بررسی خطرات شارژ سریع / آیا فست شارژ خطر دارد؟

امروزه حتی در ارزان ترین گوشی ها هم می توانید شکلی از فست شارژ، هرچند با توان پایین تر را پیدا کنید. در واقع، فست شارژ به استاندارد گوشی های و بقیۀ گجت های الکترونیکی تبدیل شده است. با وجود این، همچنان کم نیستند کاربرانی که نسبت به خطرات فست شارژ برای سلامت باتری نگران هستند و این سوال را می پرسند که آیا فست شارژ ضرر دارد یا نه.

توضیح ساختار باتری؛ وقتی افت ظرفیت اجتناب ناپذیر است ، گوشی هوشمند باز شده روی سطح خاکستری با باتری نمایانافت کیفیت باتری اجتناب ناپذیر، اما تا حدی قابل کنترل است

باتری های لیتیوم یونی در گوشی موبایل از دو لایه تشکیل شده اند؛ گرافیت و لیتیوم کبالت اکسید. وقتی یون های لیتیوم در باتری به واسطۀ الکترولیت از لایۀ گرافیت به لایۀ لیتیوم کبالت اکسید می رود، باعث آزاد شدن الکترون می شوند. حالا در صورتی که گوشی خود را به شارژ بزنید، یون ها به طرف دیگر برمی گردند و ذخیره می شوند تا بعداً که شروع به کار کردن با گوشی می کنید، آزاد شوند.

به خاطر همین فرایند آزادسازی انرژی داخل باتری لیتیوم یونی، وقتی گوشی را برای مدتی طولانی به شارژ می زنید یا با آن فعالیت سنگین مثل بازی کردن انجام می دهید، گرمای محسوسی در پنل پشتی گوشی تولید می شود. البته باتری های لیتیوم یونی امروزی با این که کوچک تر شده اند، عملکرد آن ها بهبود پیدا کرده است و حالا می توانند بیشتر از قبل در برابر این فرایند مقاومت نشان بدهند. به عبارتی دیگر، باتری های امروزی حالا چرخه های شارژ بیشتری را ارائه می کنند.

چرخۀ شارژ به هر بار تخلیه و شارژ دوبارۀ باتری گفته می شود. پس از گذشت چرخه های شارژ از تعدادی مشخص، کیفیت باتری به میزان قابل توجهی افت پیدا می کند.

به طور خلاصه، باتری گوشی به این شکل کار می کند:

در صورت کار کردن با گوشی یا شارژ کردن آن، یون های لیتیوم بین دو لایۀ موجود داخل باتری انتقال پیدا می کنند؛
این فرایند باعث آزادسازی انرژی می شود که در نهایت، تولید گرما را به دنبال دارد (خصوصاً در صورت استفادۀ سنگین یا شارژ گوشی برای مدت طولانی)؛
تولید گرما که بخشی اجتناب ناپذیر از عملکرد باتری است، اگر از حد مشخصی بگذرد و در بلندمدت تکرار شود، می تواند به باتری آسیب وارد کند.

به مرور زمان، نمک در الکترولیت باتری های لیتیوم یونیمی تواند حالت بلوری به خود بگیرد و مانع رفت وآمد یون­ های لیتیوم شود. به همین خاطر، یون های کم تری در باتری جابه جا می شوند و در پی آن، الکترون های کم تری هم آزاد خواهند شد. این یعنی دست آخر، باتری گوشی با گذراندن چرخه های شارژ بیشتر، دچار افت کیفیت می شود و راهی برای جلوگیری از این اتفاق وجود ندارد؛ فقط می توان با کنترل دمای دستگاه، سرعت این روند را کاهش داد.

این تصور بین خیلی از کاربران رایج است که در فست شارژ، گوشی از ابتدا تا انتها با توان یکسان شارژ می شود. با این حال، در اصل این فرایند در سه مرحله صورت می گیرد تا از افزایش بیش از حد حرارت باتری و وارد شدن فشار مضاعف به آن جلوگیری شود. به عبارتی دیگر، فقط در مدت محدودی اوج توان شارژ به گوشی وارد می شود.

