https://www.mobil.se/nyheter/reportage/mobilens-batteri-s-f-r-du-det-att-r-cka-l-ngre
564998
Allt du behöver veta om mobilens batteri

Mobilens batteri: Så får du det att räcka längre

Mobilens batteri åldras för varje laddning, men använder du det på rätt sätt kan du få det att räcka längre.

I många år var det enda vi brydde oss om när det gällde mobilens batteri att det skulle räcka så länge som möjligt. Tillverkarna gjorde sitt bästa för att svara på det, men två händelser de senaste åren har gjort oss uppmärksamma på att batteritekniken har sina begränsningar. 

Den ena var när Samsung blev tvungna att återkalla Note 7 för att man hade problem med exploderande telefoner. Säkerhetsmarginalerna hade pressats för hårt och defekta batterier kom ut i färdiga produkter. Den andra var när det visade sig att Apple stryper hastigheten på äldre mobiltelefoner för att de inte ska stänga av sig oväntat vid hög belastning, vilket i sin tur beror på att deras batterier åldras långt fortare än många känner till.

Samsungs problem med batteriet i Note 7 uppmärksammades stort.

Analog teknik

Till skillnad från det mesta andra i en mobiltelefon som är digitalt och förutsägbart innehåller batterierna kemiska processer som inte alltid låter sig styras så lätt. Den batterityp som används i dagens batterier heter litiumjon. Den används för sin höga energidensitet trots att den är relativt dyr jämfört med andra populära batteritekniker.

Typiskt för litiumjonbatterier är att de har en urladdningskurva med en spänning som börjar någonstans kring 4,2 volt och avtar långsamt medan batteriet laddas ur, fram till en brytpunkt där spänningen faller kraftigt till en nivå där den inte längre kan driva elektroniken.

Batteriets spänning styrs faktiskt också av gamla hederliga Ohms lag som de flesta av oss fick lära sig i skolan. Det innebär att spänningen är proportionell mot strömmen och resistansen. När batteriet åldras ökar motståndet vilket leder till lägre spänning, vilket i sin tur gör att tröskelvärdet när spänningen faller till för låg nivå inträffar tidigare. Tar man ut mer ström minskar också spänningen, och det är därför som Apples quick-fix för gamla batterier – att minska telefonens prestanda – fungerar för att hindra att telefonen stänger av sig för tidigt med gamla batterier. Man minskar helt enkelt strömuttaget för att höja spänningen.

Det finns två saker som litiumjonbatterier faktiskt kan sluta fungera av: Att laddas helt fullt och att laddas ur helt. Det här behöver dock du som användare inte fundera över. Det som anges som 0 och 100 procent är förstås inte helt tomt eller fullt egentligen och telefonens elektronik ser till att batteriet aldrig riskerar att hamna i något av dessa tillstånd. Mellan extremerna, säg 20 till 80 procents laddning, är batteriets egenskaper förutsägbara och det är i princip det som indikeras som 0 och 100 procent på din mobils batteriindikator.

Minskade marginaler

Kravet på allt längre batteritid i allt mindre format har pressat batteritillverkarna att ta ut svängarna. För att öka kapaciteten har man till exempel höjt den maximala spänningen i batteriet från 4,2 volt till 4,4 volt. Det låter inte som någon dramatisk skillnad, men det innebär i praktiken att man fortsätter att ladda batteriet 20 procent till efter det man tidigare räknade som fullt.

Ett annat sätt att uttrycka det på är att man har knaprat på säkerhetsmarginalen, och det får två effekter: Dels åldras batterierna snabbare, dels blir deras egenskaper mer svårförutsägbara och risken för defekter ökar.

En stark obehaglig doft sprider sig när batteriet gått i bitar.

– Om du tittar på två batterier som kommer från samma lina vid samma fabrik vid samma tillfälle så kommer de att bete sig olika. Man kan inte bygga dem så uniforma att man inte får skillnader, säger Kenneth Engestang, marknadschef på Qnovo, ett företag som har utvecklat en teknik för att minska batteriernas åldrande vid laddning.

