Перевірено: вересень 2026
Коротка відповідь: що насправді зношує літій-іонну комірку
Заряджання телефона шкодить батареї теплом, а не амперами, і всередині корпусу, який тримається близько кімнатної температури, втрата від швидкого заряду настільки мала, що розчиняється у звичайному старінні. Речі, які справді вкорочують життя комірки, нудніші за фольклор: години при високому рівні заряду, години в спеці, поодинокі глибокі розряди і сам плин часу.
Літій-іонна комірка – це перезаряджуваний електрохімічний елемент, який запасає енергію, переганяючи іони літію між графітовим анодом і металооксидним катодом. Ідеального ККД у цьому процесі немає. Кожен заряд лишає трохи літію замкненим там, звідки він уже не повернеться, і швидкість, з якою це відбувається, задають переважно температура і напруга, а не кількість ампер, обіцяна на коробці зарядного пристрою.
Одночасно йдуть два лічильники. Перший рахує цикли, і тут треба одразу розвести два поняття, що злиплися в побуті. Цикл заряджання – будь-яке підключення до розетки, хоч із 80% до 95%. Повний цикл, він же еквівалентний повний цикл, – обіг енергії, що дорівнює повній ємності комірки, за скільки б підходів він не набрався. Телефон, який щодня добирає з 60% до 100%, витрачає один повний цикл за два з половиною дні, а не два з половиною цикли за день. Усі числа циклічного ресурсу в цій статті стосуються повних циклів.
Другий лічильник рахує дні. Комірка, що лежить у шухляді при рівні заряду 90%, втрачає ємність, не роблячи жодної роботи, і тому дворічний телефон, яким майже не користувалися, може показувати стан акумулятора (battery health) гірший, ніж річний телефон, який експлуатували жорстко. Більшість матеріалів про звички заряджання другий лічильник ігнорують повністю, а він пояснює чималу частку питання «чому стало гірше, ніж було».
Уся стаття в одній таблиці.
| Міф | Вердикт | Що відбувається насправді | Названо джерело |
|---|---|---|---|
| 1. Швидке заряджання вбиває батарею | Правда лише коли комірка холодна або вже гаряча | За помірної температури схема заряду знижує струм раніше, ніж виникне пошкодження; при 0 °C висока швидкість заряду осаджує металевий літій на аноді | Yang et al., PNAS 2018; Gao et al., Frontiers in Energy Research 2022 |
| 2. Заряджати треба завжди до 100 відсотків | Неправда | Вища верхня напруга дає ємність сьогодні і забирає циклічний ресурс; кожен великий виробник телефонів уже вбудував спосіб зупинитися раніше 100% | Battery University BU-808; Apple; Samsung; Google |
| 3. Новому телефону потрібні три повні цикли для калібрування | Неправда | Звичка з нікель-кадмієвої епохи; у літій-іонної хімії немає ефекту пам’яті, а сучасні лічильники заряду вчаться на неповних циклах | Battery University BU-807 і BU-415; Texas Instruments SLUA364B |
| 4. Ніч на зарядці псує батарею | Правда лише якщо телефон лишається гарячим або годинами стоїть на повному заряді | Зарядний пристрій завершує заряд і вимикається, а відновлює його лише після падіння напруги приблизно на 100 мВ; ціна вимірюється годинами при високій напрузі, а не перезарядом | Texas Instruments BQ25170, технічний опис; Google Pixel Help |
| 5. Розряджати в нуль корисно для батареї | Неправда | Глибокий розряд – найгірша побутова звичка з усього списку; нижче приблизно 2,50 В на комірку захисна схема розмикається | Battery University BU-415 і BU-802c |
Як деградує літій-іонна комірка
Основну частину втраченої ємності телефонної батареї пояснюють два механізми: пасивуюча плівка, що з роками товщає на аноді, і металевий літій, який осідає на аноді, коли заряд іде жорсткіше, ніж хімія здатна прийняти. Обидва забирають літій, який інакше зберігав би ваш заряд, і обидва прискорюються з температурою.
Третій механізм, зростання внутрішнього опору, ємності не забирає, але змінює поведінку телефона. Внутрішній опір – це опір, який комірка чинить протіканню струму, вимірюється в міліомах. Що він вищий, то сильніше просідає напруга під навантаженням, і телефон може вимкнутися на показаних 15%, бо процесор запросив сплеск струму, який постаріла комірка не віддала при придатній напрузі.
Зростання шару SEI і що його живить
Тверда електролітна міжфазна плівка, вона ж шар SEI, – це тонка плівка, що утворюється на графітовому аноді в перші ж заряди і повільно росте все подальше життя комірки. Це не дефект. Без неї електроліт безперервно розкладався б на аноді і комірка померла б за тижні. Проблема в тому, що плівка будується з літію, взятого з робочого запасу, тому кожен нанометр зростання – ємність, яка вже не повернеться.