سه مرحلۀ فست شارژ عبارت اند از:

جریان ثابت (Constant Current): در این مرحله ولتاژ به سمت سقف خود حرکت می کند، درحالی که جریان در سطح بالایی ثابت می ماند. این مرحلۀ اصلی شارژ سریع است که طی آن، باتری در مدت زمان کوتاهی به میزان زیادی شارژ می شود.
اشباع (Saturation): حالا ولتاژ به اوج خود رسیده و جریان کاهش پیدا می کند. بخش اصلی فرایند شارژ صورت گرفته و حالا وقت کاهش شدت شارژ است.
شارژ قطره ای (Trickle Charging): وقتی گوشی به صورت کامل شارژ شده است، مرحۀ شارژ قطره ای شروع می شود. در این مرحله، شارژر گوشی به جای توقف کامل فرایند شارژ، گوشی را با حداقل توان شارژ می کند تا اگر شارژ کاهش پیدا کرد، دوباره به ۱۰۰ درصد برسد.

احتمال خطر فست شارژ برای باتری گوشی

فناوری فست شارژ نمی تواند به صورت مستقیم صدمه ای به باتری گوشی وارد کند و با طراحی سه مرحله ای، انرژی را به طور کنترل شده منتقل می کند تا فشار به باتری وارد نشود. در عین حال، این فناوری می تواند از جهتی هم روی افت کیفیت باتری تأثیر بگذارد؛ حالا چطور؟

تکنولوژی فست شارژ به خاطر توان بیشتر، به طور طبیعی حرارت بیشتری از یک شارژر معمولی تولید می کند. شرکت ها هم با به کارگیری پروتکل های شارژ بهینه و طراحی هوشمندانۀ سیستم خنک کنندۀ گوشی هایشان تأثیر این اتفاق را به حداقل رسانده اند. با وجود این، اگر نکات مهم در استفاده از فست شارژ را به درستی رعایت نکنید، همچنان امکان دارد گوشی بیش از حد داغ شود و این در بلندمدت منجر به کاهش ظرفیت باتری خواهد شد؛ این یعنی پس از گذشت مدتی، متوجه می شوید که باتری زودتر از قبل تخلیه می شود.
راه حل شرکت ها برای جلوگیری از آسیب فست شارژ به گوشی

پیشرفت هایی که طی چند سال اخیر در شارژ سریع صورت گرفته، این تکنولوژی را هرچه ایمن تر و کارآمدتر کرده است. به لطف همین پیشرفت های فنی، حالا فست شارژر به یک استاندارد تبدیل شده است و به راحتی از آن در انواع و اقسام دستگاه ها برای شارژ بهینه استفاده می شود.

از جمله راهکارهایی که برای جلوگیری از آسیب فست شارژ به گوشی در نظر گرفته شده است می توان به موارد زیر اشاره کرد:

طراحی چندمرحله ای فست شارژ: شارژ چندمرحله ای یکی از مهم ترین عوامل در جلوگیری از ورود صدمه به باتری است. به لطف این طراحی، در ابتدا گوشی به میزان قابل توجهی شارژ می شود و سپس توان شارژ آن کاهش پیدا می کند تا باتری تحت فشار قرار نگیرد.
سیستم های مدیریت باتری: گوشی های امروزی از سیستم مدیریت باتری بهره می گیرند که با نظارت لحظه ای روی دما، جریان و ولتاژ، از شارژ ایمن دستگاه اطمینان حاصل می کند. مثلاً یکی از کارکردهای این سیستم این است که در صورت داغ شدن بیش از حد گوشی، فرایند شارژ را به طور خودکار متوقف می کند.
قابلیت محدودسازی شارژ: گوشی های برندهای مختلف از جمله گوشی سامسونگ از قابلیتی برخوردار هستند که فرایند شارژ گوشی را پس از رسیدن شارژ به ۸۰ درصد به صورت خودکار متوقف می کند. به همین راحتی، کاربران دیگر لازم نیست نگران در شارژ ماندن گوشی شان باشند.
سیستم های خنک کنندۀ پیشرفته: سیستم های خنک کنندۀ گوشی های امروزی که شامل لایه های حرارتی، محفظۀ بخار و سپرهای حرارتی می شوند، آن قدر کارآمد هستند که مانع تشدید حرارت گوشی به خاطر فست شارژ شوند. حتی برخی از گوشی های گیمینگ و عملکردمحور مثل سری ROG ایسوس به فن خنک کننده موبایل مجهز هستند.

راهکارهای کاهش ضرر شارژ سریع

همان طور که پیش تر هم تأکید شد، شارژ سریع به خودی خود برای گوشی مضر نیست و اگر نکات کلیدی در شارژ گوشی رعایت شوند، می توان به شکل ایمن از این قابلیت استفاده کرد. پیشنهاد می شود برای افزایش ایمنی و کارآمدی فرایند فست شارژ، حتماً به نکات زیر توجه کنید.