[ไขข้อข้องใจ] แบตเตอรี่ชาร์จอย่างไรให้อยู่กับเราไปนานๆ

เชื่อว่าหลายๆ คนอาจจะเคยอ่านบทความเกี่ยวกับวิธีถนอมแบตเตอรี่ ยืดอายุการใช้งานมาจากหลายที่หลายแหล่ง ซึ่งข้อมูลแต่ละที่ก็เหมือนกันบ้างต่างกันบ้าง จนบางครั้งก็เริ่มสับสนว่าอันไหนถูกอันไหนผิดกันแน่ เราจึงได้พยายามค้นหาข้อมูลจากแหล่งที่น่าเชื่อถือด้านแบตเตอรี่ เรียบเรียงและสรุปข้อมูลที่ถูกต้องพร้อมผลการทดลองที่ทำในแลป เพื่อหาคำตอบให้เพื่อนๆอ่านกันว่าอะไรคือ วิธีชาร์จแบต ใช้งานมือถือ ที่ถูกต้องกันแน่

ก่อนที่จะไปถึงเนื้อหา ที่บางคนอาจจะคิดว่า “ยาวไปไม่อ่าน” เราเลยขอสรุปแบบสั้นๆเอาไว้ให้ดังนี้

สรุปวิธีการใช้งานแบตเตอรี่ที่เป็น Li-Ion (ลิเธียมไอออน) หรือ Li-Po (ลิเธียมโพลิเมอร์)
เพื่อการถนอมแบตให้อยู่ไปนานๆ

แบตเตอรี่เสื่อมเพราะอะไร ?

โดยปกติแล้วแบตเตอรี่จะเสื่อมสภาพตามเวลาอยู่แล้วแม้ว่าจะไม่ได้ใช้งานก็ตาม ดังนั้นเราควรซื้อแบตที่เพิ่งผลิตออกมาใหม่ๆ ไม่เอาที่เก่าเก็บมา แต่ในเชิงของการใช้งานแล้ว แบตเตอรี่จะมีสิ่งที่เรียกว่า “Charge cycle” คือ เลขประมาณรอบการใช้งานของแบตเตอรี่ก่อนที่แบตเตอรี่จะเริ่ม เสื่อมสภาพหรือหมดอายุ ทีนี้คือ “รอบ” ที่ว่านี่มันเป็นยังไง เสียบสายชาร์จแบตขึ้นไป 1% แล้วถอดนี่นับเป็นรอบรึยัง?

เชื่อมั้ยครับว่า “การนับรอบ” ของแบตเตอรี่นี่เป็นปัญหาระดับโลกเลยทีเดียว (ว่าไปนั่น) เพราะน้อยที่นักจะมีวิธีการนับ รอบที่คนทั่วไปสามารถอ่านเข้าใจได้และมีเกณฑ์ชัดเจน จนกระทั่งมีบริษัทชื่อคุ้นหูพวกเรานามว่า “แอปเปิล” ได้ อธิบายว่า 1 Charge cycle คือการใช้แบตเตอรี่ครบ 100% แต่ไม่จำเป็นว่าต้องเป็นการใช้งานต่อเนื่องจนแบตเตอรี่หมดนะครับ ตัวอย่างเช่น ใช้บแบตเตอรี่จากเต็ม 100% ลดไปเหลือ 50% นำไปชาร์จเพิ่มจนเต็ม แล้วใช้ อีก 50% แบบนี้ถึงนับเป็น 1 Charge cycle ครับ

ผลการทดสอบแบตเตอรี่หลายๆก้อนที่แสดงให้เห็นว่าเมื่อมีการใช้งานไปเรื่อยๆความจุจะค่อยๆน้อยลงไปซึ่งปกติจะลดลงเหลือราว 75% ของความจุจริงเมื่อผ่านไปประมาณ 1 ปี

แน่นอนว่าแบตเตอรี่ไม่ได้เสื่อมเพียงเพราะการใช้งานจนครบ Charge cycle อย่างเดียว ยังมีปัจจัยอีกหลายๆ อย่างที่ทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพก่อนเวลาอันควรหรือเรียกว่ามันไป “ลด Charge cycle” ของแบตเตอรี่ครับ ข้อมูลที่เราจะนำเสนอต่อไปนี้เป็นผลการทดลองที่ได้มาจากการทดสอบกับแบตเตอรี่ Li-Ion ครับ

จริงหรือไม่ที่ว่า “ไม่ควรปล่อยแบตหมดแล้วถึงชาร์จ” ?

