Техника и быт

Пять мифов о зарядке литий-ионных батарей и что изнашивает их на самом деле

28 мин чтения

Проверено: сентябрь 2026

Короткий ответ: что на самом деле изнашивает литий-ионную ячейку

Зарядка телефона вредит батарее теплом, а не амперами, и внутри корпуса, который держится около комнатной температуры, потеря от быстрого заряда настолько мала, что растворяется в обычном старении. Вещи, которые действительно укорачивают жизнь ячейки, скучнее фольклора: часы, проведённые при высоком уровне заряда, часы в жаре, редкие глубокие разряды и просто течение времени.

Литий-ионная ячейка — это перезаряжаемый электрохимический элемент, который запасает энергию, перегоняя ионы лития между графитовым анодом и металлооксидным катодом. Идеального КПД в этом процессе нет. Каждый заряд оставляет немного лития запертым там, откуда он уже не вернётся, и скорость, с которой это происходит, задают в основном температура и напряжение, а не количество ампер, обещанное на коробке зарядного устройства.

Одновременно идут два счётчика. Первый считает циклы, и здесь надо сразу развести два понятия, слипшихся в обиходе. Цикл заряда — любое подключение к розетке, хоть с 80% до 95%. Полный цикл, он же эквивалентный полный цикл, — оборот энергии, равный полной ёмкости ячейки, за сколько бы подходов он ни набрался. Телефон, который каждый день добирается с 60% до 100%, тратит один полный цикл за два с половиной дня, а не два с половиной цикла за день. Все цифры циклического ресурса в этой статье относятся к полным циклам.

Второй счётчик считает дни. Ячейка, лежащая в ящике при уровне заряда 90%, теряет ёмкость, не делая никакой работы, и поэтому двухлетний телефон, которым почти не пользовались, может показывать состояние аккумулятора (battery health) хуже, чем годовалый телефон, который эксплуатировали жёстко. Большинство материалов про привычки зарядки второй счётчик игнорируют полностью, а он объясняет изрядную долю вопроса «почему стало хуже, чем было».

Вся статья в одной таблице.

МифВердиктЧто происходит на самом делеНазванный источник
1. Быстрая зарядка убивает батареюВерно только когда ячейка холодная или уже горячаяПри умеренной температуре схема заряда снижает ток раньше, чем возникнет повреждение; при 0 °C высокая скорость заряда осаждает металлический литий на анодеYang et al., PNAS 2018; Gao et al., Frontiers in Energy Research 2022
2. Заряжать нужно всегда до 100 процентовНеверноБолее высокое верхнее напряжение даёт ёмкость сегодня и отнимает циклический ресурс; каждый крупный производитель телефонов уже встроил способ остановиться раньше 100%Battery University BU-808; Apple; Samsung; Google
3. Новому телефону нужны три полных цикла для калибровкиНеверноПривычка из никель-кадмиевой эпохи; у литий-ионной химии нет эффекта памяти, а современные счётчики заряда учатся на неполных циклахBattery University BU-807 и BU-415; Texas Instruments SLUA364B
4. Ночь на зарядке портит батареюВерно только если телефон остаётся горячим или часами стоит на полном зарядеЗарядное устройство завершает заряд и отключается, а возобновляет его только после падения напряжения примерно на 100 мВ; цена измеряется часами при высоком напряжении, а не перезарядомTexas Instruments BQ25170, техническое описание; Google Pixel Help
5. Разряжать в ноль полезно для батареиНеверноГлубокий разряд — худшая бытовая привычка из всего списка; ниже примерно 2,50 В на ячейку защитная схема размыкаетсяBattery University BU-415 и BU-802c

Как деградирует литий-ионная ячейка

Основную часть потерянной ёмкости телефонной батареи объясняют два механизма: пассивирующая плёнка, которая с годами утолщается на аноде, и металлический литий, который оседает на аноде, когда заряд идёт жёстче, чем химия способна принять. Оба забирают литий, который иначе хранил бы ваш заряд, и оба ускоряются с температурой.

Внутри ячейки: два разных отказа A. Нормальная интеркаляция Графитовыйанод Слой SEI(нанометры) Электролит Сепаратор Металл-оксидныйкатод Ионы лития входят в структуру графита. Слой SEI утолщается медленно, примерно как квадратный корень из времени. B. Осаждение лития Плёнка металлического лития на поверхности анода Когда ионы приходят быстрее, чем графит их принимает, литий осаждается металлом на поверхности. Часть его не возвращается в рабочий запас. Что запускает осаждение Высокая скорость заряда: осаждение растёт при 3-5 C Низкая температура: при 0 °C графит принимает литий намного медленнее Высокий заряд: анод уже почти заполнен Толщина SEI — порядок величины, а не измерение: от единиц до десятков нанометров. Условия запуска: Gao et al. 2022; Yang et al., PNAS 2018.
Что происходит внутри ячейки: нормальная интеркаляция и осаждение лития

Третий механизм, рост внутреннего сопротивления, ёмкость не отнимает, но меняет поведение телефона. Внутреннее сопротивление — это сопротивление, которое ячейка оказывает протеканию тока, измеряется в миллиомах. Чем оно выше, тем сильнее проседает напряжение под нагрузкой, и телефон может выключиться на показанных 15%, потому что процессор запросил всплеск тока, который состарившаяся ячейка не отдала при пригодном напряжении.

