Bagaimana Pengisian Nirkabel Dapat Mengacaukan Baterai Ponsel Anda

Bagaimana Pengisian Nirkabel Dapat Mengacaukan Baterai Ponsel Anda

Mengisi daya telepon Anda secara nirkabel, meskipun sangat praktis, berisiko menghabiskan masa pakai perangkat menggunakan baterai lithium-ion (LIB), lapor peneliti.

Konsumen dan produsen telah meningkatkan minat mereka pada teknologi pengisian daya yang nyaman ini, yang disebut pengisian induktif, meninggalkan mengutak-atik colokan dan kabel demi hanya mengatur telepon langsung pada basis pengisian.

Standarisasi stasiun pengisian, dan dimasukkannya kumparan pengisian induktif di banyak smartphone baru telah menyebabkan peningkatan adopsi teknologi. Di 2017, model mobil 15 mengumumkan dimasukkannya konsol dalam kendaraan untuk pengisian daya perangkat elektronik konsumen secara induktif, seperti smartphone — dan pada skala yang jauh lebih besar, banyak yang mempertimbangkan untuk mengisi baterai kendaraan listrik.

Masalah dengan pengisian nirkabel

Pengisian induktif memungkinkan sumber daya untuk mentransmisikan energi melintasi celah udara, tanpa menggunakan kabel penghubung tetapi salah satu masalah utama dengan mode pengisian ini adalah jumlah panas yang tidak diinginkan dan berpotensi merusak yang dapat dihasilkannya.

Ada beberapa sumber penghasil panas yang terkait dengan sistem pengisian daya induktif apa pun — baik pada pengisi daya maupun perangkat. fakta bahwa perangkat dan tempat pengisian berada dalam kontak fisik yang dekat membuat pemanasan tambahan ini menjadi lebih buruk. Konduksi dan konveksi termal sederhana dapat memindahkan panas yang dihasilkan dalam satu perangkat ke perangkat lainnya.

Dalam smartphone, kumparan penerima daya dekat dengan penutup belakang ponsel (yang biasanya non-konduktif) dan kendala pengemasan mengharuskan penempatan baterai ponsel dan elektronik daya dalam jarak dekat, dengan peluang terbatas untuk membuang panas yang dihasilkan di telepon, atau lindungi telepon dari panas yang dihasilkan pengisi daya.

Telah didokumentasikan dengan baik bahwa usia baterai lebih cepat ketika disimpan pada suhu tinggi dan bahwa paparan suhu yang lebih tinggi dapat secara signifikan mempengaruhi kondisi kesehatan (SoH) baterai selama masa manfaatnya.


Dapatkan Yang Terbaru Dari Diri Sendiri


Aturan praktis (atau lebih teknis persamaan Arrhenuis) adalah bahwa untuk sebagian besar reaksi kimia, laju reaksi berlipat ganda dengan setiap kenaikan suhu 10 ° C (18 ° F). Dalam baterai, reaksi yang dapat terjadi termasuk laju pertumbuhan dipercepat film pasif (lapisan lembam tipis membuat permukaan di bawahnya tidak reaktif) pada elektroda sel. Hal ini terjadi melalui reaksi redoks sel, yang secara ireversibel meningkatkan resistensi internal sel, yang pada akhirnya mengakibatkan penurunan kinerja dan kegagalan. Baterai lithium ion yang berada di atas 30 ° C (86 ° F) biasanya dianggap berada pada suhu tinggi sehingga baterai rentan terhadap masa pakai yang singkat.

Pedoman yang telah dikeluarkan oleh produsen baterai juga menetapkan bahwa kisaran suhu operasional atas produk mereka tidak boleh melebihi kisaran 50 − 60 ° C (122 − 140 ° F) untuk menghindari pembangkitan gas dan kegagalan katastropik.

