Δευτέρα, 4 Ιουλίου 2011

Η Ιστορία της Μπαταρίας

ΜΠΑΤΑΡΙΕΣ


      Η πρώτη επαναφορτιζόμενη μπαταρία, η οποία κατασκευάστηκε από τον Gaston Plante το 1859, στο εργαστήριό του στο Παρίσι, αποτελούνταν από μία σειρά γυάλινων δοχείων, που περιείχαν θειικό οξύ και πλάκες μολύβδου. Ζύγιζε 35 κιλά, είχε όγκο μερικών κυβικών μέτρων και παρείχε τάση 4,5V. Αρκετά βαριά ... υγρή και επικίνδυνη για να είναι φορητή! Μέχρι το 1900, οπότε ο Thomas Edison κατασκεύασε την πρώτη μπαταρία ξηρού τύπου και ... το νερό μπήκε στ' αυλάκι. Σήμερα -έναν αιώνα μετά- οι μπαταρίες ζυγίζουν ελάχιστα γραμμάρια και έχουν πάχος λίγων χιλιοστών. Η δουλειά της μπαταρίας είναι μία και μοναδική: να παρέχει ενέργεια στο κινητό, ώστε εσείς να μπορείτε να τηλεφωνείτε και να δέχεστε κλήσεις, αλλά και να εκμεταλλευτείτε όλα τα έξυπνα και χρήσιμα gadgets και τις υπηρεσίες που αυτό σας παρέχει. Αρκεί να φανταστείτε ένα υπερσύγχρονο κινητό με organizer, δυνατότητα αναγνώρισης φωνής, voice memo, δόνηση και call screening, με... άδεια μπαταρία. Και να σκεφτεί κανείς ότι, συνήθως, δεν αδιαφορούμε για το εξάρτημα που εξασφαλίζει την ζωή του κινητού μας. Βλέπετε, όλοι γνωρίζουν λίγο-πολύ τις δυνατότητες των κινητών τους, αλλά πολύ λίγοι γνωρίζουν την αλήθεια για την μπαταρία τους, οι περισσότεροι, μάλιστα, από φήμες και παράπλευρη πληροφόρηση, που δημιουργεί μύθους και παρεξηγήσεις. Ας ξεκαθαρίσουμε λοιπόν τα πράγματα!

1. Πώς λειτουργεί;

Παρά τις διαφορές τους, όλες οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες έχουν κοινή αρχή λειτουργίας. Δύο υλικά, το ένα με πλεόνασμα ηλεκτρονίων και το άλλο με έλλειμμα, βρίσκονται μέσα σε διάλυμα ηλεκτρολύτη, το οποίο λειτουργεί ως αγωγός των ηλεκτρονίων, τα οποία κινούνται από το πλεόνασμα προς το έλλειμμα, με σκοπό να αποκατασταθεί η ισορροπία. Μέχρι να επιτευχθεί η ισορροπία, η ροή ηλεκτρονίων παράγει ηλεκτρικό ρεύμα. Μόλις τα ηλεκτρόνια «κατανεμηθούν» και στα δύο υλικά, η μπαταρία αδειάζει. Η φόρτιση γίνεται με τον αντίθετο τρόπο. Συνδέουμε την μπαταρία με μία εξωτερική ηλεκτρική πηγή, ίδιου βολτάζ, αλλά με αντίθετη φορά, ώστε το ρεύμα της να «εξαναγκάσει» τα ηλεκτρόνια, που «μετακόμισαν» από το ένα υλικό στο άλλο, να επανέλθουν στην αρχική τους θέση. Όταν επιστρέψουν όλα, η μπαταρία έχει, πλέον, γεμίσει.

2. Πόσοι τύποι μπαταριών υπάρχουν;