Рост слоя SEI и что его питает

Твердоэлектролитная межфазная плёнка, она же слой SEI, — это тонкая плёнка, которая образуется на графитовом аноде в первые же заряды и медленно растёт всю оставшуюся жизнь ячейки. Это не дефект. Без неё электролит непрерывно разлагался бы на аноде и ячейка умерла бы за недели. Проблема в том, что плёнка строится из лития, взятого из рабочего запаса, поэтому каждый нанометр роста — ёмкость, которая уже не вернётся.

Рост ограничен диффузией, то есть замедляется по мере утолщения плёнки. Амели Крупп с коллегами в Journal of Energy Storage за 2021 год хранили серийные пакетные ячейки NMC/графит ёмкостью 64 А·ч до 422 дней и описали спад степенным законом. За первые 220 дней показатель степени составил 0,581, что близко к корню из времени, ожидаемому при диффузионно-ограниченном росте SEI; на всей дистанции в 422 дня он сместился к 0,789. Учебниковый закон квадратного корня — хорошее первое приближение, но не закон.

Питают рост SEI температура и потенциал анода, то есть жара и высокий уровень заряда. В той же работе ячейки, которые держали при 23 °C и уровне заряда 50%, потеряли примерно 0,1-0,3% ёмкости за более чем 400 дней. Ячейки при 40 °C и уровне заряда 90% дошли примерно до 1% потери к 200-му дню, а дальше кривая пошла вверх. Это пакетные ячейки в лаборатории, а не телефон в кармане, и абсолютные числа переносить нельзя. Переносится ранжирование: тёплое и полное хуже, чем прохладное и наполовину пустое, каждый раз.

Осаждение металлического лития и когда оно происходит

Осаждение металлического лития, или литиевый плейтинг, — это выпадение металлического лития на поверхность анода вместо внедрения в графит, и происходит оно, когда ионы лития приходят к аноду быстрее, чем графит успевает их принять. Дайте достаточный ток или охладите ячейку так, чтобы диффузия замедлилась, и потенциал анода упадёт ниже 0 В относительно Li/Li+. С этого момента осаждение становится термодинамически выгодным, и на поверхности начинает нарастать металл.

Часть этого металла снова подключается к работе при следующем разряде. Часть не подключается, и то, что осталось, обходится вдвойне дорого: это литий, вычеркнутый из запаса, и одновременно свежая реакционная поверхность, на которой растёт новый SEI. В тяжёлых случаях отложения формируют дендриты, которые способны дорасти до сепаратора, и именно этот сценарий стоит за предупреждениями о зарядке на морозе.

Сяо-Гуан Ян с коллегами из Пенсильванского университета в PNAS за 2018 год циклировали серийные ячейки 9,5 А·ч тягового класса при скорости заряда 3,5 C и температуре 0 °C. Контрольные ячейки потеряли 20% ёмкости за 50 циклов. Конструкция ячейки, которая перед приёмом заряда сама себя подогревает, отработала 4500 циклов в тех же номинальных условиях с потерей менее 20%. Та же скорость заряда, та же температура среды, разница в ресурсе на два порядка, и единственной значимой переменной была температура электродов в момент, когда пошёл ток.

Гао с коллегами, моделируя ячейку NCA/графит в Frontiers in Energy Research за 2022 год, оценили краткосрочную цену: заряд при 3-5 C и 0 °C стоил почти 10% доступной ёмкости, ушедшей только на осаждение лития в первых циклах. Их модель показала ещё и то, что осаждение доминирует в первых циклах, а дальше эстафету принимает утолщение SEI. При 25 °C и 1-2 C их расчёт дал минимальное осаждение.

Почему тепло стоит за обоими механизмами

Тепло напрямую ускоряет рост SEI, и тепло же решает, вызовет ли данная скорость заряда осаждение лития. Оба механизма подчиняются кинетике Аррениуса, то есть их скорости растут с температурой примерно экспоненциально.

Неудобство в том, что для холодной погоды эти два эффекта смотрят в разные стороны. Холод замедляет рост SEI, и поэтому хранить ячейки в прохладе — хороший совет. Холод же замедляет диффузию лития в графит, а это ровно то, что вызывает осаждение при заряде. Ячейка при 0 °C стареет медленно и одновременно находится в худшем состоянии для приёма быстрого заряда. Battery University считает повышенной для литий-ионной ячейки любую температуру выше 30 °C, а собственное руководство Apple задаёт безопасный диапазон окружающей температуры для iPhone в 0-35 °C и предупреждает, что выше 35 °C ёмкость батареи может пострадать необратимо.

Названное ограничение всего сказанного выше: ни одна из этих цифр не измерена на телефоне. Они получены на испытаниях уровня ячейки и уровня батарейного блока, где температуру контролируют с точностью, недостижимой для устройства в кармане.

Миф 1. Быстрая зарядка убивает батарею

Верно только когда ячейка холодная или уже горячая. При комфортной температуре ячейки исправная система заряда не позволит вам испортить батарею быстрым зарядным устройством, потому что ток задаёт система, а не зарядка.

