Moc ładowarki, a czas ładowania baterii w smartfonie. Co daje szybkie ładowanie?

Obecnie wielu producentów urządzeń elektronicznych wyposaża sprzęt w możliwość szybkiego ładowania. To szczególnie przydatne w przypadku urządzeń, które ładujemy często, nawet codziennie. Doskonałym smartfonem są smartfony. Kto nie był kiedyś w sytuacji, kiedy na kilkanaście minut przed wyjściem z domu orientujemy się, że bateria jest niemal pusta. Wtedy możemy na własnej skórze odczuć zalety wynikające z naprawdę szybkiego ładowania. Dziś postaramy się sprawdzić, jak moc ładowania wpływa na czas potrzebny do napełnienia baterii w telefonie.

Przede wszystkim warto odpowiedzieć sobie na pytanie, co to jest moc ładowania. Wyrażamy ją w watach (W). Parametr ten mówi nam o tym - choć oczywiście jest to pewne uproszczenie - jak dużo energii elektrycznej możemy przekazywać do odbiornika. W przypadku ładowania smartfonów niemal zawsze mówimy o ładowaniu przy pomocy kabla USB. Wczesne standardy oferowały moc ładowania wynoszącą 2.5W. Pozwalała napełnić baterię w 2-3 godziny. Pamiętajmy jednak, że przed erą smartfonów i rozmiar ogniwa był sporo mniejszy.

Wraz ze standardem USB 3.0 moc ładowania wzrosła do 4.5 W. Teraz  nawet podstawowe ładowarki USB są jednak szybsze. Zapewniają napięcie 5 V, a natężenie wynosi 2 A. Mamy więc moc ładowania równą 10 W - to wciąż nie jest imponujący wynik.Dziś naprawdę trudno byłoby znaleźć smartfon, który nie oferowałby choćby takiej mocy ładowania.

W kablach USB typu C najczęściej mamy natomiast możliwość przekazania większej mocy, co wynika z natężenia równego 3 A (przy napięciu 5 V daje nam to moc ładowania 15 W). Jeżeli natomiast mówimy o większej mocy, wymagana jest obecność technologii szybkiego ładowania. Z tego względu nawet w smartfonach, których baterię ładujemy z mocą maksymalnie 18, 20 lub 25 W (tak, np. flagowy Samsung Galaxy S24…) mówimy o obecności szybkiego ładowania.

Patrząc na specyfikacje najnowszych smartfonów, nierzadko moc ładowania wynosi 45, 67, 80, a nawet ponad 100 W. Rekordziści mogą natomiast pochwalić się mocą wynoszącą nawet ponad 200 W. Szybsze ładowanie smartfona wymaga oczywiście większej mocy. Tylko w teorii jest to proste zadanie  - duża moc powoduje wydzielanie się sporej liczby ciepła, co mogłoby doprowadzić do szybkiego zużycia się baterii, a nawet uszkodzenia urządzenia.

Na rynku mamy natomiast obecnie kilka technologii szybkiego ładowania. Odpowiednie protokoły i optymalizacja parametrów prądu pozwalają na bezpieczne ładowanie akumulatora z dużą mocą. Najpopularniejsze z nich to:

• Power Delivery - od 10 do 100 W, technologia rozwijana już od 2012 roku
• Quick Charge - do 27W, standard opracowany przez firmę Qualcomm
• SuperVOOC - moc do 240 W, standard spotykany w smartfonach Oppo, OnePlus, realme, Vivo
• Huawei SuperCharge
• MediaTek Pump Express
• i inne

Możliwe jest również łączenie ze sobą różnych technologii, co ma na celu zwiększenie mocy ładowania.

Moc ładowania jest bardzo ważna do określenia, jak długo będziemy czekać na napełnienie się baterii. Trzeba jednak zwrócić uwagę również na inne parametry. Przede wszystkim istotna jest pojemność akumulatora. Większa bateria może się po prostu ładować dłużej (przy tej samej mocy). Istotny jest też stopień rozładowania ogniwa. Producenci zwykle podają nam czas potrzebny do napełnienia od 0 do 100%, od 0 do 50% lub od 1 do 100% baterii.

