A estas alturas, la carga rápida no es un misterio para casi nadie ya: si un móvil o un portátil son compatibles con carga rápida, mejor que mejor. La rapidez de esa carga se suele definir por los vatios que entrega el cargador a la batería. A más vatios, más rápida la carga. Así, 40W son mejores que 18W, pero 65W son mejores que 40W. Éstos son los fundamentos básicos para entender la carga rápida. Pero, ¿Qué hay más allá de estas nociones?
La tecnología de los procesadores, la memoria o el almacenamiento NAND sigue (más o menos) la Ley de Moore, que da a entender que la capacidad de los chips, ya sean para una CPU o un disco SSD o para un módulo RAM, aumenta a un ritmo casi exponencial. Pero con las baterías no sucede esto, ni mucho menos: se prometían mejoras notables en las baterías, pero nos hemos quedado con las baterías de Iones de Litio con capacidades que no han aumentado mucho en la última década.
Ha habido mejoras en la composición química, con el añadido de elementos como el Cobalto, aunque su impacto se nota más en aspectos como la eliminación del “efecto memoria” de las baterías de Níquel Cadmio, o el aumento del número de ciclos de carga y descarga, o la posibilidad de cargar más rápidamente las baterías.
El rango de capacidades habituales en los móviles para sus baterías está en una horquilla aproximada entre los 2.800 mAh y los 5.000 mAh. Esta unidad da a entender cuántos mili amperios puede proporcionar cada hora una batería. Así, si el dispositivo usase 2.800 mA de corriente para funcionar, la batería podría ofrecer autonomía para una hora. Si usase 1.400 mA, tendríamos una autonomía de dos horas. También se suele dar esta cifra medida en Vatios-hora. Por ejemplo, para una batería de 3.140 mAh como la del Google Pixel 4a, su equivalente en Vatios hora es de 12,15 Wh. Este valor se obtiene multiplicando los mAh (pasados a Amperios, sin el “mili”) por el voltaje de la batería, que es de 3,87 V.
En este caso, si un móvil consume durante su funcionamiento, digamos, 3W, esos 12,15 Whr nos darían aproximadamente para cuatro horas de uso del terminal. Recuerda que los procesadores de más alto rendimiento de los smartphones tienen un consumo de unos 5 W, como en el caso del Snapdragon 865. La pantalla consume desde apenas unos milivatios con niveles de brillo bajos a hasta más de 1 W cuando está con el brillo “a tope” y mostrando color blanco, especialmente en pantallas AMOLED. En media, podemos hablar de entre 300 mW a 500 mW (medio vatio). Las conexiones inalámbricas también son una fuente importante de consumo, especialmente 4G y 5G si el módem no está integrado en el SoC.
Hay estudios muy sesudos acerca del consumo de los móviles. En este enlace encontrarás un ejemplo, aunque para el caso que nos ocupa, no necesitamos entrar en tanto detalle.
Los componentes electrónicos se hacen más eficientes, pero en conjunto, un móvil sigue teniendo un consumo de energía que se ajusta a la batería que lleva para que la autonomía sea razonablemente práctica. El motivo estriba en el absoluto desastre que sería que el móvil dejase de funcionar a las 4 de la tarde y tuviésemos que buscar un enchufe y el tiempo necesario para cargar la batería lo suficiente. Los powerbanks fueron un accesorio imprescindible, de hecho, para evitar quedarnos “colgados”. Y las baterías, como decíamos, no siguen la Ley de Moore, básicamente porque no son componentes electrónicos, son componentes químicos. Si rompemos una batería, su interior nos mancharía. Y es peligroso: en contacto con el oxígeno, una batería puede cortocircuitarse internamente y liberar toda su energía almacenada de golpe, en forma de explosión. Es la razón por la que los coches Tesla en un principio se incendiaban en muchas colisiones: por las baterías en contacto con el oxígeno.
La carga (muy) rápida: una solución de compromiso
Aumentar la capacidad de las baterías no es posible por muchas razones: es química, y es difícil diseñar baterías que almacenen más energía que las de iones de litio actuales, porque la química no evoluciona como el silicio. Además, es peligroso: las baterías, si sobrepasan cierta capacidad, están incluso prohibidas para su transporte en aviación. El límite de los 100 Wh en portátiles es un ejemplo.
Por otro lado, a más capacidad, más peso y tamaño, lo cual es un problema en móviles y portátiles. Y además, a más capacidad, más tiempo tardan en cargarse. En los primeros días de las baterías de más alta capacidad, el tiempo de carga era de unas tres horas. Es decir, para cargar un 30% necesitabas una hora de tu tiempo.
Este último punto, el del tiempo de carga, es importante, porque es precisamente el único parámetro de las baterías que es posible optimizar, aunque no sin antes adoptar muchas precauciones.