Dessutom vill man nu för tiden gärna att laddningen ska gå så fort som möjligt. Det åstadkommer man med snabbladdning där man använder högre strömstyrka för att ladda batteriet, vilket också sliter mer på det än vanlig laddning.

Ett litiumjonbatteri består vanligtvis av en katod av en metalloxid som kan ta upp litiumjoner, och en anod av grafit. Anod och katod skiljs åt av ett poröst plastfilter indränkt i ett lösningsmedel som innehåller lösta litiumsalter. När batteriet används vandrar litiumet i jonform från katod till anod, och processen reverseras vid laddning.

Vid användning åldras batteriet på flera sätt. Dels bildas en film på anoden i reaktion med det organiska lösningsmedlet och dess salt. Dels fastnar litiumjoner i katoden och försvinner ur cirkulation. Detta gör både att resistansen i batteriet ökar och att mängden joner som används vid uppladdning minskar. 

Dessutom brukar små gasbubblor uppstå i batteriet med tiden, vilket får batteriet att svälla. Först knappt märkbart, men med tiden kan det svälla så mycket att telefonen spricker, något som säkert några av oss har upplevt med en äldre telefon någon gång.

Plätering

Om batteriet är skadat eller på annat sätt defekt kan ojämnheter uppstå i strömfördelningen i batteriet vilket gör att litiumjonerna inte går in i grafiten utan reduceras till metall på dess yta istället. Detta kallas plätering och kan resultera i att metallspikar tränger igenom separatorn så att man får en kortslutning vilket i värsta fall orsakar en explosion eller brand. Litium i ren metallform är dessutom lättantändligt, vilket ytterligare bidrar till brasan om luft skulle komma in i batteriet. Det här är troligen den vanligaste orsaken till mobilbränder, och en av två orsaker till att Samsung blev tvungna att återkalla Galaxy Note 7 (den andra var en dålig lödning).

Till en viss del är de här processerna ett oundvikligt slitage av batterierna.

– Det finns något som kallas kalenderåldring, när batterierna blir sämre av sig själva när de bara ligger. Denna åldring påverkas av temperaturen och laddningsgraden, säger Rakel Wreland Lindström, lektor i tillämpad elektrokemi på KTH.

Men till stor del påverkar sättet du använder batteriet hur snabbt det slits ut. Det är laddningen mer än strömförbrukningen som sliter på batterierna och hur du laddar spelar stor roll.

Snabbladdning av mobilen kan vara en välsignelse. På mindre än en halvtimme kan du ladda din mobil från nästan tom till att räcka resten av dagen. Men snabbladdningen har ett pris, för den fungerar genom att du laddar batteriet med högre strömstyrka, vilket kan slita betydligt mer på batteriet än “normal” laddhastighet. I synnerhet för den sista biten innan man nått 100 procents laddning.

Nyare snabbladdningstekniker kompenserar delvis för det genom att sänka laddhastigheten allteftersom man närmar sig full laddning. Som vi sagt kan dock batterikvaliteten variera rejält med nyare batterier med högre maximal spänningsnivå, och beroende på hur mycket slitage det redan har. Den kompensation som snabbladdare använder sig av är med andra ord inte alltid tillräcklig.

Företaget Qnovo har utvecklat en teknik som i korthet går ut på att batteriets hälsotillstånd mäts oavbrutet, och batteriet laddas med vad man bedömer är högsta säkra strömnivå efter omständigheterna (temperatur, batteriets åldrande med mera), detta för att man ska kunna snabbladda batteriet utan att behöva oroa sig för att slita ut det i förtid. Sony har implementerat teknik från Qnovo sina Xperia-telefoner de senaste två åren och LG har gjort det i LG V30.

– Vi har en unik kunskap om vad som händer i batteriet varje sekund under hela laddcykeln, denna information kan även användas för att mäta batteriets hälsotillstånd, säger Kenneth Engestang.

