Co wpływa na czas ładowania baterii w smartfonie?

Obecnie coraz częściej producenci sprzętu elektronicznego decydują się na wyposażenie swoich urządzeń w funkcję szybkiego ładowania. Jest to szczególnie przydatne w przypadku sprzętów, które ładujemy często lub codziennie. Doskonałym przykładem mogą tu być smartfony. Pewnie większość z nas znalazło się w następującej sytuacji - za kilka minut musimy wyjść z domu i wtedy orientujemy się, że bateria jest niemal pusta. To właśnie w takich przypadkach możemy najbardziej odczuć zalety szybkiego ładowania. Warto jednak wiedzieć, jak moc ładowania wpływa na czas napełnienia baterii w telefonie. Odpowiedź na to znajdziecie poniżej.

Moc ładowania smartfona zależy od zastosowanej technologii i standardu USB. Aby to jednak dobrze zrozumieć, należy najpierw dowiedzieć się, czym jest moc ładowania wyrażana w watach (W). W dużym skrócie można powiedzieć, że parametr ten określa, ile energii elektrycznej możemy przekazać do odbiornika.

W przypadku ładowania smartfonów niemal zawsze mówimy o ładowaniu za pomocą kabla USB. Wczesne standardy oferowały moc ładowania 2,5W, co pozwalało naładować baterię w 2-3 godziny. Warto jednak pamiętać, że przed erą smartfonów rozmiary baterii były znacznie mniejsze.

Z wprowadzeniem standardu USB 3.0, moc ładowania wzrosła do 4,5 W. Obecnie nawet podstawowe ładowarki USB są szybsze i oferują napięcie 5 V i natężenie 2 A, co daje moc ładowania na poziomie 10 W. Chociaż nie jest to imponująca wartość, trudno dziś znaleźć smartfon, który nie oferowałby przynajmniej takiej mocy ładowania.

Kable USB typu C umożliwiają przekazywanie większej mocy dzięki natężeniu 3 A (przy napięciu 5 V daje to moc ładowania 15 W). Przy większej mocy wymagana jest obecność technologii szybkiego ładowania. Nawet w smartfonach, które ładują się z mocą maksymalnie 18, 20 lub 25 W (na przykład flagowy Samsung Galaxy S24) możemy mówić o technologii szybkiego ładowania.

Patrząc na specyfikacje najnowszych smartfonów, moc ładowania często wynosi 45, 67, 80, a nawet ponad 100 W. Rekordziści mogą pochwalić się mocą ładowania przekraczającą 200 W. Szybsze ładowanie wymaga jednak większej mocy, co w teorii jest proste do osiągnięcia. Problem stanowi jednak to, że towarzyszy temu wzrost temperatury, co generuje duże ilości ciepła. W efekcie może to prowadzić do szybszego zużycia się baterii lub uszkodzenia urządzenia.

Na rynku dostępnych jest kilka technologii szybkiego ładowania, które dzięki odpowiednim protokołom i optymalizacji parametrów prądu pozwalają na bezpieczne ładowanie akumulatora o dużej mocy. Najpopularniejsze z nich to:

• Power Delivery (od 10 do 100 W), rozwijana od 2012 roku
• Quick Charge (do 27 W), opracowana przez Qualcomm
• SuperVOOC (do 240 W), stosowana w smartfonach Oppo, OnePlus, realme, Vivo
• Huawei SuperCharge
• MediaTek Pump Express

Możliwe jest również łączenie różnych technologii, aby zwiększyć moc ładowania.

Moc ładowania jest kluczowa dla określenia, jak długo będziemy czekać na naładowanie baterii. Ważne są jednak również inne parametry, takie jak pojemność akumulatora. Większa bateria może się ładować dłużej przy tej samej mocy. Istotny jest także stopień rozładowania ogniwa – producenci często podają czas ładowania od 0 do 100 proc., od 0 do 50 proc. lub od 1 do 100 proc.

