لغز الشاحن والبطارية.. لماذا يبطؤ عند قرب الامتلاء؟

يلاحظ جميع مستخدمي الهواتف الذكية أن شحن البطارية يصبح أبطأ عند اقتراب امتلاء البطارية. ولعل هذا الأمر يثير تساؤلات المستخدمين.

فقد يشحن الهاتف الذكي في العادة بسرعة كبيرة بداية من نسبة الشحن 0% ووصولًا إلى 80%. أما النسبة الباقية لاكتمال الشحن فهي تحتاج لوقت أطول.

ويعود السبب لآلية عمل بطاريات أيون الليثيوم بشكل عام. وهي البطاريات التي تستخدم في الهواتف الذكية، أجهزة الحاسب الشخصي المحمولة، وحتى السيارات الكهربائية.

يتم شحن بطاريات أيون الليثيوم على ثلاث مراحل متتالية. وهذه المراحل مصممة بشكل رئيسي لحماية البطاريات من أي مخاطر من ناحية، ومن ناحية أخرى الحفاظ على عمرها الافتراضي.

والمرحلة الأولى تعرف بمرحلة ما قبل الشحن، أو Pre-Charge. ويتم خلال هذه المرحلة إطلاق تيار بقدرة 3 فولت للبطارية. وهذه القدرة المنخفضة تعمل على إنعاش البطارية وتحضيرها لاستكمال عملية الشحن. وذلك لأن البطارية تصل إلى مرحلة أشبه بالخمول عند بقائها لفترة طويلة بدون شحن.

كما تساعد هذه الطريقة على إنعاش درع الحماية الخاص بالبطارية، وهو واحد من مكوناتها الرئيسية. لكن عملية ما قبل الشحن تعتمد فقط على 10% من قدرة الشحن التي يدعمها كلًا من الهاتف والشاحن. وهذا يفسر سبب الحاجة لترك الهاتف متصلًا بالشاشة لبضعة دقائق قبل إمكانية تشغيله إن كانت نسبة شحنه 0%.

وعند الانتهاء من هذه المرحلة تبدأ المرحلة الثانية. وهي التي تبدأ تحديدًا عند وصول البطارية لمرحلة 3 فولت بشكل مستقر. وتعرف المرحلة الثانية باسم التيار الثابت Constant Current. ويبدأ الهاتف عندها في الشحن السريع تدريجيًا.

وفي هذه المرحلة يتم تفعيل وضع الشحن السريع في الهاتف إن كان متاحًا. وتستمر هذه المرحلة في شحن الهاتف بأقصى سرعة ممكنة حتى يصل إلى نسبة 80%.

أما بعد ذلك يدخل شحن البطارية في مرحلته الثالثة. كما تعرف هذه المرحلة باسم الجهد -أو الفولت- الثابت Constant Voltage. وفي هذه المرحلة يستقبل الهاتف جهد كهربي ثابت ولهذا تعاني المرحلة من بطء أكبر. إلا أن الهدف من هذه التقنية هو الحفاظ على الهاتف من الشحن الزائد، وحماية البطارية عمومًا.

كما أنه من المعروف أن شحن الهاتف الذكي يقاس بالواتّ. وهو حاصل ضرب كلًا من الجهد والتيار.

وفي هذه المرحلة يستمر التيار الكهربي في التناقص بشكل مستمر حتى يتم شحن البطارية بالكامل، وفي المراحل الأخيرة يكون التيار في أقل مستوياته، وذلك بتأثير ثبات الجهد الكهربي.

إلى أن ترك الهاتف متصلًا بالشاحن في هذه المرحلة يجعله يستقبل طاقة بمقدار 4 فولت فقط. ويظل الهاتف ممتلئًا بنسبة 100% وما أن ينقص إلى 99% يقوم هذا الفولت البسيط بإعادته مرة أخرى إلى 100%.