Baterie se při nabíjení zahřívá: Příčiny, bezpečné limity a praktické opravy

Telefon, který sedí dvacet minut na nabíječce, je na dlani teplý a prvním instinktem je přemýšlet, zda není něco v pořádku. Obvykle nic není. Nabíjení je exotermický proces: přeměna střídavého proudu ze stěny na nízkonapěťový stejnosměrný proud, který baterie potřebuje, a následné vytlačování iontů lithia z jedné elektrody na druhou, obojí uvolňuje teplo jako vedlejší produkt.

První závěr: povrchové teploty přibližně 30 °C až 40 °C (86 °F až 104 °F) během nabíjení jsou běžné a rychlé nabíjení může baterii stlačit na přibližně 45 °C (113 °F), než regulátor nabíjení záměrně zpomalí. Teplo, které je bolestivé udržet, po první půlhodině stále stoupá nebo přichází společně s oteklým pouzdrem, chemickým zápachem nebo horkým konektorem, když je baterie vychladlá, ukazuje spíše na závadu než na běžné ztráty.

Kolik tepla je ve skutečnosti normální při nabíjení?

Teplota je nejužitečnější jednorázové měření, které můžete provést, protože odděluje běžné ztráty od rozvíjejícího se selhání. Níže uvedená pásma odrážejí typické chování pro lithium-iontové telefony, tablety, notebooky a sady nástrojů; přesné hodnoty závisí na článku, nabíječce a krytu, takže je čtěte spíše jako rozsahy než jako pevné limity.

Pásma povrchové teploty jsou přibližná a liší se podle zařízení; trend v čase je důležitější než jakékoli jednotlivé čtení.
Scénář nabíjení	Typická povrchová teplota	Co to obvykle znamená
Udržovací nabíjení, kolem 5 W	25 °C až 35 °C (77 °F až 95 °F)	Sotva znatelné teplo; normální.
Standardní nabíjení, 10 W až 18 W	33 °C až 40 °C (91 °F až 104 °F)	Teplý na dotek; očekávaný.
Rychlé nabíjení, 30 W a více	38 °C až 45 °C (100 °F až 113 °F)	Rychlost nabíjení je snížena tak, aby udržela strop.
Dlouhotrvající teplo v horní části pásma rychlého nabíjení	45 °C až 55 °C (113 °F až 131 °F)	Nabíjení se může pozastavit; zkontrolujte nabíječku, kabel, pouzdro a proudění vzduchu.
Nad 60 °C (140 °F), otok nebo zápach	Mimo specifikaci	Zastavte nabíjení, izolujte zařízení, vyměňte článek nebo sadu.

Proč se baterie při nabíjení zahřívá

Teplo musí odněkud pocházet a nabíjecí okruh nabízí jen několik míst, kde může vzniknout. Zpracovat je v pořadí je rychlejší než hádat.

Konverzní ztráty. Nabíječka převádí střídavý proud na stejnosměrný a zařízení to opět převádí na napětí, které článek potřebuje. Každý stupeň ztrácí zhruba 10 až 20 procent jako teplo, které se objevuje v adaptéru, kabelu a baterii.
Nabíjecí proud. Odporové vytápění stoupá s druhou mocninou proudu. Zdvojnásobení nabíjecího proudu zhruba zčtyřnásobí teplo generované uvnitř článku a kabeláže, a proto 65W nabíjení zahřeje telefon mnohem více než 5W nabíjení přes noc.
Stárnoucí buňky. Po asi 500 úplných cyklech si buňka běžně zachovává 80 procent své kapacity a vnitřní odpor vzrostl. Stejný proud nyní produkuje více tepla, než když byl obal nový.
Okolní teplota a proudění vzduchu. Zařízení nabíjející se pod polštářem, v uzavřeném pouzdře nebo na palubní desce auta nemá kam odvádět teplo. Nabíjení v místnosti s teplotou 35 °C může samo o sobě přidat několik stupňů.
Odpor kabelu a konektoru. Tenké, dlouhé nebo opotřebované kabely, poškozené zástrčky a zkorodované kontakty zásuvek zvyšují odpor mimo baterii. Toto teplo se projevuje spíše na zástrčce než v článku.
Umístění nabíječky. Adaptér zahrabaný pod měkkým nábytkem nebo naskládaný v uzavřené zásuvce nemůže rozptýlit své vlastní ztráty a přenáší toto teplo dál.
Zatížení během nabíjení. Navigace, video a hry přidávají kromě tepla z nabíjení také výbojové teplo z procesoru.
Strana nabídky. Přetížené rozdvojky, částečně stočené prodlužovací kabely a uvolněné kontakty zásuvek přispívají svým dílem, což lze snadno přehlédnout.

