ทำไมมือถือชาร์จเร็วตอนแบตต่ำ แต่ช้าลงหลัง 80% เรื่องจริงคืออะไร

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th

ถ้าเคยเสียบมือถือกับหัวชาร์จเร็ว จะเห็นว่าแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นไวมากในช่วงแรก แต่พอใกล้ 80% ความเร็วกลับลดลงจนรู้สึกเหมือนเครื่องกำลังชาร์จแบบธรรมดา หลายคนจึงสงสัยว่าโทรศัพท์กำลังลดกระแสเพื่อป้องกันการเกิด Lithium Plating หรือไม่

คำตอบคือมีส่วนจริง แต่ไม่ได้หมายความว่าแบตเตอรี่ทุกก้อนจะเริ่มเกิดผลึกโลหะลิเธียมทันทีเมื่อแตะ 80% คำอธิบายที่แม่นกว่าคือ 80% ไม่ใช่เส้นตายทางเคมี แต่เป็นช่วงที่ระบบชาร์จเริ่มเปลี่ยนวิธีควบคุมแรงดัน กระแส และอุณหภูมิ เพื่อให้แบตเตอรี่รับพลังงานช่วงท้ายได้อย่างปลอดภัยและเสื่อมช้าลง

ความช้าหลัง 80% เกิดจากโหมดชาร์จช่วงท้าย

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในมือถือส่วนใหญ่ใช้การชาร์จแบบสองช่วงหลักที่เรียกว่า โหมด CC/CV ช่วงแรกเป็น Constant Current หรือการจ่ายกระแสค่อนข้างสูงต่อเนื่อง แรงดันของแบตเตอรี่จะค่อย ๆ เพิ่มขึ้น จึงเป็นช่วงที่เปอร์เซ็นต์แบตเตอรี่พุ่งเร็ว

เมื่อแรงดันเข้าใกล้ค่าบนสุดที่วงจรของแบตเตอรี่กำหนด ระบบจะเข้าสู่ Constant Voltage หรือการรักษาแรงดันให้คงที่ จากนั้นกระแสจะค่อย ๆ ลดลงเอง การเพิ่มจาก 80% ไป 90% และจาก 90% ไป 100% จึงใช้เวลานานกว่าช่วงต้น แม้ผู้ใช้จะยังเห็นไอคอนว่ากำลังชาร์จอยู่ก็ตาม

ตัวเลขเปอร์เซ็นต์บนหน้าจอเป็นค่าประเมินจากแรงดัน กระแส อุณหภูมิ และแบบจำลองของระบบ ไม่ใช่การมองเข้าไปนับช่องว่างในแบตเตอรี่โดยตรง ดังนั้นจุดที่เครื่องเริ่มลดความเร็วอาจแตกต่างกันตามรุ่น อุณหภูมิ สุขภาพแบตเตอรี่ หัวชาร์จ และซอฟต์แวร์

Lithium Plating เกิดขึ้นได้อย่างไร

ภายในแบตเตอรี่ ขั้วแอโนดที่ทำจากแกรไฟต์ทำหน้าที่รับลิเธียมไอออนระหว่างการชาร์จ ไอออนเหล่านี้จะเคลื่อนผ่านอิเล็กโทรไลต์และแทรกตัวเข้าไประหว่างชั้นของแกรไฟต์ กระบวนการนี้แตกต่างจากการเทโลหะลิเธียมเข้าไปกองอยู่บนผิวขั้วไฟฟ้า

หากจ่ายกระแสเร็วเกินกว่าที่ไอออนจะเคลื่อนที่และแทรกตัวเข้าแกรไฟต์ได้ทัน ลิเธียมบางส่วนอาจสะสมเป็นลิเธียมโลหะบนผิวแอโนดแทน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า Lithium Plating ผลที่ตามมาอาจเป็นการสูญเสียลิเธียมที่ใช้งานได้ ความต้านทานภายในเพิ่มขึ้น ความจุลดลง และการเสื่อมเร็วขึ้น

ส่วนคำอธิบายเรื่องผลึกแหลมคมแทงทะลุแผ่นกั้นนั้นเป็นความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นในบางเงื่อนไข ไม่ใช่สิ่งที่จะเกิดกับมือถือทุกเครื่องหลังชาร์จเกิน 80% ทันที การก่อตัวของโครงสร้างคล้ายเดนไดรต์และการลัดวงจรภายในขึ้นอยู่กับชนิดเซลล์ การออกแบบขั้วไฟฟ้า อุณหภูมิ กระแส และความเสียหายสะสมด้วย

ปัจจัยที่ทำให้เกิด Lithium Plating ได้ง่ายขึ้น

ความเร็วชาร์จเป็นเพียงหนึ่งในปัจจัยสำคัญ แบตเตอรี่ที่มีความจุสูงแต่ใช้ขั้วไฟฟ้าหนาอาจระบายและกระจายไอออนได้ยากกว่าเมื่อรับกระแสสูง ขณะที่แบตเตอรี่ที่มีอุณหภูมิต่ำจะมีการเคลื่อนที่ของไอออนและปฏิกิริยาทางเคมีช้าลง จึงรับการชาร์จเร็วได้แย่ลง