Ostatnie, na co musimy zwrócić uwagę, to kompatybilność akcesoriów potrzebnych do ładowania. Nie tylko nasz smartfon musi obsługiwać daną moc ładowania, ale także adapter (ładowarka podłączana do sieci energetycznej), czy nawet kabel. Możemy też zwrócić uwagę na źródło, z którego ładujemy nasz telefon. Powerbank, laptop, gniazdo USB w samochodzie lub inny smartfon mogą mieć tu pewne ograniczenia.

Element, który obsługuje najniższą maksymalną moc ładowania, powie nam, z jaką szybkością naładujemy telefon. Czasem jest to nasz smartfon. Jeżeli bateria poradzi sobie z ładowaniem 25 W, podłączenie do ładowarki 50 W, czy nawet 100 W nie skróci czasu ładowania.

Przejdźmy więc od teorii do praktyki. Dość prostym wzorem matematycznym możemy bowiem obliczyć, jak długo potrwa ładowanie pewnej pojemności baterii. Dla uproszczenia weźmy pod uwagę smartfony z różną mocą ładowania, ale przyjęta pojemność akumulatora to zawsze 5000 mAh. Jest to dziś dość standardowa pojemność baterii w smartfonie. Teoretyczny wzór na obliczenie czasu ładowania baterii od 0 do 100% wygląda następująco:

    czas ładowania (h) = pojemność baterii (Wh)  / moc ładowania (W)

Tu pojawiają się pierwsze problemy w przeliczeniu mocy ładowania na czas potrzebny do napełnienia baterii. Łatwo możemy w końcu zauważyć, że w powyższym wzorze potrzebujemy wykorzystać pojemności baterii w watogodzinach (Wh). Producenci podają nam natomiast wielkość ogniwa w miliamperogodzinach (mAh). Najczęściej jednak baterie w nowoczesnych smartfonach pracują przy napięciu 2,5, 3,65, 3,7, 3,8 czy nawet 4,4 V. Dla dzisiejszych obliczeń zakładamy więc napięcie 3,7 V. Nasze 5000 mAh zamieniamy więc w 18,5 Wh i możemy przejść do dalszych obliczeń :)

Teraz przejdźmy do wyliczenia mocno teoretycznego czasu napełniania baterii w smartfonie. Nasz wzór nieco ewoluuje. Czas ładowania w minutach to pojemność baterii (Wh) podzielona przez moc ładowania (W) x 60 minut.

Tak więc, dla kilku dość typowych mocy ładowania i pojemności ogniwa 5000 mAh (18,5 Wh) mamy następujące wyniki:

• przy ładowaniu 18 W - niecałe 62 minuty
• przy ładowaniu 25 W - 44,5 minuty
• przy ładowaniu 33 W - 33,4 minuty
• przy ładowaniu 45 W -  24,5 minuty
• przy ładowaniu 67 W - 16,5 minuty
• przy ładowaniu 80 W - 14 minut
• przy ładowaniu 120 W - nieco ponad 9 minut
• przy ładowaniu 240 W - 4,5 minuty

Powyższe wyniki wyglądają nieźle, przy wyższych mocach - wręcz imponująco. Niestety, musimy jednak przejść od teorii do praktyki. Teoretyczny czas ładowania baterii obliczony z matematycznego wzoru nie sprawdzi się w codziennym użytkowaniu. Baterię będziemy ładować dłużej, a nawet zdecydowanie dłużej. Nawet zakładając, że mamy kompatybilny z daną mocą ładowania telefon, przewód USB i adapter sieciowy, jest kilka “spowalniaczy”. Przede wszystkim nie przez cały czas ładowania możemy osiągnąć maksymalną moc. Należałoby też uwzględnić straty mocy, które zawsze mają miejsce. Samo oprogramowanie telefonu i zabezpieczenia w ładowarce mogą też nie pozwolić na utrzymanie pełnej mocy, choćby ze względu na wspomniane już rosnące temperatury.