Depth of discharge คือ ปริมาณแบตเตอรี่ที่ถูกใช้ไป เช่น Depth of discharge 100% เท่ากับแบตเตอรี่ถูกใช้งานเหลือ 0%, Depth of charge 10% เท่ากับ แบตเตอรี่เหลือ 90%)
Discharge cycles before the battery capacity drops to 70% คือ จำนวนรอบการใช้งาน/ชาร์จแบตเตอรี่ ก่อนที่ ความจุของแบตเตอรี่จะลดลงไปเหลือ 70% ของความจุเดิม

ตารางข้างบนนี้เป็นผลการทดลองว่าการชาร์จแบตเตอรี่ที่ระดับไฟต่างๆ ส่งผลต่อความจุของแบตเตอรี่ในระยะยาวอย่างไรการทดลองทำโดยการชาร์จแบตเตอรี่ Li-Ion ขนาดความจุเท่ากันแต่เริ่มชาร์จที่ระดับ Depth of discharge ต่างกันและบันทึกข้อมูลว่าสามารถชาร์จไปได้กี่รอบก่อนที่ความจุเต็มๆของแบตเตอรี่จะตกลงไปเหลือ 70% จากความจุเริ่มต้น

ผลการทดลองพบว่าถ้าเราใช้งานแบตเตอรี่จนเหลือ 0% แล้วจึงค่อยชาร์จ และทำเช่นนี้ไป 300 – 500 รอบก็จะพบว่า แบตเตอรี่มีความจุลดลงไปเป็น 70% จากของเดิมซะแล้ว ในขณะที่ถ้าเราชาร์จแบตเตอรี่ตอนที่เหลือมากกว่า 0% จะมีจำนวนรอบมากกว่า 4-8 เท่าก่อนที่แบตเตอรี่จะมีความจุลดลงเหลือ 70% เลยทีเดียว

ดังนั้นข้อมูลที่ว่า การชาร์จแบตเตอรี่เมื่อประจุ(เปอร์เซ็นต์)เหลือน้อยๆ นั้นทำให้แบตเตอรี่เสื่อมเร็ว เป็นความจริงครับ แต่ว่าการชาร์จเมื่อประจุลดไปเล็กน้อย (เปอร์เซ็นต์ลดไปนิดเดียว) ก็ไม่ได้ส่งผลดีนัก ช่วงที่เหมาะสมที่สุดจากข้อมูลในตารางคือช่วงที่แบตเตอรี่เหลือราว 50% ครับ

จริงหรือไม่ที่ว่า “ความร้อนทำให้แบตเตอรี่เสื่อมเร็ว” ?

การทดลองนี้ทดสอบว่า “ความร้อน” และ “ประจุที่คงเหลือ” มีผลต่อการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่หรือไม่ โดยการปล่อยแบตเตอรี่ที่ไม่ถูกใช้งานให้อยู่ในอุณหภูมิที่แตกต่างกันเป็นเวลา 1 ปี โดยมีแบตเตอรี่ก้อนหนึ่ง ชาร์จไว้ที่ 40% มีแรงดันไฟฟ้า (Volt) ต่ำ กับแบตเตอรี่อีกก้อนหนึ่ง ที่ชาร์จไว้ที่ 100% หรือก็คือแบตเตอรี่ที่ชาร์จเต็ม มีแรงดันไฟฟ้า  (Volt) ที่สูงกว่า