สถานะประจุที่สูงขึ้นก็ทำให้เงื่อนไขการรับไอออนเปลี่ยนไป แต่ไม่ได้มีเส้นแบ่งเดียวกันทุกเซลล์ นอกจากนี้แบตเตอรี่ที่ผ่านการใช้งานมานาน มีความต้านทานภายในเพิ่มขึ้น หรือมีบางส่วนของขั้วไฟฟ้าเสื่อมไม่สม่ำเสมอ ก็อาจไวต่อการเกิดลิเธียมโลหะมากกว่าแบตเตอรี่ใหม่

ในทางกลับกัน ความร้อนก็เป็นปัญหาอีกแบบหนึ่ง แม้อุณหภูมิสูงอาจทำให้การเคลื่อนที่ของไอออนง่ายขึ้น แต่ความร้อนเร่งปฏิกิริยาที่ทำให้แบตเตอรี่เสื่อมและลดอายุการใช้งานได้ ระบบมือถือจึงต้องหาจุดสมดุล ไม่ใช่เร่งกระแสให้สูงที่สุดตลอดเวลา

เมื่อมือถือชาร์จช้าลง ระบบอาจกำลังตรวจพบว่าแรงดันเข้าใกล้ขีดจำกัด แบตเตอรี่มีอุณหภูมิสูง หรือกำลังอยู่ในช่วง Constant Voltage ตามปกติ หัวชาร์จ 65 หรือ 100 วัตต์ก็ไม่ได้หมายความว่าแบตเตอรี่จะรับพลังงานเต็มจำนวนนั้นตลอดเวลา เพราะโทรศัพท์จะเป็นผู้ควบคุมกระแสที่รับเข้าตามข้อจำกัดของเซลล์ สายชาร์จ อุณหภูมิ และวงจรจ่ายไฟ

วิธีชาร์จที่ช่วยลดความเครียดของแบตเตอรี่

• ชาร์จในบริเวณที่อากาศถ่ายเท ไม่วางมือถือไว้ใต้ผ้าห่ม บนที่นอน หรือในรถที่ร้อนจัด

• หลีกเลี่ยงการเล่นเกมหนัก เปิดกล้องนาน หรือใช้งานที่ทำให้เครื่องร้อนขณะชาร์จเร็ว

• ใช้หัวชาร์จและสายที่ได้มาตรฐานและรองรับกับโทรศัพท์ ไม่เลือกจากตัวเลขวัตต์สูงเพียงอย่างเดียว

• หากไม่จำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่เต็มทุกวัน อาจเปิด Charge Limit หรือ Optimized Charging ตามที่เครื่องรองรับ เพื่อลดเวลาที่แบตเตอรี่อยู่ใกล้เต็ม

• ถ้าเครื่องร้อนผิดปกติ ให้ถอดสายและวางพักในอุณหภูมิห้อง ไม่ควรนำไปแช่ตู้เย็นหรือทำให้เย็นฉับพลัน

การจำกัดไว้ที่ 80% จึงเป็นแนวทางถนอมแบตเตอรี่สำหรับคนที่ใช้งานเป็นกิจวัตร ไม่ใช่กฎว่าต้องหยุดชาร์จทันทีทุกครั้ง หากต้องเดินทางหรือจำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่เต็ม การชาร์จถึง 100% เป็นครั้งคราวไม่ได้ทำให้เกิด Lithium Plating โดยอัตโนมัติ เพราะระบบยังคงควบคุมแรงดันและกระแสตามการออกแบบของเครื่อง

ชาร์จช้าหลัง 80% แบบไหนถือว่าปกติ

ถ้ามือถือช้าลงเฉพาะช่วงท้าย เครื่องยังทำงานปกติ ไม่ร้อนจัด และไม่มีข้อความเตือน นั่นมักเป็นพฤติกรรมของระบบชาร์จตามปกติ แต่ถ้าช้าลงมากผิดสังเกตตั้งแต่แบตเตอรี่ระดับต่ำ สายชาร์จหลุดบ่อย เครื่องร้อนจนจับไม่สบาย มีกลิ่นผิดปกติ ฝาหลังหรือหน้าจอยกตัว หรือระบบหยุดชาร์จซ้ำ ๆ ควรถอดสายและส่งศูนย์บริการตรวจสอบ

สิ่งที่มือถือกำลังทำหลัง 80% จึงไม่ใช่การยอมแพ้หรือแบตเตอรี่เต็มจนไม่มีช่องว่างเหลือ แต่เป็นการลดความเร็วเพื่อควบคุมแรงดัน ความร้อน และความเสี่ยงจากปฏิกิริยาข้างเคียง การชาร์จที่ช้าลงช่วงท้ายอาจทำให้รออีกนิด แต่โดยหลักแล้วเป็นราคาที่จ่ายเพื่อให้แบตเตอรี่ใช้งานได้นานขึ้น