Poza tym trzeba zwrócić uwagę na kompatybilność wszystkich akcesoriów do ładowania. Dlatego nie tylko smartfon musi obsługiwać daną moc ładowania, dotyczy to także ładowarki podłączanej do sieci oraz kabla. Ważne jest również źródło, z którego ładujemy telefon – powerbank, laptop, gniazdo USB w samochodzie lub inne urządzenie mogą mieć pewne ograniczenia.

Element obsługujący najniższą maksymalną moc ładowania decyduje o szybkości ładowania telefonu. Czasami jest to nasz smartfon – jeśli bateria obsługuje ładowanie z mocą 25 W, podłączenie jej do ładowarki 50 W lub 100 W nie skróci czasu ładowania. Czas ładowania zależy więc od najsłabszego elementu w zestawie ładowania.

Przejdźmy teraz od teorii do praktyki. W celu obliczenia tego, jak długo potrwa ładowanie baterii o określonej pojemności, można wykorzystać prosty wzór matematyczny. Teoretyczny wzór na obliczenie czasu ładowania baterii od 0 do 100 proc. wygląda następująco: czas ładowania w minutach to pojemność baterii (Wh) podzielona przez moc ładowania (W) pomnożona przez 60 minut.

Na potrzeby tych obliczeń można założyć, że pojemność baterii wynosi 5000 mAh (5000 mAh daje 18,5 Wh przy napięciu 3,7 V), co jest dziś standardem w smartfonach. Wyniki tych wyliczeń dla kilku typowych mocy ładowania przy pojemności baterii 5000 mAh, będą wyglądać następująco:

• przy ładowaniu 18 W - około 62 minuty
• przy ładowaniu 25 W - 44,5 minuty
• przy ładowaniu 33 W - 33,4 minuty
• przy ładowaniu 45 W - 24,5 minuty
• przy ładowaniu 67 W - 16,5 minuty
• przy ładowaniu 80 W - 14 minut
• przy ładowaniu 120 W - nieco ponad 9 minut
• przy ładowaniu 240 W - 4,5 minuty

Powyższe wyniki wyglądają imponująco przy wyższych mocach. Niestety w praktyce czas ładowania baterii jest dłuższy. Nawet przy kompatybilnych urządzeniach i akcesoriach, nie da się osiągać maksymalnej mocy ładowania przez cały czas. Występują bowiem straty mocy, natomiast oprogramowanie i zabezpieczenia w ładowarce mogą ograniczać moc z powodu rosnącej temperatury.

Aby uzyskać bardziej realistyczne wyniki, warto sprawdzić deklaracje producentów. Przykładowo, Xiaomi Redmi Note 9 (bateria 5000 mAh, ładowanie 18 W) ładuje się od 0 do 100% w 153 minuty, a Xiaomi Redmi Note 11 (5000 mAh, 33 W) w 60 minut. Modele z mocą ładowania 67 W, jak Xiaomi Redmi Note 12 Pro, potrzebują około 46 minut. Najszybsze modele, jak Xiaomi Redmi Note 13 Pro+ z ładowaniem 120 W, ładują się do pełna w 19 minut.

Widać, że nawet smartfony tego samego producenta mają różne czasy ładowania, mimo podobnych specyfikacji. Ostateczne wyniki zależą od wielu czynników, w tym od technologii ładowania, pojemności baterii i wydajności zastosowanych komponentów.

Ostateczną kwestią, którą trzeba mieć na uwadze, jest wpływ szybkiego ładowania na żywotność baterii. Trudno jednoznacznie stwierdzić, czy szybsze ładowanie skraca żywotność baterii. Większa moc generuje więcej ciepła, co może niekorzystnie wpływać na podzespoły. Producenci zapewniają jednak, że szybkie ładowanie jest bezpieczne i nie powoduje znaczącego spadku pojemności baterii. Po 3-4 latach użytkowania, pojemność może spaść do około 80%, co wciąż pozwala na komfortowe korzystanie z telefonu. W razie potrzeby można wymienić baterię, co nie jest bardzo kosztowne.

Podsumowując, szybkie ładowanie jest dużym udogodnieniem, zwłaszcza w nagłych sytuacjach. Ważne jest jednak, aby używać kompatybilnych akcesoriów i zdawać sobie sprawę z ograniczeń tej technologii.