Batteriet blir varmt under lading: årsaker, trygge grenser og praktiske løsninger

En telefon som har sittet på en lader i tjue minutter føles varm mot håndflaten, og det første instinktet er å lure på om noe er galt. Vanligvis er ingenting. Lading er en eksoterm prosess: Å snu vekselstrøm fra veggen til lavspent likestrømmen et batteri trenger, og deretter skyve litiumioner fra en elektrode til den andre, frigjør begge varme som et biprodukt.

Konklusjonen først: overflatetemperaturer på omtrent 30°C til 40°C (86°F til 104°F) under lading er vanlige, og hurtiglading kan presse et batteri til omtrent 45°C (113°F) før ladekontrolleren reduserer hastigheten bevisst. Varme som blir smertefull å holde på, fortsetter å klatre etter den første halvtimen, eller som kommer sammen med et hovent etui, en kjemisk lukt eller en kontakt som er varm mens batteriet er kjølig, peker på en feil i stedet for normale tap.

Hvor mye varme er egentlig normalt under lading?

Temperatur er den mest nyttige enkeltavlesningen du kan ta, fordi den skiller vanlige tap fra en utviklende feil. Båndene nedenfor gjenspeiler typisk oppførsel for litiumiontelefoner, nettbrett, bærbare datamaskiner og verktøypakker; eksakte tall avhenger av cellen, laderen og kabinettet, så les dem som områder i stedet for faste grenser.

Hvorfor et batteri blir varmt under lading

Varme må komme fra et sted, og en ladekrets tilbyr bare noen få steder for den å komme fra. Å jobbe gjennom dem i rekkefølge er raskere enn å gjette.

• Konverteringstap. En lader konverterer AC til DC, og enheten konverterer det igjen til spenningen cellen trenger. Hvert trinn mister omtrent 10 til 20 prosent som varme, som vises i adapteren, kabelen og batteriet.
• Ladestrøm. Resistiv oppvarming stiger med kvadratet av strøm. En dobling av ladestrømmen firedobbler varmen som genereres inne i cellen og ledningene, og det er grunnen til at en 65 W lading varmer en telefon langt mer enn en 5 W lading over natten.
• Aldrende celler. Etter omtrent 500 hele sykluser beholder en celle vanligvis 80 prosent av sin kapasitet, og indre motstand har vokst. Den samme strømmen produserer nå mer varme enn den gjorde da pakken var ny.
• Omgivelsestemperatur og luftstrøm. En enhet som lader under en pute, inne i et lukket etui eller på et bildashbord har ingen steder å avgi varmen. Lading i et 35°C rom kan legge til flere grader alene.
• Kabel- og kontaktmotstand. Tynne, lange eller slitte kabler, skadede plugger og korroderte stikkontakter gir motstand utenfor batteriet. Den varmen dukker opp ved pluggen i stedet for cellen.
• Plassering av lader. En adapter begravd under myke møbler eller stablet i en lukket skuff kan ikke fordrive sine egne tap og sender den varmen videre.
• Last under lading. Navigasjon, video og spill legger utløpsvarme fra prosessoren på toppen av ladevarmen.
• Tilbudssiden. Overbelastede grenuttak, delvis kveilte skjøteledninger og løse stikkontakter bidrar med sin egen andel, som er lett å overse.

Hva uttaket og strømlistsiden bidrar med

De fleste rådene om et varmt batteri fokuserer på telefonen. I praksis spores en betydelig andel av overopphetingsbokser tilbake til stikkontakten, skjøteledningen eller stripen laderen er koblet til. Kontaktmotstand er den vanlige synderen. En stikkontakt som griper løst om pluggen tvinger strøm gjennom et mindre kontaktområde, og det området oppfører seg som et varmeelement: pluggkroppen blir merkbart varm i løpet av minutter mens batteriet holder seg kjølig. Hvis pluggen er varmere enn telefonen, er problemet oppstrøms.

Overbelastningsbeskyttelse er viktig av samme grunn i større skala. En stripe vurdert til 16 A som blir bedt om å mate en varmeapparat, en bærbar adapter og en telefonlader på en gang, vil bli varmere enn den burde, og en stripe med en skikkelig overbelastningsbeskyttelsesbryter eller termisk bryter vil åpne kretsen før husets temperatur blir en fare. Hus støpt av polykarbonat er det bedre valget i varme omgivelser, fordi materialet beholder sin mekaniske styrke og flammehemmende oppførsel ved høyere temperaturer enn mange alternativer som brukes i lavprisstriper.