Зростання обмежене дифузією, тобто сповільнюється в міру потовщення плівки. Амелі Крупп із колегами в Journal of Energy Storage за 2021 рік зберігали серійні пакетні комірки NMC/графіт ємністю 64 А·год до 422 днів і описали спад степеневим законом. За перші 220 днів показник степеня склав 0,581, що близько до кореня з часу, очікуваного при дифузійно обмеженому зростанні SEI; на всій дистанції в 422 дні він змістився до 0,789. Підручниковий закон квадратного кореня – добре перше наближення, але не закон.
Живлять зростання SEI температура і потенціал анода, тобто спека і високий рівень заряду. У тій самій роботі комірки, які тримали при 23 °C і рівні заряду 50%, втратили приблизно 0,1-0,3% ємності за понад 400 днів. Комірки при 40 °C і рівні заряду 90% дійшли приблизно до 1% втрати на 200-й день, а далі крива пішла вгору. Це пакетні комірки в лабораторії, а не телефон у кишені, і абсолютні числа переносити не можна. Переноситься ранжування: тепле і повне гірше за прохолодне і наполовину порожнє, щоразу.
Осадження металевого літію і коли воно стається
Осадження металевого літію, або літієвий плейтинг, – це випадання металевого літію на поверхню анода замість вбудовування в графіт, і стається воно, коли іони літію приходять до анода швидше, ніж графіт устигає їх прийняти. Дайте достатній струм або охолодіть комірку так, щоб сповільнилася дифузія, і потенціал анода впаде нижче 0 В відносно Li/Li+. Із цього моменту осадження стає термодинамічно вигідним, і на поверхні починає наростати метал.
Частина цього металу знову підключається до роботи при наступному розряді. Частина не підключається, і те, що лишилося, коштує вдвічі дорого: це літій, викреслений із запасу, і водночас свіжа реакційна поверхня, на якій росте новий SEI. У важких випадках відкладення формують дендрити, здатні дорости до сепаратора, і саме цей сценарій стоїть за попередженнями про заряджання на морозі.
Сяо-Гуан Ян із колегами з Пенсильванського університету в PNAS за 2018 рік циклували серійні комірки 9,5 А·год тягового класу за швидкості заряду 3,5 C і температури 0 °C. Контрольні комірки втратили 20% ємності за 50 циклів. Конструкція комірки, яка перед прийманням заряду сама себе підігріває, відпрацювала 4500 циклів у тих самих номінальних умовах із втратою менш ніж 20%. Та сама швидкість заряду, та сама температура середовища, різниця в ресурсі на два порядки, і єдиною значущою змінною була температура електродів у момент, коли пішов струм.
Гао з колегами, моделюючи комірку NCA/графіт у Frontiers in Energy Research за 2022 рік, оцінили короткострокову ціну: заряд при 3-5 C і 0 °C коштував майже 10% доступної ємності, що пішла лише на осадження літію в перших циклах. Їхня модель показала ще й те, що осадження домінує в перших циклах, а далі естафету приймає потовщення SEI. При 25 °C і 1-2 C їхній розрахунок дав мінімальне осадження.
Чому тепло стоїть за обома механізмами
Тепло безпосередньо прискорює зростання SEI, і тепло ж вирішує, чи спричинить дана швидкість заряду осадження літію. Обидва механізми підпорядковані кінетиці Арреніуса, тобто їхні швидкості зростають з температурою приблизно експоненційно.
Незручність у тому, що для холодної погоди ці два ефекти дивляться в різні боки. Холод сповільнює зростання SEI, і тому зберігати комірки в прохолоді – хороша порада. Холод же сповільнює дифузію літію в графіт, а це рівно те, що спричиняє осадження при заряді. Комірка при 0 °C старіє повільно і водночас перебуває в найгіршому стані для приймання швидкого заряду. Battery University вважає підвищеною для літій-іонної комірки будь-яку температуру вище 30 °C, а власне керівництво Apple задає безпечний діапазон навколишньої температури для iPhone у 0-35 °C і попереджає, що вище 35 °C ємність батареї може постраждати невідворотно.
Назване обмеження всього сказаного вище: жодне з цих чисел не виміряне на телефоні. Вони отримані на випробуваннях рівня комірки і рівня батарейного блока, де температуру контролюють із точністю, недосяжною для пристрою в кишені.
Міф 1. Швидке заряджання вбиває батарею
Правда лише коли комірка холодна або вже гаряча. За комфортної температури комірки справна система заряду не дасть вам зіпсувати батарею швидким зарядним пристроєм, бо струм задає система, а не зарядка.
Цей пункт губиться найчастіше. Зарядний пристрій із написом 65 Вт пропонує верхню межу. Система керування батареєю (BMS), тобто контролер, який стежить за напругою, струмом і температурою комірки та задає профіль заряду, домовляється про те, скільки насправді візьме. Будь-яка масова реалізація швидкого заряду заганяє високий струм в область низького рівня заряду, де в аноді повно вільних місць і ризик осадження мінімальний, а вище приблизно 60-80% різко знижує струм. Заявлена потужність описує перші десять хвилин, а не весь заряд.
Що швидке заряджання робить з температурою комірки
Два джерела тепла постійно плутають, і їх розділення – найкорисніше, що є в цій статті.
