Найти тему
NEOVOLT

Вредна ли быстрая зарядка: SEI, дендриты, износ и циклы

Оглавление

🔋 Neovolt.ru Блог База знаний

Вредна ли быстрая зарядка с точки зрения науки?
Вредна ли быстрая зарядка с точки зрения науки?

Одни говорят, что заряжать устройство быстрой зарядкой — это плохо, другие твердят «всё хорошо» и просят не верить во всякий бред из интернета. Где же правда?

💡 Интересно:

В группе Вконтакте мы насчитали 124 вопроса про быструю зарядку через личные сообщения только за последние 12 месяцев.
Более 268 статей с её упоминанием в нашем официальном блоге Neovolt.

Предлагаем поставить точку в этом вопросе раз и навсегда. Для этого мы использовали факты из исследования немецких учёных по зарядке литий-ионных батарей, которое опубликовано в Science Direct под номером S2352152 X16300 147 в феврале 2016-го года, а также практический опыт профессионального сообщества Battery University (ссылки на публикации ниже).

Протоколы быстрой зарядки литий-ионных аккумуляторов 18650 от Sanyo, Sony и A123.
Протоколы быстрой зарядки литий-ионных аккумуляторов 18650 от Sanyo, Sony и A123.

Есть ли вред быстрой зарядки для аккумулятора?

Однозначно ДА. Есть. Быстрая зарядка вредна для литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов в гаджетах и электромобилях. И это неоспоримый факт [статья про осаждение лития в Battery University].

Вред быстрой зарядки усиливается в следующих ситуациях:

  • во время зарядки при температуре ниже +5°C (чем ниже, тем хуже);
  • при перезаряде аккумулятора (например, неисправен контроллер);
  • если батарея стареет и у неё растёт внутреннее сопротивление.

Быстрая зарядка приводит к разрушению тонкого защитного поверхностного межфазного слоя (SEI, solid electrolyte interface) на аноде. Графитовые слои расходятся, образуются дендриты.

💡 Дендриты — металлические литиевые волокна на поверхности графита, если простыми словами.

При накоплении дендриты становятся причиной короткого замыкания. Надо ли говорить, что для батареи это конец? Причём порой с феерическим воспламенением.

Дендрит — это не какой-нибудь страшный «Чужой» Ридли Скотта, а обыкновенный осадок лития неровными слоями.
Дендрит — это не какой-нибудь страшный «Чужой» Ридли Скотта, а обыкновенный осадок лития неровными слоями.

Если быстрая зарядка так вредна, то почему её везде внедряют?

Производители стремятся защитить нас с вами от опасных последствий повреждения аккумулятора. Пользуются они всевозможными ухищрениями в логике контроллера.

💡 Покупателю гаджета или электромобиля не нужно ни о чём беспокоиться — главное не допускать критически опасных действий.

Так, например, мы с вами можем не беспокоиться о внезапном пожаре из-за аккумулятора (хотя бывают исключения и просчёты производителей). При использовании быстрой зарядки от неприятностей нас предостерегает встроенная защита.

Дендриты безопасны, когда есть защита

Устройства защиты помогают снизить риски и степень опасных последствий от образования дендритов внутри батареи. Но они всё равно ведут к деградации аккумуляторного элемента. Он быстрее стареет.

💡 Из-за дендритов в защищённой литий-ионной батарее не происходит взрыва, но «мертвеет» литий и снижается запас ёмкости.

Быстрая зарядка создаёт неоднородности внутри батареи. Это приводит к ускоренной деградации элемента питания.

Срок службы батареи может достигать 1000 циклов при зарядке 1A, при зарядке на 5А срок службы батареи падает уже до 600.
Срок службы батареи может достигать 1000 циклов при зарядке 1A, при зарядке на 5А срок службы батареи падает уже до 600.

На примере литий-ионной ячейки износ на 30% и более происходит за 600 циклов вместо 800 штатных и 1200 при бережной эксплуатации. Часть электрода при этом перезаряжается.

Но даже в самых плохих сценариях гаджет не представляет опасности:

  • с перегрузкой аккумулятора,
  • регулярной быстрой зарядкой с 0% до 100%
  • подключением повербанка на морозе.

Вредна ли быстрая зарядка для самого устройства?

Для гаджета или электромобиля — нет. Не вредна. Сам процесс зарядки ничем не отличается от любого другого с точки зрения безопасности блоков управления питанием. В них заложены иные протоколы подачи тока и не более того.

⚠️ Самое главное использовать хорошее зарядное устройство, правильный USB-кабель зарядки и не допускать перегрева устройства или блока питания.

-5

Быстрая зарядка — это и хорошо, и плохо

С точки зрения производителей (вроде Apple, Samsung, Oppo и других) — хорошо. Если продукт безопасен, то даже с такой несовершенной технологией, как быстрая зарядка его всё равно можно продавать.

💡 Например, можно оснащать более ёмкой батареей, которую быстрая зарядка зарядит быстрее, чем у конкурентов.

Хорошее подспорье для маркетинга, согласитесь. Даже если смартфон или смарт-часы будут меньше служить. Ну и что? Всё равно через два года будут уже новые продукты, которые покупатель захочет приобрести взамен.

Типы быстрой зарядки телефона: список и большое сравнение стандартов

Основа быстрой зарядки — мощный адаптер питания, качественный кабель и совместимое с технологией устройство.
Основа быстрой зарядки — мощный адаптер питания, качественный кабель и совместимое с технологией устройство.

Но как же тогда быстрая зарядка выглядит с точки зрения практичного потребителя? Что если устройство приобретается на много лет (больше, чем 3-4 года)?

Ответьте в комментарии, беспокоит ли вас снижение срока службы аккумулятора из-за быстрой зарядки?