Скорость заряда, температура ячейки и износ A. Риск осаждения лития тяжёлый при 3-5 C минимальный при 1-2 C повышенный: риск осаждения падает, рост SEI ускоряется 0 °C10 °C25 °C40 °C Температура ячейки в начале заряда 0.5 C1 C2 C3 C5 C Скорость заряда, C минимальный повышенный тяжёлый Выше 30 °C —повышенная температурадля литий-ионной ячейки. Контроллеры зарядаобычно разрешаютзаряд тольков диапазоне 0-45 °C. Затенение между размеченными точками интерполировано. B. Та же скорость заряда и среда, разная температура электрода 101001,00010,000 50 циклов 4500 циклов Обычная ячейка Самоподогревная ячейка Циклов до потери 20 % (лог) Оба при заряде 3,5 C и 0 °C на ячейках 9,5 А·ч тягового класса. Yang et al., PNAS 2018. Телефон заряжается на 1-2 C: это предельные случаи, а не цифры телефона.
Риск осаждения лития по скорости заряда и температуре ячейки

Этот пункт теряется чаще всего. Зарядное устройство с надписью 65 Вт предлагает верхнюю границу. Система управления батареей (BMS), то есть контроллер, который следит за напряжением, током и температурой ячейки и задаёт профиль заряда, договаривается о том, сколько на самом деле возьмёт. Любая массовая реализация быстрого заряда загоняет высокий ток в область низкого уровня заряда, где в аноде полно свободных мест и риск осаждения минимален, а выше примерно 60-80% резко снижает ток. Заявленная мощность описывает первые десять минут, а не весь заряд.

Что быстрая зарядка делает с температурой ячейки

Два источника тепла постоянно путают, и их разделение — самое полезное, что есть в этой статье.

Первый источник — омический и энтропийный нагрев внутри самой ячейки от тока, текущего через внутреннее сопротивление. Вот это тепло быстрая зарядка действительно создаёт, оно растёт как квадрат тока и максимально в начале заряда, когда ток наибольший.

Второй источник — всё остальное: температура вокруг, прямое солнце, толстый чехол, потери в катушке беспроводной площадки и собственный процессор телефона, если вы играете, не отключаясь от розетки. Вторая категория регулярно перевешивает первую. Документация Google для Pixel прямо говорит, что телефон нагревается на зарядке, и советует не держать его подключённым дольше нужного, а Apple предупреждает, что зарядка в чехлах некоторых типов создаёт избыточное тепло, способное повлиять на ёмкость батареи.

Публично доступного первичного измерения температуры ячейки телефона в зависимости от мощности зарядки нам найти не удалось, а значит, точка, в которой более быстрая зарядка ощутимо поднимает температуру ячейки конкретного телефона, подтверждения не имеет. Подтверждён защитный слой. Контроллеры зарядки отслеживают температуру ячейки через термистор и прекращают заряд за пределами окна, обычно 0-45 °C в референсной схеме Texas Instruments BQ25170, и снижают ток заряда, когда кристалл микросхемы доходит до предела тепловой регулировки. Google документирует это поведение и на уровне продукта: Pixel, который заряжается часами при высокой температуре, сам ограничивает себя примерно 70-80%.

Когда она всё-таки вредит

Настоящий опасный случай — холод. Заряд ячейки ниже примерно 5 °C на высокой скорости — это то место, где осаждение лития перестаёт быть курьёзом из моделирования. В PNAS за 2018 год оно стоило 20% ёмкости за 50 циклов, но цифра получена при скорости заряда 3,5 C и температуре 0 °C на ячейке 9,5 А·ч тягового класса. На телефон эта величина не переносится: телефон заряжается на 1-2 C. Для телефона это в основном сюжет про машину зимой: устройство несколько часов пролежало на холоде, вы втыкаете его в автомобильную зарядку, а ячейка всё ещё уличной температуры. Большинство современных телефонов это распознают и откажутся заряжать или снизят ток: работающая функция, а не поломка.

Второй случай ущерба — сложенное тепло. Быстрая зарядка, в чехле, на солнце, с работающей навигацией. Каждое из этих условий по отдельности переживаемо. Вместе они выталкивают температуру ячейки в диапазон, где рост SEI ускоряется измеримо.

Честное ограничение совета «быстрая зарядка не страшна»: он предполагает, что тепловой контроль и схема заряда телефона исправны, а кабель и адаптер корректно отрабатывают стандартный протокол согласования. Повреждённый кабель или несоответствующий стандарту адаптер, игнорирующий согласование, — это другая ситуация, и оценить её для конкретного изделия эта статья не может.

Миф 2. Заряжать нужно всегда до 100 процентов

Неверно. Заряд до 100% удобен и даёт вам всю ёмкость, за которую вы заплатили, но для ячейки он измеримо тяжелее, чем остановка раньше, и каждый крупный производитель телефонов уже поставляет настройку, которая останавливает заряд намеренно.

Верхнее напряжение заряда против ресурса 1009590 8580 Остаточная ёмкость, % от исходной 0250500750 10001250150017502000 Циклы заряда 80 % 4,20 В на ячейку (100 %): 300-500 циклов 4,13 В на ячейку (около 90 %): 400-700 4,06 В на ячейку (около 81 %): 600-1000 Apple iPhone 14 и старше: 500 циклов (идеальные условия) Apple iPhone 15: 1000 циклов (идеальные условия) Battery University публикует эти числа без указания температуры, тока разряда и глубины разряда. Порог конца жизни взят здесь как 80 % для сопоставимости со спецификациями производителей. Форма кривых достоверна, абсолютные числа индикативны. Приложение порога 80 % к этим полосам — наша гармонизация.
Верхнее напряжение заряда против циклического ресурса

Механизм в напряжении, а не в процентах. Телефон, показывающий 100%, держит свою ячейку на максимальном расчётном напряжении или около него, обычно 4,20 В или 4,35 В на ячейку в зависимости от химии. Высокий потенциал анода ускоряет побочные реакции, растящие SEI, и делает это ровно столько, сколько ячейка там стоит. Джефф Дан в цитате на Battery University формулирует прямо: напряжение выше 4,10 В на ячейку при повышенной температуре вызывает разрушение, которое может оказаться вреднее циклирования.

