Külm ilm ja nutitelefoni aku: miks see kiiresti tühjeneb?

Eesti karge talv toob endaga kaasa tuttava probleemi: kõnnid miinuskraadidega õues, võtad telefoni pildistamiseks taskust ja vaid mõne minutiga kukkub aku laetuse tase 40 protsendilt nulli. Mõnikord lülitub seade lumesajus üldse välja, kuigi näite järgi pidi energiat veel jaguma. See ei tähenda, et seade oleks püsivalt katkine, vaid tegemist on liitiumioonakude füüsikalise ja keemilise eripäraga. Külm ilm mõjutab mobiilseadmete tööd märgatavalt, kuid teades probleemi tagamaid, saab aku mahtuvust ja eluiga külmal ajal kergesti säästa.

Mis juhtub nutitelefoni akuga miinuskraadides?

Kaasaegsed nutitelefonid kasutavad liitiumioonakusid (või liitiumpolümeerakusid), mille töö põhineb liitiumioonide liikumisel anoodi ja katoodi vahel. Kui välistemperatuur langeb alla nullkraadi, muutub akus olev vedel elektrolüüt viskoossemaks. See aeglustab oluliselt ioonide liikumiskiirust, mis omakorda suurendab aku sisetakistust.

Kuna keemiline reaktsioon aeglustub, ei suuda aku külmas keskkonnas enam sama pinget hoida kui toatemperatuuril. Telefoni sisseehitatud tarkvara tõlgendab hüppelist pingelangust nii, nagu oleks aku tühi, ning seadme kaitsmiseks lülitub nutitelefon automaatselt välja. Tegelikult on energia akus alles, kuid keemia ei suuda seda kätte anda.

Külmast tingitud aku kiire tühjenemine on enamasti ajutine nähtus — niipea kui seade soojeneb, taastub ka aku tavapärane pinge.

Kuidas nutitelefoni aku karges talves ellu jääb?

Kuigi külma tõttu tekkinud pinge kõikumine taastub soojas, võib nutitelefoni vale kasutamine miinuskraadides akut ka jäädavalt kahjustada. Siin on peamised praktilised sammud, kuidas nutitelefoni aku ja seade ise talvisel ajal kulumisest päästa:

• Kanna seadet keha lähedal: Välimise jope tasku asemel hoia telefoni pükste või põuetaskus. Kehasoojus hoiab elektrolüüdi vedelana ja tagab stabiilse pinge.
• Ära lae külmunud telefoni: See on kõige kriitilisem reegel. Kui nutitelefon on olnud pikalt külma käes, ära ühenda seda kohe laadijaga ega akupangaga. Liitiumi laadimine miinustemperatuuril võib põhjustada anoodile liitiumhärmatise teket, mis lühendab aku eluiga jäädavalt või tekitab lühise. Lase seadelmeks toatemperatuuril vähemalt 20 minutit soojeneda.
• Kasuta paksemaid ümbriseid: Silikoonist või nahast kaitseümbris toimib isoleeriva kihina, mis ei lase tuulel ja külmal seadme korpust nii kiiresti maha jahutada.
• Vähenda koormust õues olles: Kui pead külmas telefoni kasutama, väldi ressursimahukaid tegevusi nagu 4K videote filmimine või mängimine, mis tekitavad suuri energiatarbimise piike.

Kuidas tootjad probleemi lahendavad?

Mobiilitööstus on teadlik, et külm ilm mõjutab kasutajakogemust negatiivselt. Viimastel aastatel on tootjad teinud edusamme nii tarkvaras kui ka materjaliteaduses. Kaasaegsed operatsioonisüsteemid suudavad paremini prognoosida pingekõikumisi ning vältida seadme ootamatut väljalülitumist, piirates vajadusel protsessori tippjõudlust.

Tulevikus võivad turule jõuda ka tahkisakud (solid-state batteries), mis kasutavad vedela elektrolüüdi asemel tahket materjali. Need akud on temperatuurikõikumistele z-teljel palju vastupidavamad ning säilitavad oma mahtuvuse nii suure kuuma kui ka käreda pakase käes. Senikaua tuleb aga olemasolevate liitiumakude eripäradega arvestada.

Kas sinu nutitelefon on talvel ootamatult pildi taskusse visanud? Jaga kommentaarides oma kogemusi ja nippe, kuidas oled seadme aku külmal ajal kestvana hoidnud!