Si podemos cargar una batería en un tiempo razonablemente corto, de facto, podremos reducir casi a cero los inconvenientes de una autonomía reducida. Si aprovechamos el tiempo que estamos, por ejemplo, tomando un café para cargar un 40% de la batería o incluso más, no notaremos esa presión que supone ver que la carga baja del 20% a las 3 de la tarde y nos vamos a quedar sin batería a poco que abusemos del uso del móvil o el portátil.
A primera vista es una solución perfecta y parece mentira que no se hubiera pensado antes en ello, aunque lo cierto es que la carga rápida de una batería exige que todo el ecosistema de carga funcione a la perfección, y con medidas de seguridad notables. Aún tenemos en la cabeza el episodio del Galaxy Note 7 de Samsung y sus explosiones, originadas en un diseño de las baterías erróneo, que favorecía que el ánodo y el cátodo se cortocircuitaran bajo ciertas condiciones, provocando la liberación instantánea de toda la energía almacenada.
Así pues, los fabricantes tienen que diseñar sistemas de control de carga que “digan” al cargador cuánta corriente envían a la batería para cargarla. Si la temperatura sube, por ejemplo, se reduce la corriente. Si se está llegando al tope de carga, se ralentiza la operación, si se detecta un cargador que no sea compatible, se reduce la carga al mínimo, etcétera.
Tipos de carga rápida
Además de los estándares de carga rápida como es Power Delivery o PD, muchos fabricantes han desarrollado sus propios sistemas de carga rápida. Huawei con su Súper Charge, Qualcomm con Quick Charge, OPPO con Super VooC, etcetera. Power Delivery es un estándar, con unas especificaciones menos ambiciosas que Súper Charge de Huawei, por ejemplo.
En esta tabla tienes un resumen con los tipos de carga rápida existentes (sin contar los estándares inalámbricos). OPPO tiene el sistema AirVOOC con hasta 40W de carga inalámbrica. Huawei consigue hasta 50W de carga inalámbrica SuperCharge. De todos modos, en la carga inalámbrica el estándar más usado es el Qi, con hasta 65W de carga.
En la tabla se dan los valores más elevados de las tecnologías de carga de cada fabricante. Ten en cuenta que el tipo de carga depende en muchos casos del SoC, que es el que se encarga de gestionar la forma de cargar las baterías. Así, por ejemplo, Qualcomm ofrece Quick Charge 5.0 en los SoC Snapdragon 865 y 865+ y 888. Huawei ofrece SuperCharge de 50W con el Kirin 9000 pero no en los Kirin 990.
| | Compañía | Varios | Vatios y voltajes | 0 a 100% (4.500 mAh) |
USB | - | - | Hasta 4,5W en USB 3.0, 2,5W en USB 2.0 5V y 0,9A / 5V, 0,5A | - |
Power Delivery | USB IF | - | Hasta 100W (5V - 20V y 0,5A/0,9A/1,5A/3A/5A | - |
SuperCharge | Huawei | 8 capas de seguridad, TÜV Rheinland Certified | Hasta 66W (11V, 6A) | 49 minutos (40% en 10 minutos) |
Súper VOOC 2.0 | OPPO | Voltage Open Loop Multi-step Constant-Current Charging | Hasta 65W (10V y 6,5A). Super VOOC alcanzaba 50W (10V y 5A). | 38 minutos (40% en 10 minutos) |
Dart Charge / SuperDart Charge | Realme | Diferentes niveles de protección | Hasta 65W | 34 minutos (42% en 10 minutos, 43% en 30 minutos jugando) |
Dash Charge 20 / Warp Charge 30T / Warp Charge 65 | OnePlus | Diferentes niveles de protección | Hasta 65W (10V, 6,5A) | 39 minutos (58% en 15 minutos) |
Quick Charge 5.0 | Qualcomm | Hasta 12 protecciones diferentes para control de temperatura y voltajes. Compatible con USB-PD | Hasta 100W+ | 15 minutos (50% en 5 minutos) |
Adaptive Fast Charge / Súper Fast Charging | Samsung | Los terminales Samsung son compatibles con Power Delivery | Hasta 25W | 50% en 30 minutos |
Pump Express 4.0 | MediaTek | Compatible con USB-PD 3.0 | | |
Super FlashCharge 33 / Super FlashCharge 120 | Vivo | Protecciones térmicas y contra sobre voltajes y sobre corrientes. | Hasta 120W (doble circuito de 20V, 3A / 10V, 6A) 33W (11V, 3A) | 15 minutos (4.000 mAh) 50% en 5 minutos. Super FlashCharge 33, 57% en 30 minutos |
TutboPower | Motorola | Compatible con Quick Charge | Hasta 18W | 40% en 30 minutos |
Fast Charge | Apple | | Hasta 20W | 50% en 30 minutos 85% en 60 minutos (batería de 3.678 mAh) |