Что верхний предел напряжения делает с циклическим ресурсом

Одним-двумя предложениями это не вытянуть, а числами вытягивается. Обратите внимание: источники ниже определяют циклический ресурс по-разному и измерены в разных условиях, из-за чего абсолютные числа расходятся, а направление нет.

Верхний предел зарядаЗаявленные циклыОпределение конца ресурсаЗаявленные условия испытанияИсточник
4,20 В на ячейку (100% запасённой энергии)300-500не указаноне указаныBattery University BU-808, таблица 4
4,13 В на ячейку (90% запасённой энергии)400-700не указаноне указаныBattery University BU-808
4,06 В на ячейку (81% запасённой энергии)600-1000не указаноне указаныBattery University BU-808
4,00 В на ячейку (73% запасённой энергии)850-1500не указаноне указаныBattery University BU-808
3,92 В на ячейку (65% запасённой энергии)1200-2000не указаноне указаныBattery University BU-808
3,85 В на ячейку (60% запасённой энергии)2400-4000не указаноне указаныBattery University BU-808
4,15 В на ячейку, одиночная ячейка 186501500выше 81% исходной ёмкостизаряд 0,3 C, разряд 1 C, 25 °CТехническое описание Panasonic NCR18650BD-Improved
Уровень устройства, iPhone 14 и старше50080% исходной ёмкости«в идеальных условиях», без уточненияApple
Уровень устройства, iPhone 15100080% исходной ёмкости«в идеальных условиях», без уточненияApple
Уровень устройства, iPad, MacBook, Apple Watch1000до 80% исходной ёмкостине указаныApple

Строки Battery University несут правило, которое стоит запомнить, и оговорку, которую стоит запомнить крепче. Правило: каждые 0,10 В снижения ниже 4,20 В на ячейку примерно удваивают число циклов при меньшей запасаемой ёмкости. Оговорка: эта таблица опубликована без условий испытания, без температуры, без тока разряда, без глубины разряда, поэтому она показывает форму зависимости, а не набор чисел, по которым можно планировать. Строка из технического описания Panasonic — обратный случай: полностью описанное измерение одного типа ячейки, которое ничего не говорит о ячейке в вашем телефоне.

Глубина разряда двигает тот же рычаг с другой стороны. Данные Battery University для химии NMC дают примерно 300 циклов до 70% ёмкости при глубине разряда 100%, около 600 при глубине 60%, около 1000 при 40% и порядка 2000 при 20%. Мелкие циклы дёшевы. Это и есть настоящий аргумент за привычку 20-80%, и аргумент этот про суммарный оборот энергии, а не про магическое число.

Зачем производители добавили ограничение заряда

Три компании, три реализации, одна физика.

Apple позволяет задать предел заряда в диапазоне от 80% до 100% шагом 5% и отдельно держит оптимизированную зарядку, которая примерно за 14 дней изучает ваш распорядок и откладывает заряд выше 80% до момента незадолго до вашего обычного отключения от розетки. Заявленная Apple причина — сократить время, которое iPhone проводит полностью заряженным. Одна деталь пригодится дальше: если вы поставили предел ниже 100%, iPhone, по словам Apple, изредка всё равно зарядится до 100%, чтобы сохранить точность оценки уровня заряда.

Защита батареи в Samsung One UI имеет три режима. Базовый останавливается на 100% и не возобновляет заряд, пока уровень не упадёт до 95%. Максимальный останавливается на 80%. Адаптивный использует максимальный, пока вы спите, и переключается на базовый перед вашим пробуждением. Заявленная Samsung причина: долгое удержание батареи на полных 100% сокращает срок её службы.

Google предлагает ограничение заряда на уровне 80% на Pixel 6a и новее плюс адаптивную зарядку, которая ночью держит уровень ниже и добирает до 100% примерно за час до вашего обычного подъёма.

Названное ограничение: потолок в 80% отнимает у вас 20% дневного времени работы, каждый день, навсегда, в обмен на замедление потери ёмкости, которое вы не сможете заметить раньше чем через год. Тому, кто заканчивает день на 40%, эта сделка достаётся бесплатно. Тому, у кого телефон садится к шести вечера, это реальная ежедневная плата за выгоду с большим опозданием.

Миф 3. Новому телефону нужны три полных цикла для калибровки

Неверно, и неверно уже около двадцати пяти лет. Этот совет — никель-кадмиевая привычка, пережившая химию, которой принадлежала.

Откуда это пошло и почему больше не работает

У никель-кадмиевых батарей была настоящая проблема, похожая на забывчивость. Повторяющиеся неглубокие разряды позволяли кристаллам в электроде вырасти примерно с 1 микрона до 50-100 микрон, и эти укрупнённые кристаллы прятали активное вещество от электролита. Battery University описывает получавшееся поведение так: ячейка запоминает, сколько энергии забирали в предыдущих разрядах, и отказывается отдавать больше, а напряжение обрывается вниз словно в знак протеста. Стандартным лекарством был намеренный глубокий разряд до 1 В на ячейку раз в один-три месяца; в отрасли это называли тренировкой батареи. Никель-металлогидридные батареи, появившись в начале 1990-х, унаследовали смягчённую версию той же проблемы.

