Правда про найпоширеніші (і найбезглуздіші) міфи про батареї

Автори: Ґрейс Браун і Мет Рейнолдз.

Так, заряджання телефону на ніч шкідливе для акумулятора. І ні, вам не потрібно вимикати пристрій, щоб дати батареї відпочити. Ось чому.

Смартфон, який ми майже ніколи не випускаємо з рук, іноді може здаватися таємничим знаряддям чаклунства. І ніде це не проявляється так яскраво, як у випадку з ненадійним акумулятором, який розряджається на 20 відсотків ще до того, як ви встигнете вимкнути Bluetooth, а через кілька років взагалі не тримає заряд.

Щоб компенсувати ці недоліки, ми створили безліч міфів про батареї. Наприклад такі, як не залишати телефон на зарядці на ніч та вимикати його, щоб дати акумулятору невелику перерву. Ми постійно шукаємо способи збільшити тривалість роботи наших виснажених акумуляторів, навіть якщо ці способи не мають сенсу.

Щоб допомогти відокремити науку від вигадки, ми попросили експерта з акумуляторів винести свій вердикт щодо деяких найпоширеніших міфів, пояснити, що стоїть за чутками, і, можливо, дати нам кілька мудрих порад щодо продовження терміну служби наших смартфонів.

Навіть коли ваш акумулятор заряджений на 100 відсотків, у ньому все одно є місце для додаткового заряду

Правда

В акумуляторі вашого смартфона більше заряду, ніж показує індикатор, але якщо ви використаєте весь заряд, то значно скоротите загальний термін служби акумулятора. В основі цієї проблеми лежить делікатний компроміс, на який йдуть виробники. Збільшення доступного заряду в акумуляторі зменшує кількість повних зарядок, які можна зробити без шкоди для батареї. Щоб батарея витримувала сотні і тисячі циклів заряджання, виробники обмежують кількість енергії, якою можна скористатися.

Щоб зрозуміти чому, потрібно дещо знати про те, як працюють акумулятори. Більшість літій-іонних акумуляторів, які використовують у смартфонах, ноутбуках та електромобілях, складаються з двох шарів: один — з літій-кобальтового оксиду, а інший — з графіту. Енергія вивільняється, коли іони літію переходять з графітового шару до шару літій-кобальтового оксиду. Коли ви заряджаєте акумулятор, ви просто повертаєте ці іони літію з шару літій-кобальтового оксиду назад до графіту.

Ось тут ми і підходимо до проблеми з терміном служби акумулятора і циклами заряджання. Якщо перемістити занадто багато іонів літію з шару літій-кобальтового оксиду, вся структура шару порушиться. «Атомна структура матеріалу фактично розпадається, якщо видалити весь цей літій», — говорить професор Каліфорнійського університету в Сан-Дієґо Кент Ґрифіт, що досліджує зберігання енергії.

Отже, теоретично батарею можна зарядити більше, ніж на 100 відсотків, але єдиний спосіб зробити це — витягти більше критично важливих іонів літію. «Це все одно, що витягнути всі опори з підлоги будівлі», — пояснює Ґрифіт. Ви можете витягнути іони літію, але чи вдасться вам повернути їх назад, якщо ви порушили внутрішню структуру.

Саме тому виробники встановлюють обмеження на кількість заряду в батареях. Здебільшого вони встановлені таким чином, що за один повний заряд видаляється лише близько половини літію в шарі літій-кобальтового оксиду. «Ваш акумулятор може дати вам більше заряду, якщо ви видалите більше половини літію, але тоді він витримає менше зарядок».

Заряджання телефону в режимі польоту пришвидшує процес

Правда (начебто)

Найпоширеніша порада для прискорення заряджання телефону, коли ви поспішаєте, — це перевести його в режим польоту. Авіарежим означає, що всі радіочастоти вимкнені, тому у вас не буде мобільного зв’язку, а в деяких телефонах з’єднання Bluetooth і Wi-Fi також буде розірвано. Теоретично, оскільки ваш телефон виконує менше роботи, батарея повинна заряджатися швидше, чи не так? Технічно це так, але різниця у швидкості виявляється мінімальною. Дослідження, яке провела інформаційна агенція CNET у 2014 році, показало, що ввімкнення режиму польоту скорочує час заряджання всього на чотири хвилини. Тож, неможливість писати твіти під час очікування — не варте того.