Τρεις είναι οι βασικοί τύποι που χρησιμοποιούνται σήμερα στα κινητά τηλέφωνα. Πρόκειται -κατά ιστορική σειρά εμφάνισης- για τις μπαταρίες νικελίου-καδμίου (Ni-Cd), νικελίου-μεταλλικού υδριδίου (Νί-ΜΗ) και λιθίου-θειικού σιδήρου Li-Ion (γνωστή ως «ιόντων λιθίου»), ενώ κυκλοφορεί στην αγορά και μια παραλλαγή του τύπου ιόντων λιθίου, με την ονομασία λιθίου-πολυμερούς (Li-ΡοΙ). Υπάρχουν και κάποιες άλλες συνθέσεις υλικών που δοκιμάζονται στα εργαστήρια. Θα τις αναφέρουμε ονομαστικά και μόνο, δεδομένου ότι βρίσκονται ακόμη σε πειραματικό στάδιο. Πρόκειται για τις μπαταρίες ψευδαργύρου-χλωρίου και νατρίου-θείου. Οι τύποι των μπαταριών, που υπάρχουν σήμερα στην αγορά «αντικατοπτρίζουν» την εξέλιξη που πραγματοποιήθηκε στην τεχνολογία τα τελευταία 8 χρόνια, προκειμένου να βελτιωθούν τα κύρια χαρακτηριστικά τους ως εξής: μείωση βάρους και όγκου, αύξηση της αυτονομίας και της αντοχής σε αυξημένη ζήτηση φορτίου (π.χ. κατανάλωση συνομιλίας) και εξάλειψη του «φαινομένου μνήμης».

3. Τι είναι το «φαινόμενο μνήμης»;

Πρόκειται για μια παρενέργεια που παρουσιάζεται στις επαναφορτιζόμενες μπαταρίες και λαμβάνει χώρα, όταν ο χρήστης τις φορτίζει σε άτακτα χρονικά διαστήματα, διακεκομμένα και χωρίς να έχουν αποφορτιστεί εντελώς.

Το πρόβλημα εντοπίζεται στα υλικά, από τα οποία αποτελείται η μπαταρία, και τα οποία, αν παραμείνουν ανενεργά για κάποιο χρονικό διάστημα, κρυσταλλοποιούνται, δεσμεύοντας μόνιμα στη δομή του υλικού τους τα ελεύθερα ηλεκτρόνια, τα οποία δεν μπορούν πλέον να μετακινηθούν από την κάθοδο στην άνοδο. Όταν λοιπόν μία μπαταρία, για μεγάλα χρονικά διαστήματα, δεν αποφορτίζεται εντελώς, τότε τα ηλεκτρόνια, που δεν έχουν κινηθεί, ενσωματώνονται και δημιουργούν οξείδια, τα οποία καθιστούν τις πλάκες ανενεργές.

Το πρόβλημα ονομάστηκε «φαινόμενο μνήμης», για να υπενθυμίζει στους χρήστες ότι η μπαταρία «θυμάται» την κακή της χρήση και εκδικείται. Το σύμπτωμα που παρουσιάζεται στο κινητό, όταν η μπαταρία του «προσβληθεί» από το «φαινόμενο μνήμης», είναι ότι ενώ δείχνει πλήρης στο μετρητή του κινητού, εκείνο σβήνει, ξαφνικά και απροειδοποίητα, ενώ, όταν το ξαναθέσετε σε λειτουργία, η μπαταρία του θα δείχνει πάλι γεμάτη. Σήμερα, όμως, το πρόβλημα έχει ελαχιστοποιηθεί στις μπαταρίες νέου τύπου Νί-ΜΗ, ενώ δεν εμφανίζεται καθόλου στις μπαταρίες Li-Ion και Li-ΡοΙ, επειδή τα υλικά τους δεν οξειδώνονται.

4. Πόσο καιρό θα κρατήσει η μπαταρία μου, από τότε που θα την αγοράσω;
Η μέση διάρκεια ζωής της μπαταρίας μετριέται με κύκλους φόρτισης- επαναφόρτισης. Η θεωρητική διάρκεια μιας μπαταρίας Ni-Cd είναι 250-300 κύκλοι φορτίσεων-αποφορτίσεων. Για τις μπαταρίες Li-Ion, η διάρκεια ζωής τους κυμαίνεται μεταξύ 300-400, ενώ τα στοιχεία για τις Li-Pol αναφέρουν 400-450 κύκλους. Αυτό σημαίνει ότι, αν φορτίζετε το κινητό -κατά μέσο όρο- μία φορά την ημέρα, τότε θα κρατήσει περίπου ένα χρόνο, με μέγιστη διάρκεια ζωής τους 15 μήνες.

Όσο και αν προστατεύσετε την μπαταρία σας, να είστε σίγουροι ότι η απόδοσή της θα μειώνεται θεαματικά, καθώς ο χρόνος ζωής της θα πλησιάζει στο τέλος του.

5. Πώς μπορώ νο κρίνω τις επιδόσεις μιας μπαταρίας;

Το μυστικό κρύβεται στο συνδυασμό φορητότητας-απόδοσης και η αλήθεια προκύπτει από μία απλή διαίρεση.

Το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να μάθετε το βάρος μίας μπαταρίας και τη χωρητικότητά της σε mAh (μιλιαμπερώρια).