Cable3G 4-uttak EU Power Strip med overbelastningsbeskyttelse Fire EU-uttak på 16A/220-250V med bryter for beskyttelse mot overbelastning, innvendig innside i full kobber og et flammehemmende PC-skall for strømfordeling i husholdningen. Se produkt →

Strips med USB-porter legger til en ekstra varmekilde. AC-til-DC-omformeren inne i stripen fungerer kontinuerlig og varmer av seg selv; når en stripe med fire uttak med to USB-porter er lastet inn nær klassifiseringen, slipper den interne varmen gjennom det samme huset. Å etterlate luftrom rundt stripen og unngå å kjede den bak møbler, holder omformeren innenfor designvinduet.

Kabeloppruller er den gjenstanden som oftest misbrukes i denne sammenhengen. En fullt oppviklet snelle som bærer en tung lade- eller varmebelastning kan ikke spre varme fra den kveilede lederen, og de indre svingene blir gradvis varmere. Rull kabelen helt ut før bruk, respekter spolens gjeldende klassifisering, og bekreft at jordforbindelsen er intakt hver gang spolen mater utendørsutstyr.

EU Standard 10m kabeloppruller med overbelastningsbeskyttelse Ti meter EU-kabeltrommel klassifisert 16A/220-250V, med brannsikkert PP-skall, full kobberkjerne og overbelastningsbeskyttelsesbryter for innendørs eller utendørs bruk. Se produkt →

Advarselsskilt som betyr at du slutter å lade nå

Varme er ikke det samme som fare, men noen få spesifikke signaler er verdt å handle på umiddelbart i stedet for å overvåke.

Praktiske måter å holde ladetemperaturen nede

1. Lad på en hard, åpen overflate som et skrivebord eller en hylle, aldri på sengetøy, møbeltrekk eller papir.
2. Fjern tykke eller isolerte deksler under hurtiglading slik at pakken kan utstråle varme.
3. Tilpass adapteren til enheten. En lader rangert langt over enhetens inngang presser strøm ladekretsen må spre.
4. Bruk en kabel som er klassifisert for strømmen, og bytt ut en kabel hvis pluggen er misfarget eller føles løs.
5. Unngå lading i direkte sollys, i et parkert kjøretøy eller ved siden av en radiator.
6. Hold tung bruk som navigasjon og spilling etter ladingen, ikke under den.
7. Reserver lading over natten for en lavwattadapter i stedet for en hurtiglader.
8. Sjekk temperaturen på plugghuset, ikke bare batteriet; en varm plugg betyr vanligvis et stikkontakt- eller kabelproblem.

Hva kjøpere bør sjekke i lademaskinvare

For distributører og utstyrsprodusenter som spesifiserer strømskinner, skjøteledninger eller sneller ved siden av laderprodukter, er det noen få målbare punkter som avgjør om maskinvaren går kjølig over år med bruk. Nominell strøm må overstige den realistiske tilkoblede belastningen, ikke navneskiltet til en enkelt adapter. Kontaktsammenstillinger bør bruke riktig kobberlegering med nok innføringskraft og sykluslevetid for å unngå løsgrepstilstanden beskrevet ovenfor. Husmateriale skal være av varmebestandig, flammehemmende kvalitet, og produktet skal bære standardene som er relevante for destinasjonsmarkedet, for eksempel GB2099.1 og GB1002 for Kina, eller tilsvarende europeiske og koreanske konfigurasjoner for eksport.

En leverandørs kvalitetssystem er en del av den termiske historien. Produsenter som arbeider i henhold til ISO 9001 med intern designevne kan justere kontaktgeometri, veggtykkelse og materialkvalitet når en kundes applikasjon blir varm, i stedet for kun å tilby katalogvarianter. Testing av temperaturstigning ved nominell belastning, dokumentert kontaktmateriale og en klar spesifikasjon for overbelastningsbeskyttelse er rimelige elementer å be om før bestilling. Den rekkevidde for strømskinne å dekke disse parameterne er det praktiske utgangspunktet for de fleste applikasjoner som ligger ved siden av lading.

I de fleste tilfeller gjør et batteri som blir varmt under lading ganske enkelt det fysikken krever, og varmen legger seg innenfor det normale båndet når ladestrømmen faller på slutten av syklusen. Vanen som er verdt å bygge er å sjekke temperaturene to steder, batteriet og støpselet, og å behandle trenden som signalet. Stigende varme med en kjølig plugg er en celle- eller ladersamtale; en hotplugg med et kaldt batteri er en kontakt-, kabel- eller stripsamtale, og det er vanligvis den billigste å løse.