Теперь быстрая зарядка стала повсеместной. Ваш телефон за полчаса переходит из состояния полного разряда в «нормальное». А электрический автомобиль за время кофейного перерыва восстанавливает сотни миль запаса хода.
Это кажется магией.
Но аккумуляторы — не волшебные палочки. Они деградируют. И всегда так было.
Вопрос стоит ребром: не приводит ли более быстрая «закачка» энергии к более быстрому выходу аккумулятора из строя?
Ученые отвечают: да.
Но погодите.
Всё не так просто. Повреждения действительно происходят, и этот процесс ускоряется. Однако современные технологии стараются этому противостоять. Существуют защитные механизмы.
Гонка за временем
Литий-ионные аккумуляторы — это стандарт. Мир работает на них.
Как они работают: литиевые ионы перемещаются между катодом и анодом. При зарядке ионы двигаются в анод. Ждем. Затем аккумулятор разряжается, ионы выходят. Простой танец.
Быстрая зарядка меняет темп.
Обычная зарядка медленная. Ток слабый. Ионы постепенно проникают в микроскопические поры анода.
Мало тепла.
Минимальный стресс.
Тихий и спокойный сон.
Быстрая зарядка же распахивает двери настежь. Высокий ток. Большая мощность. Короткое время.
Цзыюань Цзян из Университета Цзиатао в Сиане объясняет это так:
«Быстрая зарядка увеличивает ток [и мощность, что существенно сокращает время зарядки].»
Не все аккумуляторы выдерживают такую нагрузку. Некоторые могут расплавиться.
Чтобы сделать быструю зарядку возможной, производители немного «хитрят». Или, точнее, конструируют лучше. Специальные материалы. Более тонкие электроды. Жидкости, облегчающие поток ионов. Переработка всей архитектуры. Снижение сопротивления.
Станислав Занковский из Оксфордского университета сравнивает это с движением транспорта.
«Можно представить зарядку аккумулятора как перемещение людей по дорогам и зданиям.»
Быстрая зарядка — не магия. Это логистика. Можете ли вы обеспечить этот поток без заторов? Без аварий?
Большинство аккумуляторов — это старые городские дороги. Быстрая зарядка — это час пик в Лос-Анджелесе.
Цена скорости
Аккумуляторы стареют. Даже если вы к ним ни разу не притрагивались.
Но быстрая зарядка? Она ускоряет распад.
Главная проблема: осаждение лития (литийное платинг).
Если торопить ионы слишком сильно, они не успевают «осесть». Они скапливаются. На поверхности образуются металлические отложения. Бесполезные. Не способные хранить энергию.
Емкость падает.
Что хуже? Дендриты.
Игольчатые шипы.
Они прокалывают внутренние компоненты. Короткие замыкания. Опасность для безопасности. Реальная угроза.
Другой злодей — тепло.
Электрическое сопротивление создает тепло. Быстрый ток означает много тепла.
«Для малых аккумуляторов тепло незначительно,» — говорит Занковский.
Малый ток.
Малый риск.
Большие аккумуляторы меняют всё.
Большие аккумуляторы пропускают огромные токи. Накопление тепла колоссальное. Невозможно просто зарядить их мгновенно. Запас безопасности исчезает.
Высокая температура ускоряет химическую деградацию.
Раздувание? Пожар? Взрыв? Термическое разгон.
Звучит страшно. Но так ли это?
В вашем телефоне есть «мозг». Система управления батареей (BMS).
Она следит за напряжением. Током. Температурой.
Оставьте телефон на солнце? Он кричит на вас. Предупреждение о перегреве.
Она автоматически замедляет зарядку. Спасает саму себя.
Как не убить свой аккумулятор
Вы хотите быстрой зарядки. Вы хотите, чтобы аккумулятор прослужил долго.
Нужен компромисс.
Температура имеет значение.
Занковский говорит, что 20-25°C — это идеально.
68-77°F.
Комфорт человека. Комфорт батареи. То же самое.
Избегайте припаркованных в жаре машин. Избегайте прямого солнца.
Холод тоже вреден. Ионы «замерзают». Они перестают двигаться.
Еще один совет. Не допускайте перезаряда.
Не держите ноутбук подключенным к розетке 24/7. Это создает стресс для ячеек.
Цзян рекомендует «неглубокий цикл заряда-разряда».
«Держите заряд батареи в пределах 20–80% в повседневном использовании.»
Не обязательно добиваться 100%.
Когда-либо? Нет.
Но мы это делаем. Потому что красная цифра пугает.
Это не помогает.
Итак, вот вы.
Быстро заряжаете телефон.
А потом, возможно, все равно оставляете его включенным в розетку на всю ночь.
Потому что удобство побеждает. Каждый раз.
