Perché il telefono si scarica più velocemente quando fa freddo?

Freddo: la batteria del tuo smartphone si scarica più rapidamente? Colpa della chimica interna che rallenta con le basse temperature.

Nei periodi più gelidi dell’anno, è una situazione comune: lo smartphone, che sembrava completamente carico all’inizio della giornata, si spegne all’improvviso dopo pochi minuti all’aperto.

La ricerca scientifica dimostra che le temperature basse influiscono negativamente sulle prestazioni delle batterie agli ioni di litio, che sono attualmente la tecnologia più utilizzata in telefoni, tablet e computer portatili.

Per funzionare correttamente, una batteria ha bisogno che gli ioni si spostino da un elettrodo all’altro attraverso un elettrolita. Quando la temperatura esterna scende, questo movimento subisce un notevole rallentamento: gli ioni si muovono più lentamente, la resistenza interna aumenta e la capacità utilizzabile può diminuire anche di oltre il 50%.

Ciò non implica necessariamente che l’energia venga persa, ma piuttosto che non è più disponibile fino a quando la temperatura ritorna a valori più alti. In brevis, la batteria “si blocca”.

La ricerca cardine

La ricerca di Battery University indica che sia il caldo che il freddo estremi accorciano la vita e l’efficienza delle batterie, sebbene tramite meccanismi differenti. Il caldo causa danni permanenti ai componenti, mentre il freddo influisce temporaneamente sulle loro prestazioni. Questa sensibilità alle variazioni di temperatura rappresenta una delle principali difficoltà per i dispositivi che devono operare in condizioni difficili o in climi estremi.

Stando a Battery University, ogni variazione di 8°C può ridurre della metà la vita delle batterie al piombo-acido, un dato significativo che è valido anche per le batterie agli ioni di litio. A temperature basse, si verifica una notevole riduzione della capacità disponibile, a causa dell’ispessimento dell’elettrolita e del rallentamento del flusso ionico. In condizioni molto favorevoli, la tensione della batteria può scendere sotto il livello minimo necessario, causando lo spegnimento improvviso del dispositivo.

Dritte e principi

In particolare, le batterie agli ioni di litio mostrano già perdite considerevoli di capacità quando la temperatura scende sotto i 10°C; a -20°C, la capacità può ridursi fino al 50% rispetto al valore normale. E, come hanno sottolineato anche Apple e Samsung, i dispositivi mobili sono dotati di funzioni software che limitano le prestazioni o che li spengono in ambienti troppo freddi. L’Istituto Norvegese di Economia dei Trasporti ha rilevato che l’autonomia delle vetture elettriche può calare fino al 30% in inverno, a causa della diminuzione delle prestazioni delle batterie e dell’energia necessaria per riscaldare l’abitacolo.

Marchi come Tesla e Nissan hanno implementato sistemi di riscaldamento attivo per attenuare questi effetti. Tuttavia, esistono alcune tecniche che possono diminuire l’effetto del freddo: evitare di lasciare i dispositivi all’aperto, riscaldarli brevemente prima di usarli e ricaricarli solo una volta che sono tornati a temperatura ambiente. Inoltre, per dispositivi professionali o militari, sono disponibili batterie con chimiche più resistenti, come il litio-ferro-fosfato (LiFePO4).