Потом пришли литий-ионные батареи, а проблема с ними не пришла. Руководство Battery University по заряду прямо утверждает, что у литий-ионной химии нет памяти и что неполный заряд не наносит вреда. Механизма роста кристаллов, который надо было бы обращать вспять, здесь нет, значит, трём инициирующим циклам нечего чинить.

Из старого совета уцелела, в куда более узком виде, калибровка счётчика заряда, и это совсем не то же самое, что тренировка химии. Счётчик заряда (fuel gauge) — это схема, оценивающая остаток заряда; ей нужны опорные точки, и берёт она их из полных зарядов и из долгих периодов покоя. Google просит владельцев Pixel полностью заряжать телефон каждый десятый цикл и оставлять его подключённым не меньше чем на 30 минут после того, как экран покажет 100%, именно ради точности счётчика. Apple идёт автоматическим путём: iPhone сам изредка добирает до 100%, когда задан предел заряда.

Это задачи программной гигиены. Они улучшают точность числа на вашем экране. Они не добавляют ёмкости, не тренируют ячейку, и выполнение их три раза на новом телефоне не даёт ровно ничего.

Миф 4. Ночь на зарядке портит батарею

Верно только если телефон остаётся горячим или часами стоит на 100%, и неверно в том смысле, который обычно вкладывают: будто зарядное устройство продолжает вгонять энергию в полную батарею.

Что делает схема заряда, когда ячейка заполнена

Заряд идёт по схеме CC/CV (постоянный ток, затем постоянное напряжение) и заканчивается выходом. Первая стадия — постоянный ток: зарядное устройство даёт фиксированный ток, напряжение ячейки растёт. Вторая стадия — постоянное напряжение: как только ячейка дошла до напряжения регулирования, зарядное устройство удерживает это напряжение, а ток спадает сам по мере наполнения.

Потом всё останавливается. В Texas Instruments BQ25170, типичном зарядном контроллере для одной ячейки, заряд завершается, когда ток падает ниже 10% от запрограммированного тока быстрого заряда, и техническое описание указывает, что линейный регулятор выключается и микросхема переходит в дежурный режим. Заряд возобновляется только после падения напряжения ячейки ниже порога дозаряда, заданного в 75-125 мВ ниже напряжения регулирования, с типовым значением 100 мВ для литий-ионной химии. Никто ничего никуда не вгоняет. Подзаряда малым током в том смысле, в каком он есть у никелевой химии, здесь нет, и литий-ионная ячейка не способна поглощать непрерывный перезаряд так, как никелевая способна его рассеивать.

Телефон, включённый в розетку в три часа ночи, не перезаряжается. Он занят другим, медленным и скучным: стоит при высоком напряжении, тёплый, шесть или семь часов, и повторяет это каждую ночь. Вернитесь к данным Крупп, где разница между уровнем заряда 50% и 90% отчётливо проявилась на ячейках, которые больше ничем не занимались. Вот настоящая цена ночной привычки, и ровно ради неё существуют оптимизированная зарядка и адаптивная зарядка. Обе созданы, чтобы сократить часы на 100%, а не предотвратить перезаряд, которого и не было.

Нагрев во время ночной зарядки заслуживает отдельного упоминания, потому что это как раз та переменная, которой вы управляете. Телефон, который заряжается под подушкой или на кровати, не может отдать тепло, а руководство Google прямо связывает нагрев с расходом заряда, способным повредить батарею. Твёрдая поверхность, а не мягкая. Из-под одеяла наружу.

Названное ограничение: на телефоне без функции ограничения заряда и без планировщика совет «не оставляй его на зарядке на ночь» не плох, он просто целится не в тот механизм. Лечится время при полном заряде, а не вилка в розетке.

Миф 5. Разряжать в ноль полезно для батареи

Неверно, и это худшее из всего списка, что можно сделать с ячейкой намеренно. Глубокий разряд повреждает литий-ионные ячейки и не даёт взамен ничего.

Глубокий разряд и почему он противоположен пользе

Руководство Battery University по заряду не деликатничает: глубокий разряд изнашивает батарею, а частичный разряд лучше полного. Приведённые выше цифры по глубине разряда переводят это в числа. Примерно 300 циклов при глубине разряда 100% против примерно 2000 при глубине 20% для одной и той же химии NMC означают, что один и тот же суммарный оборот энергии обходится ячейке в несколько раз дороже, если брать его полными размахами.

Ниже отметки 0% есть вторая, более жёсткая беда. То, что телефон показывает как 0%, не пустая ячейка: программа резервирует запас и выключает устройство, пока ячейка ещё держит заряд. Но оставьте телефон выключенным и забытым, и саморазряд продолжит своё дело. Руководство Battery University по разряду отмечает, что этот льготный период может тянуться несколько месяцев, пока саморазряд не опустит ячейку примерно до 2,50 В, а тогда защитная схема размыкается и большинство сборок становятся непригодными для обычного зарядного устройства. Это уже не деградация ёмкости. Это мёртвое устройство, которое обычная зарядка не оживит.

Практическая версия: телефон, пролежавший на 0% выходные, в порядке. Телефон, пролежавший на 0% в ящике полгода, может не вернуться. Руководство Apple по длительному хранению советует сначала зарядить примерно до 50%, и логика тут двусторонняя: достаточно низко, чтобы ограничить старение от напряжения, достаточно высоко, чтобы не подойти к порогу отсечки.

