La batería se calienta durante la carga: causas, límites seguros y soluciones prácticas

Un teléfono que ha estado sobre un cargador durante veinte minutos se siente cálido en la palma de la mano y el primer instinto es preguntarse si algo anda mal. Generalmente nada lo es. La carga es un proceso exotérmico: al convertir la corriente alterna de la pared en la corriente continua de bajo voltaje que necesita una batería y luego empujar los iones de litio de un electrodo al otro, ambos liberan calor como subproducto.

Primero, la conclusión: las temperaturas superficiales de aproximadamente 30 °C a 40 °C (86 °F a 104 °F) durante la carga son normales, y la carga rápida puede llevar una batería a aproximadamente 45 °C (113 °F) antes de que el controlador de carga disminuya deliberadamente la velocidad. El calor que resulta doloroso de sostener, que sigue subiendo después de la primera media hora o que llega junto con una carcasa hinchada, un olor químico o un conector que está caliente mientras la batería está fría, indica una falla más que pérdidas normales.

¿Cuánto calor es realmente normal durante la carga?

La temperatura es la lectura más útil que se puede tomar, porque separa las pérdidas ordinarias de una falla en desarrollo. Las bandas a continuación reflejan el comportamiento típico de teléfonos, tabletas, computadoras portátiles y paquetes de herramientas de iones de litio; Las cifras exactas dependen de la celda, el cargador y el gabinete, así que léalas como rangos en lugar de límites fijos.

Por qué una batería se calienta mientras se carga

El calor tiene que venir de alguna parte, y un circuito de carga sólo ofrece unos pocos lugares para que se origine. Repasarlos en orden es más rápido que adivinar.

• Pérdidas por conversión. Un cargador convierte CA en CC y el dispositivo la convierte nuevamente al voltaje que necesita la celda. Cada etapa pierde aproximadamente entre un 10 y un 20 por ciento en forma de calor, que aparece en el adaptador, el cable y la batería.
• Corriente de carga. El calentamiento resistivo aumenta con el cuadrado de la corriente. Duplicar la corriente de carga aproximadamente cuadriplica el calor generado dentro de la celda y el cableado, razón por la cual una carga de 65 W calienta un teléfono mucho más que una carga nocturna de 5 W.
• Células envejecidas. Después de unos 500 ciclos completos, una célula normalmente retiene el 80 por ciento de su capacidad y la resistencia interna ha aumentado. La misma corriente ahora produce más calor que cuando el paquete era nuevo.
• Temperatura ambiente y flujo de aire. Un dispositivo que se carga debajo de una almohada, dentro de un estuche cerrado o en el tablero de un automóvil no tiene dónde emitir calor. Cargar en una habitación a 35 °C puede añadir varios grados por sí solo.
• Resistencia de cables y conectores. Los cables finos, largos o desgastados, los enchufes dañados y los contactos de enchufe corroídos añaden resistencia fuera de la batería. Ese calor aparece en el enchufe y no en la celda.
• Colocación del cargador. Un adaptador enterrado debajo de muebles tapizados o apilado en un cajón cerrado no puede disipar sus propias pérdidas y transmite ese calor.
• Carga durante la carga. La navegación, los vídeos y los juegos añaden calor de descarga del procesador además del calor de carga.
• El lado de la oferta. Las regletas sobrecargadas, los cables de extensión parcialmente enrollados y los contactos de enchufe sueltos contribuyen con su propia parte, que es fácil pasar por alto.

Qué aporta el lado del tomacorriente y la regleta

La mayoría de los consejos sobre una batería caliente se centran en el teléfono. En la práctica, una parte significativa de los casos de sobrecalentamiento se debe al enchufe, al alargador o a la regleta a la que está enchufado el cargador. La resistencia de contacto es el culpable habitual. Un enchufe que agarra el enchufe sin apretar fuerza la corriente a través de un área de contacto más pequeña, y esa área se comporta como un elemento calefactor: el cuerpo del enchufe se calienta notablemente en cuestión de minutos mientras la batería permanece fría. Si el enchufe está más caliente que el teléfono, el problema está aguas arriba.

La protección contra sobrecargas es importante por la misma razón a mayor escala. Una regleta con capacidad nominal de 16 A a la que se le pide que alimente un calentador, un adaptador de computadora portátil y un cargador de teléfono a la vez funcionará más caliente de lo que debería, y una regleta con un interruptor de protección contra sobrecargas o un disyuntor térmico adecuado abrirá el circuito antes de que la temperatura de la carcasa se convierta en un peligro. Las carcasas moldeadas de policarbonato son la mejor opción en ambientes cálidos, porque el material Mantiene su resistencia mecánica y su comportamiento ignífugo a temperaturas más altas. que muchas alternativas utilizadas en franjas de bajo costo.