Перше джерело – омічний і ентропійний нагрів усередині самої комірки від струму, що тече крізь внутрішній опір. Ось це тепло швидке заряджання справді створює, воно росте як квадрат струму і максимальне на початку заряду, коли струм найбільший.
Друге джерело – усе решта: температура довкола, пряме сонце, товстий чохол, втрати в котушці бездротового майданчика і власний процесор телефона, якщо ви граєте, не відключаючись від розетки. Друга категорія регулярно переважує першу. Документація Google для Pixel прямо каже, що телефон нагрівається на зарядці, і радить не тримати його підключеним довше за потрібне, а Apple попереджає, що заряджання в чохлах деяких типів створює надлишкове тепло, здатне вплинути на ємність батареї.
Публічно доступного первинного вимірювання температури комірки телефона залежно від потужності заряджання нам знайти не вдалося, а отже, точка, в якій швидше заряджання відчутно піднімає температуру комірки конкретного телефона, підтвердження не має. Підтверджений захисний шар. Контролери заряджання відстежують температуру комірки через термістор і припиняють заряд за межами вікна, зазвичай 0-45 °C у референсній схемі Texas Instruments BQ25170, і знижують струм заряду, коли кристал мікросхеми доходить до межі теплової регуляції. Google документує цю поведінку і на рівні продукту: Pixel, який заряджається годинами при високій температурі, сам обмежує себе приблизно 70-80%.
Коли воно таки шкодить
Справжній небезпечний випадок – холод. Заряд комірки нижче приблизно 5 °C на високій швидкості – це те місце, де осадження літію перестає бути курйозом із моделювання. У PNAS за 2018 рік воно коштувало 20% ємності за 50 циклів, але число отримане за швидкості заряду 3,5 C і температури 0 °C на комірці 9,5 А·год тягового класу. На телефон ця величина не переноситься: телефон заряджається на 1-2 C.
Для телефона це здебільшого сюжет про машину взимку: пристрій кілька годин пролежав на холоді, ви вмикаєте його в автомобільну зарядку, а комірка все ще вуличної температури. Більшість сучасних телефонів це розпізнають і відмовляться заряджати або знизять струм: працююча функція, а не поломка.
Другий випадок шкоди – складене тепло. Швидке заряджання, у чохлі, на сонці, з увімкненою навігацією. Кожна з цих умов окремо є стерпною. Разом вони виштовхують температуру комірки в діапазон, де зростання SEI прискорюється вимірювано.
Чесне обмеження поради «швидке заряджання не страшне»: вона припускає, що тепловий контроль і схема заряду телефона справні, а кабель і адаптер коректно відпрацьовують стандартний протокол узгодження. Пошкоджений кабель або невідповідний стандарту адаптер, що ігнорує узгодження, – інша ситуація, і оцінити її для конкретного виробу ця стаття не може.
Міф 2. Заряджати треба завжди до 100 відсотків
Неправда. Заряд до 100% зручний і дає вам усю ємність, за яку ви заплатили, але для комірки він вимірювано важчий за зупинку раніше, і кожен великий виробник телефонів уже постачає налаштування, яке зупиняє заряд навмисно.
Механізм у напрузі, а не у відсотках. Телефон, що показує 100%, тримає свою комірку на максимальній розрахунковій напрузі або близько неї, зазвичай 4,20 В або 4,35 В на комірку залежно від хімії. Високий потенціал анода прискорює побічні реакції, що ростять SEI, і робить це рівно стільки, скільки комірка там стоїть. Джефф Дан у цитаті на Battery University формулює прямо: напруга вище 4,10 В на комірку за підвищеної температури спричиняє руйнування, яке може виявитися шкідливішим за циклування.
Що верхня межа напруги робить із циклічним ресурсом
Одним-двома реченнями це не витягти, а числами витягується. Зверніть увагу: джерела нижче визначають циклічний ресурс по-різному і виміряні в різних умовах, через що абсолютні числа розходяться, а напрямок ні.
