آیا شارژرهای سریع به باتری ابزارهای برقی آسیب وارد می‌کنند؟

به گزارش مردم فردا،در کنار گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها و بسیاری گجت‌های دیگر، تعدادی از برندهای مطرح تولید ابزارآلات الکتریکی نظیر دوالت (DeWalt)، میلواکی (Milwaukee)، ماکیتا، بوش و غیره نیز از شارژرهای سریع در محصولات بی‌سیم خود استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، شارژر سریع M18 میلواکی، نمونه‌ای از شارژرهایی است که با نرخ بالاتری، باتری دستگاه را شارژ می‌کند.

بر همین اساس، یکی از سئوالات مهم و بنیادی کاربران این محصولات این است که آیا استفاده از این شارژرها بر روی عمر باتری اثر منفی دارد یا خیر.

پاسخ کوتاه به این سئوال این است که به لحاظ تئوری، بله؛ اما از نظر عملیاتی احتمالا خیر!

باتری‌های لیتیوم یون، همواره در معرض استهلاک
باتری‌های لیتیوم یون به کار رفته در دستگاه‌های الکتریکی و الکترونیکی همواره در معرض استهلاک هستند. به بیان دیگر، هر باتری پیش از این که x درصد از توانایی نگهداری شارژ اولیه خود را از دست دهد، ظرفیت تحمل y بار شارژ را دارد. همچنین، زمانی که ظرفیت نگهداری شارژ باتری به طور کامل از بین رود یا به طور محسوسی کمتر از ظرفیت اولیه نگهداری شارژ شود، نیازمند تعویض خواهد بود.

بنابراین، سئوال این نیست که آیا شارژرهای سریع باعث آسیب رساندن مستقیم به باتری‌ها یا از بین بردن آن‌ها هستند یا خیر؛ بلکه مساله مهم‌تر این است که این شارژرها تا چه حد مستهلک شدن باتری‌ها را تسریع می‌کنند.

بررسی تاثیر شارژرهای سریع بر عمر باتری
فاکتورهای مختلفی در کاهش عمر مفید باتری‌ها تاثیرگذار هستند و حرارت، یکی از مهم‌ترین عوامل به شمار می‌رود.

از طرفی، شارژ کردن باتری‌ها، باعث ایجاد حرارت خواهد شد و شارژ سریع‌تر آن‌ها، حرارت تولیدشده را افزایش می‌دهد. بنابراین، به لحاظ منطقی، شارژ سریع می‌تواند عمر باتری‌های لیتیوم یون را کاهش دهد.

علیرغم این امر، شارژرهای سریع عموما به سیستم‌های خنک کننده فعال مجهز هستند که نرخ دفع حرارت را افزایش می‌دهند. همچنین، سرعت شارژ نیز با رسیدن ظرفیت باتری به حدود ۷۵ تا ۸۰ درصد، به صورت خودکار کاهش می‌یابد. همچنین، شارژرهای پیچیده‌تر هم به حسگرهای حرارتی مجهزند و باتری‌های داغ را شارژ نمی‌کنند.

بنابراین، تا زمانی که حرارت تحت کنترل باشد، شانس افزایش نرخ استهلاک نیز چندان زیاد نیست.

کمپانی میلواکی تولز (Milwaukee Tools) به عنوان یکی از سردمداران تولید شارژرهای سریع برای دستگاه‌های الکتریکی، پیش از این، تاثیر نرخ شارژ بالاتر در کاهش عمر باتری‌ها را ناچیز اعلام کرد و به دلیل طراحی خاص مکانیکی و شیمیایی شارژرهای سریع، اثرگذاری منفی آن‌ها در ظرفیت نگهداری شارژ باتری‌ها را منتفی دانست.

بنابراین، علیرغم اینکه نمی‌توان به طور کامل منکر تاثیرگذاری منفی شارژرهای سریع بر روی عمر باتری‌های لیتیوم یون شد، باید تاثیر طراحی دقیق مهندسی این شارژرها در بهبود عملکردشان را نیز در نظر گرفت.

به همین جهت، شاید راهکار منطقی برای استفاده از شارژرهای سریع، برقراری تعادل در استفاده از این دسته شارژرها باشد. به بیان دیگر، اگر نگران عمر باتری دستگاه الکتریکی خود هستید، می‌توانید از شارژر سریع تنها زمانی استفاده کنید که واقعا محدودیت زمانی داشته باشید.

دیگر فاکتورهای موثر در شارژر سریع دستگاه‌های برقی
فاکتورهایی نظیر اندازه و برند تولیدکننده باتری و شارژر یا نحوه طراحی و ساخت آن‌ها هم پارامترهای دیگری هستند که اظهارنظر در خصوص اثرگذاری نرخ شارژ بر روی عمر باتری‌ها را پیچیده‌تر می‌کنند.

به عنوان مثالی از فاکتورهای متعدد تاثیرگذار در عملکرد شارژرهای سریع، دو نمونه از باتری‌های میلواکی تولز را با هم مقایسه می‌کنیم. در یک طرف، باتری‌های M18 XC8.0Ah قرار دارند که تشکیل شده از 10 سلول 4 میلی آمپر ساعت هستند. همچنین، در طرف دیگر، باتری‌های HD12.0Ah را داریم که از 15 سلول 4 آمپر ساعت تشکیل شده‌اند. بنا به گزارش میلواکی تولز، مدت زمان شارژ شدن باتری‌های M18 XC8.0Ah با شارژر فوق سریع (Super Charger) برابر با 45 دقیقه است. از سوی دیگر، باتری‌های M18 XC8.0Ah هم ظرف مدت 60 دقیقه شارژ می‌شوند.

به لحاظ تئوری، هر دو باتری مورد بحث از سلول‌های 4 آمپرساعت استفاده می‌کنند. به همین جهت انتظار می‌رود که باتری‌های M18XC8.0Ah به دو برابر زمان بیشتر برای شارژ شدن نیاز داشته باشند.

با این وجود، باتری ۱۲ آمپر ساعت، به تنها ۳۳ درصد زمان بیشتر در مقایسه با باتری‌های ۸ آمپر ساعت نیاز دارد!

دلیل این اختلاف در تئوری و عملکرد واقعی، تفاوت در چینش سلول‌های مختلف است که منجر به عملکرد حرارتی متفاوت در باتری‌ها می‌شود. به بیان دقیق‌تر، زمانی که ۱۵ سلول برای تشکیل باتری کنار هم قرار می‌گیرند، یک ردیف از سلول‌ها در میان دو ردیف دیگر محبوس می‌شود. این امر باعث عملکرد پیچیده‌تر انتقال حرارت خواهد شد. به همین جهت، عموما پیش‌بینی عملکرد شارژرهای سریع بر باتری‌ها، صرفا بر اساس ظرفیت آن‌ها امکان پذیر نیست.