ทำไมแบตเตอรี่มือถือเสื่อมเมื่อใช้ไปนาน ๆ

มือถือเครื่องเดิมที่เคยใช้งานได้ตั้งแต่เช้าจนถึงค่ำ วันหนึ่งอาจกลายเป็นเครื่องที่แบตลดฮวบตั้งแต่ยังไม่พ้นเที่ยง ทั้งที่พฤติกรรมการใช้งานแทบไม่ได้เปลี่ยนไป

หลายคนจึงสงสัยว่า แบตเตอรี่กำลัง “จำ” จำนวนครั้งที่ชาร์จอยู่หรือเปล่า?

ความจริงคือ แบตเตอรี่ไม่ได้มีตัวนับถอยหลังว่าครบกี่ครั้งแล้วต้องเสื่อม แต่สิ่งที่เกิดขึ้นภายในแบตเตอรี่เป็นกระบวนการทางเคมีที่ค่อย ๆ เปลี่ยนไปตามเวลา การใช้งาน และสภาพแวดล้อม

แบตเตอรี่สมาร์ตโฟนส่วนใหญ่ในปัจจุบันเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ภายในมีวัสดุที่สามารถเก็บและปล่อยพลังงานผ่านการเคลื่อนที่ของไอออนลิเธียมระหว่างขั้วไฟฟ้าทั้งสองด้าน เมื่อชาร์จ ไอออนลิเธียมจะเคลื่อนที่ไปยังด้านหนึ่ง และเมื่อใช้งาน ไอออนจะเคลื่อนกลับ กระบวนการนี้เกิดขึ้นซ้ำ ๆ ตลอดอายุของแบตเตอรี่

แต่การเดินทางไปกลับแต่ละครั้งไม่ได้เกิดขึ้นโดยไม่มีผลข้างเคียง

เมื่อแบตเตอรี่ผ่านการชาร์จและคายประจุซ้ำ ๆ วัสดุภายในจะค่อย ๆ เปลี่ยนสภาพ ปฏิกิริยาข้างเคียงบางส่วนเกิดขึ้นบริเวณผิวของวัสดุขั้วไฟฟ้า ทำให้มีลิเธียมบางส่วนไม่สามารถหมุนเวียนได้เหมือนเดิม และโครงสร้างของวัสดุภายในก็อาจเสื่อมลงตามเวลา

ผลที่เกิดขึ้นคือ ความจุของแบตเตอรี่ลดลง

ลองนึกภาพว่าเมื่อมือถือเครื่องใหม่ แบตเตอรี่สามารถเก็บพลังงานได้เต็มความจุที่ออกแบบไว้ สมมติให้มีค่าเท่ากับ 100 หน่วย เมื่อใช้งานไปนาน ๆ ความสามารถในการเก็บพลังงานอาจลดลงเหลือ 90 หน่วย หรือ 80 หน่วย แม้หน้าจอจะแสดงว่า “แบตเตอรี่เต็ม 100%” ก็ตาม

คำว่า 100% ที่เห็นบนหน้าจอจึงไม่ได้หมายความว่าแบตเตอรี่ยังมีความจุเท่ากับตอนออกจากโรงงาน แต่หมายถึงแบตเตอรี่ถูกชาร์จจนเต็มตาม ความจุที่เหลืออยู่ในปัจจุบัน

อีกตัวการสำคัญคือ ความร้อน

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่ชอบความร้อนสูง อุณหภูมิที่สูงเป็นเวลานานสามารถเร่งปฏิกิริยาทางเคมีที่ทำให้แบตเตอรี่เสื่อมเร็วขึ้นได้

นี่เป็นเหตุผลว่าทำไมการใช้มือถืออย่างหนักจนเครื่องร้อนจัดเป็นประจำ หรือทิ้งโทรศัพท์ไว้ในรถที่ร้อนมาก จึงไม่ใช่เรื่องดีต่ออายุแบตเตอรี่

การชาร์จเร็วก็มีเรื่องความร้อนเข้ามาเกี่ยวข้อง แต่ไม่ได้หมายความว่า “ชาร์จเร็วแล้วแบตต้องพังเร็ว” เสมอไป เพราะมือถือรุ่นใหม่มีระบบควบคุมการชาร์จและจัดการอุณหภูมิอยู่แล้ว สิ่งสำคัญคือสภาพการใช้งานจริงและการควบคุมความร้อนของอุปกรณ์

อีกเรื่องที่หลายคนเข้าใจผิดคือ ต้องรอให้แบตเหลือ 0% ก่อนค่อยชาร์จ

สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ไม่จำเป็นต้องทำแบบนั้น การปล่อยให้แบตหมดจนเครื่องดับเป็นประจำไม่ได้ช่วยยืดอายุแบตเตอรี่ และการคายประจุลึกบ่อย ๆ สามารถเพิ่มความเครียดให้กับแบตเตอรี่ได้