| Верхня межа заряду | Заявлені цикли | Визначення кінця ресурсу | Заявлені умови випробування | Джерело |
|---|---|---|---|---|
| 4,20 В на комірку (100% запасеної енергії) | 300-500 | не вказано | не вказані | Battery University BU-808, таблиця 4 |
| 4,13 В на комірку (90% запасеної енергії) | 400-700 | не вказано | не вказані | Battery University BU-808 |
| 4,06 В на комірку (81% запасеної енергії) | 600-1000 | не вказано | не вказані | Battery University BU-808 |
| 4,00 В на комірку (73% запасеної енергії) | 850-1500 | не вказано | не вказані | Battery University BU-808 |
| 3,92 В на комірку (65% запасеної енергії) | 1200-2000 | не вказано | не вказані | Battery University BU-808 |
| 3,85 В на комірку (60% запасеної енергії) | 2400-4000 | не вказано | не вказані | Battery University BU-808 |
| 4,15 В на комірку, одиночна комірка 18650 | 1500 | вище 81% початкової ємності | заряд 0,3 C, розряд 1 C, 25 °C | Технічний опис Panasonic NCR18650BD-Improved |
| Рівень пристрою, iPhone 14 і старші | 500 | 80% початкової ємності | «в ідеальних умовах», без уточнення | Apple |
| Рівень пристрою, iPhone 15 | 1000 | 80% початкової ємності | «в ідеальних умовах», без уточнення | Apple |
| Рівень пристрою, iPad, MacBook, Apple Watch | 1000 | до 80% початкової ємності | не вказані | Apple |
Рядки Battery University несуть правило, яке варто запам’ятати, і застереження, яке варто запам’ятати міцніше. Правило: кожні 0,10 В зниження нижче 4,20 В на комірку приблизно подвоюють число циклів при меншій запасеній ємності. Застереження: ця таблиця опублікована без умов випробування, без температури, без струму розряду, без глибини розряду, тому вона показує форму залежності, а не набір чисел, за якими можна планувати. Рядок із технічного опису Panasonic – зворотний випадок: повністю описане вимірювання одного типу комірки, яке нічого не каже про комірку у вашому телефоні.
Глибина розряду рухає той самий важіль з іншого боку. Дані Battery University для хімії NMC дають приблизно 300 циклів до 70% ємності за глибини розряду 100%, близько 600 за глибини 60%, близько 1000 за 40% і порядку 2000 за 20%. Мілкі цикли дешеві. Це і є справжній аргумент за звичку 20-80%, і аргумент цей про сумарний обіг енергії, а не про магічне число.
Навіщо виробники додали обмеження заряду
Три компанії, три реалізації, одна фізика.
Apple дозволяє задати межу заряду в діапазоні від 80% до 100% кроком 5% і окремо тримає оптимізоване заряджання, яке приблизно за 14 днів вивчає ваш розпорядок і відкладає заряд вище 80% до моменту незадовго до вашого звичного відключення від розетки. Заявлена Apple причина – скоротити час, який iPhone проводить повністю зарядженим. Одна деталь знадобиться далі: якщо ви поставили межу нижче 100%, iPhone, за словами Apple, зрідка все одно зарядиться до 100%, щоб зберегти точність оцінки рівня заряду.
Захист батареї в Samsung One UI має три режими. Базовий зупиняється на 100% і не відновлює заряд, доки рівень не впаде до 95%. Максимальний зупиняється на 80%. Адаптивний використовує максимальний, поки ви спите, і перемикається на базовий перед вашим пробудженням. Заявлена Samsung причина: тривале утримання батареї на повних 100% скорочує строк її служби.
Google пропонує обмеження заряду на рівні 80% на Pixel 6a і новіших плюс адаптивне заряджання, яке вночі тримає рівень нижче і добирає до 100% приблизно за годину до вашого звичного підйому.
Назване обмеження: стеля в 80% забирає у вас 20% денного часу роботи, щодня, назавжди, в обмін на сповільнення втрати ємності, яке ви не зможете помітити раніше ніж через рік. Тому, хто закінчує день на 40%, ця угода дістається безкоштовно. Тому, у кого телефон сідає до шостої вечора, це реальна щоденна плата за вигоду з великим запізненням.
Міф 3. Новому телефону потрібні три повні цикли для калібрування
Неправда, і неправда вже близько двадцяти п’яти років. Ця порада – нікель-кадмієва звичка, що пережила хімію, якій належала.
Звідки це пішло і чому більше не працює
У нікель-кадмієвих батарей була справжня проблема, схожа на забудькуватість. Повторювані неглибокі розряди дозволяли кристалам в електроді вирости приблизно з 1 мікрона до 50-100 мікронів, і ці збільшені кристали ховали активну речовину від електроліту. Battery University описує отриману поведінку так: комірка запам’ятовує, скільки енергії забирали в попередніх розрядах, і відмовляється віддавати більше, а напруга обривається вниз наче на знак протесту. Стандартними ліками був навмисний глибокий розряд до 1 В на комірку раз на один-три місяці; у галузі це називали тренуванням батареї. Нікель-металогідридні батареї, з’явившись на початку 1990-х, успадкували пом’якшену версію тієї самої проблеми.
Потім прийшли літій-іонні батареї, а проблема з ними не прийшла. Керівництво Battery University із заряду прямо стверджує, що в літій-іонної хімії немає пам’яті і що неповний заряд не завдає шкоди. Механізму зростання кристалів, який треба було б обертати назад, тут немає, отже, трьом ініціюючим циклам нічого лагодити.
Зі старої поради вціліло, у куди вужчому вигляді, калібрування лічильника заряду, і це зовсім не те саме, що тренування хімії. Лічильник заряду (fuel gauge) – це схема, що оцінює залишок заряду; їй потрібні опорні точки, і бере вона їх із повних зарядів і з довгих періодів спокою. Google просить власників Pixel повністю заряджати телефон кожен десятий цикл і лишати його підключеним не менш ніж на 30 хвилин після того, як екран покаже 100%, саме заради точності лічильника. Apple іде автоматичним шляхом: iPhone сам зрідка добирає до 100%, коли задано межу заряду.
