С наступлением зимы многие замечают необъяснимую, на первый взгляд, проблему: еще недавно работавший смартфон внезапно выключается на морозе. Это физическая реальность, с которой сталкивается сердце любого гаджета — его аккумулятор. О причинах этого явления и способах его предотвращения рассказал Алексей Юрасов, доктор физико-математических наук, профессор кафедры наноэлектроники РТУ МИРЭА.
В основе проблемы лежит работа современных аккумуляторов, в основном литий-ионных. Это сложные электрохимические системы, чья эффективность напрямую зависит от температуры окружающей среды. Как объяснил профессор Юрасов, лучшая рабочая температура для таких батарей составляет около двадцати градусов тепла. При падении температуры ниже нуля по Цельсию внутри аккумулятора начинают замедляться все ключевые процессы. Ионы лития, которые должны перемещаться между электродами, теряют свою подвижность, а внутреннее сопротивление батареи возрастает. В результате аккумулятор не может отдать заложенную в него энергию, его фактическая емкость резко падает. Когда заряд падает ниже критического уровня, необходимого для поддержания работы системы, смартфон, защищая себя от полного разряда, попросту отключается.
Помимо литий-ионных, существуют и более стойкие литий-полимерные аккумуляторы, способные работать при температурах до минус двадцати градусов. Однако, как отметил эксперт, их стоимость существенно выше, поэтому они встречаются в потребительской электронике реже. Холод влияет не только на батарею. Жидкокристаллические и органические светодиодные дисплеи при низких температурах теряют эластичность, что приводит к замедлению отклика и ухудшению изображения. Полупроводниковые материалы, из которых состоят процессор и память, также меняют свои свойства на морозе, что может вызывать задержки в работе всей системы.
Распространено мнение, что смартфон выключается из-за того, что «замерзает» сам. Отчасти это верно, но ключевую роль играет скорость этого охлаждения. Материал корпуса имеет большое значение. Как уточнил Алексей Юрасов, тонкий металлический корпус, часто алюминиевый, прекрасно проводит тепло и быстро забирает его у батареи. Пластик же обладает худшей теплопроводностью и работает как своеобразный барьер, дольше сохраняя внутри устройства относительно комфортную температуру. Именно поэтому смартфон в пластиковом корпусе может продержаться на морозе чуть дольше, чем его металлический собрат.
Еще одно заблуждение — думать, что проблема касается только старых или изношенных аккумуляторов. Холод одинаково суров ко всем литий-ионным батареям, просто у старой, деградировавшей батареи запас емкости изначально меньше, поэтому критический порог, после которого гаджет отключается, она преодолевает быстрее. Также важно понимать, что кратковременное охлаждение не нанесет фатального вреда, но регулярные циклы охлаждения и последующего быстрого нагрева в кармане ускоряют износ химической системы аккумулятора.
Главное правило для сохранения работоспособности смартфона на холоде — максимально ограничить его контакт с морозным воздухом. Самый эффективный способ — держать устройство во внутреннем кармане куртки или в сумке, где температура ближе к температуре тела. Использование плотного чехла, особенно из материалов вроде силикона или неопрена, создает дополнительный изолирующий слой, который замедляет охлаждение.
Перед выходом на улицу в морозный день крайне желательно убедиться, что аккумулятор заряжен полностью. При низком уровне заряда батарея гораздо чувствительнее к падению температуры и отключится быстрее. Если вам необходимо активно пользоваться навигацией или камерой на холоде, старайтесь делать это короткими сессиями, сразу возвращая телефон в тепло. Ни в коем случае не заряжайте сильно охлажденное устройство сразу после внесения его в теплое помещение. Резкий перепад температур может привести к образованию конденсата внутри корпуса и на контактах, что чревато коротким замыканием. Дайте смартфону полчаса-час, чтобы он плавно прогрелся до комнатной температуры.
Внезапное отключение смартфона на морозе — это не дефект, а закономерное следствие работы современных технологий в экстремальных условиях. Как резюмировал Юрасов, чтобы избежать этого, достаточно соблюдать простые правила эксплуатации, сберегая гаджет от переохлаждения, что не только обеспечиваете его стабильную работу здесь и сейчас, но и продлеваете общий срок службы аккумулятора.