O ile procent należy więc zwiększyć otrzymane wcześniej wyniki? Nie wiem. Musimy po prostu zdawać sobie sprawę z tego, że czas ładowania baterii będzie dłuższy, niż wynika to z zestawienia mocy ładowania i pojemności baterii. Być może najlepszym rozwiązaniem jest więc sprawdzenie deklaracji producentów.

Przejdźmy więc do tego, co deklarują producenci smartfonów Xiaomi.

• Xiaomi Redmi Note 9 - bateria 5000 mAh, ładowanie 18 W, 0-100% w 153 minuty
• Xiaomi Redmi 13C 5G - bateria 5000 mAh, ładowanie 18W, 0-100% w ponad 120 minut
• Xiaomi Redmi Note 11 - bateria 5000 mAh, ładowanie 33 W, 0-100% w 60 minut
• Xiaomi Redmi Note 10 Pro - bateria 5000 mAh, ładowanie 33 W, 0-100% w 74 minuty
• Xiaomi Redmi Note 12 Pro - bateria 5000 mAh, ładowanie 67 W, 0-100% w 46 minut
• Xiaomi Redmi Note 13 Pro - bateria 5000 mAh, ładowanie 67 W, 0-100% w 44 minuty
• Xiaomi 13T - bateria 5000 mAh, ładowanie 67 W, 0-100% w 42 minuty
• Xiaomi Redmi Note 13 Pro+ - bateria 5000 mAh, ładowanie 120 W, 0-100% w 19 minut
• Xiaomi 13T Pro - bateria 5000 mAh, ładowanie 120 W, 0-100% w 19 minut
• Xiaomi 13 Pro - bateria 4820 mAh, ładowanie 120 W, 0-100% w 19 minut
• Xiaomi 13 Ultra - bateria 5000 mAh, ładowanie 90 W, 0-100% w 35 minut

Jak widać, nawet smartfony tego samego producenta, produkowane w podobnym okresie, mogą mieć różny czas ładowania (przy tej samej mocy ładowania, a także pojemności baterii). W każdym z przypadków “straty” w stosunku do naszych teoretycznych wyliczeń są też spore, czasem niemal dwukrotne. Wnioski z porównania powyższych modeli Xiaomi pokazują też, że za szybkie możemy uznać ładowanie z mocą 33 W lub wyższą. Wtedy napełnienie baterii od 0 do 100% zajmie nieco ponad godzinę lub krócej.

Ostatnią kwestią jest odpowiedź na pytanie, czy szybsze ładowanie skraca żywotność baterii. Ciężko jednak jednoznacznie odpowiedzieć. W teorii większa moc oznacza mniejsze nagrzewanie się podzespołów urządzenia, co z pewnością nie jest dla nich korzystne. Producenci oferujący szybkie ładowanie (m.in. większość chińskich firm, jak Xiaomi, realme, OnePlus, Huawei i inne) zapewnia, że nie jest to szkodliwe. W przypadku ich niektórych modeli ładowanie jest naprawdę błyskawiczne, nierzadko z mocą ponad 100 W.

Firmy te i tak twierdzą jednak, że kilkaset cykli ładowania telefonu nie spowoduje znaczącego zmniejszenia się jej rzeczywistej pojemności. Przy standardowym użytkowaniu po 3-4 latach być może pojemność spadnie do wartości około 80% nowej baterii. Wtedy wciąż możemy więc dość swobodnie korzystać z telefonu, jednak z koniecznością częstszego ładowania. Na szczęście, mamy jednak w końcu opcję super szybkiego ładowania ogniwa. Rozwiązaniem tego problemu może być również po prostu wymiana ogniwa, co w serwisie nie jest przesadnie drogie. Koszt to zwykle od 200 do 300 złotych.

Część producentów w ogóle nie oferuje bardzo dużych mocy ładowania. Topowe Samsungi Galaxy S24 mają moc ładowania 45 W, natomiast podstawowy “flagowiec” ma moc jedynie 25 W. Podobną “szybkością” cechują się najnowsze iPhone 15, czy Google Pixel 8.