ผลการทดลองพบว่าที่อุณหภูมิยิ่งสูง ยิ่งร้อน แบตเตอรี่ยิ่งเสื่อมสภาพมากครับ ที่ 60 องศาเซลเซียส แบตเตอรี่ 40% ที่ ถูกทิ้งไว้มีความจุเมื่อชาร์จเต็มลดลงไป 75% จากเดิม ขณะที่แบตเตอรี่ 100% มีความจุเมื่อชาร์จเต็มลดไปเป็น 60% ภายในเวลาเพียง 3 เดือนเท่านั้น! จะเห็นว่าแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าก็จะเสื่อมเร็วกว่าด้วยครับ

ดังนั้นข้อมูลที่ว่า ความร้อนทำให้แบตเตอรี่เสื่อมเร็ว เป็นความจริงครับ รวมถึงแบตเตอรี่ที่ถูกเก็บไว้โดยมีแรงดันไฟฟ้าสูง (เปอร์เซนต์เยอะๆ)ก็จะเสื่อมเร็วเช่นกัน

โอ๊ย! แบตเหลือน้อยก็ไม่ดี เครื่องร้อนก็ทำแบตเสื่อม แล้วเราจะทำยังไงกับมันดีล่ะ ?

ไม่ต้องห่วงครับ เราไม่ได้มาเล่าสู่กันฟังแค่สาเหตุที่ทำให้แบตเตอรี่เสื่อม เราเตรียมคำแนะนำสำหรับการใช้งานและ การดูแลรักษาแบตเตอรี่เหมาะสมมาให้เพื่อนๆ อ่านกันด้วย จากคำแนะนำที่ได้สรุปไว้ข้างบนเราจะมาลงรายละเอียด กันว่าควรหรือไม่ควรทำเพราะอะไร ลองไปดูกันเลยครับ

ชาร์จไฟอย่างไรให้ถูกต้อง เดี๋ยวมาดูกัน

1. ชาร์จแบตบ่อยๆ ไม่เต็มก็ไม่เป็นไร

แบตเตอรี่แบบลิเธียม-ไอออนนั้นไม่จำที่จะต้องปล่อยชาร์จจนเต็ม ต่างกับแบตเตอรี่ยุคเก่าที่เป็นประเภทนิกเกิล- แคดเมียมที่การชาร์จไม่เต็มจะส่งผลต่อความจุของแบตเตอรี่ ดังนั้นการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออนเพิ่มเล็กน้อย แล้วเลิกชาร์จไม่ส่งผลเสียต่อแบตเตอรี่แต่อย่างใดครับ

2. อย่าปล่อยแบตเหลือน้อย

แม้ว่าปัจจุบันสมาร์ทโฟนหรืออุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่ส่วนใหญ่จะมีส่วนของซอฟท์แวร์ที่ปิดเครื่องเองเมื่อแบตเตอรี่ เหลือต่ำมากๆ แต่เราก็ควรจะใส่ใจปริมาณแบตเตอรี่ที่คงเหลือเช่นกัน เพราะจากการทดลองข้างต้นจะเห็นว่าถ้าเรา ชาร์จแบตเตอรี่เมื่อแบตเตอรี่เหลือน้อยๆ จะทำให้ตัวแบตเตอรี่เสื่อมสภาพเร็ว เพราะฉะนั้นการชาร์จบ่อยๆ จะช่วยลดปัญหานี้ได้ครับ

3. ใฃ้จนแบตหมดไปเลยบ้าง 1-3 เดือนครั้ง

เอ๊ะยังไง? ไหนข้อที่แล้วเพิ่งบอกว่าไม่ควรปล่อยให้แบตเหลือน้อยแล้วคราวนี้มาบอกให้ปล่อยแบตให้เหลือน้อยๆ มันมี สาเหตุครับ เชื่อว่าหลายๆ คนน่าจะเคยเจอเหตุการณ์ที่ดูเวลาที่ใช้งานได้ของแบตเตอรี่ว่าใช้ได้อีกกี่ชั่วโมง กี่นาที แว้บแรกเห็นชั่วโมงกว่าสบายใจ ไม่กี่นาทีบอกมาบอกเหลือไม่ถึงชั่วโมงซะอย่างงั้น การที่ระบบคำนวณเวลาใช้งาน แบตเตอรี่คลาดเคลื่อนเกิดจากการที่เราชาร์จเป็นช่วงสั้นๆ บ่อยเกินไปนั่นเอง วิธีป้องกันปัญหานี้คือปล่อยให้แบตเตอรี่เหลือน้อยๆ แล้วชาร์จให้เต็มสักครั้งนึงทุกๆ 1-3 เดือนครับ

