La ricarica rapida e la ricarica wireless danneggiano la batteria?

Hai comprato il nuovo cellulare e sei stato contentissimo nel trovare al suo interno un caricatore per la cosiddetta “Fast Charge”? Sei stato felice anche nel constatare che il nuovo gingillo supporta la ricarica wireless? Bene, se vuoi continuare a rimanere contento prosegui nella lettura di questo articolo; forse hai bisogno di qualche dritta.

Una ricerca condotta nel 2015 da due ricercatori del DESY di Amburgo (Deutsches Elektronen-Synchrotron) ha dimostrato scientificamente come la carica veloce, se usata frequentemente, può diminuire sensibilmente la vita operativa delle batterie al litio che equipaggiano i nostri dispositivi mobili. E siccome uno dei fattori che attentano alla salute delle batterie è il calore, allora anche l’uso della ricarica wireless merita una qualche attenzione.

Il risultato della ricerca in sintesi

Caricare le batterie agli ioni di litio troppo in fretta può ridurre permanentemente la loro capacità.

Porzioni della struttura di immagazzinamento dell’energia possono distruggersi e disattivarsi. Attraverso la ricerca del DESY per la prima volta si sono visti questi cambiamenti strutturali. Lo studio utilizza la tecnica della fluorescenza e mostra che, anche solo dopo pochi cicli di ricarica rapida, il danneggiamento alle strutture interne del materiale di cui è composto la batteria è chiaramente evidente, mentre con la ricarica lenta questo avviene dopo molto più tempo.

Nei loro esperimenti i ricercatori hanno esposto gli elettrodi di batterie differenti a venticinque cicli di carica e scarica che avvenivano a tre velocità diverse ed hanno analizzato la distribuzione degli elementi dei componenti degli elettrodi. Gli scienziati hanno potuto verificare che durante il caricamento rapido sono stati rilasciati dalla struttura cristallina atomi di nichel e manganese. Nella loro indagine, i ricercatori hanno individuato nell’elettrodo difetti simili a buchi con un diametro fino a 100 micron (0,1 mm). Le aree distrutte in questa maniera non possono più essere utilizzate per lo stoccaggio dell’energia.

Il calore danneggia le batterie al litio

Anche Il surriscaldamento è molto dannoso, in quanto porta a un degrado accelerato delle celle che compongono la batteria. Nei casi più estremi, quando nella batteria vengono superati determinati limiti di temperatura, a causa dell’ebollizione degli elettroliti, questa potrebbe gonfiarsi o addirittura esplodere. È quindi importante fare in modo che la batteria non si surriscaldi durante la fase di carica.

 

Il ruolo del controller di carica

Per minimizzare i danni derivanti dal processo di carica, gli smartphone moderni utilizzano un controller dedicato che monitora il livello di carica della batteria e la potenza erogata. La batteria viene caricata con la massima corrente di carica fino a quando non raggiunge circa il 60%, poi si passa alla ricarica lenta in cui l’intensità di corrente diminuisca progressivamente fino ad annullarsi del tutto al raggiungimento della carica completa.

La funzione di monitoraggio della temperatura implementata dal controller serve esclusivamente a proteggere la batteria impedendole di surriscaldarsi a valori critici, non evita che vengano raggiunte temperature che minano comunque la sua capacità di accumulazione.

Come comportarsi per mantenere la batteria in buone condizioni operative il più a lungo possibile

Innanzitutto bisogna partire dal presupposto che la batteria è da considerarsi un materiale di consumo che deve essere cambiato quando offre prestazioni troppo lontane dai dati di progetto iniziale. Bisogna inoltre considerare che molti produttori di smartphone, Apple in testa, invece che una batteria stanno montando due batterie in parallelo in modo da dimezzare la corrente ricevuta dal caricatore rapido mantenendo gli stessi tempi di ricarica ma con uno stress per ciascun pacco di batterie dimezzato. Partendo da questi presupposti, possiamo comunque comportarci in modo che la sostituzione avvenga il più tardi possibile seguendo alcune semplici regole:

•Usare la ricarica veloce solo quando è strettamente necessario: in condizioni ordinarie, quando abbiamo tempo, magari di notte, mettiamo in carica il telefono col caricabatterie ordinario, quello da 5 watt (5.0 V – 1.0 A). 

Solo se abbiamo fretta utilizziamo il caricabatterie veloce originale da 20 watt: come abbiamo spiegato in un altro articolo, usare caricabatterie non originali è pericoloso.

• Se abbiamo possibilità di caricare il telefono in ufficio, in albergo, in treno o magari utilizzando con il cavo standard o uno certificato da Apple la presa usb del computer facciamolo. La batteria si stressa meno se le ricariche sono frequenti. E se sono brevi ed incomplete è ancora meglio.

•Non utilizziamo la ricarica rapida di notte: sarebbe inutile e dannosa.

• 20% – 80%: il range ottimale. Le batterie al litio si stressano se si devono caricare partendo da un livello inferiore all’20% e nel tratto di ricarica che va dall’80% al 100%. Apple con iOS 13 ha introdotto la carica ottimizzata che consiste nello studiare le abitudini dell’utente così da caricare la batteria fino all’80% e portarla al 100% poco prima che l’utente stacchi l’iPhone dall’alimentatore. Una delle cause principali di deterioramento delle batterie al litio è il lasciarle in carica per molto tempo quando sono già al massimo.

• Meglio non utilizzare il telefono mentre si sta caricando. Scaricare la batteria mentre questa si sta caricando comporta un’usura maggiore.

• Utilizzate il meno possible la ricarica wireless, quando lo fate scegliete caricabatterie wireless certificati per essere utilizzati col vostro dispositivo e centrate perfettamente il campo elettromagnetico posizionando lo smartphone privo di custodia come indicato nel libretto di istruzioni del caricabatterie. La ricarica wireless è sconsigliabile perché scalda la batteria e, a differenza della ricarica col cavo, carica la batteria mentre questa sta facendo funzionare il telefono, cosa che, come abbiamo detto, ne favorisce l’usura. Apple, per ovviare ai problemi derivanti dal non avere accoppiato perfettamente le spirali di ricarica, a partire dal l’iPhone 12 ha realizzato un sistema di allineamento basato su magneti ed ha messo in commercio un caricabatterie specifico.

Claudio Di Tursi

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