Це задачі програмної гігієни. Вони покращують точність числа на вашому екрані. Вони не додають ємності, не тренують комірку, і виконання їх три рази на новому телефоні не дає рівно нічого.
Міф 4. Ніч на зарядці псує батарею
Правда лише якщо телефон лишається гарячим або годинами стоїть на 100%, і неправда в тому сенсі, який зазвичай вкладають: нібито зарядний пристрій далі вганяє енергію в повну батарею.
Що робить схема заряду, коли комірка заповнена
Заряд іде за схемою CC/CV (постійний струм, потім постійна напруга) і закінчується виходом. Перша стадія – постійний струм: зарядний пристрій дає фіксований струм, напруга комірки росте. Друга стадія – постійна напруга: щойно комірка дійшла до напруги регулювання, зарядний пристрій утримує цю напругу, а струм спадає сам у міру наповнення.
Потім усе зупиняється. У Texas Instruments BQ25170, типовому зарядному контролері для однієї комірки, заряд завершується, коли струм падає нижче 10% від запрограмованого струму швидкого заряду, і технічний опис зазначає, що лінійний регулятор вимикається і мікросхема переходить у черговий режим. Заряд відновлюється лише після падіння напруги комірки нижче порога дозаряду, заданого в 75-125 мВ нижче напруги регулювання, з типовим значенням 100 мВ для літій-іонної хімії. Ніхто нічого нікуди не вганяє. Підзаряду малим струмом у тому сенсі, в якому він є в нікелевої хімії, тут немає, і літій-іонна комірка не здатна поглинати безперервний перезаряд так, як нікелева здатна його розсіювати.
Телефон, увімкнений у розетку о третій ночі, не перезаряджається. Він зайнятий іншим, повільним і нудним: стоїть при високій напрузі, теплий, шість або сім годин, і повторює це щоночі. Поверніться до даних Крупп, де різниця між рівнем заряду 50% і 90% виразно проявилася на комірках, які більше нічим не займалися. Ось справжня ціна нічної звички, і саме заради неї існують оптимізоване заряджання та адаптивне заряджання. Обидва створені, щоб скоротити години на 100%, а не запобігти перезаряду, якого й не було.
Нагрів під час нічного заряджання заслуговує окремої згадки, бо це та змінна, якою ви керуєте. Телефон, що заряджається під подушкою або на ліжку, не може віддати тепло, а керівництво Google прямо пов’язує нагрів із витратою заряду, здатною пошкодити батарею. Тверда поверхня, а не м’яка. З-під ковдри назовні.
Назване обмеження: на телефоні без функції обмеження заряду і без планувальника порада «не лишай його на зарядці на ніч» не погана, вона просто цілиться не в той механізм. Лікується час при повному заряді, а не вилка в розетці.
Міф 5. Розряджати в нуль корисно для батареї
Неправда, і це найгірше з усього списку, що можна зробити з коміркою навмисно. Глибокий розряд пошкоджує літій-іонні комірки і не дає натомість нічого.
Глибокий розряд і чому він протилежний користі
Керівництво Battery University із заряду не делікатничає: глибокий розряд зношує батарею, а частковий розряд кращий за повний. Наведені вище числа за глибиною розряду переводять це в цифри. Приблизно 300 циклів за глибини розряду 100% проти приблизно 2000 за глибини 20% для однієї й тієї самої хімії NMC означають, що один і той самий сумарний обіг енергії коштує комірці в кілька разів дорожче, якщо брати його повними розмахами.
Нижче позначки 0% є друга, жорсткіша біда. Те, що телефон показує як 0%, не порожня комірка: програма резервує запас і вимикає пристрій, поки комірка ще тримає заряд. Але лишіть телефон вимкненим і забутим, і саморозряд продовжить свою справу. Керівництво Battery University із розряду зазначає, що цей пільговий період може тягнутися кілька місяців, доки саморозряд не опустить комірку приблизно до 2,50 В, а тоді захисна схема розмикається і більшість збірок стають непридатними для звичайного зарядного пристрою. Це вже не деградація ємності. Це мертвий пристрій, який звичайна зарядка не оживить.
Практична версія: телефон, що пролежав на 0% вихідні, у порядку. Телефон, що пролежав на 0% у шухляді півроку, може не повернутися. Керівництво Apple із тривалого зберігання радить спершу зарядити приблизно до 50%, і логіка тут двостороння: достатньо низько, щоб обмежити старіння від напруги, достатньо високо, щоб не підійти до порога відсічки.
Назване обмеження: єдине законне застосування повного розряду – калібрування лічильника заряду, а це програмна поправка, а не користь для хімії, і робити її варто щонайбільше кілька разів на рік і тільки на пристрої, який про це просить.