Batterier du kan plocka ur och själv byta blir allt ovanligare.

Fullt sliter

Att ladda batteriet till fullt sliter också mer på batterierna, i synnerhet nu när “fullt” innebär högre spänningar än 4,2 volt som tidigare var gränsen. Qnovo har gjort en undersökning där man jämförde ett batteri som laddades fullt och laddades ur gång på gång med ett som aldrig laddades till mer än 95 procent. Efter lite mer än 300 laddcykler, det vill säga mindre än ett års användning för en vanlig användare, fick man ut mindre total kapacitet vid 100 procent för det batteri som laddats fullt än vid 95 procent för det batteri som aldrig laddats mer än så. Efter det fortsatte det fulladdade batteriet att tappa i kapacitet snabbare än det som bara laddades nästan fullt.

En tredje viktig faktor är temperaturen vid laddning. Litiumjonbatterier trivs bäst av att laddas i rumstemperatur. Batteriet i sig blir faktiskt inte nämnvärt varmt, varken vid laddning eller användning, men däremot kan elektroniken i telefonen bli det vilket påverkar batteriet. Till exempel trådlös laddning brukar kunna göra telefonen och därmed batteriet rejält varmt.

– Lägg inte telefonen på laddning direkt i solen i bilens framruta, tipsar Rakel Wreland Lindström på KTH.

Särskilt kombinationen varm och fulladdad är dålig för batteriet. Sony har en funktion i nyare telefoner där man känner av om du brukar lägga telefonen på laddning över natten, och i så fall mellan vilka tider. Sedan ser man till att batteriet inte laddas till mer än 90 procent förrän en timme innan du brukar gå upp, då de sista 10 procenten laddas. Detta för att minimera tiden då batteriet är fulladdat.

– Det låter som en lösning som kan funka för att förlänga batteriets livslängd, tycker Rakel Wreland Lindström.

I sin jakt på högre batterikapacitet och snabbare laddning har tillverkarna offrat livslängden för batterierna. En del tillverkare räknar med att batterierna ska klara minst 1000 urladdningar från full till tom, medan andra sägs nöja sig med 500. De flesta tömmer sitt batteri på en dag, så 500 är ett och ett halvt års användning innan batteriet i telefonen börjar bli märkbart trött och kanske inte ens klarar av att hålla telefonen vid liv.

Det är rimligen tillverkarna och inte konsumenterna som ska lösa detta dilemma, men för dig som användare finns det ändå saker du kan tänka på för att förlänga livslängden på batteriet.

Råd för batterivård

Lämna inte telefonen i laddaren vid full laddning

Batteriet slits mest när det är helt eller nästan fulladdat, i synnerhet om det är varmt. Därför är det en bra idé att dra ur telefonen ur laddaren när den visat 100 procent, och framför allt ska man inte slentrianmässigt ha telefonen i laddaren när man inte använder den.

Temperatur

Litiumjonbatterier trivs bäst i rumstemperatur, i synnerhet när de laddas. Ha inte telefonen liggande direkt i solen. Att ladda i temperaturer under 10 grader är inte heller att rekommendera, men det är å andra sidan ett mindre sannolikt scenario.

Snabbladdning

De flesta kanske inte har ett val om de vill snabbladda. Antingen är det en snabbladdare du har eller en vanlig laddare, och det är inte en funktion du kan slå av eller på i mobilen. Men om du har flera laddare som du kan välja mellan kan det vara en poäng att köra den vanliga laddaren, som sliter mindre på batteriet, på natten när det ändå inte är någon brådska.

Trådlös laddning

Trådlösa laddare laddar ofta långsammare än snabbladdare (även om trådlös snabbladdning börjar förekomma) vilket är bra för batteriet, men åtminstone vissa modeller blir väldigt varma vilket är dåligt för batteriet. Eftersom i synnerhet kombinationen fulladdad och varm är dålig för mobilbatteriet kan det vara en poäng att inte ladda riktigt fullt när du laddar trådlöst om laddaren eller telefonen blir varm när du gör det.