Αν διαιρέσετε αυτά τα δύο στοιχεία, θα πάρετε ως αποτέλεσμα έναν καθαρό αριθμό. 'Οσο μικρότερος, τόσο το καλύτερο αφού κάθε γραμμάριο βάρους θα προσφέρει συγκριτικά μεγαλύτερη αυτονομία. Ας πάρουμε, για παράδειγμα την μπαταρία ενός κινητού που έχει βάρος 70 γραμμάρια και χωρητικότητα 650 mAh, ενώ μία άλλη 40 γραμμάρια και 500 mAh. Η διαίρεση μάς βγάζει 0,10 και 0,08, αντίστοιχα. Είναι προφανές ότι η δεύτερη μπαταρία αποδίδει περισσότερη διάρκεια ανά γραμμάριο και -θεωρητικά- θα πρέπει να την προτιμήσετε.

Θεωρητικά όμως, γιατί αν οι πρακτικές σας ανάγκες είναι περισσότερες από το χρόνο αναμονής που προσφέρουν τα 500 mAh, τότε μάλλον θα πρέπει να καταλήξετε στην μπαταρία των 650 mAh, ακόμη και αν η αριθμητική σύγκριση δεν της έδινε το προβάδισμα. Πάντως, για να απλοποιήσουμε τα πράγματα, ας έχετε υπόψη τον εξής, πρακτικό κανόνα: τα σημερινά κινητά, για να λειτουργήσουν σε αναμονή ένα πλήρες 24ωρο, χρειάζονται περίπου 200-250 mAh.

6.  Οι μπαταρίες λιθίου έχουν μεγαλύτερη διάρκεια αναμονής.

Πρόκειται για μύθο, που δυστυχώς έχει περάσει για τα καλά στη συνείδηση των χρηστών κινητών τηλεφώνων . Οι περισσότεροι από αυτούς μαθαίνουν την αλήθεια με οδυνηρό τρόπο, όταν διαπιστώνουν ότι η «λεπτή» μπαταρία λιθίου που αγόρασαν δεν κρατάει περισσότερο από τη συνήθως πολύ μεγαλύτερη- παλαιότερης τεχνολογίας που είχαν. Αυτό βέβαια είναι φυσικό, δεδομένου ότι μία μπαταρία Νί-ΜΗ, χωρητικότητας π.χ.1000 mAh είναι λογικό να αποδίδει καλύτερους χρόνους στο ίδιο κινητό -κάτω από ανάλογες συνθήκες χρήσης- απ' ότι μία μπαταρία λιθίου των 500 mAh. Αντίθετα, μάλιστα. Μία μπαταρία Li-Ion, ίδιας χωρητικότητας (σε Mah) με μια Νί-ΜΗ έχει κατά 5-10% μικρότερη αυτονομία! Ο λόγος, για τον οποίο οι μπαταρίες ιόντων λιθίου τείνουν να καθιερωθούν και προτιμώνται από τους κατασκευαστές, είναι ότι έχουν μικρότερο βάρος, ομαλότερη καμπύλη φόρτισης-αποφόρτισης και είναι απολύτως απαλλαγμένες από το φαινόμενο μνήμης. Κατά συνέπεια, ο χρήστης μπορεί να τις φορτίσει οποιαδήποτε στιγμή, ανεξάρτητα από το αν έχουν αδειάσει ή όχι.

7. Τα prospectus λένε πάντά την αλήθεια;

Εδώ πρόκειται για ένα μίγμα marketing και αλήθειας. Το μίγμα αυτό μπορεί συχνά να αποδειχθεί ομιχλώδες και ημιπαραπλανητικό.

