Брзото полнење денес е речиси стандард кај мобилните телефони, лаптопите и електричните автомобили. Телефоните можат да се наполнат од речиси празна батерија до повеќе од 50 проценти за околу половина час, а електричните автомобили за кратко време добиваат стотици километри дополнителен досег.
Но, бидејќи секоја батерија со текот на времето се троши, се поставува логичното прашање – дали брзото полнење го забрзува нејзиното пропаѓање?
Одговорот на научниците е: да, но не секогаш во значителна мера. Брзото полнење може да забрза одредени процеси на деградација, но современите литиум-јонски батерии се опремени со заштитни системи кои ја ограничуваат можната штета.
Како функционираат литиум-јонските батерии?
Литиум-јонските батерии, кои се користат во мобилни телефони, лаптопи и електрични автомобили, работат така што литиумовите јони се движат меѓу две електроди – катода и анода.
За време на полнењето, јоните се движат кон анодата, каде што се складираат сè додека уредот повторно не почне да троши енергија.
Разликата меѓу обичното и брзото полнење е во брзината на овој процес.
При побавно полнење се користи послаба електрична струја, па литиумовите јони постепено навлегуваат во микроскопските структури на анодата. Така се создава помалку топлина и механички стрес.
Кај брзото полнење струјата и моќноста се значително поголеми, што го скратува времето на полнење, но истовремено создава поголемо оптоварување на батеријата.
Најголемите непријатели се топлината и силната струја
Не сите батерии се еднакво подготвени за брзо полнење.
Нивната издржливост зависи од материјалите, внатрешната структура и системот за управување со батеријата.
Батериите дизајнирани за брзо полнење користат специјални материјали за електродите, потенки слоеви и електролити кои овозможуваат полесно движење на литиумовите јони. Производителите ја приспособуваат и нивната внатрешна архитектура за да го намалат отпорот и создавањето топлина.
Еден од најголемите ризици е појавата позната како таложење на литиум (lithium plating).
Кога батеријата се полни премногу брзо, дел од литиумовите јони немаат доволно време правилно да навлезат во анодата, па се таложат на нејзината површина како метален слој. Со тоа се намалува количината на литиум што може да складира енергија, а капацитетот на батеријата постепено опаѓа.
Во екстремни случаи може да се формираат иглести структури, познати како дендрити, кои можат да ги оштетат внатрешните делови на батеријата и да претставуваат безбедносен ризик.
Современите уреди имаат системи за заштита
Друг сериозен проблем е топлината.
Секоја батерија се загрева за време на полнењето, но колку е полнењето побрзо, толку повеќе се зголемува температурата.
Кај големите батерии, како оние во електричните автомобили, контролата на температурата е особено важна.
Високите температури ги забрзуваат хемиските реакции што ги разградуваат материјалите во батеријата. Во екстремни случаи може да дојде до надувување на батеријата, пожар или т.н. термален бег, кога батеријата неконтролирано се прегрева.
Добрата вест е што современите телефони, лаптопи и електрични автомобили располагаат со напредни системи за управување со батеријата.
Тие постојано ги следат напонот, струјата и температурата, а доколку батеријата почне премногу да се загрева, автоматски го забавуваат процесот на полнење.
Како да го продолжите векот на батеријата?
Експертите советуваат уредите да не се полнат на директно сонце, во загреан автомобил или во простории со многу висока температура.
Ниту екстремниот студ не е добар, бидејќи го отежнува движењето на литиумовите јони.
Идеалната температура за полнење е меѓу 20 и 25 степени Целзиусови.
Се препорачува лаптопите и другите уреди да не бидат постојано приклучени на полнач. За секојдневна употреба најдобро е нивото на батеријата да се одржува меѓу 20 и 80 проценти.
Не е неопходно секојпат батеријата да се полни до 100 проценти, ниту редовно целосно да се празни.
Заклучокот е јасен: брзото полнење навистина ја оптоварува батеријата повеќе од обичното полнење, главно поради повисоката температура и посилната струја. Сепак, ако уредот е дизајниран за брзо полнење и се користи во нормални температурни услови, ризикот е значително помал.
За најдолг работен век на батеријата, брзото полнење треба да се користи кога е навистина потребно, а секојдневното полнење да биде умерено, без прегревање и без постојано одржување на батеријата на 100 проценти, пишува „LiveScience“.
