إلى أي مدى تتأثر بطارية الهاتف بالشحن الزائد أو الشحن السريع ؟ ( الجزء الأول )

عمر بطارية الهاتف هو عامل مهم جداً لدى الكثيرين عند شراء أجهزة جديدة، ولا يقل أهمية عن باقي المواصفات. وأصبح الشحن السريع أحد المتطلبات الرئيسية لبقاء الهاتف يعمل طوال الوقت، فشحن الهاتف لمدة عشر دقائق قد يحدث فرقاً كبيراً. وبعد انتشار الشواحن السريعة كثرت الأسئلة حول مدى خطورة تلك الشواحن عالية السعة في تلف البطارية على المدى القصير، أو تقليل من قدرة البطارية على الاحتفاظ بالشحن مدة أطول؟ وكذلك مدى تأثير شحن البطارية فوق طاقتها، كل هذا وأكثر نجيب عنه في هذا المقال وفقا للخبراء.

لماذا لم تتغير تقنية البطاريات منذ سنين؟ ولماذا لم يتم تطوير بطارية تدوم فترة أطول؟

تستخدم جميع الهواتف المحمولة ومعظم الإلكترونيات بطاريات ليثيوم أيون (Li-ion) القابلة لإعادة الشحن. ويبدو من الصعب تقديم بطاريات تدوم لفترة أطول، لأن تقنية البطارية لم تتغير منذ عقود.

وبدلاً من ذلك، كان جل التطور في صناعة البطاريات يدور حول ميزات توفير الطاقة المضمنة في الأجهزة مثل تقنية شاشات OLED، وكذلك جعل نظام التشغيل يتعامل مع الطاقة بشكل أكثر كفاءة. وللأسف يتراوح العمر الافتراضي لهذه البطاريات ما بين العامين أو الثلاثة.

ويتوقف الأمر أيضا على حجم  البطارية، بالمقارنة مع بطارية السيارة الكهربائية مثلاَ، نجد أن بطارية الهاتف شيء ضئيل جدا. على سبيل المثال، تتمتع بطارية سيارة Tesla 3 القابلة لإعادة الشحن بسعة بطارية تزيد عن 4000 مرة أكبر من آي-فون 11 برو ماكس.

وبطاريات الهاتف تقاس بالمللي أمبير في الساعة، في حين يتم قياس بطاريات السيارات الكهربائية وات/ ساعة W/h. على سبيل المثال، يحتوي آي-فون 11 برو ماكس على بطارية 3969 مللي أمبير أي ما يعادل 15.04 وات في الساعة بينما بطارية سيارة Tesla 3 متوسطة المدى تأتي ببطارية 62000 وات / ساعة.

ارتفاع الجهد والضغط وتأثيره على البطارية

كلما كانت البطارية أكبر، كلما زادت الحيل الموفرة لإطالة عمرها. على سبيل المثال، عندما تقوم بشحن البطارية، يرتفع الجهد، مما يضعها تحت الضغط، خاصة خلال آخر 20 %  من الشحن. ولتجنب هذا الضغط، يقوم صانعو السيارات الكهربائية بشحن البطاريات بنسبة 80% فقط. وبسبب سعة البطارية الأكبر، تكون السيارة الكهربائية قادرة على السير لمسافات مقبولة، مع تجنب ضغط الجهد العالي. وهذا قد يعمل على مضاعفة عمر بطارية السيارة.

وبالنسبة للهاتف، يمكن أن تمنحك البطارية الكبيرة وقت تشغيل طوال اليوم، وهذا في حالة قمت بشحن البطارية بنسبة 100%. وهذا بلا شك يضع البطارية أيضًا تحت ضغط أكبر من الجهد العالي.

لهذا وضعت أبل ميزة شحن البطارية المحسن للحد من استنزاف عمر البطارية، بحيث لا تتجاوز نسبة الشحن 80% حتى يقترب موعد انتهاء الشحن المعتاد، كما تقول في شرح هذه الميزة. وتم وضع أداة في تطبيق فون اسلام لهذا الغرض بحيث تنبهك عندما يبلغ شحن البطارية هذه النسبة.

هل يؤدي الشحن السريع إلى إتلاف البطارية؟

الشاحن التقليدي هو الشحن بقوة 5 وات إلى 10 وات. يمكن للشاحن الأسرع تحسين ذلك بما يصل إلى ثماني مرات. على سبيل المثال، يأتي آي-فون 11 برو و 11 برو ماكس مزودين بشاحن سريع 18 وات ، ويحتوي هاتف سامسونج جلاكسي نوت 10 و نوت 10 بلس على شاحن بقوة 25 وات. ويمكن أن تحصل على شاحن سريع أيضا من سامسونج بقوة 45 وات مقابل 50 دولارًا. ونعلم أن الشحن السريع يعمل على مرحلتين، لماذا؟ إليك التفصيل.

أولا عليك أن تعلم أن الشحن السريع بهذه الطريقة لا يؤدي إلى تلف البطارية على المدى الطويل ما لم يكن هناك بعض العيوب الفنية في البطارية أو الشاحن.