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Las tiras con puertos USB añaden una segunda fuente de calor. El convertidor de CA a CC dentro de la tira funciona continuamente y se calienta por sí solo; cuando una regleta de cuatro salidas con dos puertos USB se carga cerca de su clasificación, ese calor interno se escapa a través de la misma carcasa. Dejar espacio para el aire alrededor de la tira y evitar conectarla en cadena detrás de los muebles mantiene el convertidor dentro de su ventana de diseño.

Los carretes de cable son el elemento que con mayor frecuencia se utiliza incorrectamente en este contexto. Un carrete completamente enrollado que lleva una carga pesada de carga o calentamiento no puede disipar el calor del conductor enrollado y las espiras internas se calientan progresivamente. Desenrolle el cable completamente antes de usarlo, respete la clasificación actual del carrete y confirme que la conexión a tierra esté intacta siempre que el carrete alimente equipos exteriores.

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Señales de advertencia que significan dejar de cargar ahora

Calor no es lo mismo que peligro, pero vale la pena actuar de inmediato sobre algunas señales específicas en lugar de monitorearlas.

Formas prácticas de mantener bajas las temperaturas de carga

1. Cargue sobre una superficie dura y abierta, como un escritorio o un estante, nunca sobre ropa de cama, tapizados o papel.
2. Retire las fundas gruesas o aisladas durante la carga rápida para que la mochila pueda irradiar calor.
3. Haga coincidir el adaptador con el dispositivo. Un cargador clasificado muy por encima de la entrada del dispositivo empuja la corriente que el circuito de carga tiene que disipar.
4. Utilice un cable apto para la corriente y reemplace cualquier cable cuyo enchufe se haya descolorido o se sienta flojo.
5. Evite cargar bajo la luz solar directa, en un vehículo estacionado o junto a un radiador.
6. Mantenga el uso intensivo, como navegación y juegos, después de la carga, no durante la misma.
7. Reserve la carga nocturna para un adaptador de bajo voltaje en lugar de un cargador rápido.
8. Verifique la temperatura del cuerpo del enchufe, no solo de la batería; un enchufe caliente generalmente significa un problema con el enchufe o el cable.

Lo que los compradores deben comprobar en el hardware de carga

Para los distribuidores y fabricantes de equipos que especifican regletas, cables de extensión o carretes junto con productos de carga, unos pocos puntos medibles deciden si el hardware funciona en frío durante años de servicio. La corriente nominal debe exceder la carga conectada realista, no la placa de identificación de un solo adaptador. Los conjuntos de contactos deben utilizar una aleación de cobre adecuada con suficiente fuerza de inserción y ciclo de vida para evitar la condición de agarre flojo descrita anteriormente. El material de la carcasa debe ser resistente al calor y retardante de llama, y ​​el producto debe cumplir con los estándares relevantes para su mercado de destino, como GB2099.1 y GB1002 para China, o las configuraciones europeas y coreanas correspondientes para exportación.

El sistema de calidad de un proveedor es parte de la historia térmica. Los fabricantes que trabajan según ISO 9001 con capacidad de diseño interna pueden ajustar la geometría de contacto, el espesor de la pared y el grado del material cuando la aplicación de un cliente se calienta, en lugar de ofrecer solo variantes de catálogo. Las pruebas de aumento de temperatura con carga nominal, los materiales de contacto documentados y una especificación clara de protección contra sobrecargas son elementos razonables para solicitar antes de realizar el pedido. el rango de regleta Cubrir estos parámetros es el punto de partida práctico para la mayoría de las aplicaciones adyacentes a la carga.

En la mayoría de los casos, una batería que se calienta mientras se carga simplemente hace lo que requiere la física, y el calor se estabiliza dentro de la banda normal una vez que la corriente de carga cae al final del ciclo. El hábito que vale la pena desarrollar es comprobar las temperaturas en dos lugares, la batería y el enchufe, y tratar la tendencia como una señal. El aumento de calor con un enchufe frío es una conversación sobre celular o cargador; un enchufe caliente con una batería fría es una conversación de enchufe, cable o tira, y generalmente es la más barata de resolver.