4. อย่าปล่อยแบตร้อน จะลดทอนประสิทธิภาพ

การที่ให้แบตเตอรี่โดนความร้อนหรือทิ้งตัวเครื่องสมาร์ทโฟนไว้ในที่ร้อนนั้นไม่เป็นผลดีต่อแบตเตอรี่ครับ จากการทดลองที่ได้อ้างอิงไว้ข้างบน การที่แบตเตอรี่เจอความร้อนมากๆจะทำให้แบตเตอรี่เสื่อมเร็ว ความจุของแบตเตอรี่ก็จะลดลงครับ ดังนั้นพยายามหลีกเลี่ยงการวางสมาร์ทโฟนไว้ในที่ร้อน กลางแดด หรือหลีกเลี่ยงการใช้งานหนักจนเกิด ความร้อนสูงครับ

สำหรับคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊กนั้น การถอดแบตเตอรี่ออกแล้วใช้การเสียบไฟเข้าโดยตรงก็เป็นวิธีการหนึ่ง แต่ก็มักจะพบปัญหาตามมาในกรณีที่ไฟฟ้าดับอาจจะส่งผลให้ข้อมูลหายหรือทำให้ฮาร์ดแวร์ขัดข้องได้ ทำให้การหลีกเลี่ยงความร้อนจากตัวเครื่องเป็นไปได้ยาก แต่ก็มีวิธีหนึ่งที่พอจะช่วยได้คือการหาอะไรมารองใต้ตัวเครื่องเพื่อให้ความร้อนระบายออกได้ดีขึ้นครับ

5. เลี่ยงการใช้งานระหว่างชาร์จ

ถ้าเป็นไปได้ควรจะปิดเครื่องขณะชาร์จครับ เพราะการที่เปิดเครื่องใช้งานอย่างต่อเนื่อง จะทำให้มีการทำงานที่อาศัยไฟจากแบตเตอรี่ เมื่อที่ชาร์จปล่อยไฟเข้ามาแล้วพบว่ามีการโดนแบ่งไฟไปก็จะเพิ่มปริมาณกระแสเพิ่ม การชาร์จไฟโดยที่มีกระแสไฟฟ้าสูงก็ จะส่งผลให้ทั้งที่ชาร์จและอุปกรณ์ที่ชาร์จร้อน ซึ่งทั้งกระแสไฟที่มากกว่าปกติและความร้อนที่เกิดขึ้นล้วนเป็นสาเหตุที่ ทำให้แบตเตอรี่เสื่อมเร็วถ้าหากเราปิดเครื่องหรือหลีกเลี่ยงการใช้งาน ที่ชาร์จก็จะสามารถปล่อยไฟให้ที่ระดับปกติ กระแสไฟฟ้าไม่สูงเกินไปซึ่งทำ ให้เกิดความร้อนน้อยกว่าและปลอดภัยกว่าครับ