Чому батарея сідає так швидко і чому це інша проблема
Батарея, що швидко порожніє, зазвичай упирається у витрату, а не в ємність, і лікуються ці дві речі геть по-різному. Українською «батарея сіла» означає і те й інше водночас, тому межу варто провести явно. Деградація ємності – це скільки енергії комірка в принципі здатна зберігати, і зменшується вона поступово й невідворотно. Швидкий розряд – це швидкість, з якою телефон витрачає те, що в комірці є, і вона може змінитися за добу. Телефон, який минулого місяця жив 14 годин, а цього тижня живе 5, не втратив 60% ємності комірки за чотири тижні, бо літій-іонні комірки так не деградують.
Втрата ємності проти витрати енергії
Деградація ємності – це невідворотне зниження заряду, який комірка здатна зберігати, вимірюване відносно її початкової паспортної ємності. Іде вона темпом в одиниці відсотків на рік за звичайної експлуатації. Витрата енергії – це те, як швидко щось цю ємність витрачає, і вона здатна подвоїтися за ніч через один здурілий застосунок, через втрату стільникової мережі або через налаштування екрана.
Між ними стоїть зростання внутрішнього опору і плутає картину. Постаріла комірка з високим внутрішнім опором може зберігати майже всю ємність і все одно гасити телефон раніше часу під важким навантаженням, бо напруга провалюється, коли процесор бере сплеск струму. Користувач читає це як раптову смерть батареї при начебто нормальному показнику ємності.
| Симптом | Знос комірки чи витрата енергії | Що перевірити |
|---|---|---|
| Час роботи різко впав за дні або тижні | Витрата енергії, майже напевно | Витрата за застосунками в налаштуваннях, нещодавно встановлені застосунки, нещодавнє оновлення системи |
| Час роботи знижувався поступово за 18-24 місяці | Знос комірки | Показник стану акумулятора або максимальної ємності, число циклів |
| Телефон раптово вимикається на 20-30% | Знос комірки, високий внутрішній опір | Показник стану акумулятора; чи групуються вимкнення в холодну погоду або під навантаженням |
| Телефон гріється, лежачи без діла в кишені | Витрата енергії | Фонова активність, слабкий стільниковий сигнал, що змушує тримати високу потужність передавача, завислий застосунок |
| Батарея сідає за ніч із вимкненим екраном | Витрата енергії | Фонове оновлення застосунків, налаштування синхронізації, носимий пристрій або аксесуар, що утримує з’єднання |
| Заряджається до 100% підозріло швидко | Знос комірки | Показник стану акумулятора; менша корисна ємність наповнюється швидше |
| Відсотки падають великими сходинками | Похибка оцінки лічильника заряду, не обов’язково перше чи друге | Чи був нещодавно повний заряд; поведінка лічильника після повного циклу |
Що перевірити, перш ніж винуватити батарею
Почніть із витрати за застосунками: її показує будь-яка мобільна операційна система. Один застосунок, що забрав 40% денної витрати, виявляється відповіддю частіше, ніж комірка.
Рівень сигналу недооцінюють дарма. Телефон у зоні слабкого покриття піднімає потужність передавача, щоб утримати зв’язок, і робить це безперервно, у вас у кишені, з погашеним екраном. Тому батарея може виглядати нормальною вдома і жахливою в конкретному офісі.
Перевірте, чи не збіглося падіння з оновленням системи: свіжооновлена система день або два переіндексовує файли і переоптимізовує застосунки, і підвищена витрата в цьому вікні тимчасова. Погоду перевірте теж: низька температура повітря тимчасово зменшує доступну ємність, і заряд повертається після відігріву.
Назване обмеження: ніщо з переліченого не виключає справді зношеної комірки, і самі по собі ці перевірки не відрізнять межову батарею від здорової. Якщо показник стану акумулятора низький, а вимкнення стаються під навантаженням, відповідь у комірці.
Що справді допомагає, за силою ефекту
Якщо ранжувати за величиною ефекту, список короткий: тримайте комірку прохолодною, подалі від країв діапазону заряду, уникайте глибоких розрядів і перестаньте перейматися ватами зарядки. Решта шум.
