NEDELJSKI NASVET: Zakaj avtomobilske baterije ne odpovedo tako kmalu kot one v telefonih?
Marjan Kodelja 9. junija 2024 ob 06:10

Vse so litij-ionske, vendar medtem ko postanejo po nekaj letih tiste v telefonih (skoraj) neuporabne, nam za one v avtomobilih obljubljajo, da v osmih letih kapaciteta ne bo padla pod 70 odstotkov. Zakaj je življenjska doba baterij tako zelo različna?

Se razumemo, mar ne? Če bi baterija v telefonu po osmih letih, kaj osmih, vsaj po štirih, še vedno držala vsaj toliko začetne kapacitete, si nihče pri zdravi pameti ne bi razburjal, da mora star, a še vedno dovolj zmogljiv telefon, prvič priključiti že opoldne. V čem je skrivnost? Pravzaprav je ni. Na delu sta fizika, kemija in različna načina rabe. Nikakor ne kakšna neumna teorija o vgradnji slabših baterij, da bi naprave hitreje menjali, ali zavajanje avtomobilske industrije.

Med obema baterijama je zelo očitna razlika. One za telefone imajo eno samo celico napetosti 3,7 V in le izjemoma več, če podpirajo zelo hitro polnjenje. V avtomobilskih je celic več ter so vezane v različnih vzporednih in zaporednih konfiguracijah. To proizvajalcem avtomobilov dovoli, da ponudijo jamstvo osmih let (ali 160 tisoč prevoženih kilometrov), medtem ko proizvajalci mobilnih naprav ne dajejo nobenega. Ali bi ga lahko? Verjetno! Glejmo na to teoretično. Če bi na primer evropska unija zapovedala, da kapaciteta baterije v dveh (ali treh) letih ne sme pasti pod 70 odstotkov, potem bi, o tem sem prepričan, hitro strli ta tehnološki oreh. Drugo vprašanje je, kje bi se to poznalo? Morda v ceni, debelini ohišja ali v čem tretjem. Ker torej nihče ne pričakuje, da bo zdržala osem let, jo zasnujejo tako, da je čim manjša in tanjša ter optimizirana za zmogljivost. Popolnoma nasprotnim ciljem sledijo proizvajalci baterij za avtomobile. Optimizirajo jih za dolgo življenjsko dobo v smislu fizikalne in kemične zasnove, z maso in velikostjo v drugem planu.

Cikli polnjenja in praznjenja

Zgornja razlaga je dokaj površna, saj se skrivnost dolgoživosti ne skriva zgolj v velikosti in zgradbi baterije. Še veliko drugega vpliva na »zdravje« baterije. Začenši s polnjenjem. Splošno sprejeta modrost pravi, da litijeva baterija v »življenju« prenese med 300 in 500 polnimi cikli polnjenja od nič do sto odstotkov, vendar so medtem z novejšo kemijsko sestavo številke že tudi precej višije. Na srečo tudi vemo, da kompletno polnjenje ni najbolj priporočljivo ter da je bolje omejiti spodnjo in zgornjo mejo. Če ne dopustimo, da napolnjenost pade pod 20 in naraste nad 80 odstotki, potem dobimo ekvivalent med 700 in 1000 polnimi cikli.

Poglejmo, kaj to pomeni za eno in drugo baterijo. Ko je telefon nov, ga polnimo vsak ali vsak drugi dan, tako da recimo v enem letu »porabimo« okoli 200 ciklov. Kasneje, ko kapaciteta že nekoliko pade, ga polnimo pogosteje, s čimer naraste število polnjenj. Ocenjujem, da zaradi tega najkasneje v treh letih zmogljivosti baterije začnejo motiti celo najbolj potrpežljive. Polnjenje avtomobilov poteka nekoliko drugače. Enkrat sem izračunal, da povprečni slovenski voznik dnevno prevozi med 50 in 100 kilometrov. V primeru baterije z dosegom 300 kilometrov to pomeni polnjenje dvakrat ali celo enkrat tedensko, kar znese med 50 in 100 polnimi cikli. Upoštevajoč to, hitro ugotovimo, zakaj proizvajalcem ni težko dati takšnega jamstva. Izjem ni veliko in te pač prevzamejo na svoja pleča. V Tesli so rekorderju menda večkrat brezplačno zamenjali baterijo. 