K čemu přispívá strana zásuvky a napájecí lišty

Většina rad ohledně horké baterie se zaměřuje na telefon. V praxi se významný podíl případů přehřívání vrací k zásuvce, prodlužovacímu kabelu nebo pásku, do kterého je nabíječka zapojena. Obvyklým viníkem je kontaktní odpor. Zásuvka, která volně svírá zástrčku, tlačí proud přes menší kontaktní plochu a tato oblast se chová jako topný článek: tělo zástrčky se během několika minut znatelně zahřeje, zatímco baterie zůstává chladná. Pokud je zástrčka teplejší než telefon, problém je proti proudu.

Ochrana proti přetížení je důležitá ze stejného důvodu ve větším měřítku. Proužek s jmenovitým proudem 16 A, který je požádán o napájení ohřívače, adaptéru pro notebook a nabíječky telefonu najednou, se bude ohřívat více, než by měl, a proužek se správným ochranným spínačem proti přetížení nebo tepelným jističem otevře obvod dříve, než se teplota krytu stane rizikem. Pouzdra lisovaná z polykarbonátu jsou lepší volbou do teplého prostředí, protože materiál zachovává si mechanickou pevnost a nehořlavé chování při vyšších teplotách než mnoho alternativ používaných v levných pásech.

Cable3G 4-Outlet EU Power Strip with Overload Protection

Cable3G 4-vývodový napájecí pásek EU s ochranou proti přetížení Čtyři EU zásuvky na 16A/220-250V s ochranným spínačem proti přetížení, celoměděnými vnitřky a nehořlavým PC pláštěm pro domácí rozvody elektrické energie. Zobrazit produkt →

Pásky s USB porty přidávají druhý zdroj tepla. Převodník střídavého proudu na stejnosměrný proud uvnitř pásu pracuje nepřetržitě a ohřívá se sám; když je pásek se čtyřmi zásuvkami se dvěma porty USB zatížen blízko jeho jmenovité hodnotě, vnitřní teplo uniká stejným krytem. Ponechání vzdušného prostoru kolem proužku a zamezení jeho řetězení za nábytkem udržuje konvertor uvnitř jeho designového okna.

Kabelové navijáky jsou v této souvislosti nejčastěji zneužívaným artiklem. Plně navinutá cívka nesoucí velké nabíjecí nebo topné zatížení nemůže odvádět teplo ze stočeného vodiče a vnitřní závity se postupně zahřívají. Před použitím kabel úplně odviňte, respektujte jmenovitý proud navijáku a ověřte, že zemní spojení je neporušené, kdykoli naviják napájí venkovní zařízení.

EU Standard 10m Cable Reel with Overload Protection

Standardní 10m kabelový naviják EU s ochranou proti přetížení Desetimetrový EU kabelový naviják s jmenovitým proudem 16A/220-250V, s ohnivzdorným PP pláštěm, celoměděným jádrem a ochranným spínačem proti přetížení pro vnitřní i venkovní použití. Zobrazit produkt →

Varovné signály, které znamenají, že nyní přestaňte nabíjet

Teplo není totéž jako nebezpečí, ale několik konkrétních signálů stojí za to okamžitě jednat, spíše než je sledovat.