| Чинник | Напрямок ефекту | Наскільки сильний | Що реально може зробити користувач |
|---|---|---|---|
| Температура комірки при заряді і роботі | Вища температура – швидша втрата ємності, приблизно експоненційно | Найсильніший одиничний чинник; дані Battery University зі зберігання дають 20% втрати за рік при 25 °C і повному заряді проти 35% при 40 °C | Зняти чохол на час важкого заряджання, прибрати телефон із сонця і з м’якої постелі, не грати під час швидкого заряду |
| Час при високому рівні заряду | Більше часу біля 100% – швидша втрата | Сильний; числа зберігання Battery University дають 20% втрати при повному заряді і 25 °C за рік проти 4% при рівні заряду 40% | Користуватися вбудованим обмеженням заряду або оптимізованим заряджанням; у звичайні дні заряджати до 80-90% |
| Глибина розряду за цикл | Глибший розмах – менше циклів | Сильний; приблизно 300 циклів за глибини 100% проти приблизно 2000 за глибини 20% для NMC, за Battery University | Підзаряджати потроху, а не висаджувати досуха і наповнювати наново |
| Заряд за низької температури комірки | Заряд холодної комірки осаджує літій | Важкий, коли стається; 20% втрати за 50 циклів при 3,5 C і 0 °C на комірці 9,5 А·год тягового класу, за Yang et al. 2018; телефон заряджається на 1-2 C | Дати холодному телефону зігрітися перед швидким зарядом; зазвичай телефон забезпечує це сам |
| Календарний час | Ємність падає з часом незалежно від використання | Помірний і невідворотний; приблизно як корінь із часу в перші місяці, за Krupp et al. 2021 | Нічого, крім зберігання запасних пристроїв у прохолоді і близько 50% |
| Потужність зарядного пристрою | Мало прямого впливу за помірної температури | Слабкий; струм задає власний контролер телефона, і вище приблизно 60-80% він його знижує | Взяти зарядку, що відповідає стандарту, і перестати про це думати |
| Число повних розрядів до 0% | Кожен коштує дорого | Помірний і повністю уникний | Заряджати до того, як телефон вимкнеться сам; не лишати його розрядженим на місяці |
Календарне старіння заслуговує на власні числа, бо саме його майже ніхто не враховує. Таблиця зберігання Battery University, виміряна за рік, лишається найзрозумілішим опублікованим зведенням:
| Температура зберігання | Збережена ємність при заряді 40% | Збережена ємність при заряді 100% |
|---|---|---|
| 0 °C | 98% | 94% |
| 25 °C | 96% | 80% |
| 40 °C | 85% | 65% |
| 60 °C | 75% | 60% (через 3 місяці) |
Нижній рядок прочитайте двічі. Комірка, що зберігалася гарячою і повною, втрачає за три місяці більше, ніж прохолодна і наполовину заряджена втрачає за рік. Battery University не публікує ні тип комірки, ні методику вимірювання за цією таблицею, тому вважайте її формою залежності, а не специфікацією, і дивіться розділ про суперечності нижче, де наведене рецензоване дослідження з абсолютними числами на порядок меншими.
Звичка 20-80% випливає з усього цього, а не є окремим правилом. Тримаючись усередині цієї смуги, ви скорочуєте час при високій напрузі, лишаєте глибину розряду мілкою і тримаєтеся подалі від обриву глибокого розряду. Ціна реальна: ви свідомо носите телефон, у якого доступно 60% паспортного часу роботи. Тому, чий день справді потребує повного заряду, варто заряджати повністю і не картати себе, бо телефон, що помер о четвертій дня, – гірший результат, ніж батарея на 88% стану через два роки замість 91%.
Як читати показник стану акумулятора і не обманутися
Відсоток стану акумулятора у вашому телефоні – це оцінка, видана алгоритмом, а не вимірювання, зняте з комірки. Він корисний як тренд на дистанції місяців і майже беззмістовний як показання в окремо взятий день.
Ось як вона будується. Алгоритм Impedance Track від Texas Instruments, показовий для будови сучасних лічильників заряду, виводить повну хімічну ємність як Qmax = пропущений заряд, поділений на різницю двох вимірювань глибини розряду, знятих у двох точках спокою. Оновлювати це число коли заманеться лічильник не може. Керівництво із застосування перелічує умови: комірка має бути добре розслаблена, що визначено як дрейф напруги нижче 4 мікровольт за секунду або п’ятигодинне очікування; заряд, пропущений між двома опорними точками, має перевищувати 37% розрахункової ємності; температура має бути між 10 °C і 40 °C; і жодне з двох опорних вимірювань не має потрапити у вікно 3737-3800 мВ, де крива напруги надто пласка, щоб прочитати за нею рівень заряду.
Числа точності з того самого документа пояснюють стрибки. Свіжий лічильник стартує з максимальною похибкою 100%. Після першої фази навчання заявлена максимальна похибка падає до 5%, після того як вивчені обидва параметри, – до 1%, а далі знову росте приблизно на 1% кожні 20 циклів, доки не станеться наступне оновлення.
Звідси три наслідки.
Відсоток, який два місяці стояв на місці, а потім за день упав на три пункти, майже напевно щойно пройшов оновлення навчання. Ємність не обвалилася того ранку; оцінка наздогнала реальність, накопичену за тижні.
Телефон, який не отримує довгого спокою при стабільній температурі або не пропускає достатньо заряду за один захід, може довго обходитися без оновлень і показувати протухле число. Саме тому Google просить власників Pixel про повний заряд кожен десятий цикл, а Apple дозволяє обмеженому iPhone зрідка добирати до 100%.
Порівнювати своє число з числом знайомого беззмістовно. Різні лічильники, різна історія навчання, різне округлення.
Назване обмеження: ніщо з цього не каже, чи можна довіряти показнику стану акумулятора конкретного телефона, бо виробники не публікують ні точний алгоритм, ні умови оновлення, які використовують їхні пристрої. Документація Texas Instruments описує широко застосовуваний підхід, а не обов’язково той, що стоїть у вашому апараті.
