Aktualizace

(19. 8. 2015): Tento článek patří mezi ty nejvýznamnější, které na WMManii naleznete, a proto jsme se jej rozhodli aktualizovat nejen obsahově (doplnění několika dílčích informací) ale také graficky (pohodlné čtení i na mobilních zařízeních). Aktualizace článku má také za cíl připomenout ty nejdůležitější informace, které by měl každý majitel mobilního zařízení a notebooku znát. V následujících týdnech se navíc můžete těšit na další články s podobnou tématikou, např. zaměřené na populární powerbanky.

----------------------------

Výdrž chytrých zařízení je jednou z vlastností, která je důležitá snad pro všechny uživatele. Velmi často se také jedná o jeden ze stěžejních parametrů, které rozhodují při koupi nového přístroje. Obecně totiž platí, k čemu je supermoderní a výkonný přístroj, když nevydrží náročnější využívání ani do večera (natož pak např. do oběda)? Samozřejmě je částečným řešením náhradní či externí akumulátor, ale jeho přenášení nemusí být vždy pohodlné či praktické.

Z našich dlouhodobých zkušeností jednoznačně plyne, že běžní uživatelé mají relativně dobrý přehled o různých možnostech úspory energie při používání svých telefonů, v drtivé většině je však nedodržují, protože se nechtějí omezovat. A není se čemu divit, chytrý telefon nabízí nesčetně funkcí, jejichž omezení jen kvůli získání několika hodin výdrže není zrovna efektivní. Samozřejmě se najdou i uživatelé, kteří poctivě uzavírají všechny aplikace, ručně ztlumují jas displej, vypínají nepoužívané bezdrátové sítě, omezují služby na pozadí apod., ale těchto „nadšenců“ skutečně není mnoha.

Pokud ale chcete svůj přístroj používat naplno, je třeba se připravit na časté nabíjení. V dnešní době je standardem nabíjet chytrý přístroj každý den, u baterií s větší kapacitou max. každý druhý den. Tento způsob využití se však při nedodržení několika základních pravidel může výrazně projevit na životnosti a celkové kapacitě baterie. V tomto směru také existuje celá řada mýtů a různě zkreslených informací, které roky kolují internetem. Dokonce i některé významné weby ve snaze nabídnout svým čtenářům informace, které vyžadují, ovšem bez patřičných znalostí, vnášení do celé problematiky ještě větší zmatek a důvěřiví čtenáři se řídí v lepším případě nepřesnými informacemi.

Účelem tohoto článku je sjednotit různorodé informace týkající se akumulátorů, vybrat pouze ty pravdivé a vyvrátit tak dlouholeté mýty a nepravdy, kterých je plný internet. Pro tento článek jsme využili nejen naše zkušenosti se servisní problematikou chytrých zařízení, ale čerpali jsme také ze zahraničních webů, kde mají skutečné odborníky, od výrobců baterií apod. Tento článek je tady vlastně takovým průřezem všech důležitých informací spojených s péči o akumulátory v mobilních telefonech.

Předem je třeba také upozornit, že informace uvedené v tomto článku se týkají výhradně moderních Li-ion a Li-pol akumulátorů, které využívá drtivá většina současných chytrých zařízení. (Poznámka: Li-Pol akumulátor se od Li-Ion liší jen v použité tekutině, resp. gelu, který minimalizuje možnost vytečení a umožňuje trochu jiné tvarové řešení článku. Z pohledu praktických vlastností jsou však oba typy velice podobné)

Ochrana akumulátoru

Li-ion akumulátorům obecně nesvědčí extrémní stavy, tedy přílišné vybíjení (kapacita klesající k 0%) či naopak „přebíjení“ (nabíjení i když kapacita dosahuje 100%). Oba případy sice řeší samotná elektronika umístěná v baterie, která řídí její nabíjení (hlídá teplotu, proud, reguluje „rychlost“ nabíjení), a software zařízení, což ovšem neznamená, že je z dlouhodobého pohledu toto řešení dostatečné. Důvodem je dosažení co nejvyšší výdrže zařízení, což s sebou přináší i jisté kompromisy ve vztahu k životnosti baterie. V praxi tak výrobci ošetřují pouze ty (krajní) stavy vedoucí k trvalému poškození zařízení. Na jedné straně je dlouhodobé „přebíjení“ baterie (např. ponechání přístroje v nabíječce přes noc) řešeno automatickým přerušením nabíjení při dosažení 100% kapacity, což zamezí případné explozi baterie. Na druhé straně je zabráněno úplnému vybití způsobujícímu nevratné poškození či snížení kapacity přerušením napájení přístroje při nízké kapacitě baterie. Obvykle se jedná o hladinu několika procent, kdy je přístroj automaticky vypnut a bez připojené nabíječky se odmítne spustit. V tomto stavu je v baterii mnohdy podstatně více energie, než samotný přístroj ukazuje.