Αδιαφορήστε για τις υποσχέσεις του κατασκευαστή ή του πωλητή, και κάντε όλες τις συγκρίσεις με την μπαταρία, που ο κατασκευαστής περιλαμβάνει στη συσκευασία. Προσέξτε την παγίδα των prospectus, όπου οι αναφερόμενοι χρόνοι αφορούν, πιθανώς, extra μπαταρία -που δεν υπάρχει στη συσκευασία- και όχι αυτήν που θα βρείτε, στο πακέτο. Ακόμη και αν βρείτε την αντιστοιχία μπαταρίας-αυτονομίας, να είστε προετοιμασμένοι για πραγματικούς χρόνους, τουλάχιστον κατά 15-20% χαμηλότερους από αυτούς που αναγράφονται, καθώς οι μετρήσεις έχουν γίνει σε συνθήκες εργαστηρίου. Ένας ακόμη παράγοντας, που αλλάζει δραματικά τα δεδομένα συμπεριφοράς της μπαταρίας του κινητού, είναι η κατάσταση συνομιλίας. Η κατανάλωση ενός κινητού που βρίσκεται σε κατάσταση συνομιλίας αυξάνεται από 15 έως και 70φορές (!!), σε σχέση με την κατανάλωση αναμονής. Για να βρείτε τη σχέση αυτή, μπορείτε, με τη βοήθεια του prospectus της συσκευής, να κάνετε τον δικό σας υπολογισμό. Δείτε το μέγιστο χρόνο αναμονής που δίνει ο κατασκευαστής και διαιρέστε τον με το χρόνο ομιλίας. Ο αριθμός που θα προκύψει δηλώνει πόσα λεπτά αναμονής καταναλώνονται ανά λεπτό συνομιλίας. Για παράδειγμα, το έντυπο γράφει: Χρόνος αναμονής: 55 ώρες / Χρόνος ομιλίας: 100 λεπτά. Μετατρέπουμε τις ώρες σε λεπτά (55x60=3300) και διαιρούμε με το χρόνο ομιλίας (3300:100 =33 λεπτά). Έτσι, για το συγκεκριμένο κινητό ισχύει ότι κάθε λεπτό κλήσης θα μειώνει την αυτονομία αναμονής κατά μισή περίπου ώρα.

8.  Η μπαταρία του κινητού μου ζεσταίνεται όταν φορτίζει...

Είναι απόλυτα φυσιολογικό να ζεσταίνεται, αφού υπάρχει ροή ενέργειας στο εσωτερικό της. Η θερμοκρασία της μπαταρίας μπορεί να αυξηθεί μέχρι και 8-10 βαθμούς Κελσίου, από την ώρα που ξεκίνησε η φόρτιση μέχρι να φορτιστεί πλήρως. Εξάλλου, η μπαταρία του κινητού σας διαθέτει κύκλωμα προστασίας από υπερθέρμανση, που δεν επιτρέπει να δημιουργηθεί κανένα πρόβλημα, αν χρησιμοποιείτε βέβαια φορτιστή καλής ποιότητας. Έτσι, δεν είναι απαραίτητο να περιμένετε εναγωνίως πότε θα γεμίσει η μπαταρία, ώστε να βγάλετε το φορτιστή από το κινητό. Αντίθετα, μάλιστα. Οι ώρες που χρειάζεται το κινητό για να φορτίσει και αναφέρονται στο βιβλίο του κατασκευαστή, αφορούν το 90% της πληρότητας της μπαταρίας του. Για να φτάσετε στο 100%, θα πρέπει το κινητό να παραμείνει στην κατάσταση φόρτισης για μια ώρα επιπλέον.

9.  Πόση ώρα απαιτείται για την πρώτη φόρτιση;

Γι' αυτό το σημείο έχουν ακουστεί οι πλέον περίεργες και παράλογες φήμες, παραινέσεις και συμβουλές, από επαΐοντες και μη. Η πρώτη φόρτιση διαδραματίζει σπουδαιότατο ρόλο για την περαιτέρω συμπεριφορά της μπαταρίας και γι' αυτό πρέπει να γίνεται σωστά και χωρίς υπερβολές.

Για τις σημερινές μπαταρίες ισχύουν οι εξής κανόνες:

α)  Η πρώτη φόρτιση θα πρέπει να γίνεται με το τηλέφωνο σβηστό, ώστε να μην καταναλώνεται ρεύμα από την μπαταρία και σημειωθούν διακυμάνσεις στο ρεύμα της κατά τη διάρκεια της φόρτισης.

β) Όσο η μπαταρία φορτίζει, δε θα πρέπει να γίνονται διακοπές σε καμία περίπτωση.

γ)  Ο χρόνος θα πρέπει να είναι διπλάσιος από το χρόνο που συστήνει ο κατασκευαστής για τις υπόλοιπες φορτίσεις.

δ) Δε θα πρέπει η φόρτιση να υπερβεί τις 20 ώρες για να μη δημιουργηθεί υπερθέρμανση.

10. Το βιβλίο οδηγιών της συσκευής μου γράφει ότι την παλιά μου μπαταρία θα πρέπει να την πετάξω σε  ειδικό χώρο ανακύκλωσης. Πού θα τον βρω;

11.  Εδώ και καιρό υπάρχουν  ειδικά κουτιά σε πολλά καταστήματα και Τράπεζες.





Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου