Сегодня редко встретишь устройство, работающее от механической энергии, – подавляющее большинство гаджетов питается электричеством. Аккумуляторы стали неотъемлемой частью электронных девайсов. Как устроена батарейка? Попробуем разобраться.
Существует много разновидностей аккумуляторов, но в бытовой электронике чаще всего применяются никель-кадмиевые (NiCd), никель-металл-гидридные (NiMh) и литий-ионные (Li-Ion) батареи.
Дольше всего используются NiCd-аккумуляторы благодаря своей простоте в изготовлении, эксплуатации и хранении. До сих пор NiCd-аккумуляторы остаются наиболее популярными для питания радиостанций, медицинского оборудования, профессиональных видеокамер и мощных инструментов.
NiMH-аккумулятор, по сравнению с NiCd, выделяет значительно большее количество тепла во время заряда. Ему также требуется более сложный алгоритм определения момента полного заряда. Поэтому большинство NiMH-аккумуляторов оборудовано внутренним температурным датчиком. Кроме того, NiMH-аккумулятор не может заряжаться быстро – время заряда обычно вдвое больше, чем у NiCd. Но зато их емкость больше, чем у NiCd.
Характеристики Li-Ion-аккумуляторов вдвое превышают показатели NiCd- аккумуляторов в пересчете на один килограмм веса. Именно поэтому Li-Ion-батареи используются во всех ноутбуках и телефонах, где важен вес и время автономной работы.
Как работает аккумулятор?
Аккумуляторы и батарейки работают благодаря разности напряжения между двумя металлическими пластинами, погруженными в раствор электролита. Впервые источник тока, работающий по такому принципу, был создан в XIX веке. Одна пластина в нем была медной, вторая – цинковой, которая очень быстро растворялась.
Разность напряжений можно объяснить на примере аналогии с двумя емкостями с жидкостью, которые соединены трубкой. Чтобы вода в трубке начала двигаться, нужно создать разность уровней, например, поднять одну емкость выше другой. Постепенно вода перетечет из левой бутылки в правую. Когда уровни сравняются, ток воды прекращается. Для аккумулятора это значит полный разряд.
Чтобы его перезарядить, надо вернуть воду в первоначальную емкость. Например, с помощью черпачка или чашки. Если вычерпывать воду из правой бутылки и выливать ее в левую, аккумулятор будет заряжаться. Конечно, вычерпывать нужно с такой же скоростью, с какой вода вытекает по шлангу. Иначе опять аккумулятор разрядится.
Конструктивно же сам аккумулятор – предельно простое устройство. Это два длинных листка из графита и из оксида лития с кобальтом. Они смазываются электролитом и сворачиваются в рулон. Литий-ионный аккумулятор готов.
Мифы об аккумуляторах
Распространено мнение, что сразу после покупки Li-Ion-аккумулятор нужно «раскачать» – провести несколько циклов полного заряда-разряда. Обычно – от трех до пяти. Этот миф не очень вредный для аккумуляторов, но, тем не менее, тратит его циклы работы.
Свойство Li-Ion-аккумуляторов заключается в том, что они не имеют эффекта памяти, как это было с NiCd-батареями. Этот эффект заключался в том, что если зарядить не до конца разряженный NiCd-аккумулятор, его емкость падала. Li-Ion такой особенности не имеет. Более того, производитель гарантирует, что емкость аккумулятора не снизится за 300 циклов разряда-заряда.
Еще раз: плеер, телефон, рацию, кпк, планшет, часы или любой другой мобильный девайс с Li-Ion «тренировать» бесполезно.
Аккумуляторы Li-Ion вообще не любят слишком большого заряда и разряда. Производитель гарантирует 300 циклов, но это не значит, что на 301 цикл батарею можно выбрасывать. Все будет зависеть от условий эксплуатации. «Тепличными» условиями для Li-Ion является максимальный заряд до 80%, а минимальный разряд – до 40%. Некоторые модели ноутбуков позволяют выставить эти параметры в сервисном ПО, продлевая «жизнь» батарее. Также аккумуляторы безвозвратно теряют емкость при температуре ниже нуля градусов и при нагреве выше +40 градусов. Поэтому гаджеты лучше беречь от мороза и высокого нагрева.
Аккумуляторы для телефонов устройство, классификация, отличияАккумуляторы
Приобретая мобильный телефон, человек, как правило, меньше всего задумывается над сроком его безотказной работы. А если и задумывается, то связывает его прежде всего с ненадежностью микросхем, радиоэлементов и механическими повреждениями. Исследования показывают, что первое место по отказам занимают элементы питания. В настоящее время в мобильных телефонах используют никель-кадмиевые (NiCd), никель-металл-гидридные (NiMH), литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (Li-Polymer) аккумуляторные батареи. Рассмотрим характеристики аккумуляторов.
Емкость аккумулятора
Емкость аккумулятора – максимальное количество электричества, которое можно получить от одной полной зарядки. Обозначается латинской буквой С и выражается в ампер-часах (А-ч) или миллиампер-часах (мА-ч). Так, например, аккумулятор емкостью 720 мА-ч способен отдавать в нагрузку ток 720 мА в течение оного часа или 360 мА в течение двух часов. При этом, конечно, разрядный ток не должен превышать некоторой максимальной силы для конкретного типа аккумулятора, иначе его пластины быстро выйдут из строя.
Внутреннее сопротивление аккумулятора
Чем оно меньше, тем больший ток способен отдать аккумулятор в нагрузку. Это очень важная характеристика. В режиме приема мобильный телефон потребляет небольшой ток. Однако во время разговора ток резко возрастает. В этом случае аккумуляторы с различным внутренним сопротивлением ведут себя по-разному. Никель-кадмиевые, обладающие наименьшим внутренним сопротивлением, легко отдают требуемый ток. Никель-металл-гидридные обладают самым высоким сопротивлением, поэтому дают просадку напряжения, которая может привести к сбоям либо ваш телефон выдаст сигнал, что аккумулятор разряжен. Так как мобильные телефоны в процессе работы потребляют более или менее стабильный ток, то для их питания применяют литий-ионные либо литий-полимерные аккумуляторы. Никель-металл-гидридные применяют при питании устройств, потребляющих стабильный ток.
Плотность энергии (Energy Density) заряженной батареи
Измеряется в ватт-часах, отнесенных к килограмму массы аккумулятора (встречается и к литру объема). Здесь лидируют литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы (110... 160 Вт/кг), заметно уступают им аккумуляторы 100… 130 Вт/кг. Никель-металл-гидридные аккумуляторы имеют этот показатель 60… 120, никель-кадмиевые - 45… 80 Вт х ч/кг. Из сказанного следует, что наименьшими размерами и весом при одинаковой емкости обладают литий-полимерные и литий-ионные аккумуляторы, несколько большими - никель-металл-гидридные. А литий-полимерным аккумуляторам можно придать практически любую форму.
Время заряда аккумулятора
Это довольно важная характеристика, поскольку при интенсивной эксплуатации аккумуляторы мобильных телефонов приходится заряжать почти ежедневно. Варьируется от 1 часа у никель-кадмиевых (при необходимости их можно зарядить за 15 минут) и 2… 4 часов у никель-металл-гидридных, литий-ионных и литий-полимерных.
Номинальное напряжение одного элемента
У никель-кадмиевых и никель-металл-гидридных аккумуляторов номинальное напряжение составляет 1,25 В, у литий-ионных и литий-полимерных - 3,6 В. Причем у первых двух типов напряжение в процессе разряда практически стабильно, в то время как у литий-ионных аккумуляторов в процессе разряда оно линейно снижается от 4,2 до 2,8 В.
Саморазряд аккумулятора
Саморазряд - уменьшение заряда заряженного, но не подключенного к потребителю энергии аккумулятора в процессе его хранения. Для никель-кадмиевых аккумуляторов это одно из слабых мест. У них потеря заряда достигает 10% в первые сутки после зарядки, а затем по 10% в месяц. Примерно такой же показатель и у никель-металл-гидридных аккумуляторов. Вне конкуренции по этому показателю литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы. У них саморазряд не превышает 2 – 5% в месяц, который происходит в основном из-за наличия схем контроля внутри аккумуляторов. Однако ограниченное время «жизни» этих аккумуляторов не дает полностью использовать это положительное качество.
Срок службы
Это одна из важнейших характеристик аккумуляторов, о которой пользователь
задумывается почему-то в последнюю очередь. Для аккумуляторов с различной
химией он определяется по-разному. Для одних аккумуляторов критичным является
общее число рабочих циклов «заряд - разряд», в то время как для других - общее
время их эксплуатации.
