Batteria PC: Dura poco? Cause e soluzioni efficaci

Chissà quante volte hai pensato perché la batteria del pc portatile dura sempre meno oppure perché si scarica subito?
Magari lo hai comprato poco tempo fa e ti sei accorto che la durata media si è praticamente dimezzata. Ma sai una cosa, non sei l'unico a notarlo.

Il problema può derivare da svariati fattori: impostazioni di alimentazione non ottimali, driver e software obsoleti, luminosità dello schermo troppo elevata, Bluetooth sempre attivo, hard disk esterno e chiavette USB collegate, troppe applicazioni e processi attivi, oppure troppi programmi pesanti in esecuzione.
In altri casi, potrebbe aver semplicemente raggiunto la fine della sua vita. In questo caso va cambiata, possibilmente con una originale evitando la compatibile per evitare un qualsiasi tipo di problema.

Le batterie utilizzate nei pc portatili attualmente in commercio sono prevalentemente di due tipologie: quelle agli ioni di litio (Li-ion) e quelle ai polimeri di litio (Li-Po).
A prescindere dalla marca o del modello, hanno caratteristiche particolari e la loro durata dipende non solo dal modo in cui usiamo il nostro notebook o laptop, ma anche da come lo conserviamo e soprattutto da come lo adoperiamo.
L'articolo di oggi si concentra in particolar modo sulle Li-ion, che sono le più diffuse.

In media, la durata di vita stimata si aggira intorno ai 2 anni, o circa 500 cicli di carica/scarica. Poi, tutto dipende dall'uso, se meno frequente o per diverse ore al giorno ma in generale potrebbe estendersi fino a 3-5 anni.
Per quanto riguarda la garanzia che parte dalla data di acquisto, la copertura standard è generalmente di un 1 o 2 anni.

Se vuoi controllare lo stato di salute per capire se la batteria è danneggiata, su PC Windows, apri il Prompt dei comandi e iserisci questo comando: powercfg /batteryreport, seguito dal tasto Invio della tastiera.
Verrà subito generato un file di report in formato .HTML con molte informazioni, automaticamente salvato nella cartella C:\Users\nome-utente\battery-report.html.

Perché la batteria perde efficienza nel tempo?

Sono sicuro che già sai che le batterie al litio presenti nella maggior parte dei dispositivi moderni si basano su reazioni chimiche, essenzialmente sul movimento costante del litio ionizzato tra gli elettrodi (anodo e catodo) durante il processo di carica e di scarica.
Ogni ciclo di carica e scarica ne riduce pian piano la capacità, ma ci sono diversi fattori che accelerano questo processo di deterioramento.
Il più importante di questi è il calore. Si, il calore è il principale nemico, il numero 1. Quando la temperatura interna della batteria supera i 40°, il degrado chimico aumenta drasticamente.

Ad esempio, a 60° una batteria può perdere fino a più del 40% della sua capacità dopo solo un anno. Significa che, giusto per fare un esempio, l'anno scorso aveva una durata media di 10 ore, oggi dura più o meno 6 ore.
A questo punto la tua domanda sarà: come cavolo faccio a far salire la temperatura a 60°? Cos'é uno scaldabagno?

In realtà, la risposta ce l'hai già, basta bloccare le prese d'aria appoggiandolo su una superficie non idonea.
Ti piace stare extra-comodo spaparanzato sul letto, o sul divano? Lo fai sempre non è vero?
Ti confesso una cosa, lo faccio spesso anch'io, anche se lo so che andrebbe sempre usato su una superficie rigida, anche per le brevi sessioni, soprattutto in estate con l'uso prolungato in ambienti caldi.
In questo caso, è consigliabile acquistare una base di raffreddamento che aiuti a dissipare bene il calore.
Per darti una mano nella scelta, ecco alcuni modelli di basi di raffreddamento per portatile che puoi trovare e acquistare su Amazon:

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Non caricare mai il tuo pc portatile fino al 100%

Un'altra malsana abitudine molto diffusa è quella di caricare la batteria del portatile (ma anche lo smartphone) fino al 100%.
Queste lavoreranno meglio se rimangono tra il 20 e l'80-90%, riducendo lo stress elettrochimico e di conseguenza la sua durata.
Se il tuo portatile supporta una funzione di ricarica intelligente (un software con un nome del tipo "Power Manager" o "Battery Health"), usala impostando un limite massimo o ricordati di scollegare il carica batteria prima che arrivi al massimo se non strettamente necessrio.
Al contrario, lasciarla scaricare frequentemente al di sotto del 10% è un errore ancora più grosso; l'ideale è ricaricarla quando scende sotto il 30-20%.

E se sai già che non lo userai per un lungo periodo, non lasciare la batteria completamente carica o scarica. Il livello ideale dovrebbe aggirarsi intorno al 50%, conservando il dispositivo in luogo fresco e asciutto.

È meglio usare il pc portatile sempre collegato alla corrente o con la batteria?

Cosa succede se lascio il pc sempre in carica?
Una domanda comune che ho letto su Google è se "conviene usare il notebook o il laptop sempre collegato alla corrente o alimentato solo dalla batteria".
La risposta ovviamente non è uguale per tutti: dipende in primis dal portatile e dall'uso che ne fai.
Se il tuo è di ultima generazione o comunque recente, questo integra sicuramente un chip di controllo ideato per interrompere la carica quando è al 100% in modo di evitare danni alla batteria, prendendo energia solo dalla rete elettrica.
Se questa è sotto il 20% si deve mettere subito sotto carica, e questo principio è valido per tutti.

Modelli più datati, come il portatile HP con il quale sto scrivendo questo articolo in piena estate siciliana 🔥, generalmente non dispongono della stessa tecnologia avanzata dei modelli più recenti.
Ma nel mio caso essendo estraibile la posso sostituire senza problemi se si danneggia, operazione che risulta invece difficile nei modelli di pc portatili più recenti con batteria integrata (come del resto anche negli smartphone, tablet, smartwatch, ecc.).

In tutti i casi, se lo stiamo usando per svolgere attività leggere, come il semplice navigare su internet o scrivere documenti come sto facendo io proprio adesso, è meglio scollegarlo una volta che è sufficientemente carica.

Ciononostante, durante tutte quelle attività molto più pesanti come il gaming o l'editing, si può tenerlo collegato alla rete ma stando sempre attenti a non esagerare, mantenendolo ben ventilato per evitare surriscaldamenti.
E se l'ambiente è già caldo di suo, come già suggerito, l'utilizzo di una base di raffreddamento potrebbe essere una buona soluzione.
Questi suggerimenti dovrebbero bastare se ti stai chiedendo ancora quando caricare il pc per non rovinare la batteria?

Le cause del degrado e della 'Morte' delle batterie Li-ion (Approfondimento da Battery University)

Le batterie agli ioni di litio, pur essendo fantastiche, subiscono un processo di invecchiamento. Questo riassunto dell'articolo di Battery University (What Causes Li-ion to Die?) ti svelerà i "segreti" dietro il loro degrado.
I nemici principali delle batterie, anche quelle del tuo PC o telefono, sono la tensione elevata e, come già sottolineato, il calore.

Mantenere la batteria a una carica molto alta (sopra il 4.10V per cella, cioè vicina o al 100%) e in ambienti caldi, accelera tantissimo il degrado chimico, formandosi ossidazioni al catodo.

Anche il ciclo di carica/scarica influisce, ma meno di quanto si pensi rispetto agli effetti combinati di alta tensione e calore. Ogni volta che la ricarichi, si verificano piccoli cambiamenti che, nel tempo, portano a una perdita di capacità.

Altri fattori includono la crescita del Solid Electrolyte Interface (SEI) sull'anodo: uno strato che si forma e aumenta la resistenza interna della batteria, riducendone l'efficienza, specialmente a basse tensioni di carica. E la placcatura del litio sull'anodo: un fenomeno che può verificarsi con ricariche troppo veloci e aggressive.

