Cimperlīgās viedtālruņu baterijas: zinātne vai muļķības?  (10)

Ikdienā Gints Kučinskis strādā Cietvielu fizikas insitūtā, kur ERAF atbalstītā projektā pēta un attīsta modernus materiālus nātrija jonu baterijām ar mērķi uzlabot šādu bateriju elektrodu materiālu veiktspēju. Vairāk par projektu vari uzzināt, klikšķinot šeit. Tā kā padomi par bateriju "veselības" saglabāšanu ir daudzi, izvēlējāmies pāris populārākos. Tas paredz arī nelielu atkāpi no iepriekšējo sērijā "Zinātne vai muļķības" tapušo rakstu formāta, proti, nevis vienu gala verdiktu, bet gan vairākus atsevišķus, jo tik tiešām – dažos no šiem apgalvojumiem ir pa kādam patiesības graudam, savukārt daži ir pilnīgas muļķības. Tālāk skaidro eksperts.

"Jebkuras baterijas darbības pamatā ir ķīmiska reakcija. Malka augstā temperatūrā reaģē ar skābekli un sadeg. Pat vislabāk koptā auto virsbūve mitruma ietekmē sāk rūsēt. Tās ir ķīmiskas reakcijas. Dažas no šādām reakcijām zinātnieki ir iemācījušies "pieradināt", no tām tiešā veidā iegūstot elektrisko strāvu.

Litija jonu baterijās izmanto litija savienojumus. Litija klātbūtne lielā mērā nosaka to, ka šī reakcija ir strauja un agresīva. Tieši augstā reakcijas intensitāte ļauj litija baterijās uzglabāt tik daudz enerģijas, ka šai bateriju tehnoloģijai enerģijas blīvuma ziņā nav konkurentu. Turklāt par reakcijas straujuma radītajām briesmām ikdienā varam neuztraukties – pēdējo 50 gadu laikā zinātnieki izstrādājuši litija materiālus, kas šo bateriju padara pietiekami drošu. Tas nozīmē, ka katrs kabatā var nēsāt telefonu un nebaidīties, ka tajā esošā baterija kuru katru brīdi aizdegsies vai eksplodēs. Tā vietā lielākās raizes cilvēkiem sagādā baterijas ilgmūžība."

"Lai gan pārmērīga uzlāde un izlāde baterijai tiešām var kaitēt, elektroniskās ierīces parasti nodrošina aizsardzību pret abiem šiem gadījumiem. Kaitinoši, kad ar pēdējo baterijas procentu cenšamies izlasīt kādu ''Delfi'' rakstu vai ievietot sociālajos medijos jaunāko selfiju, tomēr tas vajadzīgs, lai aizsargātu bateriju. Savukārt, kad baterija pilnībā uzlādēta, uzlāde tiek pārtraukta automātiski. Ja iekārta paliek pieslēgta pie elektrotīkla arī pēc baterijas uzlādes, parasti tā tiek barota no elektrotīkla. Tādējādi baterija vairs netiek noslogota, tās mūžu paildzinot," skaidro eksperts.

Verdikts: Jā, telefonu var bez bažām ilgstoši turēt pieslēgtu elektrotīklam.

"Daļēji mīts radies vecā tipa niķeļa – kadmija (NiCd) bateriju dēļ, kur pilnīga izlāde atsevišķos gadījumos tiešām bija svarīga, taču tas neattiecas uz mūsdienu baterijām. Patiesībā litija jonu baterijas mūžs regulāras izlādes līdz 0% dēļ var pat samazināties," uzsver eksperts.

"Bateriju lietojot, no viena elektroda uz otru tiek pārvietots litijs. Elektroda materiāli tā rezultātā izplešas un saraujas. Jo dziļāka izlāde, jo lielāka materiāla saraušanās vai izplešanās. Tā rezultātā var zust kontakts starp dažādām elektroda daļām, elektrodi var saplaisāt vai pat ķīmiski sadalīties. Ārēji, protams, baterija izskatās neskarta, taču tās iekšienē var būt notikušas pamatīgas izmaiņas."

Verdikts: Nav taisnība. Litija jonu baterijas nav jāizlādē "sausas". Tas drīzāk var dot pretēju efektu cerētajam.

Pretēji iepriekšminētajam par nepieciešamību veikt pilnīgu izlādi dzirdēts arī, ka bateriju "veselīgi" uzlādēt, kamēr rādītājs nav zem 50 procentiem. Manīts arī, ka dažādās ierīcēs, kurās tiek izmantotas litija jonu baterijas, piemēram, portatīvajos datoros, ir dažādi bateriju saudzējošie režīmi, kas neļauj ierīcei tikt uzlādētai tālāk par 50% vai 80%. Katram ražotājam gan savs, bet faktiski lielākajai daļai moderno viedierīču ir šāds režīms.

