Teraz szybkie ładowanie stało się wszechobecne. Twój telefon przechodzi z całkowitego rozładowania do „normalnego” w ciągu pół godziny. A samochód elektryczny podczas przerwy na kawę odzyskuje setki kilometrów zasięgu.
To wydaje się być magią.
Ale baterie to nie magiczne różdżki. Pogarszają się. I zawsze tak było.
Pytanie jest zasadnicze: czy szybsze „pompowanie” energii nie prowadzi do szybszej awarii akumulatora?
Naukowcy odpowiadają: tak.
Ale poczekaj.
To nie jest takie proste. Uszkodzenia rzeczywiście powstają i proces ten nabiera tempa. Nowoczesne technologie starają się jednak temu przeciwdziałać. Istnieją mechanizmy obronne.
Wyścig z czasem
Baterie litowo-jonowe są standardem. Świat pracuje dla nich.
Jak to działa: Jony litu przemieszczają się pomiędzy katodą i anodą. Podczas ładowania jony przemieszczają się do anody. Czekamy. Następnie akumulator się rozładowuje i uwalniają się jony. Prosty taniec.
Szybkie ładowanie zmienia tempo.
Regularne ładowanie jest powolne. Prąd jest słaby. Jony stopniowo wnikają w mikroskopijne pory anody.
Trochę ciepła.
Minimalny stres.
Cichy i spokojny sen.
Szybkie ładowanie otwiera drzwi szeroko otwarte. Wysoki prąd. Wielka moc. Krótki czas.
Ziyuan Jiang z Uniwersytetu Jiatao w Xi’an wyjaśnia to w ten sposób:
„Szybkie ładowanie zwiększa prąd [i moc, co znacznie skraca czas ładowania].”
Nie wszystkie akumulatory wytrzymują takie obciążenie. Niektóre mogą się stopić.
Aby umożliwić szybkie ładowanie, producenci poczynili pewne trudności. A dokładniej: projektują lepiej. Specjalne materiały. Cieńsze elektrody. Ciecze ułatwiające przepływ jonów. Przeróbka całej architektury. Zmniejszony opór.
Stanislav Zankowski z Uniwersytetu Oksfordzkiego porównuje to do ruchu drogowego.
„Ładowanie akumulatora można porównać do przemieszczania ludzi po drogach i budynkach”.
Szybkie ładowanie to nie magia. To jest logistyka. Czy możesz zapewnić ten przepływ bez zatorów? Żadnych wypadków?
Większość baterii pochodzi ze starych dróg miejskich. Szybkie ładowanie to godziny szczytu w Los Angeles.
Cena prędkości
Baterie się starzeją. Nawet jeśli nigdy ich nie dotykałeś.
Ale szybkie ładowanie? Przyspiesza rozkład.
Główny problem: osadzanie się litu (powlekanie litem).
Jeśli za bardzo pospieszysz jony, nie będą miały czasu na „osiedlenie się”. Gromadzą się. Na powierzchni tworzą się osady metalu. Bezużyteczny. Nie można magazynować energii.
Pojemność spada.
Co jest gorsze? Dendryty.
Kolce przypominające igły.
Przebijają elementy wewnętrzne. Zwarcia. Zagrożenie bezpieczeństwa. Prawdziwe zagrożenie.
Drugim złoczyńcą jest ciepło.
Opór elektryczny wytwarza ciepło. Szybki prąd oznacza dużo ciepła.
„W przypadku małych akumulatorów ciepło jest znikome” – mówi Zankovsky.
Niski prąd.
Niskie ryzyko.
Duże baterie zmieniają wszystko.
Duże akumulatory przenoszą ogromne prądy. Kumulacja ciepła jest kolosalna. Nie można ich po prostu naładować od razu. Margines bezpieczeństwa znika.
Wysoka temperatura przyspiesza degradację chemiczną.
Wzdęcia? Ogień? Eksplozja? Ucieczka termiczna.
Brzmi przerażająco. Ale czy to prawda?
Twój telefon ma „mózg”. System zarządzania baterią (BMS).
Monitoruje napięcie. Porażenie prądem. Temperatura.
Zostawić telefon na słońcu? Krzyczy na ciebie. Ostrzeżenie o przegrzaniu.
Automatycznie spowalnia ładowanie. Ratuje się.
Jak nie zabić baterii
Chcesz szybkiego ładowania. Chcesz, aby bateria działała długo.
Potrzebujemy kompromisu.
Temperatura ma znaczenie.
Zankovsky twierdzi, że idealna jest temperatura 20–25°C.
68-77°F.
Ludzki komfort. Komfort baterii. Ten sam.
Unikaj samochodów zaparkowanych w upale. Unikaj bezpośredniego słońca.
Zimno też jest szkodliwe. Jony „zamarzają”. Przestają się poruszać.
Jeszcze jedna wskazówka. Unikaj przeładowania.
Nie zostawiaj laptopa podłączonego do prądu 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu. To powoduje stres dla komórek.
Jiang zaleca „płytki cykl ładowania i rozładowania”.
„Przy codziennym użytkowaniu utrzymuj poziom naładowania baterii na poziomie 20–80%.”.
Nie musisz osiągać 100%.
Kiedykolwiek? Nie.
Ale robimy to. Ponieważ czerwona liczba jest przerażająca.
To nie pomaga.
Więc tu jesteś.
Szybko naładuj swój telefon.
A wtedy i tak możesz zostawić go podłączonego do prądu na całą noc.
Ponieważ wygoda zwycięża. Za każdym razem.