In pratica, se vuoi che la batteria del tuo PC o dello smartphone duri più a lungo, cerca di evitare di mantenerla costantemente al 100% di carica e, soprattutto, tieni il dispositivo lontano da fonti di calore eccessivo. Piccoli accorgimenti possono fare una grande differenza.

La tabella che segue (come quella presente su Battery University) presenta i dati sui principali tipi di batterie agli ioni di litio, le stesse (ma non solo) che alimentano PC e dispositivi mobili.
Per ogni tipo, viene indicato il Nome Chimico e il Materiale.
Un dato fondamentale è l'Efficienza Coulombiana (CE): questa misura quanto la batteria riesce a immagazzinare e rilasciare energia in ogni ciclo.
Un'efficienza elevata (classificata come eccellente o buona) indica una minore perdita di capacità nel tempo e, di conseguenza, una maggiore durata della batteria, in quanto meno energia viene sprecata in reazioni interne.
Da notare che questi valori di CE sono stati rilevati a una temperatura specifica di 30°C (86°F).

I valori di efficienza Coulombiana variano in base alla temperatura e alla velocità di carica, nota anche come C-rate.
Con l'aumentare della durata del ciclo, entra in gioco l'auto-scarica e il CE diminuisce (peggiora). L'ossidazione dell'elettrolita al catodo, in parte, causa questa auto-scarica.
Le batterie agli ioni di litio perdono circa il 2% al mese a 0 °C (32 °F) con uno stato di carica del 50% e fino al 35% a 60 °C (140 °F) a piena carica.

L'ultima colonna della tabella, intitolata "Note", ti informano sull'utilizzo e le proprietà specifiche di ciascuna chimica della batteria in base al tipo di dispositivo (es. "Mobile phone, laptop", "Power tools, e-bikes, EV", ecc.).

CHEMICAL NAME	MATERIAL	COULOMBIC EFFICIENCY	NOTES
Lithium Cobalt Oxide (LCO)	LiCoO₂ (60% Co)	Good, only slight drop at 50-60°C	High capacity, limited power; fragile. Mobile phone, laptop
Lithium Manganese Oxide (LMO)	LiMn₂O₄	Poor, CE is low, drops further at 40°C
Lithium Iron Phosphate (LFP)	LiFePO₄	Moderate, CE drops at 50-60°C	High capacity, high power, tolerant to abuse. Power tools, e-bikes, EV, medical, UPS
Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide NMC	LiNiMnCoO₂ (10-20% Co)	Good, small drop at 60°C
Lithium Nickel Cobalt Aluminum Oxide (NCA)	LiNiCoAlO₂ (9% Co)	N/A	Electric powertrain (Tesla Model S), grid storage
Lithium Titanate (LTO)	Li₄Ti₅O₁₂	Excellent	Very durable but expensive and low specific energy

Altre fonti:

Per altri approfondimenti leggi Thermal degradation of lithium-ion battery cathodes pubblicato su oaepublish.com.
Studio su prove di invecchiamento e degrado di celle al litio (PDF) - Stefano Cordiner, Vincenzo Mulone - ENEA.
Questo studio analizza in dettaglio gli effetti della temperatura di stoccaggio e dell'invecchiamento sul decadimento delle prestazioni delle batterie al litio.
Vengono presentati dati sulla diminuzione della capacità e sull'aumento della resistenza interna a diverse temperature (ad esempio, 45°C e 60°C), fornendo una base tecnica per comprendere il "nemico numero 1" delle batterie.

Per oggi è tutto! Spero che questa guida ti sia stata utile per capire meglio come funziona la batteria del tuo PC e come prolungarne la vita. Se hai domande, dubbi o vuoi condividere la tua esperienza, non esitare a lasciare un commento qui sotto. E se l'articolo ti è piaciuto e lo hai trovato utile, ti invito a condividerlo con i tuoi amici e colleghi.

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