6. สามารถเสียบชาร์จค้างไว้ได้ ถ้าที่ชาร์จและแบตมีระบบตัดไฟ

ที่ชาร์จและแบตเตอรี่ของอุปกรณ์พกพาสมัยนี้ส่วนใหญ่จะมีระบบตัดไฟเมื่อชาร์จเต็มอยู่แล้วครับดังนั้นไม่ต้องห่วงว่า ชาร์จทิ้งไว้นานๆแล้วจะมีปัญหา แต่ในทางกลับถ้าหากที่ชาร์จหรือแบตเตอรี่ที่ใช้นั้นไม่ใช่ของแท้หรือไม่ได้มาตรฐานก็เสี่ยงอยู่ครับ เพราะมันอาจจะไม่มีระบบตัดไฟอยู่ภายในก็เป็นได้ เช่น ที่ชาร์จไม่มีระบบตัดไฟและคาดหวังให้แบตเตอรี่ตัดไฟเอง หรือ แบตเตอรี่ที่ไม่มีการตัดไฟหวังพึ่งให้ที่ชาร์จตัดไฟเอง ลองคิดดูสิครับว่าถ้าที่ชาร์จและ แบตเตอรี่คู่นี้มาเจอกันจะเกิดอะไรขึ้น ดังนั้นควรจะหลีกเลี่ยงของที่ลอกเลียนแล้วหันมา ใช้แบตเตอรี่ของแท้ ที่ชาร์จ ของแท้จะดีที่สุดครับ ไม่งั้นอาจจะเกิดเหตุการณ์แบบ xphone ที่ระเบิดระหว่างชาร์จก็เป็นได้ :p

 Charger Doctor (ตัววัดไฟเวลาชาร์จเข้าเครื่อง) แสดงผลให้เห็นว่าแบตเต็มแล้ว ก็แทบจะไม่มีการจ่ายไฟเข้าไปเพิ่มอีก

7. อย่าอัดประจุเพิ่มด้วยที่ชาร์จไฟแรงๆ

บางคนอาจจะเคยสังเกตว่า ถ้าหากเรานำเอา Charger ที่มีความต่างศักย์สูง (V สูงๆ) มาชาร์จไฟเข้าเครื่องเรา จะทำให้ใช้เครื่องใช้งานได้ยาวนานกว่าเดิม นั่นก็เป็นเพราะว่าเจ้าที่ชาร์จไฟเหล่านั้นสามารถอัดไฟได้แรงขึ้นและชาร์จไฟเข้าไปได้มากกว่า 100% ของที่เก็บนั่นเอง ถ้าเปรียบเทียบก็คงเหมือนเราสามารถยัดของลงถุงได้ถ้าเราออกแรงยัดมันเพิ่มอีกหน่อย แต่ก็ต้องอย่าลืมว่าถ้าเรายัดบ่อยๆจะถุงก็อาจจะเสียหายหรือเสื่อมสภาพเร็วกว่าปกติ เช่นเดียวกับแบตเตอรี่ของเรานั่นเอง ฉะนั้นทางทีดีเลือกใช้ที่ชาร์จที่มากับเครื่องของเราเองเป็นดีที่สุดครับ

ไฟที่ชาร์จด้วยความต่างศักย์สูงๆจะทำให้ได้ประจุสูงกว่าความจุจริง แต่ลดรอบการใช้งานอย่างรวดเร็วเช่นกัน

8. ชาร์จครั้งแรก ไม่จำเป็นต้องนาน

ถ้าเป็นสมัยก่อนพวกเราเข้าใจกันว่าเวลาซื้อเครื่องอะไรสักอย่างมาแล้วมันทำงานด้วยแบตเตอรี่จะต้องเสียบชาร์จทิ้ง ไว้นานๆ ก่อนถึงจะดี ใช่ครับนั่นคือวิธีใช้งานที่ถูกต้อง แต่เป็นสำหรับแบตเตอรี่รุ่นเก่าประเภทนิกเกิลแคดเมียมครับ เนื่องจากแบตเตอรี่ลักษณะนี้มีจะพฤติกรรมที่เรียกว่า Memory Effect คือเมื่อถูกชาร์จไฟไประดับหนึ่งแล้วเลิกชาร์จ ตัวแบตเตอรี่จะเข้าใจว่า ณ จุดที่เลิกชาร์จคือจุดสูงสุดของความจุของมันและจะทำให้แบตเตอรี่ปรับความจุมาอยู่ที่ ระดับนั้นไม่สามารถทำให้ความจุสูงกว่านั้นได้ ทำให้การชาร์จแต่ละครั้งควรจะชาร์จให้เต็มๆ ไป แต่สำหรับแบตเตอรี่ ประเภทลิเธียมนั้นไม่มีพฤติกรรมลักษณะนี้ครับ ดังนั้นเราจะชาร์จแล้วเลิกชาร์จเมื่อไรก็ได้ครับ