Večkrat po malem, namesto enkrat veliko

Ko baterijo iz 95 izpraznimo na 25 odstotkov, to predstavlja 70-odstotno globino praznjenja. Litij-ionske baterije ne marajo globokih padcev. Če jih omejimo, zdržijo dlje, kar pomeni, da je zanje boljše več krajših polnjenj, kot eno daljše. Pri avtomobilih srečamo še en trik. Saj ste že slišali za neto in bruto vrednost. Kar nekaj odstotkov na »vrhu« in »spodaj« ni dostopnih. Ko sistem v avtomobilu kaže 100-odstotno napolnjenost, je fizična napolnjenost v resnici nižja. S tem preprečujejo, da bi baterijo preveč napolnili ali izpraznili oziroma predstavlja rezervo, ki se porablja kasneje in krepi »iluzijo« počasnejšega zmanjševanja kapacitete. Nič od tega seveda ne srečate v telefonih, kjer je od začetka na voljo »cela baterija«.

Skrb za optimalno delovanje

Visoke temperature so strup za baterije, ki zlahka povzroči hitrejše staranje. Vse, kar lahko naredimo v primeru telefona je, da ga ne puščamo na vročem soncu ali blizu izvora vročine. Ravno tako nima ventilatorjev, ki bi hitreje odvajali toploto, ki nastane med delovanjem. Baterija v avtomobilu je praktično »zavita v vato«. Cel kup sistemov skrbi za hlajenje ali gretje, da vedno deluje v optimalnih temperaturnih razmerah.

Podobno kot visoke temperature, nanjo slabo vplivajo ekstremne napetosti. Elektronika električnih avtomobilov preprečuje takšne razmere, medtem ko ničesar podobnega ne najdemo v telefonih, katerih baterije so optimizirane za kapaciteto in ne za dolgotrajnost. To pomeni, da pogosteje deluje v zanjo tveganih napetostnih območjih. Morda celo vsak dan, če baterijo do večera »izžamete«.

Vse zapisano je krivo, da baterija v telefonih ne traja dolgo in verjetno nima smisla pričakovati, da se bo to spremenilo. Namesto tega bi morali zahtevati od proizvajalcev, da omogočijo cenovno dostopno menjavo, ki bi nekaj let stari telefon pomladila in mu dala zmogljivosti, ki smo jih imeli ob nakupu!

‍Naslovna fotografija DepositPhotos

Avtor Marjan Kodelja
mm
Marjan se s tehnološkim novinarstvom ukvarja od leta 1997 in v tem času je videl že mnogo stvari, ki se nikoli niso uveljavile ali pa so imele kratek čas trajanja. Začel je pri računalniški reviji Moj mikro in ter 2000 postal njen urednik. Veliko kasneje je bil urednik naprej tednika Stop in nato še tednika Vklop, trenutno pa kruh služi s pisanjem tehnoloških člankov.
Marjan Kodelja - prispevki
2 komentarja
  • In kaj lahko potem pričakujemo od avtomobilske baterije, ki jo 5x na teden napolnimo iz 25-40 na 80 odstotkov, 1x na mesec pa na 100%? Kaj je glede na vašo tezo za pričakovati? Do kdaj bo še uporabna – da bo kapaciteta vsaj 70%?

    • A ni vseeno. Proizvajalci jamčijo 8 let (ali 160 tisoč kilometrov) in če kapaciteta baterija pade pod 70 odtotokvo predno sta izpolnjena ta pogoja, jo zamenjajo.

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen. * označuje zahtevana polja