Batteriet bliver varmt under opladning: Årsager, sikre begrænsninger og praktiske løsninger

En telefon, der har siddet på en oplader i tyve minutter, føles varm mod din håndflade, og det første instinkt er at spekulere på, om der er noget galt. Normalt er intet. Opladning er en eksoterm proces: At omdanne vekselstrøm fra væggen til den lavspændingsjævnstrøm, et batteri har brug for, og derefter skubbe lithiumioner fra den ene elektrode til den anden, frigiver begge varme som et biprodukt.

Konklusionen først: overfladetemperaturer på omkring 30°C til 40°C (86°F til 104°F) under opladning er almindelige, og hurtig opladning kan skubbe et batteri til omkring 45°C (113°F), før opladningsregulatoren bevidst sænker farten. Varme, der bliver smertefuldt at holde på, bliver ved med at stige efter den første halve time, eller som ankommer sammen med en hævet sag, en kemisk lugt eller et stik, der er varmt, mens batteriet er køligt, peger på en fejl snarere end normale tab.

Hvor meget varme er egentlig normalt under opladning?

Temperatur er den mest nyttige enkeltaflæsning, du kan tage, fordi den adskiller almindelige tab fra en udviklingsfejl. Båndene nedenfor afspejler typisk adfærd for lithium-ion-telefoner, tablets, bærbare computere og værktøjspakker; nøjagtige tal afhænger af cellen, opladeren og kabinettet, så læs dem som intervaller frem for faste grænser.

Hvorfor et batteri bliver varmt under opladning

Varme skal komme et sted fra, og et ladekredsløb tilbyder kun få steder, hvor det kan komme fra. At arbejde igennem dem i rækkefølge er hurtigere end at gætte.

• Konverteringstab. En oplader konverterer AC til DC, og enheden konverterer det igen til den spænding, cellen har brug for. Hvert trin mister omkring 10 til 20 procent som varme, som vises i adapteren, kablet og batteriet.
• Ladestrøm. Resistiv opvarmning stiger med kvadratet af strøm. En fordobling af ladestrømmen firdobler groft den varme, der genereres inde i cellen og ledningerne, hvorfor en 65 W opladning opvarmer en telefon langt mere end en opladning på 5 W natten over.
• Ældrende celler. Efter omkring 500 fulde cyklusser bevarer en celle almindeligvis 80 procent af sin kapacitet, og den indre modstand er vokset. Den samme strøm producerer nu mere varme, end den gjorde, da pakken var ny.
• Omgivelsestemperatur og luftstrøm. En enhed, der oplades under en pude, inde i et lukket etui eller på en bils instrumentbræt, har ingen steder at afgive varme. Opladning i et 35°C rum kan tilføje flere grader alene.
• Kabel- og stikmodstand. Tynde, lange eller slidte kabler, beskadigede stik og korroderede stikkontakter tilføjer modstand uden for batteriet. Den varme viser sig ved stikket i stedet for cellen.
• Placering af oplader. En adapter, der er begravet under bløde møbler eller stablet i en lukket skuffe, kan ikke fjerne sine egne tab og sender den varme videre.
• Belast under opladning. Navigation, video og spil tilføjer udledningsvarme fra processoren oven i ladevarmen.
• Udbudssiden. Overbelastede strømskinner, delvist oprullede forlængerledninger og løse stikkontakter bidrager med deres egen andel, som er let at overse.

Hvad bidrager stikkontakten og Power Strip-siden

De fleste råd om et varmt batteri fokuserer på telefonen. I praksis sporer en meningsfuld andel af overophedningsetuier tilbage til stikkontakten, forlængerledningen eller den strimmel, som opladeren er sat i. Kontaktmodstand er den sædvanlige synder. En stikkontakt, der griber løst om stikket, tvinger strøm gennem et mindre kontaktområde, og det område opfører sig som et varmeelement: stikket bliver mærkbart varmt inden for få minutter, mens batteriet forbliver køligt. Hvis stikket er varmere end telefonen, er problemet opstrøms.

Overbelastningsbeskyttelse betyder af samme grund i større skala. En strimmel vurderet til 16 A, der bliver bedt om at fodre en varmelegeme, en bærbar adapter og en telefonoplader på én gang, vil køre varmere, end den burde, og en strimmel med en korrekt overbelastningsbeskyttelseskontakt eller termisk afbryder vil åbne kredsløbet, før husets temperatur bliver en fare. Huse støbt af polycarbonat er det bedre valg i varme omgivelser, fordi materialet bevarer sin mekaniske styrke og flammehæmmende adfærd ved højere temperaturer end mange alternativer, der bruges i lavprisstrimler.