Recenze: Xiaomi Power Bank 10 400 mAh – energie sbalená na cesty

Princip nabíjení, vliv na životnost

V předchozím odstavci jsme si vysvětlili, jak výrobci chrání baterii proti trvalému poškození extrémními stavy vybití/nabití. Bohužel tato ochrana zajišťuje „pouze“ bezpečné používání baterie. Je tedy výhodná především z pohledu maximální výdrže baterie, která se prioritně požaduje, ale již nezahrnuje dlouhodobé vlivy na životnost. Ošetření těchto vlivů tak v podstatě spadá na každého uživatele.

Než si konkrétně uvedeme všechna důležitá pravidla pro nabíjení, je třeba k pochopení celé problematiky alespoň základně osvětlit princip nabíjení. V podstatě se dá říci, že nabíjení probíhá v několika fázích, které jsou zachyceny na grafu níže. V první fázi napětí (V) strmě roste (při konstantním proudu) až do limitní hodnoty a následně v druhé fázi zůstává konstantní a proud (A) postupně klesá. Nabíjení končí ve chvíli, kdy proud (A) klesne na předem stanovenou úroveň (rozhraní mezi druhou a třetí fází).

Limitní napětí (V) pro Li-ion články je 4.20V/článek. Vyšší napětí (V) by sice mohlo zvýšit kapacitu baterie, ale mělo by zcela zásadní vliv na životnost. Bohužel z pohledu životnosti není ani hodnota 4,20V dostatečně nízká. Baterie je při těchto hodnotách relativně zatěžována, čímž se z dlouhodobého pohledu snižuje její živostnost. V případě Li-ion článků je tak nežádoucí, jejich nabíjení na 100%.

Kdy odpojovat nabíječku, aneb nabíjení přes noc.

Kdy je tedy nejvhodnější nabíječku odpojit? Vše lze opět vyčíst z grafu výše, kde je vidět, že napětí dosáhne své maximální úrovně na konci první fáze. V tomto bodě dosahuje baterie přibližně 70% své kapacity. Této úrovně je navíc dosaženo relativně rychle, protože je pro nabíjení využíván maximální proud. V následující fázi sycení proud postupně klesá a nabíjení se výrazně zpomaluje. Zjednodušeně se dá říci, že nabíjení zbylých 30% baterie trvá déle než prvních 70%. Názorně je vše vidět na grafu níže, kde je baterie na kapacitu cca 1250 mA (70%) nabita za 1 hodinu, ovšem na plnou kapacitu 1800 mA (100%) za 2,5 h. Jinými slovy řečeno 1250 mA získáte za 1 hodinu a zbylých 600 mA za 1,5 hodiny. Navíc během závěrečných 1,5h výrazně přetěžujete baterii vysokým napětím. Obecně tedy platí, že čím kratší dobu je baterie vystavena vysokému napětí, tedy čím blíže 70% kapacity nabíjení ukončíte, tím více baterii šetříte. Tento fakt je navíc ještě umocněn tím, že na 100% nabitá baterie (i po ukončení nabíjení) udrží „problematické“ napětí podstatně déle, než ta ze 70% nabitá.

A jak je to vlastně s ponecháváním zařízení v nabíječce např. přes noc? Zde opět napoví první graf, kde je znázorněn průběh nabíjení během fáze 3 a 4. Na spodní klesající linii proudu (A) je na rozhraní fáze 2 a 3 viditelný okamžitý pokles k nule, což značí konec nabíjení (baterie/nabíječka vyhodnotila plné nabití a přerušila přívod proudu). V této chvíli samozřejmě začne také klesat napětí z „problematické“ hranice 4.20V. Nabíječka však hodnotu napětí kontroluje a při jejím výraznějším poklesu opět zahájí nabíjení (napětí tedy opět vzroste a baterii je dodáván proud – fáze 4). Tento proces se tak opakuje po celou dobu, po kterou je telefon v nabíječce.

