Bagaimana baterai menurun dengan pengisian cepat?

Keduanya smartphone, tablet atau laptop yang mungkin Anda miliki, karena semakin banyak kendaraan dan perangkat listrik dari semua jenis menggunakan baterai lithium-ion, yang titik paling kritisnya adalah otonomi terbatas dan masa manfaatnya. Hubungan ketergantungan pada colokan ini dapat diakhiri – atau setidaknya dikurangi – dengan Sistem pengisian sangat cepat yang mengisi ulang baterai dalam beberapa saat.

Sistem ini benar-benar sudah ada, dan kami telah melihat demonstrasi yang mengesankan – seperti Xiaomi mengisi daya ponsel 4.000 mAh hanya dalam 17 menit. Lalu apa masalahnya? Kendala yang harus diatasi sekarang adalah menemukan kunci bagaimana cara mengurangi baterai dengan sistem pengisian jenis ini lebih cepat dan lebih cepat.

Industri bergerak maju, goyah

Produsen telah mencoba selama beberapa tahun menyimpan perangkap otonomi tanpa menemukan telepon yang lebih tebal dan lebih berat, atau lambat dimuat. Sedemikian rupa sehingga bahkan ketika baterai tumbuh di terminal semakin banyak, sistem pengisian cepat melakukannya dengan kecepatan yang jauh lebih cepat.

Contoh dari ini adalah pengisi daya oposisi. Dalam versi SuperVOOC 50W, sangat baik bahwa mereka mulai melisensikan produsen lain tahun ini, diizinkan isi daya telepon seperti Oppo Find X atau RX17 Pro hanya dalam waktu setengah jam. Dan itu sudah cukup untuk mengubah kebiasaan penggunaan. Pada dasarnya, Anda dapat memuatnya kapan saja dan di mana saja Anda inginkan. Sepenuhnya.

Dari jam hingga menit saat mengisi daya

Meskipun demikian, untuk beberapa alasan Oppo telah dipaksa untuk mundur baru-baru ini dalam penerapan sistem pengisian ini. Apakah untuk efek ini pada kesehatan baterai, tentang apa yang mereka belum merilis janji, atau untuk masalah biaya murni Dalam fitur yang tidak begitu dituntut – mendukungnya, harga telah turun secara signifikan – Oppo Reno baru-baru ini tidak lagi memilikinya.

Di sisi berlawanan dari skala adalah Samsung, yang tampaknya akhirnya dianimasikan dengan sistem pengisian super cepat dengan yang baru-baru ini Galaxy Note 10. Setelah beberapa generasi tetap berulang pada 15 W, sekarang mereka naik menjadi 25 W sebagai standar dan hingga 45 W dalam versi 'Plus' kami memperoleh pengisi daya yang kompatibel. Huawei juga diuji dalam kisaran itu tahun lalu dengan Huawei Mate 20 Pro-nya.

Sementara itu Apple masih terus menyediakan Pengisi daya 5W standar dengan model iPhone yang berbeda. Tentu saja, itu memberikan opsi dari iPhone terakhir ke pengisi daya yang tidak begitu lambat, lebih banyak di industri rata-rata dengan pengisi daya 18 W yang juga dijual terpisah. Sampai saat itu norma telah menggunakan pengisi daya iPad standar untuk mempercepat proses.

Bersama-sama, dengan versi sistem operasi berikutnya, Apple akan memperkenalkan sistem pengisian yang 'belajar' dari penggunaan kami untuk mencoba mengkompensasi kerusakan baterai. Dan baterai lithium-ion mengalami degradasi lebih kuat dengan bertahan terlalu lama pada tingkat pengisian daya yang tinggi. Mereka akan menghindari, menagih persentase terakhir hanya sebelum dimulainya kembali penggunaan biasa, yang menghabiskan malam dan malam terisi penuh. Ini kira-kira sepertiga dari total masa pakai iPhone, menjaga ponsel tetap 80% dari sisa waktu terpasang.

Penelitiannya jelas: cepat, apriori, memuat buruk

Meskipun tingkat investasinya tinggi, baterai ion lithium ditemukan relatif stagnan dalam hal kapasitas. Memang, bukan karena kurangnya keinginan: jenis baterai yang kita lihat di smartphones mereka juga mirip dengan yang mendorong mobil listrik dan akan semakin menyediakan sistem cadangan – seperti MegaPack baru-baru ini Tesla – untuk energi terbarukan untuk melepaskan diri dari fosil.

Para ahli merekomendasikan penggunaan pengisian cepat hanya jika perlu

Telah banyak diselidiki sehingga, dari volume produksi ilmiah saat ini, sebagian diarahkan hanya untuk tugas-tugas asimilasi. Beberapa bulan yang lalu buku pertama disajikan tertulis untuk AI, dan itu tidak lebih dari upaya untuk menyatukan kemajuan terbaru – lebih dari 53.000 publikasi dalam tiga tahun terakhir, menurut Springer– dalam jenis baterai ini, melintasi ratusan referensi berbeda makalah diterbitkan dalam beberapa tahun terakhir. Hasilnya? Bencana yang lengkap dimana paragraf pertama tidak dipahami, tetapi merupakan pintu gerbang ke bidang – pemrosesan bahasa – yang masih booming. Lagipula, algoritme, Penulis Beta, itu tidak disebut begitu saja.

