Перезаряд аккумулятора Li-ion или Li-Polymer в телефоне — это когда при максимальном напряжении 4,2 В на ячейку вы пытаетесь зарядить её до 4,35 В, например. Это опасно и вредно для батареи и электронного устройства. Но насколько точно?
Вот, как выглядит перезаряд Li-ion/Li-Polymer
Вы заряжаете смартфон, ион Li+ разряжается на поверхности анода. В случае смартфона анод графитовый — его структура в виде кристаллической решётки. При зарядке ион становится нейтральным атомом лития, который легко проникает в слои графита (процесс поглощения). На поверхности образуется графитид лития.
Ток заряда ближе к концу зарядки приближается к пределам возможности поглощения графитом лития. Запускается процесс образования металлического лития на аноде (металлическая фаза). В результате графит теряет активную поверхность. При полной зарядке ток заряда должен быть отключён электрической схемой.
Узнайте, как инженеры определяют момент, когда показывать заряд 100% и запускать отсечку зарядки аккумулятора?
Если продолжить непрерывный капельный заряд, то дальнейшее образование металлического лития на аноде поставит под угрозу безопасность. Чтобы свести к минимуму нагрузку, инженер должен разработать схему, при которой литий-ионный аккумулятор на максимальном значении напряжения будет находиться как можно меньше.
Исправные телефоны, смартфоны, плееры, планшеты, ноутбуки и другие электронные устройства с литий-ионным аккумулятором (и литий-полимерным) можно оставлять на зарядке столько, сколько хотите, и даже заряжать ночью.
Используйте оригинальные зарядные устройства или одобренные производителем аналоги, чтобы не беспокоиться о перегреве, браке и пожароопасности процесса.
Перезаряд для смартфона не грозит, если:
- 1. Оригинальный зарядник исправен, он качественный, не греется сам и не греет смартфон (какая должна быть температура).
- 2. Качественный аналог оригинального зарядника одобрен производителем или о нём хорошие отзывы, имеет идентичные характеристики, он также исправен и не греет смартфон.
- 3. Смартфон исправен — контроллер полного заряда батареи работает, сам гаджет не повреждён, не намокал, не замерзал и не оставался долго на солнцепёке.
- 4. Нет нагрева (более +45°С) — литий-ионным аккумуляторам свойственно нагреваться во время зарядки, особенно от беспроводной или быстрой зарядки.
- 5. Нет переохлаждения (ниже 0°C) — при замерзании (в процессе зарядки) аккумулятор перестаёт «брать» заряд, сокращается ёмкость, растёт внутреннее сопротивление, образуется литий на аноде.
Нормальное напряжение для зарядных устройств в мобильных телефонах составляет 5 В, а в ноутбуках — 20-25 В.
Что говорят о перезаряде телефона профессионалы и инженеры?
Апурв Шалиграм — бывший руководитель группы Ather Energy (2015-2017) подробно описал эту проблему и то, каким способом сегодня она решена.
Когда аккумулятор находится в режиме зарядки постоянным током, напряжение постепенно увеличивается до максимального значения (от 4,2В на ячейку и выше в зависимости от инженерного решения в батарее) в пределах допусков схемы зарядного устройства/устройства (обычно не более 4,35-4,4В, но есть исключения). Ток при этом поддерживается постоянным (смотреть на значение выходного тока, записанное на зарядном устройстве).
Как только элемент достигает максимального напряжения (отсечки), зарядное устройство удерживает это значение. Напряжение начинает уменьшаться только в момент, когда поляризация через ячейку начинает уменьшаться.
Это также называется потоковой зарядкой (простыми словами, капельной дозарядкой).
Контроль заряда
Чтобы не допустить перезаряда телефона (и любого Li-ion-аккумулятора), контроллер должен уметь определять момент неудачи. То есть момент, когда способность удержания ёмкости ячейки падает ниже 80% от номинального значения.
Обычно «неудача» — это постепенная потеря мощности. Но, кроме того, должны быть учтены и внезапные аварийные отказы (возможные причины), чтобы всё работало безопасно для здоровья пользователя и его имущества.
Повреждения возможны в плохо сконструированных ячейках или из-за скачков зарядного тока, которые цепь не может выдержать.
Перезаряд телефона невозможен, если вы просто оставляете его подключенным к зарядному устройству. Внутри аккумулятора не происходит ничего плохого, за исключением вероятного ускорения износа из-за микроциклов.
Негативное воздействие микроциклов зависит от материалов, используемых для создания ячейки, а также от уже израсходованных циклов (отработанного срока службы самой ячейки). Иногда обывательски называют это «перезарядом Li-ion». Но микроциклы не вызывают повреждений аккумулятора — просто формируют условия для ускорения износа и старения.
Что будет, если отключить контроль и просто заряжать?
Если процесс зарядки никак не контролировать, то происходит деградация материалов. При перезаряде Li-ion-аккумулятора из-за превышения напряжения в конце зарядки химические реакции вызывают его опасное разложение.
Хорошие зарядные устройства всегда используют полевой транзистор MOSFET. Он призван ограничить величину финального этапа подзарядки. Но всё зависит от качества адаптера и честных намерений производителя.