Fakta-fakta ini mengarahkan para peneliti untuk melakukan percobaan membandingkan kenaikan suhu pada pengisian baterai normal dengan kawat dengan pengisian induktif. Namun para peneliti bahkan lebih tertarik pada pengisian induktif ketika konsumen menyelaraskan telepon pada basis pengisian. Untuk mengimbangi penyelarasan telepon dan pengisi daya yang buruk, sistem pengisian induktif biasanya meningkatkan daya pemancar dan / atau menyesuaikan frekuensi operasinya, yang menimbulkan kerugian efisiensi lebih lanjut dan meningkatkan pembangkitan panas.

Ketidaksejajaran ini bisa menjadi kejadian yang sangat umum karena posisi aktual antena penerima di telepon tidak selalu intuitif atau jelas bagi konsumen yang menggunakan telepon. Oleh karena itu, tim peneliti juga menguji pengisian telepon dengan ketidakselarasan yang disengaja dari kumparan pengirim dan penerima.

Membandingkan metode pengisian daya

Para peneliti menguji ketiga metode pengisian (kawat, induktif selaras, dan induktif selaras) dengan pengisian simultan dan pencitraan termal dari waktu ke waktu untuk menghasilkan peta suhu untuk membantu mengukur efek pemanasan.

Dalam kasus telepon yang diisi daya listrik konvensional, suhu rata-rata maksimum yang dicapai dalam waktu pengisian 3 tidak melebihi 27 ° C (80.6 ° F).

Sebaliknya, untuk telepon yang diisi oleh pengisian induktif selaras, suhu memuncak pada 30.5 ° C (86.9 ° F) tetapi secara bertahap berkurang untuk paruh terakhir dari periode pengisian. Ini mirip dengan suhu rata-rata maksimum yang diamati selama pengisian induktif yang tidak selaras.

Dalam kasus pengisian induktif yang tidak selaras, suhu puncak adalah sama besarnya (30.5 ° C (86.9 ° F)) tetapi suhu ini tercapai lebih cepat dan bertahan lebih lama pada level ini (menit 125 versus menit 55 untuk pengisian yang selaras dengan benar) .

Terlepas dari mode pengisian daya, tepi kanan ponsel menunjukkan tingkat kenaikan suhu yang lebih tinggi daripada area telepon lainnya dan tetap lebih tinggi selama proses pengisian. CT scan pada ponsel menunjukkan bahwa hotspot ini adalah tempat motherboard berada.

Yang juga patut dicatat adalah fakta bahwa daya input maksimum ke pangkalan pengisian lebih besar pada pengujian di mana ponsel tidak selaras (11 watt) daripada ponsel yang selaras dengan baik (i watt). Ini karena sistem pengisian meningkatkan daya pemancar di bawah ketidaksejajaran untuk mempertahankan daya input target ke perangkat.

Suhu rata-rata maksimum dari basis pengisian saat pengisian di bawah ketidaksejajaran mencapai 35.3 ° C (95.54 ° F), dua derajat lebih tinggi dari suhu yang terdeteksi oleh peneliti ketika ponsel disejajarkan, yang mencapai 33 ° C (91.4 ° F). Ini merupakan gejala penurunan efisiensi sistem, dengan tambahan panas yang dihasilkan dari kehilangan daya elektronik dan arus eddy.

Para peneliti mencatat bahwa pendekatan masa depan untuk desain pengisian induktif dapat mengurangi kehilangan transfer ini, dan dengan demikian mengurangi pemanasan, dengan menggunakan gulungan ultrathin, frekuensi yang lebih tinggi, dan penggerak elektronik yang dioptimalkan untuk menyediakan pengisi daya dan penerima yang kompak dan lebih efisien serta dapat diintegrasikan ke dalam ponsel perangkat atau baterai dengan sedikit perubahan.

Sebagai kesimpulan, tim peneliti menemukan bahwa pengisian daya induktif, meskipun nyaman, kemungkinan akan mengarah pada pengurangan umur baterai ponsel. Bagi banyak pengguna, degradasi ini mungkin merupakan harga yang dapat diterima untuk kenyamanan pengisian, tetapi bagi mereka yang ingin menambah umur terpanjang dari telepon mereka, pengisian kabel masih disarankan.

Sumber: University of Warwick

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

ikuti InnerSelf di

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Dapatkan Terbaru Dengan Email

{Emailcloak = off}