วิธีการเก็บรักษาแบตเตอรี่ที่ไม่ได้ใช้งาน

แบตเตอรี่ที่ถูกชาร์จไว้เต็มนั้นจะมีแรงดันไฟฟ้าสูง ซึ่งเป็นสภาพที่ แบตเตอรี่มี “ความเครียด” (Stress) การที่แบตเตอรี่มี ความเครียดสูงนั้นจะส่งผลต่อการเสื่อมของแบตเตอรี่รวดเร็ว กว่าสภาพที่มีความเครียดต่ำ (ดังที่เห็นว่าเวลาซื้อเครื่องใหม่ ไฟในแบตจะชาร์จมาให้ไม่เต็ม เพื่อการถนอมแบตสูงสุดนั่นเอง) จากผลการทดลองระบุว่า ปริมาณแบตเตอรี่ที่ถือว่ามีความเครียดต่ำคือประมาณ 40% ของความจุ ดังนั้นถ้าจะปิดเครื่องทิ้งไว้ ก็ให้แบตเตอรี่ เหลือสักประมาณ 40% จะถือว่าดีต่อแบตเตอรี่ครับ 

เป็นอย่างไรบ้างครับสำหรับคำแนะนำเหล่านี้ มีเพื่อนๆ คนไหนที่ทำอยู่แล้วบ้างหรือเปล่า หรือถ้าเพื่อนๆ คนไหนที่ไม่ เคยทราบมาก่อนก็น่าจะได้แนวทางนำไปใช้ได้ แม้ว่าข้อมูลที่นำมาเสนอก็เป็นผลการทดสอบที่ผ่านมาระยะหนึ่งแล้ว และแบตเตอรี่ในปัจจุบันนั้นก็มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ประสิทธิภาพก็สูงขึ้นเรื่อยๆ แต่ละยี่ห้อก็มีลักษณะที่แตกต่างกันไป แต่ด้วยโครงสร้างที่ยังเป็นแบตเตอรี่ประเภท Li-Ion ก็ทำให้สามารถอ้างอิงผลการทดสอบดังกล่าวในการใช้ เป็นแนวทางในการดูแลรักษาแบตเตอรี่ได้ครับ

ถ้าหากมีข้อสงสัยเพิ่มเติมหรือบทความมีข้อผิดพลาดประการใด้ สามารถแสดงความคิดเห็นไว้ได้เลยครับ แล้วจะมาช่วยแก้ไขข้อข้องใจให้ครับ

สำหรับที่มาของข้อมูลการทดลองต่างๆ รวมถึงคำแนะนำการใช้งานแบตเตอรี่ที่เราได้นำเสนอนั้น เราได้อ้างอิงจาก ทางเว็บไซต์ Battery University ซึ่งเป็นเว็บไซต์ที่ตั้งขึ้นโดยบริษัท Cadex Electonics

บริษัทนี้เป็นบริษัทชั้นนำระดับโลกในด้านการทดสอบประสิทธิภาพของแบตเตอรี่รวมทั้งยังผลิต อุปกรณ์ที่ใช้งานเกี่ยวกับแบตเตอรี่ไม่ว่าจะเป็น เครื่อง วิเคราะห์สภาพแบตเตอรี่, ที่ชาร์จแบตเตอรี่ หรือ อุปกรณ์เฝ้าสังเกตแบตเตอรี่ โดยเป้าหมายของการตั้งเว็บไซต์ขึ้นมานั้นก็เพื่อที่จะให้ความรู้เกี่ยวกับแบตเตอรี่ แก่ผู้สนใจได้ศึกษาได้ฟรีครับ โดยเนื้อหาจะอ้างอิงจากหนังสื่อ “Batteries in a Portable World – A Handbook on Rechargeable Batteries for Non-Engineers” ที่เขียนโดยคุณ Isidor  Buchmann ผู้ก่อตั้งบริษัทครับ