Recenze: Belkin Boost Up Car Charger – Superrychlá univerzální nabíječka do auta

Minimální kapacita před nabíjením

V úvodním odstavci věnovaném ochraně akumulátoru jsme zmínili, že baterii vadí oba krajní stavy. Nyní je tedy na čase, zaměřit se na ten spodní. To že baterii vadí úplné vybití na 0% a že tomuto stavu zabrání ochranné obvody v baterii a telefonu již víme, v mnoha publikacích se však objevuje také informace, že životnost baterie ovlivňuje i vybíjení pod 20% kapacity. Stanovení této hraniční hodnoty však nemá žádné vědecké vysvětlení (nebo se nám ho alespoň nepodařilo dohledat), není však zcela nesmyslné. Existuje totiž vztah „hloubky vybití“ a životnosti baterie charakterizované celkovým počtem nabíjecích cyklů. Tento stav je zobrazen na grafu níže, který sice popisuje NiCd akumulátory, ale principiálně odpovídá i Li-Ion (uvedené hodnoty cyklů však nejsou zcela odpovídající). Z tohoto grafu je patrné, že čím méně se baterie vybíjí (menší hloubka), tím vícekrát je možné ji nabít. Výše zmiňovaných 20% odpovídá hloubce vybití 80%, což znamená velmi orientačně 500-1000 cyklů. Toto je také hodnota, která se obecně u tohoto typu baterií udává. V konečném důsledku by tak mělo platit, že čím méně se akumulátor vybije, tím lépe. Samozžejmě ale ve vztahu k max. 70% kapacitě (viz předchozí odstavce).

Má časté opakované nabíjení vliv na životnost baterie?

Často se lze na internetu setkat s názory, že opakované a časté nabíjení způsobuje poškození a ztrátu kapacity baterie. Toto tvrzení samozřejmě není zcela pravdivé. Vše je dáno celkovým počtem nabíjecích cyklů, které svým způsobem životnost baterie zásadně ovlivňují. Bohužel tento údaj je pouze orientační, o čemž svědčí i udávaný rozsah 400 – 1000 cyklů. Pro lepší představu je však možné využít i jiné hodnocení, které říká, že po 400-500 cyklech by měla být každá baterie schopna udržet min. 80% původní kapacity (za předpokladu, že není ovlivněna dalšími vlivy, viz pokračování tohoto článku)

Důležité je také cykly správně počítat. Jeden cyklus totiž znamená teoretické vybití na 0% a nabití na 100%. Pokud ale baterii nabíjíte průběžně, je třeba tyto hodnoty sčítat (do 100%). V praxi tedy neplatní, že jedno částečné nabití = jeden cyklus. Pro názornost si vše ukážeme na příkladu: Pokud baterii vybijeme na 50% a nabijeme zpět na 100%, využili jsme jen 0,5 cyklu. Pro vyčerpání celého cyklu toto musíme provést 2x. Tímto způsobem se tak v podstatě vylučuje tvrzení, že opakované časté nabíjení baterii poškozuje, protože je v podstatě úplně jedno, jestli ji jednou vybijeme na 0% a nabijeme na 100% nebo 5x vybijeme na 80% a nabijeme na 100%.

Pozor, účelem tohoto matematického příkladu je pouze vyvrátit tvrzení, že jeden cyklus = jedno nabití. Nelze však cykly jednoduše převést na životnost, protože ta je ovlivněna dalšími činiteli, jako je "hloubka vybíjení", teplota, starnutí a apod.

V tomto kontextu je třeba zmínit, že baterie ztrácí svou kapacitu i přirozenou cestou (stářím) na základě chemických procesů. Rychlost tohoto stárnutí se zvyšuje s teplotou, vyšším stavem nabití, a vyšším zatížením. Nedá se tak říci, že i když se o ni budete vzorně starat, bude mít svou původní kapacitu i po 5 letech.

Pozor na vysoké teploty

Zcela zásadní vliv na celkovou kapacitu baterie mají vysoké teploty (krátkodobě nad 60 stupňů a dlouhodobě i nad 40 stupňů). Pokud je to možné, zkuste se jim vyhnout. Typickým příkladem je telefon sloužící jako navigace na čelním skle auta, kde na něj během parného dne září slunce. V takovýchto případech je 60 stupňů dosaženo během několika málo minut. Obdobný problém se týká také notebooků. Pokud pozorujete při napájení ze sítě výrazné zahřívání, je lepší baterii zcela vyjmout a nevystavovat ji tak zbytečným teplotám.

Recenze: Lampa Ikea Riggad s podporou bezdrátového nabíjení

Jak zacházet s novým akumulátorem?

Jeden z největších mýtů spojených s akumulátory se týká také hned prvního kontaktu s novým zařízením. Obecně se doporučuje zařízení několikrát vybít a opětovně nabít, aby byla baterie správně „naformátována“ a získala tak svou plnou kapacitu (udávána v mAh). Jak již asi tušíte, toto tvrzení není zcela pravdivé.

Li-ion akumulátory netrpí tzv. „paměťovým efektem“ a tak není nutné provádět jejich „formátování“ sérií opakujících se cyklů kompletního vybití a opětovného nabití. Místo toho je doporučeno před prvním použitím baterii nabít na plnou kapacitu (až přístroj přestane signalizovat nabíjení), odpojit nabíječku a po krátkém „odpočinku“ v délce cca 1 hodiny opět nabíječku připojit a chvíli v nabíjejí ještě pokračovat (do plného nabití).