Названное ограничение: единственное законное применение полного разряда — калибровка счётчика заряда, а это программная поправка, а не польза для химии, и делать её стоит от силы несколько раз в год и только на устройстве, которое об этом просит.

Почему батарея садится так быстро и почему это другая проблема

Батарея, которая быстро пустеет, обычно упирается в потребление, а не в ёмкость, и лечатся эти две вещи совершенно по-разному. По-русски «батарея села» означает и то и другое сразу, поэтому границу стоит провести явно. Деградация ёмкости — это сколько энергии ячейка в принципе способна хранить, и уменьшается она постепенно и необратимо. Быстрый разряд — это скорость, с которой телефон тратит то, что в ячейке есть, и она может измениться за сутки. Телефон, который в прошлом месяце жил 14 часов, а на этой неделе живёт 5, не потерял 60% ёмкости ячейки за четыре недели, потому что литий-ионные ячейки так не деградируют.

Потеря ёмкости против расхода энергии

Деградация ёмкости — это необратимое снижение заряда, который ячейка способна хранить, измеряемое относительно её исходной паспортной ёмкости. Идёт она темпом в единицы процентов в год при обычной эксплуатации. Расход энергии — это то, как быстро что-то эту ёмкость тратит, и он способен удвоиться за ночь из-за одного взбесившегося приложения, из-за потери сотовой сети или из-за настройки экрана.

Между ними стоит рост внутреннего сопротивления и путает картину. Состарившаяся ячейка с высоким внутренним сопротивлением может сохранять почти всю ёмкость и всё равно гасить телефон раньше времени под тяжёлой нагрузкой, потому что напряжение проваливается, когда процессор берёт всплеск тока. Пользователь читает это как внезапную смерть батареи при вроде бы нормальном показателе ёмкости.

СимптомИзнос ячейки или расход энергииЧто проверить
Время работы резко упало за дни или неделиРасход энергии, почти навернякаРасход по приложениям в настройках, недавно установленные приложения, недавнее обновление системы
Время работы снижалось постепенно за 18-24 месяцаИзнос ячейкиПоказатель состояния аккумулятора или максимальной ёмкости, число циклов
Телефон внезапно выключается на 20-30%Износ ячейки, высокое внутреннее сопротивлениеПоказатель состояния аккумулятора; группируются ли выключения в холодную погоду или под нагрузкой
Телефон греется, лежа без дела в карманеРасход энергииФоновая активность, слабый сотовый сигнал, заставляющий держать высокую мощность передатчика, зависшее приложение
Батарея садится за ночь с выключенным экраномРасход энергииФоновое обновление приложений, настройки синхронизации, носимое устройство или аксессуар, удерживающий соединение
Заряжается до 100% подозрительно быстроИзнос ячейкиПоказатель состояния аккумулятора; меньшая полезная ёмкость наполняется быстрее
Проценты падают крупными ступенямиОшибка оценки счётчика заряда, не обязательно первое или второеБыл ли недавно полный заряд; поведение счётчика после полного цикла

Что проверить, прежде чем винить батарею

Начните с расхода по приложениям: его показывает любая мобильная операционная система. Одно приложение, забравшее 40% дневного расхода, оказывается ответом чаще, чем ячейка.

Уровень сигнала недооценивают зря. Телефон в зоне слабого покрытия поднимает мощность передатчика, чтобы удержать связь, и делает это непрерывно, у вас в кармане, с погашенным экраном. Поэтому батарея может выглядеть нормальной дома и отвратительной в конкретном офисе.

Проверьте, не совпало ли падение с обновлением системы: свежеобновлённая система день или два переиндексирует файлы и переоптимизирует приложения, и повышенный расход в этом окне временный. Погоду проверьте тоже: низкая температура воздуха временно уменьшает доступную ёмкость, и заряд возвращается после отогрева.

Названное ограничение: ничто из перечисленного не исключает по-настоящему изношенной ячейки, и сами по себе эти проверки не отличат пограничную батарею от здоровой. Если показатель состояния аккумулятора низкий, а выключения происходят под нагрузкой, ответ в ячейке.

Что действительно помогает, по силе эффекта

Если ранжировать по величине эффекта, список короткий: держите ячейку прохладной, подальше от краёв диапазона заряда, избегайте глубоких разрядов и перестаньте переживать за ватты зарядки. Остальное шум.

