima", explica el professor Notten de la Universitat Tecnològica d'Eindhoven. "Aquest voltatge afecta la vida útil de la bateria. Per tant, allunyeu-vos de la part superior i inferior del procés de càrrega i descàrrega.” Segons Notten, és millor carregar la bateria d'ió de liti del vostre dispositiu al vuitanta o noranta per cent i no deixar que caigui per sota del vint per cent.

"És millor que esgotar completament la bateria". Ho subratlla l'American Battery University, una de les empreses més conegudes que prova bateries, així com els fabricants de telèfons intel·ligents com Samsung.

El professor Wagemaker de TU Delft està d'acord que la durada de la bateria és millor si la capacitat es manté entre el vint i el vuitanta per cent. Subratlla el raonament de Notten: “Si és possible, eviteu el final de la càrrega i la càrrega des de zero, és a dir, una bateria buida. Quan penses en la vida útil, no fas servir tota la capacitat de la bateria, però després regales una mica d'energia".

Per tant, una bateria que mai està completament plena s'ha de carregar més ràpidament. No és ideal, però carregar més sovint és millor per a la vida útil de la bateria, diuen l'empresa de proves de bateries Battery University i el professor Notten.

Durada de la bateria de ions de liti

Un dispositiu amb bateria sempre es desgasta. Molts dispositius electrònics, com ara telèfons intel·ligents i tauletes, tenen una bateria plana de ions de liti, Wagemaker és el primer a explicar. Aquest tipus de bateria ocupa menys espai que una bateria cilíndrica d'ions de liti, però també té una vida útil més curta. Com que els ordinadors portàtils, per exemple, són cada cop més prims, també canvien més sovint d'una forma de cilindre a una bateria plana. La durada de la bateria varia per bateria i, per tant, per dispositiu. Cada vegada que la bateria està completament carregada, compta com un cicle. Una bateria plana de ions de liti dura de mitjana entre cinc-cents i set-cents cicles.

Segons Wagemaker, aquells que utilitzen la seva bateria econòmicament carregant-la lentament i mantenint-la entre el vint i el vuitanta per cent poden durar notablement més. “Si fem una cosa així al laboratori, obtenim més cicles notablement, és a dir, càrregues de la bateria. Ho noteu sobretot després dels set-cents.

El famós Samsung Galaxy Note 7

De tant en tant, apareixen informes de carregadors, cables i productes perillosos. El Samsung Galaxy Note 7 és potser el més famós dels últims anys. El dispositiu va sortir a l'agost de 2016 i en poques setmanes es va informar que el dispositiu era un perill d'incendi. Alguns consumidors tenien els seus telèfons incendiats o fins i tot explotats. Per tant, Samsung va començar una retirada a principis de setembre i poc després va presentar nous models Note 7 que tindrien una bateria segura. Quan aquestes noves còpies també es van incendiar espontàniament en alguns casos, es va decidir recordar el Galaxy Note 7 a tot el món. Les botigues van retornar models no venuts al fabricant i milions de clients van rebre una caixa ignífuga per tornar el dispositiu. El fiasco va costar a Samsung més de deu mil milions de dòlars i va afectar la reputació de la marca. Samsung va concloure més tard a partir de la seva pròpia investigació que els errors de producció s'havien col·locat a la bateria, cosa que va fer que algunes unitats fossin massa grans i massa petites i es sobreescalfaven durant l'ús.