Как сообщает онлайн-журнал об энергетике «Энергия+» в своей публикации новые гаджеты требуют все больше энергии, но их батареи не всегда справляются с нагрузкой. Эксперты объясняют, как эволюция технологий влияет на автономность устройств и делятся практическими рекомендациями по продлению срока службы аккумуляторов.
Секреты производителей и эволюция технологий
Многие пользователи, особенно из поколения миллениалов, с ностальгией вспоминают старые кнопочные телефоны, которые могли работать без подзарядки целую неделю. В отличие от них, современные смартфоны часто не выдерживают и суток интенсивного использования. За последние десятилетия мобильные устройства превратились в полноценные мини-компьютеры с большими яркими экранами, мощными процессорами и множеством функций, что значительно увеличило их энергопотребление. При этом конструкция гаджетов становится все тоньше и компактнее, оставляя минимум места для аккумулятора.
Как работают батареи и почему они изнашиваются
Компании, выпускающие гаджеты, стремятся увеличить энергоемкость небольших батарей, повышая их энергетическую насыщенность. Однако, как отмечает Валерий Ярмощук, директор по производству литий-ионных батарей компании «Лиотех»: «Чем выше энергетическая насыщенность, тем меньше батарея выдерживает циклов зарядки и разрядки». Именно поэтому прежние батареи с меньшей энергоемкостью работали дольше, будучи менее склонными к быстрому износу.
Современные устройства работают на литий-ионных аккумуляторах (Li-Ion). Энергию в них создает химическая реакция между веществом, которое окисляется, например, оксидом марганца, и другим веществом, восстанавливающимся, например, литием внутри графита. Когда устройство включается, между двумя электродами батареи появляется разница потенциалов, создающая напряжение. Во время работы батареи частицы лития отдают свои электроны и становятся положительно заряженными ионами. Они перемещаются через специальную жидкую среду внутрь второго электрода, а освободившиеся электроны идут по электрической цепи и обеспечивают работу устройства. На втором электроде ионы снова присоединяют электроны, сохраняя баланс системы. Аккумулятор считается разряженными, когда практически весь литий перешел ко второму электроду.
Для восстановления энергии зарядное устройство возвращает электроны к аноду, перемещая ионы лития обратно. Этот процесс повторяется многократно, но со временем емкость батареи уменьшается. Дмитрий Паращук, профессор физического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова, поясняет: «Во время функционирования устройства ионы лития движутся через электролит от одного электрода к другому. Слишком высокая или низкая плотность ионов на одном из полюсов, например, при полном разряде, ускоряет деградацию батареи».
Деградация аккумулятора — это естественный процесс, который затрагивает как новые, так и старые модели. Однако в современных смартфонах он ускоряется из-за высокой плотности энергии в компактных батареях и частых подзарядок. Производители оптимизируют устройства для максимальной производительности, что приводит к повышенному расходу энергии на фоновые процессы, такие как обновления приложений, синхронизация данных и работа датчиков. Кроме того, большие экраны с высокой частотой обновления и мощные камеры добавляют нагрузку. В старых телефонах таких функций было меньше, поэтому батареи разряжались медленнее. Именно баланс между мощностью и автономностью становится ключевым вызовом для инженеров, и они постоянно ищут компромиссы, внедряя новые материалы, такие как литий-полимерные батареи или графеновые добавки, чтобы повысить эффективность.
Еще один фактор — тепловыделение. При интенсивной работе смартфона, например, во время игр или видеозвонков, батарея нагревается, что ускоряет химические реакции и приводит к потере емкости. В старых моделях нагрузка была ниже, поэтому нагрев был минимальным. Современные устройства оснащены системами охлаждения, но они не всегда справляются полностью. Кроме того, со временем на электродах образуются пассивные слои (SEI — solid electrolyte interphase), которые препятствуют движению ионов, снижая общую эффективность батареи. Это особенно заметно в гаджетах с быстрой зарядкой: высокие токи ускоряют деградацию, хотя и позволяют пополнить энергию за считанные минуты.
Практические советы от экспертов для продления жизни аккумулятора
Чтобы продлить жизнь батареи, эксперты советуют придерживаться нескольких простых рекомендаций. Валерий Ярмощук, директор по производству литий-ионных аккумуляторов компании «Лиотех», отмечает: «Поддерживая заряд батареи в диапазоне от 20 до 80 процентов, можно значительно увеличить ее долговечность, превысив гарантийный срок». Допускается разряд до 10 процентов, но дальнейшее снижение уровня заряда может повредить аккумулятор, вызывая необратимые изменения в его химической структуре. Многие современные смартфоны имеют функцию «Оптимизация батареи» или «Защита заряда», позволяющую установить верхний предел зарядки на уровне 80–85 процентов, что помогает избежать излишнего перезаряда.
Для устройств, которые долгое время не используются, например, запасных телефонов, важно не допускать полного разряда. Рекомендуется выполнять полный цикл зарядки и разрядки раз в шесть месяцев, чтобы поддерживать химическую активность батареи. Такие меры особенно важны для гаджетов, которые хранятся без дела, поскольку без регулярной активации электролит в аккумуляторе может деградировать или кристаллизоваться, что снижает его эффективность.
Современные смартфоны предлагают несколько режимов энергосбережения: базовый, средний и максимальный. Базовый режим обычно не ограничивает основные функции, но снижает фоновую активность, такую как автоматические обновления или GPS-отслеживание, что помогает избежать пиковых нагрузок. Его можно включить по умолчанию для повседневного использования. Средний режим может уменьшить яркость экрана и ограничить производительность процессора, а максимальный — отключить ненужные сервисы, продлевая автономность на часы.
Полезны также встроенные утилиты на базе искусственного интеллекта. Они мониторят циклы заряда-разряда, анализируя, сколько времени батарея держит заряд в разных сценариях — от просмотра видео до навигации. На основе данных ИИ предлагает закрыть энергоемкие приложения, такие как социальные сети или мессенджеры, работающие в фоне. Например, если вы часто используете карты, система может предложить отключить их, когда они не нужны, сэкономив до 20–30 процентов заряда.
Дополнительные рекомендации включают контроль температуры: не оставляйте смартфон на солнце или в горячей машине, так как жара ускоряет деградацию. Используйте оригинальные зарядные устройства, чтобы избежать перепадов напряжения. Регулярно обновляйте ПО — производители часто выпускают патчи, оптимизирующие энергопотребление. Если батарея уже износилась, проверьте ее состояние в настройках (на Android — в разделе «Батарея», на iOS — в «Аккумулятор»): если емкость упала ниже 80 процентов, стоит подумать о замене.
Следуя этим советам, пользователи могут увеличить срок службы аккумулятора на 20–50 процентов, в зависимости от модели. В итоге, хотя новые смартфоны и разряжаются быстрее из-за технологического прогресса, правильный уход позволяет наслаждаться гаджетом дольше, без постоянной зависимости от розетки. Эксперты подчеркивают: понимание принципов работы батареи — ключ к ее долгой жизни, и простые привычки могут значительно отсрочить необходимость в ремонте или покупке нового устройства.
