La batteria si surriscalda durante la ricarica: cause, limiti di sicurezza e soluzioni pratiche

Un telefono rimasto sul caricabatterie per venti minuti risulta caldo contro il palmo della mano e il primo istinto è chiedersi se qualcosa non va. Di solito non lo è niente. La ricarica è un processo esotermico: trasformando la corrente alternata dalla parete nella corrente continua a bassa tensione necessaria a una batteria, e quindi spingendo gli ioni di litio da un elettrodo all'altro, entrambi rilasciano calore come sottoprodotto.

Innanzitutto la conclusione: temperature superficiali di circa 30°C - 40°C (86°F - 104°F) durante la ricarica sono normali, e la ricarica rapida può spingere una batteria a circa 45°C (113°F) prima che il controller di carica rallenti deliberatamente. Il calore che diventa doloroso da trattenere, continua a salire dopo la prima mezz'ora, o arriva insieme ad un case gonfio, un odore chimico, o un connettore che è caldo mentre la batteria è fredda, indica un guasto piuttosto che normali perdite.

Quanto calore è effettivamente normale durante la ricarica?

La temperatura è la singola lettura più utile che si possa fare, perché separa le perdite ordinarie da un guasto in via di sviluppo. Le bande seguenti riflettono il comportamento tipico di telefoni, tablet, laptop e kit di strumenti agli ioni di litio; i valori esatti dipendono dalla cella, dal caricabatterie e dall'involucro, quindi leggili come intervalli anziché come limiti fissi.

Perché una batteria si surriscalda durante la ricarica

Il calore deve provenire da qualche parte e un circuito di ricarica offre solo pochi punti in cui ha origine. Elaborarli in ordine è più veloce che indovinare.

• Perdite di conversione. Un caricabatterie converte la corrente alternata in corrente continua e il dispositivo la converte nuovamente nella tensione necessaria alla cella. Ogni stadio perde circa dal 10 al 20% sotto forma di calore, che si riversa nell'adattatore, nel cavo e nella batteria.
• Corrente di carica. Il riscaldamento resistivo aumenta con il quadrato della corrente. Raddoppiando la corrente di carica si quadruplica all'incirca il calore generato all'interno della cella e del cablaggio, motivo per cui una carica di 65 W riscalda un telefono molto più di una carica notturna di 5 W.
• Cellule che invecchiano. Dopo circa 500 cicli completi una cella normalmente conserva l'80% della sua capacità e la resistenza interna è aumentata. La stessa corrente ora produce più calore rispetto a quando il pacco era nuovo.
• Temperatura ambiente e flusso d'aria. Un dispositivo in carica sotto un cuscino, all'interno di una custodia chiusa o sul cruscotto di un'auto non ha alcun punto in cui disperdere calore. La ricarica in una stanza a 35°C può aggiungere diversi gradi da sola.
• Resistenza del cavo e del connettore. Cavi sottili, lunghi o usurati, spine danneggiate e contatti corrosi aggiungono resistenza all'esterno della batteria. Quel calore si manifesta nella spina piuttosto che nella cella.
• Posizionamento del caricabatterie. Un adattatore sepolto sotto un arredamento morbido o impilato in un cassetto chiuso non può dissipare le proprie perdite e trasmette quel calore.
• Caricare durante la ricarica. Navigazione, video e giochi aggiungono calore di scarico dal processore oltre al calore di carica.
• Il lato dell'offerta. Prese multiple sovraccariche, prolunghe parzialmente avvolte e contatti allentati contribuiscono con la loro parte, che è facile da trascurare.

Contributo del lato presa e presa multipla

La maggior parte dei consigli su una batteria calda si concentra sul telefono. In pratica, una parte significativa dei casi di surriscaldamento è riconducibile alla presa, alla prolunga o alla presa multipla a cui è collegato il caricabatterie. La resistenza di contatto è il solito colpevole. Una presa che afferra la spina senza stringere forza la corrente attraverso un'area di contatto più piccola e quell'area si comporta come un elemento riscaldante: il corpo della spina diventa notevolmente caldo in pochi minuti mentre la batteria rimane fredda. Se la spina è più calda del telefono il problema è a monte.

La protezione da sovraccarico è importante per lo stesso motivo su scala più ampia. Una striscia con potenza nominale di 16 A a cui viene richiesto di alimentare contemporaneamente un riscaldatore, un adattatore per laptop e un caricabatterie per il telefono funzionerà più calda di quanto dovrebbe, e una striscia con un adeguato interruttore di protezione da sovraccarico o interruttore termico aprirà il circuito prima che la temperatura dell'alloggiamento diventi un pericolo. Gli alloggiamenti stampati in policarbonato sono la scelta migliore in ambienti caldi, perché il materiale mantiene la sua resistenza meccanica e il comportamento ignifugo a temperature più elevate rispetto a molte alternative utilizzate nelle strisce a basso costo.

Multipresa EU Cable3G a 4 uscite con protezione da sovraccarico Quattro prese UE da 16 A/220-250 V con interruttore di protezione da sovraccarico, interni interamente in rame e un guscio in PC ignifugo per la distribuzione dell'energia domestica. Visualizza il prodotto →

Le strisce con porte USB aggiungono una seconda fonte di calore. Il convertitore AC-DC all'interno della strip funziona continuamente e si riscalda da solo; quando una multipresa a quattro uscite con due porte USB viene caricata vicino al suo valore nominale, il calore interno fuoriesce attraverso lo stesso alloggiamento. Lasciare spazio aereo attorno alla striscia ed evitare di collegarla a catena dietro i mobili mantiene il convertitore all'interno della sua finestra di progettazione.

Gli avvolgicavo sono l'articolo più spesso utilizzato in modo improprio in questo contesto. Una bobina completamente avvolta che trasporta una carica pesante o un carico di riscaldamento non può dissipare il calore dal conduttore avvolto e le spire interne diventano progressivamente più calde. Svolgere completamente il cavo prima dell'uso, rispettare la corrente nominale della bobina e verificare che il collegamento a terra sia intatto ogni volta che la bobina alimenta apparecchiature esterne.

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Segnali di avvertimento che indicano che interrompi la ricarica adesso

Il calore non è la stessa cosa del pericolo, ma vale la pena agire immediatamente su alcuni segnali specifici anziché monitorarli.

Modi pratici per mantenere basse le temperature di ricarica

1. Ricaricare su una superficie dura e aperta come una scrivania o uno scaffale, mai su biancheria da letto, tappezzeria o carta.
2. Rimuovere le custodie spesse o isolate durante la ricarica rapida in modo che il pacco possa irradiare calore.
3. Abbina l'adattatore al dispositivo. Un caricabatterie con una potenza nominale molto superiore all'ingresso del dispositivo spinge la corrente che il circuito di carica deve dissipare.
4. Utilizzare un cavo adatto alla corrente e sostituire qualsiasi cavo la cui spina sia scolorita o allentata.
5. Evitare la ricarica alla luce diretta del sole, in un veicolo parcheggiato o accanto a un radiatore.
6. Mantieni un uso intensivo, come la navigazione e i giochi, dopo la ricarica, non durante la stessa.
7. Prenota la ricarica notturna per un adattatore a basso wattaggio anziché per un caricabatterie rapido.
8. Controllare la temperatura del corpo della spina, non solo della batteria; una spina calda di solito indica un problema con la presa o il cavo.

Cosa dovrebbero verificare gli acquirenti nell'hardware di ricarica

Per i distributori e i produttori di apparecchiature che specificano prese multiple, prolunghe o bobine insieme ai caricabatterie, alcuni punti misurabili determinano se l'hardware si raffredda durante gli anni di servizio. La corrente nominale deve superare il carico collegato realistico, non la targhetta di un singolo adattatore. I gruppi di contatti devono utilizzare una lega di rame adeguata con forza di inserimento e durata del ciclo sufficienti per evitare la condizione di presa allentata descritta sopra. Il materiale dell'alloggiamento deve essere resistente al calore e ignifugo e il prodotto deve rispettare gli standard relativi al mercato di destinazione, come GB2099.1 e GB1002 per la Cina, o le corrispondenti configurazioni europee e coreane per l'esportazione.

Il sistema di qualità di un fornitore è parte della storia termica. I produttori che lavorano secondo la norma ISO 9001 con capacità di progettazione interna possono regolare la geometria del contatto, lo spessore delle pareti e la qualità del materiale quando l'applicazione di un cliente diventa calda, invece di offrire solo varianti a catalogo. Test di aumento della temperatura al carico nominale, materiali di contatto documentati e specifiche chiare sulla protezione da sovraccarico sono elementi ragionevoli da richiedere prima di ordinare. Il gamma di prese multiple la copertura di questi parametri è il punto di partenza pratico per la maggior parte delle applicazioni di ricarica adiacenti.

Nella maggior parte dei casi, una batteria che si surriscalda durante la ricarica fa semplicemente ciò che la fisica richiede e il calore si stabilizza entro la banda normale una volta che la corrente di carica diminuisce alla fine del ciclo. L’abitudine che vale la pena acquisire è quella di controllare la temperatura in due punti, la batteria e la presa, e di considerare l’andamento come un segnale. L'aumento del calore con una spina fredda è una conversazione con la cella o il caricabatterie; una presa calda con una batteria fredda è una presa, un cavo o una presa multipla e di solito è la soluzione più economica.