Småladda är helt okej

Det talas mycket om “laddcykler” när man diskuterar batteriernas livslängd, men då mäter man inte antalet gånger man lägger på laddning utan hur många gånger man laddar batteriet från tomt till fullt. Att ladda tio procent då och då sliter inte mer på batteriet än att ladda det från tomt till fullt. Tvärtom, om du håller dig i intervallet kring halvladdat batteri sliter det mindre än att ladda fullt, så småladda på!

I byrålådan

Har du en reservtelefon som bara ligger i byrålådan ska du se till att batteriet inte är urladdat när du lägger undan den. Mobilens batteri töms långsamt även när den inte används, vilket beror på att vissa funktioner i mobilen är aktiva även när mobilen är avstängd. Noll procent batteriindikator är inte tomt batteri, men om det fortsätter att laddas ur för mycket under noll procent kan batteriet skadas. Elektroniken ser då till att oskadliggöra batteriet så att inga olyckor händer, vilket innebär att du har en mobil som inte längre går att ladda om du inte byter batteri.

Nya telefoner brukar levereras med ungefär 50 procent laddade batterier för att det är en nivå som batterierna trivs med och kan ligga länge med utan att gå sönder. Det är därför också vår rekommendation på en lagom nivå att ladda till om du ska lägga undan telefonen ett tag. 

Gamla myter

Det finns ett par gamla myter om hur man bör och inte bör ladda mobilbatterier som inte stämmer. En del av dem härrör från när man använde Nickel-metallhydridbatterier i elektroniken, en batteriteknik som har helt andra egenskaper än litiumjonbatterier. Andra är rena missförstånd.

Myt 1: Mobilens batteri måste laddas i flera timmar innan du använder den första gången.

Sanning: Mobilens batteri är oftast laddat till 50 procent när du startar den första gången. Det är en nivå som litiumjonbatterier trivs bra med, och du kan välja att använda den med en gång eller ladda den mer, men det finns ingen anledning att ladda den till 100 procent och sedan fortsätta ladda den flera timmar till. Tvärtom slits litiumjonbatterier mer vid full laddning.

I manualerna till en del hemelektronik kan man fortfarande läsa att apparaten måste laddas i minst tolv timmar innan första användningen. Då rör det sig förmodligen om en apparat med Nickel-metallhydridbatterier. Dessa förekommer inte längre i mobiler.

Myt 2: Om du avbryter laddningen innan du laddat till 100 procent kommer batteriet inte längre att kunna ladda fullt.

Sanning: Den så kallade “minneseffekten” eller hysteres härstammar även den från nickelbatteriernas tid, och även där var det omstritt om ett batteri faktiskt “kom ihåg” en maximal laddningsnivå som sedan blev permanent trots att det inte var full kapacitet. Under alla omständigheter finns ingen sådan effekt för litiumjonbatterierna i mobiltelefonen.

Myt 3: Det är viktigt att batteriet laddar ur helt mellan varje laddning.

Sanning: Det här är förmodligen en sorts förvrängning av myt 2. Litiumjonbatterier trivs bra med att vara halvladdade, oavsett om du laddar eller laddar ur. 

Myt 4: Dra ur laddaren när du inte använder den för att undvika brandrisk och inte slösa på ström.

Sanning: Moderna mobilladdare rar mycket lite när de är inkopplade men inte laddar. Sonys laddare till Xperia XA2 drar till exempel endast 0,03 watt. Du spar energi genom att dra ut dem, men det är mycket arbete för att spara el för motsvarande mindre än en krona om året.

All inkopplad elektricitet kan kortslutas och börja brinna, men historier om laddare som börjar brinna handlar nästan alltid om laddare i färd med att ladda mobilen, då de lätt blir varma. En laddare utan mobil i sig utgör förmodligen betydligt mindre brandrisk än mikrovågsugnen eller teven.