Увімкнені у фоновому режимі Wi-Fi і Bluetooth значно зменшують час роботи акумулятора

Правда

Окрім екрану, одним з найбільших джерел споживання заряду акумулятора є енергія, яку телефон витрачає на пошук і підключення до мереж Wi-Fi або передачі даних. Якщо ви коли-небудь помічали, що батарея різко розряджається в поїзді, це, ймовірно, тому, що ваш пристрій працює набагато більше, щоб підключитися до мобільної мережі. «Якщо ви можете підключитися до чогось стабільного, наприклад, якщо в поїзді є Wi-Fi, то краще підключитися до нього», — розповідає Ґрифіт. Зменшення яскравості екрану та часу перед тим, як телефон переходить у режим сну, також є простими способами продовжити роботу акумулятора.

Використання неофіційного зарядного пристрою шкодить вашому телефону

Правда

Не всі зарядні пристрої однакові, і це може негативно вплинути на час автономної роботи вашого телефону. Зарядні пристрої мають всілякі засоби контролю, які обмежують силу струму, що подається, і зупиняють заряджання телефону, коли батарея повністю розряджена, але деякі зарядні пристрої можуть не мати таких суворих налаштувань безпеки.

І якщо на батарею подається занадто великий струм, це може призвести до вивільнення великої кількості іонів літію і до того ж погіршення стану акумулятора, про яке ви читали раніше. Ґрифіт зазначає, що це не означає, що всі зарядні пристрої інших брендів будуть настільки поганими, але все ж таки краще використовувати офіційну модель.

Зарядка телефону через комп’ютер або ноутбук пошкодить акумулятор

Неправда

Ґрифіт каже, що повільніша зарядка, можливо, навіть корисна для акумуляторів. Це знову повертає нас до іонів літію — відчуваєте тенденцію? Чим повільніше ви заряджаєте акумулятор, тим менше навантаження на іони літію та структури, що їх поглинають, і тим менше потенційна шкода для акумулятора. Саме тому виробники обмежують швидкість заряджання пристроїв, щоб вони не заряджалися занадто швидко.

Періодичне вимкнення пристрою допомагає продовжити термін служби акумулятора

Неправда

Це теж міф, але не зовсім безпідставний. До того, як літій-іонні акумулятори стали поширеними, нікель-метал-гідридні батареї були найпопулярнішими акумуляторами. У таких батареях неможливо було отримати точні дані про рівень заряду без повного розрядження і наступного заряджання акумулятора. «Якщо нікель-метал-гідридний акумулятор розрядити наполовину, а потім знову зарядити, ви втратите інформацію про стан зарядки. Тож вам доведеться повністю його розряджати, щоб дізнатися про це», — говорить Ґрифіт.

З літій-іонними акумуляторами це більше не так. Сучасні акумулятори здатні зчитувати свій стан незалежно від рівня заряду, і коли ваш пристрій не використовується, навантаження на батарею майже таке ж, як якщо б він був вимкнений. Таким чином ви не дасте батареї особливого перепочинку, якщо вимкнете пристрій.

Батареї працюють гірше при низьких температурах

Неправда (здебільшого)

Насправді все навпаки. «Використання акумулятора при прохолодних температурах і тримання його в прохолоді набагато краще для терміну служби акумулятора», — говорить Ґрифіт. Вплив високих температур на акумулятор з більшою ймовірністю призведе до скорочення терміну його служби. «Ви не хочете, щоб ваш акумулятор був гарячим. Не варто перегрівати його під час заряджання, залишати його на сонці або в машині».

Але чому акумулятори так не люблять спеку? Причина в рідких електролітах, які заповнюють проміжки між шарами літій-кобальт-оксиду і графіту (пам’ятаєте їх?) і не дають цим двом компонентам торкатися один одного. Саме через них проходять іони літію, коли вони переміщуються між двома шарами, тому це дуже важливо для структури акумулятора.

При високих температурах ці рідкі електроліти починають руйнуватися, що призводить до погіршення стану батареї всього за кілька сотень циклів заряджання. Це серйозна проблема для акумуляторів електромобілів, які часто проводять більшу частину дня під яскравим сонячним світлом — виробники змушені оснащувати свої автомобілі системами керування акумуляторами, щоб уникнути погіршення характеристик, пов’язаних з нагріванням. Що стосується вашого смартфона, то якщо ви зазвичай використовуєте його при кімнатній температурі, то все гаразд.