"Jo mazākā uzlādes-izlādes diapazonā baterija tiek darbināta, jo ilgāks tās mūžs. Daļēji gan tas atkal noved pie loģiskās sakarības – ja kaut ko lieto mazāk, tas arī nolietojas lēnāk," skaidro eksperts.

Verdikts: Tuvāk taisnībai. Tiesa, 50% gan nav obligāts slieksnis.

Kā viens no regulāri minētajiem priekšlikumiem padomu rakstos par baterijas mūža paildzināšanu ir regulāra ierīces restartēšana. Tam it kā ne tikai jāuzlabo ierīces ātrdarbība, aizverot visas liekās lietotnes, kas palikušas darbojamies fonā, bet aktīvi netiek izmantotas, bet arī jāpaildzina baterijas mūžs.

"Dažreiz gadās, ka, piemēram, kāda uzkārusies telefona lietotne patērē vairāk enerģijas. Šādā gadījumā restarts tiešām palīdz paildzināt laiku, pēc kura nepieciešama nākošā uzlāde, taču tas vairāk saistīts ar elektroniskās ierīces programmatūru, bet ne bateriju.''

Verdikts: Taisnība, bet ne bateriju dēļ.

Vai aukstā laikā baterijas izlādējas ātrāk? Šķiet, šo piedzīvojis katrs viedierīču lietotājs – dodoties pastaigā ziemā un ieliekot gana uzlādētu telefonu apģērba ārējā kabatā, pēc stundas attopamies, ka baterijas "procenti" kaut kur mistiski pazuduši.

"Strāva no baterijas rodas ķīmiskas reakcijas rezultātā. Pazeminoties temperatūrai, palēninās šī reakcija un daļa enerģijas no baterijas vairs nevar tikt iegūta. Piemēram, pie -18 grādiem pēc Celsija būs pieejama tikai puse no tās enerģijas, ko baterija glabātu istabas temperatūrā. Lai izvairītos no šīs problēmas, piemēram, elektriskajās automašīnās bateriju var sildīt. Tas gan ir tikai daļējs risinājums, jo arī sildīšana patērē enerģiju," norāda Kučinskis.

Verdikts: Taisnība. Aukstumā baterijas izlādējas ātrāk.

"Bateriju uzbūves īpatnību dēļ lielākas sekas var radīt aukstumam neatbilstoši strauja bateriju uzlāde. Temperatūrā zem 10 grādiem pēc Celsija uzlāde jāveic lēnāk. Ja kādu iemeslu dēļ uzlāde tiek forsēta, tas var novest pie neatgriezeniskiem baterijas bojājumiem vai pat īssavienojuma. Tomēr parasti viedierīču baterijās ir iebūvēti temperatūras sensori, kas automātiski regulē uzlādes/izlādes strāvu. Tas nozīmē, ka vienkāršam lietotājam par baterijas ilgmūžību aukstumā nav jāuztraucas. Izņēmums ir, ja dodaties kādā polārpētnieka cienīgā pastaigā – daudzas baterijas pie - 40 grādiem pēc Celsija sasalst pilnībā."

Verdikts: Daļēja taisnība.

"Parasti baterijas radītas darbībai 10 – 30 grādu diapazonā pēc Celsija. Pieaugot temperatūrai, palielinās baterijas jauda, jo paātrinās ķīmiskā reakcija, kas to nodrošina. Tomēr siltums paātrina arī baterijas novecošanos. Piemēram, baterijai darbojoties nevis 20, bet gan 40 grādos pēc Celsija, vairāk nekā par trešdaļu samazinās tās mūža ilgums.

Nevajadzētu aizmirst arī, ka baterijās lieto viegli degošus materiālus, tāpēc, baterijai uzsilstot virs vāroša ūdens temperatūras, vajadzētu uztraukties ne tikai par tās ilgmūžību, bet arī savu drošību."

Verdikts: Nav taisnība. Jo siltākā temperatūrā tiek lietotas baterijas, jo ātrāk tā noveco.

Vai pie elektrotīkla pieslēgtu telefonu nav labi izmantot?

"Tādējādi var padarīt baterijas uzlādi lēnāku, jo daļa enerģijas izmantota ierīces darbināšanai, tomēr tas nekādi neietekmēs baterijas mūža ilgumu. Gluži otrādi – piemēram, strādājot ar portatīvo datoru, kurš pievienots elektrotīklam, baterija tiks uzlādēta un pēc tam vairs netiks izmantota, tā paildzinot baterijas mūžu."

Verdikts: Nav taisnība. Ja baterija paliek pieslēgta pie elektrotīkla arī pēc baterijas uzlādes, parasti tā tiek barota no elektrotīkla. Tādējādi baterija vairs netiek noslogota.

"Galvenais secinājums – ikdienas lietošanā par bateriju cimperlīgumu varam neuztraukties. Varbūt vienīgi bez vajadzības nevajadzētu telefonu sildīt. Citādi ir kā ar visu – jo vairāk bateriju lietos, jo ātrāk arī tā nolietosies," rezumē fiziķis.