1. กระบวนการทางเคมีของแบตเตอรี่

 แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้ใน iPad มีการเสื่อมสภาพตามธรรมชาติ เนื่องจากปฏิกิริยาทางเคมีภายใน ซึ่งอาจทำให้ขั้วไฟฟ้าสึกกร่อนเมื่อใช้งานและชาร์จหลายรอบ

 

โครงสร้างและปฏิกิริยาเคมีภายใน

**แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีขั้วไฟฟ้าสองชนิดคือ ขั้วบวก (Cathode) และขั้วลบ (Anode) โดยมีอิเล็กโทรไลต์เป็นตัวนำประจุ

**ในระหว่างการชาร์จและคายประจุ จะเกิดการเคลื่อนที่ของไอออนลิเธียมระหว่างขั้วบวกและขั้วลบ

**ปฏิกิริยานี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางเคมีและกายภาพภายในแบตเตอรี่ นำไปสู่การลดประสิทธิภาพ

 

 

การเสื่อมสภาพตามธรรมชาติ

**เมื่อใช้งานและชาร์จแบตเตอรี่หลายรอบ จะเกิดการสะสมของสารต่างๆ ที่ชั้นผิวของขั้วไฟฟ้า เช่น SEI (Solid Electrolyte Interphase) ที่ขั้วลบ ซึ่งอาจเพิ่มความต้านทานภายในและลดการนำไฟฟ้า

**ขั้วบวกก็อาจมีการสูญเสียโครงสร้าง ซึ่งเป็นหนึ่งในสาเหตุที่แบตเตอรี่เริ่มเก็บประจุได้น้อยลง

 

ผลกระทบจากรอบการชาร์จ

**แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนถูกออกแบบมาให้รองรับจำนวนรอบการชาร์จอย่างจำกัด (เช่น 300-500 รอบ) หลังจากนั้น ประสิทธิภาพในการเก็บประจุจะลดลงอย่างเห็นได้ชัด

**การชาร์จอย่างบ่อยครั้ง (ถึง 100% แล้วคายจนถึง 0%) และไม่ปฏิบัติตามสิ่งที่แนะนำ อาจเร่งให้วงจรภายในแบตเตอรี่สึกหรอได้ไวยิ่งขึ้น เพราะว่าในกรณีถ้าเราชาร์จตั้งแต่ 0% ขึ้นมาทำแบบนี้บ่อยบ่อยจะทำให้แบตเตอรี่ร้อนและเสื่อมไวกว่าปกติ แนะนำให้ชาร์จตั้งแต่ 20% ขึ้นไปไม่ควรปล่อยให้แบตเตอรี่หมดจนถึง 0% ใหม่ครั้งขึ้นไป

 

กระบวนการสึกกร่อนของขั้วไฟฟ้า

**การสึกกร่อนของขั้วไฟฟ้าเกิดจากการสูญเสียวัสดุที่ขั้วในระหว่างการทำปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมี ซึ่งส่งผลให้ความสามารถในการเก็บกระแสไฟฟ้าลดลง

**ในระยะยาว โครงสร้างของขั้วไฟฟ้าเริ่มผิดรูป และเกิดความไม่เสถียรในกระบวนการชาร์จและคายประจุที่ทำให้แบตเตอรี่เสื่อมลง เพราะโดยปกติแล้วแบตเตอรี่จะเสื่อมตามอายุของแบตเตอรี่อยู่แล้วถึงแม้จะไม่ได้ใช้หรือใช้น้อยก็ตามขึ้นอยู่กับว่าจะเสียมากหรือเสียน้อยกว่าเท่านั้น

 

2. รอบการชาร์จ (Charge Cycles)

ทุกแบตเตอรี่มีจำนวนรอบการชาร์จที่จำกัด ซึ่งเป็นการที่แบตเตอรี่ถูกใช้และชาร์จใหม่จาก 0% ถึง 100% การใช้แบตเตอรี่จนหมดหรือชาร์จบ่อยเกินไปจะเร่งการเสื่อมสภาพ

รอบการชาร์จ (Charge Cycles) คืออะไร?

 

รอบการชาร์จของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งถูกใช้อยู่ในอุปกรณ์หลายประเภทเช่น iPad และสมาร์ทโฟน หมายถึง หนึ่งรอบที่แบตเตอรี่ใช้พลังงานทั้งหมดที่มีอย่างเต็มที่จนถึงระดับ 0% จากนั้นถูกชาร์จกลับขึ้นไปจนเต็ม 100% อย่างไรก็ตาม การนับรอบการชาร์จไม่ได้หมายความว่าแบตเตอรี่ต้องคายประจุหมดและชาร์จจากศูนย์เสมอ ตัวอย่างเช่น ถ้าคุณใช้อุปกรณ์จนแบตเตอรี่ลดลงจาก 100% เหลือ 50% จากนั้นชาร์จกลับขึ้นไปจนเต็ม และใช้ลงไปอีก 50% รอบนั้นจะนับเป็นหนึ่งรอบการชาร์จ (50% + 50% = 100%)

 

ทำไมรอบการชาร์จจึงสำคัญ?

**อายุการใช้งานแบตเตอรี่: แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีอายุการใช้งานจำกัด ซึ่งมักจะระบุเป็นจำนวนรอบการชาร์จ (เช่น 300-500 รอบ) การที่หนึ่งรอบเกิดขึ้นบ่อยครั้งจากการใช้งานปกติ เมื่อครบจำนวนรอบการชาร์จแล้ว ประสิทธิภาพในการเก็บประจุไฟจะเริ่มลดลง

 

**การเสื่อมสภาพตามธรรมชาติ: แม้จะยังไม่ถึงจำนวนรอบการชาร์จที่กำหนดไว้ แบตเตอรี่ก็จะค่อย ๆ เสื่อมสภาพตามเวลาและการใช้งาน ยิ่งมีการชาร์จไฟบ่อยครั้งในลักษณะที่ทำให้เกิดความร้อนสูงหรือคายประจุหมดบ่อยครั้ง ก็อาจจะเร่งให้เกิดการเสื่อมสภาพได้เร็วขึ้น

 

**การดูแลรักษาแบตเตอรี่: การเข้าใจการทำงานของรอบการชาร์จจะช่วยให้คุณวางแผนการใช้พลังงานได้ดีขึ้น เช่น หลีกเลี่ยงการชาร์จแบตเตอรี่จนเต็มตลอดเวลา หรือไม่ปล่อยให้แบตหมดประจุบ่อยครั้ง ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานจริงของแบตเตอรี่

 

วิธีการดูแลแบตเตอรี่ให้มีอายุการใช้งานนาน

• ชาร์จอุปกรณ์บ่อยตามที่จำเป็น แต่พยายามอย่าปล่อยให้แบตเตอรี่ลดลงจนถึง 0% เป็นประจำ

• หลีกเลี่ยงการชาร์จจนเต็ม 100% ตลอดเวลา เช่น หากไม่ได้ต้องการใช้แบตเตอรี่เต็มที่ทั้งหมดทันที

• ชาร์จในสภาพแวดล้อมที่ไม่ร้อนหรือมีความชื้นสูง เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายเพิ่มเติมจากอุณหภูมิ

• ใช้อุปกรณ์ชาร์จที่มีคุณภาพและได้มาตรฐาน ซึ่งจะช่วยควบคุมกระแสและแรงดันที่ถูกต้องในการชาร์จ

​

3. ระดับการชาร์จที่สูงอย่างถาวร 

การรักษาระดับแบตเตอรี่ให้สูงมากใกล้ 100% ตลอดเวลา สามารถเร่งการเสื่อมของขั้วไฟฟ้าในแบตเตอรี่ได้

​

ระดับการชาร์จที่สูงอย่างถาวรคืออะไร?

​

การรักษาระดับแบตเตอรี่ที่สูงอย่างถาวรหมายถึงการคงระดับการชาร์จให้อยู่ที่หรือใกล้ 100% ตลอดเวลา ซึ่งมักเกิดขึ้นเมื่ออุปกรณ์ถูกเสียบชาร์จตลอดเวลาแม้เมื่อไม่ใช้งาน

​

ทำไมการชาร์จเต็มตลอดเวลาถึงไม่ดีต่อแบตเตอรี่?