Cable3G 4-udtag EU Power Strip med overbelastningsbeskyttelse Fire EU-udtag på 16A/220-250V med overbelastningsbeskyttelseskontakt, indvendige dele i fuld kobber og en flammehæmmende pc-skal til husholdningsstrømfordeling. Se produkt →

Strips med USB-porte tilføjer en ekstra varmekilde. AC-til-DC-konverteren inde i strimlen arbejder kontinuerligt og varmer af sig selv; når en strimmel med fire udgange med to USB-porte er indlæst tæt på dens rating, slipper den interne varme ud gennem det samme hus. Ved at efterlade luftrum omkring båndet og undgå at kæde den sammen bag møbler, holder konverteren inde i sit designvindue.

Kabeltromler er den genstand, der oftest misbruges i denne sammenhæng. En fuldt opviklet rulle, der bærer en tung opladnings- eller varmebelastning, kan ikke aflede varme fra den oprullede leder, og de indre vindinger bliver gradvist varmere. Rul kablet helt ud før brug, respekter spolens strømstyrke, og bekræft, at jordforbindelsen er intakt, hver gang spolen fodrer udendørsudstyr.

EU Standard 10m kabelrulle med overbelastningsbeskyttelse Ti meter EU-kabeltromle klassificeret 16A/220-250V, med brandsikker PP-skal, fuld kobberkerne og overbelastningsbeskyttelseskontakt til indendørs eller udendørs brug. Se produkt →

Advarselsskilte, der betyder, at stoppe opladningen nu

Varme er ikke det samme som fare, men nogle få specifikke signaler er værd at handle på med det samme frem for at overvåge.

Praktiske måder at holde ladetemperaturen nede

1. Oplad på en hård, åben overflade såsom et skrivebord eller en hylde, aldrig på sengetøj, polstring eller papir.
2. Fjern tykke eller isolerede etuier under hurtig opladning, så pakken kan udstråle varme.
3. Tilpas adapteren til enheden. En oplader, der er klassificeret langt over enhedens input, skubber strøm, som ladekredsløbet skal sprede.
4. Brug et kabel, der er normeret til strømmen, og udskift ethvert kabel, hvis stik er misfarvet eller føles løst.
5. Undgå at oplade i direkte sollys, i et parkeret køretøj eller ved siden af ​​en radiator.
6. Hold hårdt brug som navigation og spil efter opladningen, ikke under den.
7. Reserver opladning natten over til en lavwatt-adapter i stedet for en hurtigoplader.
8. Kontroller temperaturen på stikket, ikke kun batteriet; et varmt stik betyder normalt et stik- eller kabelproblem.

Hvad købere bør tjekke i opladningshardware

For distributører og udstyrsproducenter, der specificerer strømskinner, forlængerledninger eller spoler ved siden af opladerprodukter, er der nogle få målbare punkter, der afgør, om hardwaren kører køligt over flere års drift. Nominel strøm skal overstige den realistiske tilsluttede belastning, ikke navneskiltet på en enkelt adapter. Kontaktenheder skal bruge en korrekt kobberlegering med tilstrækkelig indføringskraft og cykluslevetid for at undgå den løsgrebstilstand, der er beskrevet ovenfor. Husmateriale skal være af varmebestandig, flammehæmmende kvalitet, og produktet skal bære de standarder, der er relevante for dets destinationsmarked, såsom GB2099.1 og GB1002 for Kina, eller de tilsvarende europæiske og koreanske konfigurationer til eksport.

En leverandørs kvalitetssystem er en del af den termiske historie. Producenter, der arbejder efter ISO 9001 med egen designkapacitet, kan justere kontaktgeometri, vægtykkelse og materialekvalitet, når en kundes applikation bliver varm, i stedet for kun at tilbyde katalogvarianter. Temperaturstigningstest ved nominel belastning, dokumenterede kontaktmaterialer og en klar overbelastningsbeskyttelsesspecifikation er rimelige ting at anmode om før bestilling. Den rækkevidde for strømskinne at dække disse parametre er det praktiske udgangspunkt for de fleste opladnings-tilstødende applikationer.

I de fleste tilfælde gør et batteri, der bliver varmt under opladning, simpelthen det, fysikken kræver, og varmen lægger sig inden for det normale bånd, når ladestrømmen falder i slutningen af ​​cyklussen. Den vane, der er værd at opbygge, er at tjekke temperaturerne to steder, batteriet og stikket, og at behandle tendensen som signalet. Stigende varme med et køligt stik er en celle- eller opladersamtale; et hot plug med et koldt batteri er en stikkontakt, et kabel eller en stripsamtale, og det er normalt den billigere at løse.