Підсумок
Звички заряджання важать набагато менше, ніж середовище, в якому живе батарея. Телефон, що заряджається найшвидшим адаптером із відповідних стандарту, але прибраний від сонця, вийнятий із гарячої кишені і підзаряджений до того, як сяде насухо, переживе телефон, який заряджали повільно і бережно, а потім лишили на передній панелі машини влітку.
Якщо міняти щось одне, міняйте тепловий режим: знімайте чохол на час довгих швидких заряджань і не кладіть телефон на м’яке на ніч. Якщо міняти друге, увімкніть те обмеження заряду, яке у вашому телефоні вже є, і прийміть втрату часу роботи. Якщо ні те ні інше не лягає у ваш день, заряджайте до 100% і користуйтеся телефоном, бо дворічна батарея на 85% стану – нормальна батарея, а не пошкоджена.
Число, яке ніхто не хоче чути: частина втрат ніколи й не була у вашій владі. Календарне старіння йде незалежно від того, добре ви заряджаєте чи погано, і телефон, що провів два роки в теплій кімнаті, втрачав ємність, поки просто лежав.
Часті запитання
Чи шкідливо лишати телефон на зарядці на ніч?
Не в тому сенсі, який зазвичай мають на увазі. Зарядний пристрій завершує заряд, коли комірка повна, і відновлює його лише після падіння напруги приблизно на 100 мВ, тож у повну батарею нічого не вганяється. Справжня ціна – шість або сім годин, які комірка проводить при високій напрузі, і саме їх скорочують оптимізоване заряджання на iPhone, адаптивне заряджання на Pixel і захист батареї на Galaxy. Тверда поверхня замість подушки важить більше, ніж вилка в розетці.
Чи треба заряджати телефон до 100 відсотків?
Можна, і щоразу це коштує трохи циклічного ресурсу. Числа Battery University кажуть, що зниження верхньої напруги заряду на 0,10 В на комірку приблизно подвоює досяжне число циклів ціною частини ємності, і всі три великі виробники телефонів уже постачають функцію обмеження заряду саме тому. Якщо ви регулярно закінчуєте день із запасом, стеля в 80-90% дістається майже задарма. Якщо вам потрібен повний бак, беріть повний.
Чи правда, що швидке заряджання зношує батарею сильніше за повільне?
За нормальної температури майже ні. Система керування батареєю (BMS) сама вирішує, скільки струму прийняти, і знижує його задовго до повного заповнення, тож потужність зарядки визначає здебільшого швидкість першої половини. Справді шкідливим швидке заряджання стає на холодній комірці, де літій осідає на аноді замість того, щоб увійти в графіт, і коли тепло складається з сонця, товстого чохла і важкого навантаження.
Чому стан акумулятора впав на 3 відсотки за тиждень?
Майже напевно тому, що лічильник заряду провів оновлення навчання, а не тому, що комірка втратила 3% ємності за сім днів. Лічильники оновлюють свою оцінку ємності лише за виконання суворих умов, включно з довгим спокоєм і достатнім пропущеним зарядом за один захід, тому показане число відстає від реальності, а потім наздоганяє її сходинкою. Дивіться на тренд за кілька місяців і не зважайте на окремі стрибки.
Чи можна користуватися телефоном під час заряджання?
Шкодить не заряд, а складене тепло. Процесор під навантаженням, поки в комірку тече струм, ставить два джерела тепла в одну алюмінієву рамку, а тепло – найсильніший одиничний чинник втрати ємності. Легке використання нешкідливе. Ігри або навігація під час швидкого заряду, особливо в чохлі, – той самий сценарій, якого варто уникати.
Чи треба іноді розряджати телефон у нуль?
Ні. Глибокі розряди коштують у кілька разів дорожче за ємністю на одиницю відданої енергії, ніж мілкі, а телефон, що пролежав на 0% місяцями, може саморозрядитися до точки, де захисна схема розмикається і звичайний зарядний пристрій його не запустить. Єдина причина прогнати повний цикл – дати лічильнику заряду опорну точку, і одного-двох разів на рік для цього досить.
Чи шкодить бездротове заряджання батареї сильніше за дріт?
Безпосередньо ні, але воно додає тепла, бо енергія, втрачена в котушках, перетворюється на нагрів просто біля корпусу телефона. Публічно доступного первинного вимірювання, що порівнює температуру комірки конкретного телефона при бездротовому і дротовому заряджанні, нам знайти не вдалося, тому розмір ефекту підтвердження не має. Ставтеся до бездротового майданчика як до будь-якого іншого джерела тепла і віддавайте перевагу вентильованій підставці перед пласким майданчиком у теплій кімнаті.
Чому батарея раптом почала сідати так швидко?
Раптовий швидкий розряд – проблема витрати, а не ємності, бо за тиждень комірки помітної ємності не втрачають. Перевірте спершу витрату за застосунками, потім рівень стільникового сигналу, оскільки телефон у зоні слабкого покриття безперервно тримає підвищену потужність передавача. Якщо зміна почалася після оновлення системи, дайте йому два дні, перш ніж робити висновки.
