Физик КФУ объяснила, почему на морозе разряжаются аккумуляторы

С наступлением морозов многие из нас сталкиваются с проблемой, когда аккумуляторы смартфонов и автомобилей теряют свой заряд. Разобраться в причинах помогла эксперт Института физики Казанского федерального университета.

Расставить все точки над i и найти решение проблемы вызвалась профессор кафедры общей физики Института физики Рушана Еремина.

«Аккумулятор состоит из положительно и отрицательно заряженных электродов-пластин, расположенных поочередно в виде сетки, ячейки которой заполнены активной массой. Обе пластины погружены в электролит – раствор серной кислоты в жидкой или гелеобразной форме», – объясняет физик.

Работа АКБ (аккумуляторной батареи), по ее словам, основана на принципе двойной сульфатации. Когда аккумулятор разряжается, при взаимодействии с электролитом активное вещество на пластинах преобразуется в сульфат свинца, а при заряде происходит обратный процесс.

«И, как при всякой химической реакции, результат во многом зависит от окружающей температуры. При значительном холоде, ниже 15 градусов, происходит двойное снижение емкости батареи. Это связано с тем, что на морозе увеличивается вязкость электролита вследствие роста его плотности. Через плотный электролит ионам намного сложнее протолкнуться для обмена между электродами», – рассказывает эксперт.

Кроме того, замедляется и скорость протекания химической реакции с передачей частичек, то есть нет электрического тока.

Помимо роста вязкости электролита, происходит также замедление физико-химических процессов на самих электродах – холодные электроды неактивно участвуют в реакции и с большим трудом отдают или принимают свободные электроны.

Чтобы избежать ситуации, когда автомобиль не заводится, Еремина рекомендует своевременно проводить традиционные работы по обслуживанию АКБ и руководствоваться несколькими правилами ее использования:

«Не оставляйте разряженный аккумулятор на длительное время; в идеале – зарядите АКБ при первой же возможности. Избегайте, особенно зимой, передвижений в "режиме такси" – на короткие расстояния с частыми остановками. Исключите по возможности использование ненужных устройств – обогрева стекла, вентилятора и т.д. Следите за уровнем электролита и своевременно добавляйте дистиллированную воду», – советует физик.

Говоря о мобильных телефонах, профессор отмечает, что температурный диапазон эксплуатации большинства современных смартфонов составляет от 0 до 35 градусов. При снижении температуры до отрицательных значений ионы лития в аккумуляторе начинают двигаться медленнее, что приводит к увеличению нагрузки на батарею и ее более быстрому разряду.

«Например, при температуре ноль градусов смартфон может разряжаться на 10 процентов быстрее, а при минус 15 – уже на 50–60 процентов, что делает его практически бесполезным», – комментирует спикер.

Основная рекомендация эксперта для поддержания работы гаджета на морозе – вынимать его из кармана как можно реже. Желательно поместить смартфон в специальный чехол из пластика или силикона для лучшего сохранения тепла или завернуть в платок, варежку.

«Если вам нужно быстро отправить сообщение или позвонить – не переживайте, за 5–10 минут ничего критичного не произойдет. Батарея за такое короткое время не успеет слишком сильно остыть, и вероятность того, что телефон отключится, невелика. Затем просто положите его во внутренний карман куртки или пальто», – советует Еремина.

Если мобильное устройство все же отключилось на улице, важно правильно его включить, оказавшись уже в теплом помещении. Физик предупреждает, что не стоит делать это сразу же, перешагнув порог квартиры, поскольку резкие перепады температур провоцируют появление конденсата на корпусе телефона. После таких действий, как отмечает профессор, избежать похода в сервисный центр не получится.

«Сама я стараюсь зайти в магазин или любое другое теплое помещение и уже там отправляю сообщения с телефона, – поделилась личным опытом Р. Еремина. – Зимой, когда еду за рулем, выбираю дорогу, где меньше светофоров и пробок, чтобы подзарядить аккумулятор машины».

Ранее метеорологи Казанского университета рассказали, чем вызвано резкое понижение температуры воздуха в преддверии весны.