Цілком можливо, що ваш телефон може працювати трохи повільніше при низьких температурах, і це тому, що іони літію рухаються трохи повільніше, а це означає, що батарея може бути не в змозі забезпечити компоненти достатньою кількістю енергії, якщо на вулиці дуже холодно. Однак ця зміна, як правило, незначна і не пов’язана з незворотним пошкодженням акумулятора.

Пристрій, у якого залишилося зовсім небагато заряду, також іноді вимикається, якщо стає холодно, оскільки зниження потужності, спричинене низькою температурою, змушує пристрій вважати, що батарея розрядилася. «Жодних пошкоджень не виникає, — пояснює Ґрифіт, — але електроніка дає збій».

Якщо залишити зарядний пристрій увімкненим у розетку, він витрачає енергію даремно

Неправда (ну, може, трохи)

Зарядні пристрої для телефонів та інші кабелі, які стирчать у розетці, ймовірно, взагалі не споживають енергію, якщо до них не підключено жодного пристрою. Що стосується кабелів для телевізорів або ноутбуків, або будь-яких зарядних пристроїв з великим блоком, — то вони трохи розумніші, оскільки часто споживають невелику кількість енергії, поки чекають, коли телевізор або інший пристрій вийде з режиму очікування. У минулому споживання енергії цими пристроями становило до 10 відсотків від середнього рахунку за електроенергію для американського домогосподарства, але нещодавні зміни в законодавстві означають, що тепер вони споживають відносно невелику кількість енергії.

Перед заряджанням слід дати акумулятору розрядитися до 0 відсотків

Неправда

Як не дивно, батареї зазнають найбільшого навантаження, коли вони повністю заряджені або повністю розряджені. Оптимальним для батареї є 50-відсотковий рівень заряду, оскільки це означає, що половина рухомих іонів літію знаходиться в шарі літій-кобальтового оксиду, а інша половина — в графітовому шарі. Така рівновага створює найменше навантаження на акумулятор і збільшує кількість циклів заряджання, які він може витримати до незворотного погіршення якості.

Отже, якщо ви дуже зацікавлені в тому, щоб ваша батарея працювала якомога довше, вам слід підтримувати її заряд у діапазоні від 20 до 80 відсотків. Це означає, що вона проводитиме якомога менше часу з великою кількістю іонів літію в одному з шарів, що призводить до їх розширення, створюючи фізичне навантаження на них. «Але якби ви так робили, то отримували б лише вдвічі менше заряду щоразу, коли використовували б пристрій, — визнає Ґрифіт. — Можливо, це не так вже й вигідно».

Зарядка понад 100 відсотків пошкодить ваш акумулятор

Правда (але не з тієї причини, про яку ви подумали)

Цей міф тісно пов’язаний з попереднім. Заряджати телефон так, щоб він залишався на 100% протягом ночі, — не найкраща ідея для акумулятора, але це не тому, що ви заряджаєте більше, ніж він може витримати. Механізм «крапельного заряду» відключає зарядний пристрій після того, як телефон досягне 100-відсоткового заряду, і поповнює заряд акумулятора лише тоді, коли він трохи знизиться.

Проблема в тому, що ви підтримуєте рівень заряду на рівні 100%, що, як ми знаємо з попереднього міфу, створює певне навантаження на батарею. «Це не дуже добре, — зауважує Ґрифіт, — але виробник батареї встановив [обмеження для акумулятора], тому це не повинно бути шкідливим».

Заміна акумулятора телефону дає йому нове життя

Правда

З часом акумулятор вашого телефону виснажується. Батарея смартфона зазвичай працює з оптимальною ємністю близько двох-трьох років. Більшість виробників смартфонів не хочуть, щоб ви про це знали, але ви можете замінити батарею телефону. Це можна зробити самостійно, але виробники навмисно ускладнюють цей процес. Тому, ймовірно, буде простіше заплатити комусь іншому за цю послугу. Ви можете перевірити стан акумулятора вручну і вирішити, чи хочете ви обрати нову батарею, щоб не витрачати ще більше грошей на новий телефон.

Стаття вперше була опублікована англійською мовою під назвою «Here’s the Truth Behind the Biggest (and Dumbest) Battery Myths» в журналі Wired 27 жовтня 2023 року.

Переклали Ліана Верещака та Катерина Шарабура