Уровень заряда: где происходит износ 0-10 10-20 РАБОЧИЙ ДИАПАЗОН 20-80 80-90 90-100 020 5080 100 Уровень заряда, % 50: цель для долгого хранения (Apple) 0-10 Зона глубокого разряда Ниже примерно 2,50 В на ячейку схема защиты размыкается, и обычная зарядка не запустит батарею. 10-20 Избегать как привычки Глубина разряда 100 % даёт около 300 циклов против примерно 2000 при глубине 20 %. 20-80 Рабочий диапазон Неглубокие циклы, умеренное напряжение. Минимум износа на единицу энергии. 80-90 Допустимый ежедневный максимум Samsung Maximum останавливается на 80. Ограничение Google Pixel — 80. Нижняя граница у Apple — 80. Samsung Basic возобновляет на 95. Цена: ограничение 80 % навсегда отнимает 20 % ежедневного запаса в обмен на замедление потери ёмкости, заметное через год и позже.
Рабочий диапазон заряда 20-80 % и цена ограничения
ФакторНаправление эффектаНасколько сильныйЧто реально может сделать пользователь
Температура ячейки при заряде и работеВыше температура — быстрее потеря ёмкости, примерно экспоненциальноСамый сильный одиночный фактор; данные Battery University по хранению дают 20% потери за год при 25 °C и полном заряде против 35% при 40 °CСнять чехол на время тяжёлой зарядки, убрать телефон с солнца и с мягкой постели, не играть во время быстрого заряда
Время при высоком уровне зарядаБольше времени возле 100% — быстрее потеряСильный; цифры хранения Battery University дают 20% потери при полном заряде и 25 °C за год против 4% при уровне заряда 40%Пользоваться встроенным ограничением заряда или оптимизированной зарядкой; в обычные дни заряжать до 80-90%
Глубина разряда за циклГлубже размах — меньше цикловСильный; примерно 300 циклов при глубине 100% против примерно 2000 при глубине 20% для NMC, по Battery UniversityПодзаряжать понемногу, а не высаживать досуха и наполнять заново
Заряд при низкой температуре ячейкиЗаряд холодной ячейки осаждает литийТяжёлый, когда случается; 20% потери за 50 циклов при 3,5 C и 0 °C на ячейке 9,5 А·ч тягового класса, по Yang et al. 2018; телефон заряжается на 1-2 CДать холодному телефону согреться перед быстрым зарядом; обычно телефон обеспечивает это сам
Календарное времяЁмкость падает со временем независимо от использованияУмеренный и неотвратимый; примерно как корень из времени в первые месяцы, по Krupp et al. 2021Ничего, кроме хранения запасных устройств в прохладе и около 50%
Мощность зарядного устройстваМало прямого влияния при умеренной температуреСлабый; ток задаёт собственный контроллер телефона, и выше примерно 60-80% он его снижаетВзять зарядку, соответствующую стандарту, и перестать об этом думать
Число полных разрядов до 0%Каждый обходится дорогоУмеренный и полностью избегаемыйЗаряжать до того, как телефон выключится сам; не оставлять его разряженным на месяцы

Календарное старение заслуживает собственных чисел, потому что именно его почти никто не учитывает. Таблица хранения Battery University, измеренная за год, остаётся самой внятной опубликованной сводкой:

Температура храненияСохранённая ёмкость при заряде 40%Сохранённая ёмкость при заряде 100%
0 °C98%94%
25 °C96%80%
40 °C85%65%
60 °C75%60% (через 3 месяца)

Нижнюю строку прочитайте дважды. Ячейка, хранившаяся горячей и полной, теряет за три месяца больше, чем прохладная и наполовину заряженная теряет за год. Battery University не публикует ни тип ячейки, ни методику измерения за этой таблицей, поэтому считайте её формой зависимости, а не спецификацией, и смотрите раздел о противоречиях ниже, где приведено рецензируемое исследование с абсолютными числами на порядок меньше.

Привычка 20-80% вытекает из всего этого, а не является отдельным правилом. Держась внутри этой полосы, вы сокращаете время при высоком напряжении, оставляете глубину разряда мелкой и держитесь подальше от обрыва глубокого разряда. Цена реальна: вы сознательно носите телефон, у которого доступно 60% паспортного времени работы. Тому, чей день действительно требует полного заряда, стоит заряжать полностью и не корить себя, потому что телефон, умерший в четыре часа дня, — результат хуже, чем батарея на 88% состояния через два года вместо 91%.

Как читать показатель состояния аккумулятора и не обмануться

Процент состояния аккумулятора в вашем телефоне — это оценка, выданная алгоритмом, а не измерение, снятое с ячейки. Он полезен как тренд на дистанции месяцев и почти бессмыслен как показание в отдельно взятый день.

Вот как она строится. Алгоритм Impedance Track от Texas Instruments, показательный для устройства современных счётчиков заряда, выводит полную химическую ёмкость как Qmax = пропущенный заряд, делённый на разность двух измерений глубины разряда, снятых в двух точках покоя. Обновлять это число когда вздумается счётчик не может. Руководство по применению перечисляет условия: ячейка должна быть хорошо расслаблена, что определено как дрейф напряжения ниже 4 микровольт в секунду или пятичасовое ожидание; заряд, пропущенный между двумя опорными точками, должен превышать 37% расчётной ёмкости; температура должна быть между 10 °C и 40 °C; и ни одно из двух опорных измерений не должно попасть в окно 3737-3800 мВ, где кривая напряжения слишком плоская, чтобы прочитать по ней уровень заряда.

Цифры точности из того же документа объясняют скачки. Свежий счётчик стартует с максимальной ошибкой 100%. После первой фазы обучения заявленная максимальная ошибка падает до 5%, после того как выучены оба параметра, — до 1%, а дальше снова растёт примерно на 1% каждые 20 циклов, пока не случится следующее обновление.

Отсюда три следствия.

Процент, который два месяца стоял на месте, а потом за день упал на три пункта, почти наверняка только что прошёл обновление обучения. Ёмкость не рухнула в то утро; оценка догнала реальность, накопившуюся за недели.

Телефон, который не получает долгого покоя при стабильной температуре или не пропускает достаточно заряда за один заход, может долго обходиться без обновлений и показывать протухшую цифру. Ровно поэтому Google просит владельцев Pixel о полном заряде каждый десятый цикл, а Apple позволяет ограниченному iPhone изредка добирать до 100%.