ในทางกลับกัน การเก็บแบตเตอรี่ไว้ที่ระดับประจุสูงมากเป็นเวลานานก็ไม่ใช่สภาพที่ดีที่สุดเช่นกัน โดยเฉพาะเมื่ออยู่ในอุณหภูมิสูง

นี่จึงเป็นเหตุผลที่สมาร์ตโฟนสมัยใหม่หลายรุ่นมีฟังก์ชันอย่าง การชาร์จแบบปรับให้เหมาะสม หรือ จำกัดการชาร์จ เพื่อช่วยลดเวลาที่แบตเตอรี่ต้องอยู่ที่ระดับประจุสูงมาก

แล้วทำไมบางเครื่องใช้ไม่กี่ปี แบตถึงดูเหมือนเสื่อมเร็วกว่าคนอื่น?

เพราะอายุแบตเตอรี่ไม่ได้ขึ้นอยู่กับ “จำนวนปี” เพียงอย่างเดียว แต่เกี่ยวข้องกับหลายปัจจัย ทั้งจำนวนรอบการชาร์จ ระดับการชาร์จที่ใช้งานเป็นประจำ อุณหภูมิ การใช้งานหนัก และอายุทางเคมีของแบตเตอรี่เอง

คำว่า รอบการชาร์จ ก็ไม่ได้หมายถึงการเสียบสายหนึ่งครั้งแล้วนับเป็นหนึ่งรอบ

ตัวอย่างเช่น วันนี้ใช้แบตเตอรี่ไป 50% แล้วชาร์จกลับมาเต็ม พรุ่งนี้ใช้อีก 50% จึงจะเทียบได้กับการใช้พลังงานสะสมประมาณหนึ่งรอบ ไม่ใช่สองรอบเพียงเพราะเสียบชาร์จสองครั้ง

เมื่อแบตเตอรี่เสื่อมมากขึ้น อาการที่เห็นจึงไม่ใช่แค่ “แบตหมดเร็ว” เท่านั้น ความสามารถในการจ่ายพลังงานก็อาจลดลงด้วย เพราะแบตเตอรี่ที่เสื่อมมีความต้านทานภายในเพิ่มขึ้น เมื่อเครื่องต้องการพลังงานสูง แรงดันไฟฟ้าอาจลดลงมากกว่าตอนที่แบตยังใหม่

ในบางกรณี ระบบจึงอาจลดประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องเพื่อป้องกันไม่ให้เครื่องดับกะทันหัน

สิ่งที่น่าสนใจคือ แบตเตอรี่ไม่ได้เสื่อมเพราะการชาร์จเพียงอย่างเดียว

แม้แทบไม่ได้ใช้ แบตเตอรี่ก็ยังมีการเสื่อมตามอายุทางเคมีอยู่ดี เพราะปฏิกิริยาภายในสามารถเกิดขึ้นต่อเนื่องตามเวลา ดังนั้นมือถือที่เก็บทิ้งไว้เป็นเวลานานก็ไม่ได้หมายความว่าแบตเตอรี่จะยังเหมือนใหม่

ถ้าอยากยืดอายุแบตเตอรี่ สิ่งที่ทำได้ง่ายที่สุดคือหลีกเลี่ยงความร้อนจัด ไม่จำเป็นต้องปล่อยให้แบตเหลือ 0% ก่อนชาร์จ และใช้ระบบจัดการการชาร์จที่ผู้ผลิตมีให้ หากต้องเก็บอุปกรณ์ไว้นาน ก็ควรหลีกเลี่ยงการเก็บไว้ในที่ร้อนและไม่ควรเก็บแบตเตอรี่ในสภาพเต็ม 100% เป็นเวลานานโดยไม่จำเป็น

สุดท้ายแล้ว แบตเตอรี่ก็เหมือนอุปกรณ์ที่มีอายุการใช้งานทางเคมี ต่อให้ดูแลดีแค่ไหนก็ไม่สามารถหยุดการเสื่อมได้ตลอดไป

วันหนึ่งแบตเตอรี่ที่เคยอยู่ได้ทั้งวันอาจต้องชาร์จบ่อยขึ้น และนั่นไม่ได้แปลว่ามือถือทั้งเครื่องหมดอายุ

บางครั้งสิ่งที่เหนื่อยก่อนก็แค่ แบตเตอรี่ก้อนเล็ก ๆ ที่ทำงานทุกวันมาหลายปี

เปลี่ยนแบตเตอรี่ใหม่ โทรศัพท์เครื่องเดิมก็อาจกลับมามีพลังเหมือนเดิมได้อีกครั้ง