Teplo, které se objevuje během nabíjení a rychle mizí, je normální; teplo, které přetrvává nebo se stupňuje po odpojení, není.
Výstražné znamení	Co to naznačuje	Akce
Povrch baterie nad 55 °C (131 °F)	Porucha článku nebo nabíjecího obvodu	Odpojte, nechte vychladnout na pokojovou teplotu a znovu otestujte s nabíječkou, o které víte, že je dobrá
Horká zástrčka, zatímco baterie zůstává chladná	Odpor v kabelu, zástrčce nebo zásuvce	Vyměňte kabel, zkuste jinou zásuvku nebo pásek
Oteklé pouzdro, zvednutá obrazovka, vyboulený zadní panel	Hromadění plynu uvnitř článku	Zastavte nabíjení, netlačte ani nepropichujte, odneste jej do opravy nebo recyklace
Ostrý nebo sladký chemický zápach	Odvzdušnění elektrolytu	Přemístěte zařízení na větraný nehořlavý povrch a udržujte jej mimo dosah lidí
Zahřívání pokračuje i po zastavení nabíjení	Vnitřní krátký nebo parazitní drén	Zcela se odpojte od proužku a sledujte teplotu

Praktické způsoby, jak udržet nízké teploty nabíjení

Nabíjejte na tvrdém otevřeném povrchu, jako je stůl nebo police, nikdy na lůžkoviny, čalounění nebo papír.
Během rychlého nabíjení odstraňte silná nebo izolovaná pouzdra, aby mohla baterie vyzařovat teplo.
Přizpůsobte adaptér zařízení. Nabíječka dimenzovaná vysoko nad vstupem zařízení tlačí proud, který musí nabíjecí obvod rozptýlit.
Použijte kabel dimenzovaný na proud a vyměňte jakýkoli kabel, jehož zástrčka změnila barvu nebo se uvolnila.
Vyhněte se nabíjení na přímém slunci, v zaparkovaném vozidle nebo vedle radiátoru.
Silné používání, jako je navigace a hraní her, ponechte po nabití, nikoli během něj.
Vyhraďte si nabíjení přes noc spíše pro adaptér s nízkým výkonem než pro rychlou nabíječku.
Zkontrolujte teplotu těla zástrčky, nejen baterie; teplá zástrčka obvykle znamená problém se zásuvkou nebo kabelem.

Co by měli kupující zkontrolovat v nabíjecím hardwaru

Pro distributory a výrobce zařízení, kteří vedle nabíječek specifikují prodlužovací kabely, prodlužovací kabely nebo cívky, rozhoduje několik měřitelných bodů o tom, zda hardware bude po léta provozu chladný. Jmenovitý proud musí překročit reálnou připojenou zátěž, nikoli typový štítek jednotlivého adaptéru. Kontaktní sestavy by měly používat správnou měděnou slitinu s dostatečnou vkládací silou a životností cyklu, aby se předešlo výše popsanému volnému sevření. Materiál krytu by měl být žáruvzdorný, nehořlavý a produkt by měl splňovat normy relevantní pro jeho cílový trh, jako je GB2099.1 a GB1002 pro Čínu, nebo odpovídající evropské a korejské konfigurace pro export.

Systém kvality dodavatele je součástí tepelného příběhu. Výrobci, kteří pracují podle ISO 9001 s vlastními konstrukčními schopnostmi, mohou upravit kontaktní geometrii, tloušťku stěny a jakost materiálu, když se zákazníkova aplikace zahřeje, namísto nabízení pouze katalogových variant. Testování nárůstu teploty při jmenovité zátěži, zdokumentované kontaktní materiály a jasná specifikace ochrany proti přetížení jsou rozumné položky, které je třeba si před objednávkou vyžádat. The rozsah prodlužovacích kabelů pokrytí těchto parametrů je praktickým výchozím bodem pro většinu aplikací v blízkosti nabíjení.

Ve většině případů baterie, která se během nabíjení zahřívá, prostě dělá to, co fyzika vyžaduje, a teplo se usadí v normálním pásmu, jakmile nabíjecí proud na konci cyklu klesne. Zvyk, který stojí za to vybudovat, je kontrolovat teploty na dvou místech, baterii a zástrčku, a považovat trend za signál. Rostoucí teplo s chladnou zástrčkou je konverzace článku nebo nabíječky; horká zástrčka s chladnou baterií je zásuvka, kabel nebo proužkový rozhovor a obvykle je to levnější řešení.