Carregamento sem fios pode reduzir vida útil da bateria do smartphone

Você sabia que o modo como carregamos os smartphones (celulares) pelo carregador convencional, ligado à tomada, ou pelo carregamento indutivo, sem fios, pode mudar a expectativa de vida da sua bateria?

Bem, caros leitores, esta é a conclusão de Melanie Loveridge e colegas da Universidade de Warwick, no Reino Unido, que compararam três modos de carregamento destes dispositivos, dois deles não envolvendo fios.

Sobre o carregamento indutivo

O carregamento indutivo permite que uma fonte de energia transmita eletricidade através de um espaço de ar, sem o uso de fios de conexão. A inclusão de bobinas de carregamento indutivo em vários modelos mais recentes de smartphones levou ao aumento rápido da adoção da tecnologia. Em 2017, fabricantes de automóveis anunciaram a inclusão de consoles dentro de 15 modelos para carregar indutivamente dispositivos eletrônicos de consumo, incluindo os smartphones. E em uma escala maior, várias empresas estão considerando a possibilidade de carregar baterias de veículos elétricos dessa mesma maneira.

O problema é que esse modo de carregamento gera uma grande quantidade de calor indesejado, o que prejudica a bateria, diminuindo sua vida útil e até comprometendo outros componentes.

São várias as fontes de geração de calor associadas a qualquer sistema de carregamento do tipo indutivo, tanto no carregador quanto no aparelho que está sendo carregado. Esse aquecimento adicional é agravado pelo fato de que o aparelho e a base de carga ficam em contato físico, o que significa que qualquer calor gerado em um deles é transferido para o outro por simples condução e convecção térmica.

Nos smartphones, a bobina que recebe a energia fica junto à tampa traseira do dispositivo, ao lado da bateria e de todo o restante, o que limita a possibilidade de dissipação do calor gerado dentro ou o proteja do calor advindo do meio exterior. Já pensaram nisso?

A questão das baterias e a temperatura envolvida

As baterias atuais, normalmente construídas com íons de lítio são dispositivos químicos, onde a teoria de Arrhenuis estabelece que, para a maioria das reações químicas, a taxa de reação dobra a cada 10°C.

Em uma bateria, as reações indesejadas que podem ocorrer incluem a taxa de crescimento acelerado nos eletrodos da célula. Isso ocorre por meio de reações redox, que aumentam irreversivelmente a resistência interna, resultando em degradação no desempenho e em falha.

Um problema adicional encontrado pelos pesquisadores ocorre quando a bobina do aparelho que está sendo carregado não está perfeitamente alinhada com a bobina do carregador. Nestes casos, os resultados são ainda piores, com maior geração de calor entre os dispositivos.

Embora os fabricantes alertem contra falhas catastróficas, como explosões, por exemplo, em temperaturas operacionais acima dos 50 ou 60ºC, uma bateria de íons de lítio com uma temperatura superior a 30ºC é tipicamente considerada em temperatura elevada, expondo a bateria ao risco de uma vida útil mais curta, com outros problemas no uso do dispositivo.

Embora a equipe não tenha estabelecido quanto de vida útil a bateria do seu smartphone irá perder em cada caso, o que exigiria observações de longo prazo e uma grande quantidade de aparelhos, para se estabelecer uma média ou algum tipo de padrão. Mas o recado é bem claro:

O smartphone aquece com o carregamento de forma indutiva, e a bateria não é compatível com tais temperaturas que são consideradas elevadas para esta aplicação.

O carregamento e a redução da vida útil da bateria

No caso do smartphone carregado com o carregador plugado na rede elétrica convencional, a temperatura média máxima atingida dentro de 3 horas de carregamento não excedeu 27°C, partindo de uma temperatura ambiente de 25° C e bem abaixo das temperaturas descritas acima.

Em contraste, com o smartphone sendo carregado por carregamento indutivo alinhado, a temperatura pode atingir picos de 30,5°C, que se reduziu gradualmente durante a segunda metade do carregamento.

No caso de carregamento indutivo desalinhado, o pico de temperatura foi de magnitude similar (30,5º C), mas esta temperatura foi alcançada mais cedo e persistiu por muito mais tempo neste nível; ou seja, 125 minutos, versus 55 minutos para o carregamento corretamente alinhado.

A conclusão da equipe é que o carregamento indutivo, embora conveniente, provavelmente levará à uma redução na vida útil da bateria do smartphone. Para muitos usuários, essa degradação pode ser um preço aceitável para a conveniência, mas para aqueles que desejam aproveitar a vida útil mais longa, o carregamento via cabo ainda é recomendado.

Referência: Temperature Considerations for Charging Li-Ion Batteries: Inductive versus Mains Charging Modes for Portable Electronic Devices. DOI: 10.1021/acsenergylett.9b00663

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