U nových přístrojů je také možné si všimnou, že po prvním nabití nedosahují předpokládané výdrže. Toto je zcela standardní jev. Baterie totiž dosáhne své plné kapacity až po cca 3 nabití.

Jak správě akumulátory skladovat?

Pokud vlastníte zařízení, u kterého je zřejmé, že bude delší dobu ležet nevyužívané, je třeba dodržet základní pravidlo týkající se kapacity baterie. Pro dlouhodobé skladování je totiž ideální kapacita 40-50%. Naopak zcela nevyhovující jsou nízké kapacity (hrozí poškození samovolným vybitím) či naopak plně nabitý akumulátor. Obecně se udává, že u akumulátoru nabitého z 40% dosáhnete až 3x delší životnosti než v případě 100% nabitého. Doporučuje se také uchovávat baterie za nižších teplot (5-25 stupňů) na suchém místě (může být i pokojová teplota mimo dosah slunce, nevhodná je lednice s ohledem na vlhkost). Jednou za 6-12 měsíců je nutné baterie znovu nabít o cca. 50% stávající kapacity, případně ji pár hodin používat a opět nabít na původní kapacitu 40-50%.

Tento fakt je možné si ověřit i u nových zařízení. Při rozbalení krabičky ve většině případů naleznete baterii mimo přístroj (pokud je výměnná) s nabitím právě na požadovaných 40-50%.

Zajímavý je také kontext s dnes velmi populárními externími bateriemi, u nichž je logickým požadavkem, aby byly maximálně nabité. Pokud je však dlouhodobě nepoužíváte, dochází k jejich postupnému snižování životnosti.

Neoriginální baterie

Zmínku zaslouží také neoficiální baterie, jejichž používání je poměrně rizikové. Když pominu fakt, že zejména skutečná kapacita levných baterií z Číny ne vždy odpovídá údajům uvedeným na obale (setkal jsem se i s baterií, která s udávanou dvojnásobnou kapacitou nevydržela ani to, co poloviční originál), často uvnitř chybí důležitá elektronika, která hlídá nabíjení. Lehce tak může docházet k přehřívání baterie a v extrémní případě i k její explozi. Doporučuji tedy vždy zvážit, zdali úspora několika korun stojí za toto riziko.

Shrnutí - nejdůležitější zásady

Z výše uvedených informací se nyní pokusíme vybrat ty nejdůležitější:

• Nenechávejte akumulátor/telefon v nabíječce déle, než je nutné.
• Ideální kapacita baterie při odpojení nabíječky je cca 70%.
• Zcela se vyhněte úplnému vybití baterie na 0%.
• Nabíjejte nejpozději při 10-20% kapacity (čím více, tím lépe).
• Snažte se akumulátor nevystavovat vysokým teplotám.
• Dbejte zvýšené opatrnosti při nákupu neoriginálních baterií.
• Časté nabíjení akumulátoru neškodí
• Nový akumulátor nejdříve nabijte na 100%, přerušte nabíjení a ze hodinu opět pokračujte do 100%
• Akumulátory skladujte vždy v suchém chladném prostředí nabité na 40-50%

Závěr

Péče o akumulátor je v dnešní době poměrně důležitá a rozhodně se nevyplatí ji podceňovat, zejména pak v případě pokud si plánujete stávající přístroj ponechat déle jak rok. Na druhou stranu dodržování přesných zásad pro dlouhodobé zachování kapacity baterie není při běžném způsobu fungování vždy možné. Z tohoto důvodu zkuste dodržovat alespoň ta základní pravidla spočívající především v udržování kapacity nad 10% (ideálně v rozsahu 10-70%) a zbytečně nenechávejte zcela nabitý přístroj připojený k nabíječce. Ze všeho nejdůležitější je však nevystavovat akumulátor vysokým teplotám, které způsobují nejvýraznější zkrácení životnosti. Pokud víte, že baterii nebudete delší dobu potřebovat (fotoaparáty apod.), nabijte ji na 50%, vytáhněte z přístroje a uchovejte na chladném a suchém místě.

Samozřejmě je třeba zmínit fakt, že pokud baterii po roce „bezohledného“ používání výrazněji poškodíte, je možné ji vyměnit (v řádu stokorun). To se týká i přístrojů s integrovanou baterií. Zde však již musí výměnu provést servis a částka může překročit i 1000 Kč. Samostatnou kapitolou jsou pak baterie notebooků, jejichž výměna se již může skutečně prodražit.