**ความเครียดของเซลล์: แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในสภาพที่มีแรงดันไฟฟ้าสูง (ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อแบตเตอรี่เต็มหรือใกล้เต็ม) จะเกิดความเครียดที่เซลล์ภายในมากกว่าที่จะเป็นเมื่ออยู่ในระดับกลาง การคงความเครียดนี้สามารถเร่งการเสื่อมสภาพของเซลล์แบตเตอรี่ได้

 

**การเกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่มากขึ้น: ที่แรงดันไฟฟ้าสูง การเกิดปฏิกิริยาทางเคมีภายในแบตเตอรี่จะทวีความรุนแรงมากขึ้น เป็นผลให้ขั้วไฟฟ้า (โดยเฉพาะขั้วบวก) อาจเสื่อมเร็วขึ้นจากกระบวนการสึกกร่อนที่เพิ่มขึ้น

 

**การเพิ่มความร้อน: การชาร์จแบตเตอรี่จนเต็มอย่างต่อเนื่องอาจทำให้อุณหภูมิของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น ซึ่งความร้อนเป็นหนึ่งในปัจจัยหลักที่ทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเสื่อมสภาพเร็ว

 

**ความเสี่ยงต่อการเกิด SEI (Solid Electrolyte Interphase): ที่แรงดันไฟฟ้าสูง การก่อตัวของชั้น SEI ที่ขั้วลบจะเพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลต่อความต้านทานภายในแบตเตอรี่ และลดประสิทธิภาพในการเก็บประจุ

​

วิธีการดูแลรักษาเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้

• ชาร์จให้เต็มหากจำเป็นต้องใช้งานยาวนานหรือไม่ได้มีโอกาสชาร์จในระยะเวลานาน แต่มิได้หมายความว่าต้องชาร์จเต็มทุกครั้งเมื่อสามารถเลี่ยงได้

• พยายามรักษาระดับการชาร์จไว้ในช่วง 20-80% ซึ่งเป็นช่วงที่แบตเตอรี่อยู่ในสภาวะที่แรงดันไฟฟ้าสมดุลและเกิดความเครียดน้อยที่สุด

• หลีกเลี่ยงการชาร์จข้ามคืนหรือเสียบปลั๊กไว้ตลอดหากไม่จำเป็น และถอดปลั๊กหลังจากแบตเตอรี่ชาร์จเต็ม

• ใช้แท่นชาร์จหรืออะแดปเตอร์ที่มีการจัดการพลังงานอัจฉริยะ สามารถหยุดจ่ายไฟเมื่อแบตเตอรี่เต็ม

​

4 . อุณหภูมิที่สูง

 การใช้งานหรือชาร์จ iPad ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงจะเพิ่มอัตราการเสื่อมของแบตเตอรี่ ตามการศึกษาพบว่าแบตเตอรี่ทำงานดีที่สุดในช่วง 20-25 องศาเซลเซียส

 

อุณหภูมิที่สูงคืออะไรและส่งผลอย่างไร?

อุณหภูมิที่สูงเกินไป (โดยทั่วไปมากกว่า 35 องศาเซลเซียส) ในขณะใช้งานหรือชาร์จ iPad สามารถส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้:

การเร่งปฏิกิริยาทางเคมี

• ความร้อนสูงสามารถเร่งปฏิกิริยาทางเคมีภายในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ทำให้เกิดการสึกหรอของวัสดุขั้วไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว

• ปฏิกิริยาเหล่านี้อาจทำให้ขั้วไฟฟ้าเสื่อมและความจุของแบตเตอรี่ลดลงเร็วยิ่งขึ้น

การก่อตัวและแตกตัวของ SEI (Solid Electrolyte Interphase)

• ที่อุณหภูมิสูง การก่อตัวของชั้น SEI ที่ผิดปกติบนขั้วลบจะเพิ่มขึ้น ซึ่งอาจทำให้เกิดการต้านทานภายในและลดความสามารถในการเก็บประจุของแบตเตอรี่

การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ

• อุณหภูมิสูงสามารถทำให้วัสดุในแบตเตอรี่เกิดการขยายตัวและหดตัวผิดปกติ ส่งผลกระทบต่อโครงสร้างภายใน

• การเปลี่ยนแปลงนี้อาจนำไปสู่ความเสียหายทางกายภาพภายในเซลล์แบตเตอรี่

ความเสี่ยงการเสื่อมถอยที่เพิ่มขึ้น

• หากแบตเตอรี่ถูกเก็บหรือใช้งานในสภาวะที่ร้อนมากเกินไปบ่อยครั้ง อาจทำให้เกิดการเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วและอาจลดอายุการใช้งานลงได้

