mercoledì 22 marzo 2017

Smartphone vecchi e batterie di riserva: come conservarli nel cassetto in tutta sicurezza

Premessa importante
     Questo articolo è stato redatto dietro attenta documentazione, usando sia le mie conoscenze personali di fisica e chimica, sia alcuni dati tecnici tratti dal sito batteryuniversity.com, creato da Isidor Buchmann, fondatore della Cadex Electronics Inc., un’azienda che dagli anni ’80 si occupa di test e analisi delle batterie di tutti i tipi.
     Ringrazio in particolare John Bradshaw, della Cadex, per avermi personalmente fornito importanti informazioni a conferma della mia documentazione pregressa.

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     Spesso capita di conservare uno smartphone diventato troppo vecchio o di non usarlo per un certo periodo di tempo; capita altresì di aver acquistato una seconda batteria d’emergenza che si vuole tenere da parte nel caso in cui serva. In tutti questi casi si preannuncia un periodo più o meno prolungato di stasi totale per la batteria, la quale non subirà ricariche o scariche per un bel po’. Ebbene, se si ha motivo di credere che prima o poi quelle batterie verranno usate di nuovo o semplicemente se si vuole evitare che si guastino è bene sapere che esse vanno messe da parte in condizioni ben precise.

     Ecco i consigli da seguire per riporre “nel cassetto” uno smartphone non più usato o una batteria al litio di riserva in modo sicuro. Essi valgono per tutte le batterie al litio, quindi anche quelle in uso nei tablet o nei computer portatili.

1. Mai conservare una batteria molto scarica
     Le batterie al litio non possono rimanere molto tempo in condizioni di poca carica, perché questo danneggia il processo chimico che le fa funzionare e al successivo riutilizzo potrebbero anche non funzionare più; farle rimanere troppo tempo con poca carica abbassa il voltaggio nominale delle celle, ovvero la differenza di potenziale elettrico nella batteria, che è proprio ciò che fa “muovere” le particelle di litio quando la batteria si carica e si scarica. Se il voltaggio delle celle scende sotto il suo valore minimo per funzionare la batteria diventa inservibile e lo smartphone non la caricherà, bloccando il circuito di alimentazione per motivi di sicurezza.
     Come se non bastasse, i continui cicli di scarica forte riducono la vita media delle batterie, ovvero le fanno invecchiare più velocemente. Per avere un’idea di quanto l’eccessiva scarica influisca sulla vita di una batteria, ecco un grafico comparativo in cui si mostra il numero di cicli di una batteria in funzione del tasso di scarica che le viene abitualmente applicato (valori stimati).

I dati del grafico sono tratti dal sito batteryuniversity.com, in un articolo presente a questo link.
     Infine le batterie al litio hanno un’autoscarica spontanea, ovvero si scaricano da sole anche se non usate: si tratta di un fenomeno molto blando, quasi inesistente, ma che tuttavia esiste e se il tempo di riposo è prolungato e la carica è già bassa, esse possono autoscaricarsi ancora di più sotto la soglia di sicurezza. Il risultato potrebbe essere una batteria che non carica bene o che addirittura non si ricarica più, quindi una batteria da buttare. Perciò una batteria non va mai conservata troppo o totalmente carica.

2. Mai conservare una batteria completamente carica
In modo analogo conservare una batteria molto carica la fa invecchiare più velocemente. Caricare troppo una batteria significa darle un voltaggio alto e questo riduce i cicli di vita che una batteria può fare nella sua esistenza: in particolare, lasciare una batteria carica per troppo tempo fa sì che quando la riutilizzeremo essa fornirà una parte più esigua del suo vero “potere”.
In questo grafico si nota come la ricarica eccessiva porti a una drastica diminuzione del numero di cicli disponibili per la vita della batteria (i valori sono stimati).

I dati del grafico sono tratti dal sito batteryuniversity.com, in un articolo presente a questo link.
     Come si vede dal grafico, ricaricare completamente la batteria la fa invecchiare molto prima: da notare poi il ripidissimo calo di durata per valori sotto i 3.90 volt: questo accade quando la batteria viene abitualmente scaricata al di sotto del 15%.

3. Conservare con una carica tra il 40% e il 50%
     Il valore ideale con cui le batterie dovrebbero essere messe da parte è tra il 40% e il 50%, mediamente il 45%: questa è la condizione migliore in cui può trovarsi una batteria al litio prima di restare inutilizzata per un certo tempo. Perciò, se state riponendo nel cassetto uno smartphone che non contate di utilizzare per un po’ o una batteria di riserva che vorreste usare solo nel raro caso in cui serva, scaricatela prima fino al 15-20%, poi caricatela fino al 45% e solo allora mettetela da parte.

4. Conservare a temperature fresche (ma non nel congelatore!)
     Un falso mito è quello secondo cui le batterie messe in congelatore migliorino le loro prestazioni. Il congelatore ha una temperatura sotto zero e in quel caso la ricarica non è nemmeno possibile, perciò niente congelatore! La temperatura migliore è quella vicina, o di poco superiore, a 0° C, quindi quella del frigo, ad esempio.
     Il troppo caldo, invece, fa degradare più velocemente le batterie: le alte temperature sono i nemici numeri uno delle batterie al litio, perciò non bisogna mai conservarle in luoghi caldi, illuminati o vicino a fonti di calore. 40° C sono da considerarsi mediamente un valore da evitare.
     Sono da evitare quindi le temperature troppo alte e quelle troppo basse. Come sempre, la virtù sta nel mezzo e se vogliamo mettere da parte una batteria non più usata i luoghi migliori dove riporla sono:
  • in frigo (in una bustina chiusa, per proteggerla da eventuali sostanze chimiche volatili del cibo);
  • in un cassetto/armadio, lontano dall’esposizione del sole, meglio ancora nella confezione dello smartphone e lontano dalla polvere.

     In generale più la temperatura di conservazione si avvicina allo 0° C, meglio è.

     Il grafico seguente mostra la capacità di fornire energia di una batteria al litio messa da parte al 40% della carica per un anno a diverse temperature:

I dati del grafico sono tratti dal sito batteryuniversity.com, in un articolo presente a questo link.
     Come si vede, più alta è la temperatura di conservazione, minore sarà la capacità della batteria di fornire carica una volta riutilizzata.

5. Voglio riutilizzare una batteria messa da parte da molto tempo: come devo fare?
     Se dopo alcuni mesi, o anni, si vuole riprendere una batteria conservata, ecco come fare.
  • Se la si è conservata in frigo occorre lasciarla fuori dal frigo a temperatura ambiente per almeno 24 ore per farle assumere la temperatura del dispositivo in cui sarà inserita (sempre evitando l’esposizione diretta al sole o ad altre fonti intense di calore), per poi caricarla completamente al fine di calibrarla e infine usarla.
  • Se la si è conservata in un cassetto o simili, basta inserirla nel dispositivo facendola prima ricaricare al massimo (per calibrarla) e poi usandola normalmente.

     Poiché stiamo parlando di batterie al litio, poi, che sono batterie che si usurano da sole col semplice passare del tempo indipendentemente dall’uso, è bene sapere che, nel caso in cui si voglia comprare una seconda batteria di riserva, le batterie di vecchia produzione sono già usurate, perciò è inutile comprare una batteria di riserva da subito: meglio comprarla nel momento in cui serve, assicurandosi che la sua data di produzione (indicata sulla confezione o sulla batteria stessa) sia più recente possibile.


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