Ο λόγος που η φόρτιση “κολλάει” μετά το 80% σε κινητά και ηλεκτρικά αυτοκίνητα

Αν έχεις παρατηρήσει ότι το smartphone ή το ηλεκτρικό αυτοκίνητό σου φορτίζει πολύ γρήγορα μέχρι το 80% και μετά “κόβει” ρυθμό, δεν είναι ιδέα σου. Πρόκειται για μια εσκεμμένη συμπεριφορά που συνδέεται τόσο με την ασφάλεια όσο και με τη χημεία των μπαταριών ιόντων λιθίου. Αυτός είναι και ο λόγος που σήμερα πολλά smartphones φτάνουν στο 80% σε λιγότερο από 30 λεπτά, ενώ αρκετά EV μπορούν να αγγίξουν το ίδιο ποσοστό περίπου σε 15 λεπτά σε ταχυφορτιστή DC. Το τελευταίο 20%, όμως, απαιτεί αισθητά περισσότερο χρόνο.

Γιατί πέφτει η ταχύτητα φόρτισης μετά το 80%

Καθώς μια μπαταρία ιόντων λιθίου πλησιάζει στο πλήρες φορτίο, η τάση της ανεβαίνει κοντά στο ανώτατο ασφαλές όριο. Σε αυτό το σημείο, τα συστήματα διαχείρισης μπαταρίας που υπάρχουν στις σύγχρονες συσκευές και στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα μειώνουν αυτόματα το ρεύμα που περνά στην μπαταρία.

Η διαδικασία αυτή γίνεται για πολύ συγκεκριμένο λόγο: να περιοριστεί η θερμοκρασία και να προστατευτεί η εσωτερική δομή της μπαταρίας. Με πιο αργή φόρτιση στα υψηλά επίπεδα φόρτισης, μειώνεται η καταπόνηση και βελτιώνεται η μακροχρόνια αντοχή της.

Για αυτό και αρκετοί κατασκευαστές προτείνουν όριο φόρτισης στο 80%, ειδικά στην καθημερινή χρήση. Στα ηλεκτρικά αυτοκίνητα, αυτή η πρακτική δεν βοηθά μόνο τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, αλλά μειώνει και τον χρόνο παραμονής σε έναν σταθμό φόρτισης.

Η χημεία της μπαταρίας δεν επιτρέπει πάντα πιο γρήγορη φόρτιση

Η μείωση της ταχύτητας μετά το 80% δεν είναι μόνο θέμα λογισμικού ή προστασίας. Έχει άμεση σχέση και με τον τρόπο που λειτουργεί μια μπαταρία λιθίου.

Σε μια μπαταρία ιόντων λιθίου υπάρχουν η άνοδος και η κάθοδος. Κατά τη φόρτιση, τα ιόντα λιθίου μετακινούνται από την κάθοδο προς την άνοδο. Όταν η μπαταρία βρίσκεται σε χαμηλά επίπεδα φόρτισης, στην άνοδο υπάρχει αρκετός “χώρος” ώστε τα ιόντα να τοποθετηθούν σχετικά εύκολα.

Όσο όμως η μπαταρία γεμίζει, ο διαθέσιμος χώρος στην άνοδο περιορίζεται. Αυτό δημιουργεί ένα είδος συμφόρησης, με αποτέλεσμα η είσοδος νέων ιόντων να γίνεται ολοένα και πιο δύσκολη. Έτσι, η γρήγορη φόρτιση δεν μπορεί να συνεχιστεί με τον ίδιο ρυθμό χωρίς αυξημένο ρίσκο φθοράς.

Τι είναι το lithium plating και γιατί θεωρείται πρόβλημα

Όταν επιχειρείται πολύ γρήγορη φόρτιση ενώ η μπαταρία βρίσκεται ήδη κοντά στο 100%, ορισμένα ιόντα λιθίου δεν προλαβαίνουν να ενσωματωθούν σωστά στην άνοδο. Αντί γι’ αυτό, μπορεί να συσσωρευτούν στην επιφάνειά της και να μετατραπούν σε μεταλλικό λίθιο.

Το φαινόμενο αυτό είναι γνωστό ως lithium plating και θεωρείται μόνιμο. Με απλά λόγια, αυτά τα ιόντα δεν επιστρέφουν αργότερα στην κανονική λειτουργία της μπαταρίας, κάτι που σημαίνει ότι η υποβάθμιση παραμένει και επηρεάζει τη μακροχρόνια απόδοση.

Αυτός είναι ένας βασικός λόγος που οι κατασκευαστές επιβραδύνουν τη φόρτιση μετά το 80% ή προσφέρουν επιλογές που σταματούν την πλήρη φόρτιση σε αυτό το επίπεδο.

Τι σημαίνει αυτό στην πράξη για τον χρήστη

Στην καθημερινή χρήση, το πιο γρήγορο μέρος της φόρτισης βρίσκεται σχεδόν πάντα από το 0% έως το 80%. Από εκεί και πέρα, το σύστημα προτιμά να προστατεύσει την μπαταρία αντί να κυνηγήσει το απόλυτο 100% όσο πιο γρήγορα γίνεται.

Γι’ αυτό και η τελευταία φάση της φόρτισης μοιάζει δυσανάλογα αργή, είτε μιλάμε για τηλέφωνο είτε για ηλεκτρικό αυτοκίνητο. Δεν πρόκειται για αδυναμία της συσκευής, αλλά για συνδυασμό σχεδιασμένης προστασίας και φυσικών περιορισμών της τεχνολογίας των μπαταριών λιθίου.

Συμπέρασμα

Η πιο αργή φόρτιση μετά το 80% είναι ουσιαστικά μέρος της σωστής λειτουργίας μιας σύγχρονης μπαταρίας. Για τον χρήστη, αυτό σημαίνει ότι η “καθυστέρηση” στο τελευταίο 20% δεν είναι βλάβη, αλλά ένας τρόπος να διατηρηθεί η μπαταρία σε καλύτερη κατάσταση για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.