Сравнивать свою цифру с цифрой знакомого бессмысленно. Разные счётчики, разная история обучения, разное округление.

Названное ограничение: ничто из этого не говорит, можно ли доверять показателю состояния аккумулятора конкретного телефона, потому что производители не публикуют ни точный алгоритм, ни условия обновления, которые используют их устройства. Документация Texas Instruments описывает широко применяемый подход, а не обязательно тот, что стоит в вашем аппарате.

Итог

Привычки зарядки значат намного меньше, чем среда, в которой живёт батарея. Телефон, заряжаемый самым быстрым адаптером из соответствующих стандарту, но убранный от солнца, вынутый из горячего кармана и подзаряжаемый до того, как сядет насухо, переживёт телефон, который заряжали медленно и бережно, а потом оставили на передней панели машины летом.

Если менять что-то одно, меняйте тепловой режим: снимайте чехол на время долгих быстрых зарядок и не кладите телефон на мягкое на ночь. Если менять второе, включите то ограничение заряда, которое в вашем телефоне уже есть, и примите потерю времени работы. Если ни то ни другое не ложится в ваш день, заряжайте до 100% и пользуйтесь телефоном, потому что двухлетняя батарея на 85% состояния — нормальная батарея, а не повреждённая.

Число, которое никто не хочет слышать: часть потерь никогда и не была в вашей власти. Календарное старение идёт независимо от того, хорошо вы заряжаете или плохо, и телефон, проведший два года в тёплой комнате, терял ёмкость, пока просто лежал.

Частые вопросы

Вредно ли оставлять телефон на зарядке на ночь?

Не в том смысле, который обычно имеют в виду. Зарядное устройство завершает заряд, когда ячейка полна, и возобновляет его только после падения напряжения примерно на 100 мВ, так что в полную батарею ничего не вгоняется. Настоящая цена — шесть или семь часов, которые ячейка проводит при высоком напряжении, и ровно их сокращают оптимизированная зарядка на iPhone, адаптивная зарядка на Pixel и защита батареи на Galaxy. Твёрдая поверхность вместо подушки значит больше, чем вилка в розетке.

Нужно ли заряжать телефон до 100 процентов?

Можно, и каждый раз это стоит немного циклического ресурса. Цифры Battery University говорят, что снижение верхнего напряжения заряда на 0,10 В на ячейку примерно удваивает достижимое число циклов ценой части ёмкости, и все три крупных производителя телефонов уже поставляют функцию ограничения заряда именно поэтому. Если вы регулярно заканчиваете день с запасом, потолок в 80-90% достаётся почти даром. Если вам нужен полный бак, берите полный.

Правда ли, что быстрая зарядка изнашивает батарею сильнее медленной?

При нормальной температуре почти нет. Система управления батареей (BMS) сама решает, сколько тока принять, и снижает его задолго до полного заполнения, так что мощность зарядки определяет в основном скорость первой половины. По-настоящему вредной быстрая зарядка становится на холодной ячейке, где литий осаждается на аноде вместо того, чтобы войти в графит, и когда тепло складывается из солнца, толстого чехла и тяжёлой нагрузки.

Почему состояние аккумулятора упало на 3 процента за неделю?

Почти наверняка потому, что счётчик заряда провёл обновление обучения, а не потому, что ячейка потеряла 3% ёмкости за семь дней. Счётчики обновляют свою оценку ёмкости только при выполнении строгих условий, включая долгий покой и достаточный пропущенный заряд за один заход, поэтому показанная цифра отстаёт от реальности, а потом догоняет её ступенькой. Смотрите на тренд за несколько месяцев и не обращайте внимания на отдельные скачки.

Можно ли пользоваться телефоном во время зарядки?

Вредит не заряд, а сложенное тепло. Процессор под нагрузкой, пока в ячейку течёт ток, ставит два источника тепла в одну алюминиевую рамку, а тепло — самый сильный одиночный фактор потери ёмкости. Лёгкое использование безобидно. Игры или навигация во время быстрого заряда, особенно в чехле, — тот самый сценарий, которого стоит избегать.

Надо ли иногда разряжать телефон в ноль?

Нет. Глубокие разряды обходятся в несколько раз дороже по ёмкости на единицу отданной энергии, чем мелкие, а телефон, пролежавший на 0% месяцами, может саморазрядиться до точки, где защитная схема размыкается и обычное зарядное устройство его не запустит. Единственная причина прогнать полный цикл — дать счётчику заряда опорную точку, и одного-двух раз в год для этого достаточно.

Беспроводная зарядка вредит батарее сильнее провода?

Напрямую нет, но она добавляет тепла, потому что энергия, теряемая в катушках, превращается в нагрев прямо у корпуса телефона. Публично доступного первичного измерения, сравнивающего температуру ячейки конкретного телефона при беспроводной и проводной зарядке, нам найти не удалось, поэтому размер эффекта подтверждения не имеет. Относитесь к беспроводной площадке как к любому другому источнику тепла и предпочитайте вентилируемую подставку плоской площадке в тёплой комнате.

Почему батарея вдруг стала садиться так быстро?

Внезапный быстрый разряд — проблема потребления, а не ёмкости, потому что за неделю ячейки заметной ёмкости не теряют. Проверьте сначала расход по приложениям, потом уровень сотового сигнала, поскольку телефон в зоне слабого покрытия непрерывно держит повышенную мощность передатчика. Если изменение началось после обновления системы, дайте ему два дня, прежде чем делать выводы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *