A bateria esquenta durante o carregamento: causas, limites de segurança e soluções práticas

Um telefone que está no carregador há vinte minutos fica quente na palma da mão, e o primeiro instinto é se perguntar se algo está errado. Geralmente nada é. O carregamento é um processo exotérmico: transformar a corrente alternada da parede na corrente contínua de baixa tensão necessária para uma bateria e, em seguida, empurrar os íons de lítio de um eletrodo para o outro, ambos liberam calor como subproduto.

A conclusão primeiro: temperaturas de superfície de aproximadamente 30°C a 40°C (86°F a 104°F) durante o carregamento são normais, e o carregamento rápido pode levar uma bateria a cerca de 45°C (113°F) antes que o controlador de carregamento desacelere deliberadamente. O calor que se torna difícil de segurar, que continua subindo após a primeira meia hora, ou que chega junto com uma caixa inchada, um cheiro químico ou um conector que está quente enquanto a bateria está fria, indica uma falha e não perdas normais.

Quanto calor é realmente normal durante o carregamento?

A temperatura é a leitura mais útil que você pode fazer, porque separa as perdas comuns de uma falha em desenvolvimento. As faixas abaixo refletem o comportamento típico de telefones, tablets, laptops e pacotes de ferramentas de íons de lítio; os números exatos dependem da célula, do carregador e do gabinete, portanto, leia-os como faixas em vez de limites fixos.

Por que uma bateria esquenta durante o carregamento

O calor tem que vir de algum lugar, e um circuito de carga oferece apenas alguns locais para sua origem. Trabalhar com eles em ordem é mais rápido do que adivinhar.

• Perdas de conversão. Um carregador converte CA em CC e o dispositivo converte novamente para a voltagem que a célula precisa. Cada estágio perde cerca de 10 a 20 por cento na forma de calor, que aparece no adaptador, no cabo e na bateria.
• Corrente de carregamento. O aquecimento resistivo aumenta com o quadrado da corrente. Dobrar a corrente de carga quadruplica aproximadamente o calor gerado dentro da célula e da fiação, e é por isso que uma carga de 65 W aquece um telefone muito mais do que uma carga noturna de 5 W.
• Células envelhecidas. Após cerca de 500 ciclos completos, uma célula normalmente retém 80% da sua capacidade e a resistência interna aumenta. A mesma corrente produz agora mais calor do que quando a embalagem era nova.
• Temperatura ambiente e fluxo de ar. Um dispositivo carregado sob um travesseiro, dentro de uma caixa fechada ou no painel de um carro não tem onde liberar calor. Carregar em uma sala a 35°C pode adicionar vários graus por si só.
• Resistência do cabo e do conector. Cabos finos, longos ou desgastados, plugues danificados e contatos de soquete corroídos adicionam resistência fora da bateria. Esse calor aparece no plugue e não na célula.
• Colocação do carregador. Um adaptador enterrado sob móveis ou empilhado em uma gaveta fechada não consegue dissipar suas próprias perdas e transmitir esse calor.
• Carregue durante o carregamento. Navegação, vídeo e jogos adicionam calor de descarga do processador além do calor de carga.
• O lado da oferta. Filtros de linha sobrecarregados, cabos de extensão parcialmente enrolados e contatos de soquete soltos contribuem com sua própria parcela, o que é fácil de ignorar.

O que a tomada e o lado do Power Strip contribuem

A maioria dos conselhos sobre bateria quente concentra-se no telefone. Na prática, uma parcela significativa dos casos de superaquecimento está relacionada à tomada, ao cabo de extensão ou à fita à qual o carregador está conectado. A resistência de contato é a culpada usual. Um soquete que segura o plugue com folga força a corrente através de uma área de contato menor, e essa área se comporta como um elemento de aquecimento: o corpo do plugue fica visivelmente quente em poucos minutos, enquanto a bateria permanece fria. Se o plugue estiver mais quente que o telefone, o problema está no upstream.

A proteção contra sobrecarga é importante pelo mesmo motivo em uma escala maior. Uma tira avaliada em 16 A que é solicitada para alimentar um aquecedor, um adaptador de laptop e um carregador de telefone ao mesmo tempo ficará mais quente do que deveria, e uma tira com um interruptor de proteção contra sobrecarga ou disjuntor térmico adequado abrirá o circuito antes que a temperatura da caixa se torne um perigo. Caixas moldadas em policarbonato são a melhor escolha em ambientes quentes, porque o material mantém sua resistência mecânica e comportamento retardador de chama em temperaturas mais altas do que muitas alternativas usadas em tiras de baixo custo.

Cabo de alimentação UE de 4 saídas Cable3G com proteção contra sobrecarga Quatro tomadas UE de 16A/220-250V com interruptor de proteção contra sobrecarga, componentes internos totalmente em cobre e um invólucro de PC retardador de chamas para distribuição de energia doméstica. Ver Produto →

Tiras com portas USB adicionam uma segunda fonte de calor. O conversor CA-CC dentro da tira funciona continuamente e aquece por conta própria; quando uma faixa de quatro saídas com duas portas USB é carregada perto de sua classificação, o calor interno escapa pela mesma caixa. Deixar espaço de ar ao redor da faixa e evitar encadeá-la atrás dos móveis mantém o conversor dentro de sua janela de design.

Os enroladores de cabos são o item mais frequentemente utilizado indevidamente neste contexto. Uma bobina totalmente enrolada carregando uma carga pesada de carga ou aquecimento não consegue dissipar o calor do condutor enrolado, e as voltas internas ficam progressivamente mais quentes. Desenrole completamente o cabo antes de usar, respeite a corrente nominal do carretel e confirme se a conexão de aterramento está intacta sempre que o carretel alimentar equipamentos externos.

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Sinais de alerta que significam parar de carregar agora

Calor não é o mesmo que perigo, mas vale a pena agir imediatamente em relação a alguns sinais específicos, em vez de monitorá-los.

Maneiras práticas de manter baixas as temperaturas de carregamento

1. Carregue em uma superfície dura e aberta, como uma mesa ou prateleira, nunca em roupas de cama, estofados ou papel.
2. Remova os estojos grossos ou isolados durante o carregamento rápido para que o pacote possa irradiar calor.
3. Combine o adaptador com o dispositivo. Um carregador avaliado muito acima da entrada do dispositivo empurra a corrente que o circuito de carga deve dissipar.
4. Use um cabo classificado para a corrente e substitua qualquer cabo cujo plugue esteja descolorido ou solto.
5. Evite carregar sob luz solar direta, em um veículo estacionado ou próximo a um radiador.
6. Mantenha o uso pesado, como navegação e jogos, após a carga, não durante ela.
7. Reserve o carregamento noturno para um adaptador de baixa potência em vez de um carregador rápido.
8. Verifique a temperatura do corpo do plugue, não apenas da bateria; um plugue quente geralmente significa um problema de soquete ou cabo.

O que os compradores devem verificar no hardware de carregamento

Para distribuidores e fabricantes de equipamentos que especificam filtros de linha, cabos de extensão ou bobinas junto com produtos carregadores, alguns pontos mensuráveis decidem se o hardware funciona bem ao longo dos anos de serviço. A corrente nominal deve exceder a carga conectada realista e não a placa de identificação de um único adaptador. Os conjuntos de contato devem usar liga de cobre adequada com força de inserção e ciclo de vida suficientes para evitar a condição de aderência frouxa descrita acima. O material da carcaça deve ser resistente ao calor e retardador de chamas, e o produto deve atender aos padrões relevantes para seu mercado de destino, como GB2099.1 e GB1002 para a China, ou as configurações europeias e coreanas correspondentes para exportação.

O sistema de qualidade de um fornecedor faz parte da história térmica. Os fabricantes que trabalham de acordo com a ISO 9001 com capacidade de projeto interna podem ajustar a geometria do contato, a espessura da parede e a classe do material quando a aplicação de um cliente funciona a quente, em vez de oferecer apenas variantes de catálogo. Testes de aumento de temperatura em carga nominal, materiais de contato documentados e uma especificação clara de proteção contra sobrecarga são itens razoáveis ​​a serem solicitados antes do pedido. O gama de réguas de energia cobrir esses parâmetros é o ponto de partida prático para a maioria das aplicações adjacentes ao carregamento.

Na maioria dos casos, uma bateria que esquenta durante o carregamento está simplesmente fazendo o que a física exige, e o calor se estabiliza dentro da faixa normal quando a corrente de carga cai no final do ciclo. O hábito que vale a pena desenvolver é verificar as temperaturas em dois lugares, a bateria e o plugue, e tratar a tendência como um sinal. O aumento do calor com uma tomada fria é uma conversa sobre celular ou carregador; um hot plug com uma bateria fria é uma conversa de soquete, cabo ou tira e geralmente é o mais barato para resolver.