تطبق المرحلة الأولى ما يعرف باندفاع الجهد على البطارية الفارغة أو شبه الفارغة. ويمنحك هذا الشحن السريع من شحن ما بين 50% إلى 70% خلال فترة 10 أو 15 أو 30 دقيقة. ذلك لأنه خلال المرحلة الأولى من الشحن، يمكن للبطاريات امتصاص الشحنة بسرعة دون آثار سلبية كبيرة على صحتها على المدى الطويل.

على سبيل المثال، تقول شركة سامسونج بأن شاحنها بقدرة 45 وات يمكن أن ينتقل من صفر إلى 70٪ في نصف ساعة. وتقول أبل أن الشاحن السريع الذي يأتي مع آي-فون 11 برو يمكن أن تصل نسبة الشحن به إلى 50 ٪ في 30 دقيقة.

أما المرحلة الثانية التي تمثل الـ 20% أو 30% المتبقية من البطارية، فهذا يستغرق وقتا أطول، حيث يتعين على شركات الهواتف إبطاء سرعة الشحن وإدارتها بعناية وإلا فإن هذه العملية ستؤدي إلى تلف البطارية.

ويشبه المهندس آرثر شي، من موقع DIY iFixit، البطارية في حالة الشحن السريع بالإسفنجة الجافة عندما تصب عليها الماء لأول مرة، فإنها تمتص السائل بسرعة. بينما الاستمرار في صب الماء على الاسفنجة حتى مرحلة التشبع فإن الماء سيفيض حولها. وبالنسبة للبطارية يمكن أن تؤدي هذه الشحنات الزائدة عن الحاجة “غير الممتصة” إلى مشاكل تقنية قد تؤدي إلى تلف البطارية، مالم تدار بعناية كما سيأتي.

أما إذا كانت هناك إدارة جيدة لطريقة الشحن ومراقبة عن كثب من قبل النظام، بحيث يتم تقليل سرعة الشحن في المرحلة الثانية وإعطاء البطارية وقتًا للامتصاص، ففي هذه الحالة نادرا ما نجد مشاكل.

وهذه المشاكل شاهدناها في حالة بطارية هاتف سامسونج جلاكسي نوت 7 التي تفجرت بشكل مأساوي بسبب عيوب في تصميم البطارية وعدم وجود تقنيات متقدمة لإدارة البطارية بشكل ناجح.

هل ابقاء شحن البطارية بعد نسبة 100% يؤثر على كفائتها؟

لا زال لدينا قلق من إبقاء البطارية على الشحن بعد اكتمال شحنها، ونظن أن ذلك يؤثر على عمرها الافتراضي بشكل أو بآخر. الحقيقة، وفقًا للخبراء أن البطارية لديها نظام حماية ومصممة على أن يتم إغلاق تدفق الشحنة الكهربائية لديها بمجرد وصول شحنها إلى 100 ٪، قبل أن تستقبل شحناً زائداً. وهذا ما قاله فينكات سرينيفاسان، الباحث المختص في البطاريات في مختبر أرجون الوطني ومدير مركز أرجون التعاوني لعلوم تخزين الطاقة. والمشكلة فقط هي في إبقاء البطارية تحت هذا الضغط، ولذلك ينصح بتحريرها من الشاحن.

تتبع أبل نهجًا ذكيًا لهذه العملية في نظام iOS 13 والذي يشحن بطارية الآي-فون إلى 100٪ دون التسبب في ضرر طويل المدى. وذلك لأن النظام يعمل على تقليل الضغط على البطارية. وهذا من خلال ميزة شحن البطارية المحسن كما ذكرنا في الأعلى.

لا يجب أن تدع بطاريتك تصل إلى صفر%

كان هناك اعتقاد خاطيء وهو أنه ينبغي أن نفرغ البطارية من الشحن ثم نعيد شحنها من جديد، وهذا للأسف فهم خاطيء، فقد يؤدي تفريغ البطارية بالكامل إلى تفاعلات كيميائية تؤثر على عمر البطارية الافتراضي.

وأخذت الشركات هذه النقطة بعين الاعتبار، حيث يتضمن نظام إدارة البطارية ميزات السلامة التي تعمل على إيقاف تشغيل الهاتف عندما يصل الشحن إلى مستوى آمن. فنحن نعتقد أن البطارية وصلت إلى الصفر، وهذا ليس صحيح، فإنه يبقى في البطارية نسبة شحن قليلة لكي تستطيع العمل من جديد عند شحنها. أما لو تم تفريغها بالكامل من خلال الضغط المتكرر على زرار تشغيل الهاتف بعدما فرغت البطارية فإن هذا يُحدث مشكلة، فإذا قمت بتوصيل الشاحن فإن البطارية لن تشحن، وبالتالي تضطر إلى شراء واحدة أخرى جديدة، أو يمكن للفنيين اعطاء البطارية الفارغة شحنه كهربية عن طريق جهاز الباور سبلاي لمدة دقيقة على الأقل. شاهد هذا الفيديو:

وأفضل طريقة للشحن هي عندما ينخفض ​​مستوى البطارية إلى ما بين 30% و 20٪ إلى نسبة 80% تقريباً.

لم ينتهي الأمر عند هذا الحد انتظرونا في الجزء الثاني من هذا المقال، وفيه نتناول تأثير الحرارة على البطارية،وكيف تؤثر الشواحن والأسلاك غير المتوافقة على البطارية، وكيف يمكنك الحفاظ على طاقة البطارية لفترة أطول.

المصدر:

cnet