Setelah hampir tiga dekade pengembangan komersial Sejak Sony memperkenalkan baterai isi ulang pertama yang didasarkan pada ion lithium pada tahun 1991, sebagian besar kemajuan adalah hak milik dan segelintir perusahaan – seperti LG, Panasonic atau Samsung – menjaga kemajuan mereka tetap aman. Baterai adalah sistem yang kompleks, dan ada beberapa pertimbangan untuk dipertimbangkan dalam desainnya: biaya, masa manfaat, kapasitas maksimum, atau ketahanan terhadap peristiwa yang tidak menguntungkan. Sedikit bernilai baterai yang sangat baik hampir semuanya, jika gagal dengan keras dalam satu poin ini.

Dalam kasus apa pun dan terlepas dari 'aditif' atau campuran senyawa yang digunakan dalam pembuatannya – yang mendukung titik berbeda yang disebutkan di atas, dan yang mana ratusan telah diuji dalam proporsi yang berbeda – ada basis tertentu dari konsensus umum di dunia baterai lithium ion yang memungkinkan untuk memperpanjang otonominya. Di antara kiat-kiat seperti mengurangi pajanan terhadap panas atau tidak sepenuhnya menghabiskan baterai adalah, tanpa keraguan, bahwa gunakan biaya cepat Anda sendiri hanya jika diperlukan.

Memotret kerusakan

Baru-baru ini, para peneliti dari Purdue University – yang mengumpulkan sejumlah besar studi dan penyebaran pada subjek – di Indiana, Amerika Serikat, telah berhasil menciptakan peta kerusakan yang diakumulasi oleh baterai itu sendiri secara internal, baik mikroskopis dan makroskopik dan dalam kondisi yang berbeda.

Titik awalnya adalah bahwa baterai bukan sistem kimia yang terisolasi di mana pengisian dan pengeluaran dilakukan dengan cara yang ideal. Sebagai gantinya, sistem memiliki komponen juga mekanis terkait dengan arus atau tegangan yang dengannya baterai diisi. Dan efek ini ditingkatkan oleh sistem pengisian cepat, karena ada lebih banyak perubahan mendadak pada suhu dan arus baterai.

Baterai menderita pada skala yang berbeda, dan tidak seragam

Tim yang dipimpin oleh Yang Yang memanfaatkan radiasi synchrotron di beberapa instalasi di seluruh dunia – di Eropa, Cina dan Amerika Serikat – telah berhasil membuat gambar mikroskopis dari struktur internal baterai lithium-ion. Studi ini telah memperhitungkan interaksi yang sangat kuantum dari konstituen pada skala yang sangat mikroskopis ini dan sistem pembelajaran otomatis telah digunakan untuk menafsirkan data.

Gambar dengan jelas menunjukkan caranya kerusakan ini ke partikel kecil yang membentuk baterai lithium ion Ini heterogen, baik secara spasial dan temporal dan pada berbagai tingkatan. Beban, suhu, dan arus didistribusikan secara tidak konsisten, yang memaksa percepatan penurunannya.

Analisis, juga dilakukan dalam kondisi pemuatan cepat, juga menentukan pola kerusakan partikel-partikel kecil ini, tetapi juga tidak berkurang. Jika Anda melihat gambar, mereka diamati akumulasi istirahat kecil di daerah tertentu. Beberapa, jauh lebih dihukum daripada yang lain – seperti di sekitar area yang anoda dan katoda, yang disebut pemisah -, yang mempercepat kerusakan dan ketidakstabilan seluruh baterai.

Sudut peningkatan baru, tetapi pilih

Ini mengkonfirmasi efek spesifik dari sistem pengisian cepat pada baterai generik, tetapi kemungkinan bahwa produsen terkemuka yang menerapkan sistem ini melakukannya tanpa memperburuk daya tahan. Mungkin saja dengan meningkatkan secara lebih terbatas dalam aspek-aspek lain.

Lebih tahan beban lebih cepat, dalam sorotan saat ini

Sebagai imbalannya, mereka mungkin menyerah dalam perolehan kecil dalam kepadatan energi atau karakteristik baterai lainnya dan beralih ke a toleransi yang lebih besar untuk pemuatan cepat. Seperti Kejie Zhao, salah seorang peneliti penulis buku kertas"Sulit bagi baterai untuk memiliki kapasitas besar dan stabil pada saat yang bersamaan. Meningkatkan kapasitasnya sering berarti mengorbankan stabilitasnya."

Motivasi untuk industri di balik produksi baterai yang semakin banyak dengan teknologi ini akan sangat jelas: itu tidak begitu penting dalam aplikasi tertentu jika kapasitasnya sedikit lebih unggul, tetapi itu adalah keuntungan untuk memulihkan sebagian besar baterai hanya dalam beberapa menit.