วิธีการลดผลกระทบจากอุณหภูมิที่สูง

• หลีกเลี่ยงการใช้อุปกรณ์หรือชาร์จในที่ที่มีอุณหภูมิสูง เช่น ทิ้งไว้ในรถที่จอดกลางแดด

• เมื่อชาร์จ iPad ให้เลือกสถานที่ที่มีอากาศถ่ายเทหรือตั้งไว้ในสถานที่ที่ไม่มีแสงแดดส่องโดยตรง

• ตรวจสอบสถานะเครื่องอยู่เสมอ หากเริ่มรู้สึกว่า iPad ร้อนเกินควรหยุดการใช้งานชั่วคราวและให้เครื่องเย็นลงก่อนใช้งานต่อ

• ปิดฟีเจอร์หรือแอปพลิเคชันที่ไม่จำเป็นขณะใช้งานเพื่อช่วยลดภาระการทำงานของ CPU และลดการเกิดความร้อน

​

5. การปล่อยแบตเตอรี่ให้หมดเกลี้ยงบ่อยครั้ง

การทำให้แบตเตอรี่ลดลงจนถึง 0% บ่อย ๆ จะทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพ และความจุลดลงเร็วกว่าปกติ

ปัญหาการปล่อยแบตเตอรี่จนหมด (Deep Discharge)

การปล่อยแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของ iPad หรืออุปกรณ์อื่น ๆ ให้คายประจุจนถึง 0% หรือที่เรียกว่า “deep discharge” นั้นไม่เหมาะสมและมีผลกระทบต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่ทั้งในแง่ของความจุที่ลดลงและประสิทธิภาพการทำงานที่แย่ลง เนื่องจากสาเหตุดังนี้:

**ความเครียดต่อเซลล์แบตเตอรี่:

• เมื่อลิเธียมไอออนในแบตเตอรี่ถูกใช้งานจนหมดเกลี้ยง จะเกิดความเครียดทางเคมีอย่างมากกับเซลล์แบตเตอรี่ ส่งผลให้เกิดการเสื่อมสภาพภายใน ซึ่งทำให้การเก็บไฟฟ้าในแต่ละครั้งลดลง

**การสูญเสียความจุเร็วขึ้น:

• การปล่อยแบตเตอรี่ให้คายจนหมดบ่อย ๆ สามารถเร่งการสลายตัวของส่วนประกอบภายในแบตเตอรี่ ทำให้ไม่สามารถเก็บประจุได้เต็มศักยภาพเดิม

• แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้รับการออกแบบให้ทำงานได้ดีที่สุดเมื่อมีประจุอยู่ในระดับที่กลาง ๆ (20%-80%) ไม่ใช่ที่ 0%

**ความเสี่ยงในการเข้าภาวะ "แบตเตอรี่ลึก" (Dead Battery):

• การที่แบตเตอรี่หมดประจุบ่อยครั้งอาจเพิ่มโอกาสให้แบตเตอรี่เข้าสู่สภาวะที่เรียกว่า "แบตเตอรี่ลึก" ซึ่งหมายถึงสภาวะที่แบตเตอรี่ไม่สามารถชาร์จไฟเข้าได้เลย จำเป็นต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่ใหม่

**การกระทบต่อความเสถียรในปฏิกิริยาเคมี:

การปล่อยแบตเตอรี่ให้คายจนหมดสามารถทำให้สูญเสียความเสถียรทางเคมีภายในแบตเตอรี่ เช่น การก่อตัวของคริสตัลที่อาจทำให้เกิดความต้านทานไฟฟ้าเพิ่มขึ้นและลดความสามารถในการส่งและเก็บประจุ

วิธีการป้องกันและดูแลรักษาแบตเตอรี่ให้มีอายุการใช้งานนาน:

• พยายามหลีกเลี่ยงการใช้งานอุปกรณ์จนแบตเตอรี่ลดลงถึง 0% หากไม่จำเป็น เตือนให้ชาร์จเมื่อแบตเตอรี่อยู่ที่ระดับประมาณ 20%

• ชาร์จเมื่อสะดวกและไม่จำเป็นต้องรอจนแบตเตอรี่หมดเกลี้ยงก่อนทุกครั้ง

• หลีกเลี่ยงการปล่อยให้ iPad หรืออุปกรณ์อื่น ๆ ไม่ได้ใช้งานจนแบตเตอรี่หมดนาน ๆ เพราะอาจทำให้เข้าสู่อาการแบตเตอรี่ลึกได้