Беспроводная зарядка телефона очень удобна, но при этом снижается срок службы устройства, в котором используется типичная литий-ионная батарея (ЛИБ), сообщают ученые.
Потребители и производители проявляют повышенный интерес к этой удобной технологии, называемой индуктивной зарядкой, которая избавляет от использования штекеров и кабелей в пользу простой установки телефона непосредственно на зарядную базу.
Стандартизация зарядных станций и включение индукционных катушек зарядки во многие новые смартфоны привели к быстрому росту внедрения данной технологии. В 2017 году 15 моделей автомобилей объявили, что их транспортное средство будет иметь специальный отсек для индуктивной зарядки электронных устройств, таких как смартфоны, и в гораздо более широком масштабе для зарядки аккумуляторов электромобилей.
Проблемы с беспроводной зарядкой
Индуктивная зарядка позволяет источнику энергии передавать ее без использования соединительного провода, но одной из основных проблем при этом режиме зарядки является количество нежелательного и потенциально вредного тепла, которое при этом вырабатывается.
Из-за того, что устройство и зарядная база находятся в тесном физическом контакте, выработка дополнительного тепла может привести к нежелательным последствиям.
Документально подтверждено, что аккумуляторы быстрее изнашиваются при хранении при повышенных температурах, и что воздействие высоких температур может существенно повлиять на состояние аккумуляторов в течение срока их полезного использования.
Считается, что литий-ионный аккумулятор под воздействием температуры выше 30 градусов Цельсия подвергается риску, при котором сокращается срок его службы.
Производители батарей также утверждают, что верхний диапазон рабочих температур их продукции не должен превышать 50-60 градусов Цельсия во избежание образования газа и катастрофических сбоев.
Ученые провели эксперименты, сравнивая, как повышение температуры влияет на аккумулятор при обычной зарядке и при индуктивной зарядке.
Сравнение методов зарядки
Были протестированы три метода зарядки (проводной, совмещенный индуктивный и неправильно совмещенный индуктивный, при котором аккумулятор не зафиксирован как следует на зарядной базе). Была проведена одновременная зарядка аккумуляторов и отслеживалась температура для создания температурных карт, чтобы определить влияние тепла.
В случае телефона, заряжаемого от обычной электросети, максимальная средняя температура, достигнутая в течение 3 часов зарядки, не превышала 27 градусов Цельсия.
Для телефона, заряжаемого индуктивной зарядкой, максимальная температура достигала 30,5 градусов Цельсия, но она постепенно снижалась в течение второй половины периода зарядки.
В случае индуктивной зарядки телефона, неправильно расположенного на базе, пиковая температура была тоже 30,5 градусов Цельсия, но эта температура была достигнута раньше и сохранялась на этом уровне гораздо дольше (125 минут по сравнению с 55 минутами при правильном совмещении телефона с зарядным устройством).
Ученые отмечают, что в будущем при индуктивной зарядке вполне возможно будет уменьшить нагрев аккумулятора, используя ультратонкие катушки, более высокие частоты и оптимизированную электронику. Зарядные устройства и приемники станут еще компактнее и более эффективными, их можно будет интегрировать в мобильные устройства или батареи с минимальными изменениями.
Пока же исследовательская группа пришла к выводу, что индуктивная зарядка, хотя и удобна, но, скорее всего, приведет к сокращению срока службы аккумулятора мобильного телефона. Для многих пользователей этот недостаток может быть компенсирован удобством такой зарядки, но для тех, кто хочет, чтобы телефон служил максимально долго, по-прежнему рекомендуется зарядка от кабеля.