Никель-кадмиевые аккумуляторы выдерживают более 1500 циклов «заряд - разряд», и
как показывает опыт, после восстановления могут проработать еще столько же. При
правильном периодическом обслуживании никель-кадмиевые аккумуляторы служат от 5
до 10 и более лет, вплоть до механического износа их корпуса и внутренних
контактов.
Никель-металл-гидридные аккумуляторы выдерживают около 500 циклов «заряд -
разряд» и срок их службы редко превышает два года даже при весьма аккуратном их
обслуживании.
Литий-ионные аккумуляторы можно заряжать-разряжать от 500 до 1000 раз. Но это
число циклов полностью выбрать затруднительно из-за короткого срока службы - не
более двух лет (по заявлениям производителей). Практически же литий-ионные
аккумуляторы теряют свои эксплуатационные качества уже через год.
У литий-полимерных аккумуляторов число циклов «заряд - разряд» колеблется от
300 до 500, и они также редко служат более года. Кроме того, срок службы
зависит и от степени разряда - при частичных разрядах он больше, чем при
полных.
Никель-кадмиевые аккумуляторы имеют наименьшее время заряда, допускают
наибольший ток нагрузки и обладают наименьшим соотношением цена - срок службы,
но в то же время они наиболее критичны к точному соблюдению требований по
правильной эксплуатации.
|
Характеристика/тип |
Li-Polymer |
|||
|
Внутреннее сопротивление |
||||
|
Число циклов «заряд - разряд» до снижения емкости на 80%/срок службы |
500-1000/1,5 года |
300-500/1,5 года |
||
|
Время быстрого заряда, ч |
||||
|
Токи нагрузки относительно емкости (С) - пиковый |
||||
|
Токи нагрузки относительно емкости (С) - наиболее приемлемый |
||||
|
Плотность энергии, Вт/кг |
||||
|
Саморазряд за месяц при комнатной температуре, /% |
||||
|
Обслуживание через |
||||
|
Напряжение на элементе, В |
||||
|
Диапазон рабочих температур, ° С |
||||
|
Год выхода на рынок |
Сравнительная характеристика аккумуляторов
Эффект памяти
Это общеизвестная проблема для никель-кадмиевых и никель-металл-гидридных
аккумуляторов. Эффект памяти состоит в частичной (временной) потере емкости
аккумулятора, если он будет поставлен на зарядку до полного разряда.
Аккумулятор как бы помнит точку начала очередного цикла подзарядки и при
разрядке активно отдает только полученную во время последней подзарядки
емкость. Иными словами, не полностью разряженный аккумулятор помнит свою
предыдущую емкость и, будучи снова полностью заряженным, при разряде отдает только
такой заряд, какой он отдал в предыдущем цикле разряда. Проявляется в том, что
напряжение в цепи нагруженного и, казалось бы, нормально заряженного
аккумулятора внезапно, раньше времени, падает. Эффект памяти реально
проявляется в том, что в повседневной жизни пользователи редко дожидаются
полной разрядки аккумуляторов перед тем, как поставить их на зарядку.
Физическая суть эффекта памяти заключается в том, что при неполном разряде
аккумулятора происходит укрупнение частиц рабочего вещества аккумулятора,
соответственно общая площадь соприкосновения рабочего вещества с электролитом
уменьшается. Вследствие этого всего за несколько месяцев емкость
никель-кадмиевого или никель-металл-гидридного аккумулятора может сократиться в
несколько раз.
Поэтому весьма важными для этих типов батарей являются периодические
обслуживания, которые состоят в полной разрядке, а затем в полной зарядке
аккумулятора. Этот процесс принято называть тренировкой аккумулятора.
Никель-кадмиевые аккумуляторы требуют ежемесячной тренировки,
никель-металл-гидридные - раз в два-три месяца.
При заметном уменьшении емкости никель-кадмиевых и никель-металл-гидридных
аккумуляторов их подвергают процедуре восстановления. Она заключается в очень
глубоком разряде аккумулятора, дробящем крупные частицы рабочего вещества на
более мелкие. Для этого имеется специальное оборудование, к примеру, анализатор
аккумуляторных батарей С7000 канадской фирмы CADEX. Литий-ионные и
литий-полимерные аккумуляторы не обладают эффектом памяти.
Устройство
Каждый аккумулятор имеет два электрода - положительный и отрицательный.
Между электродами помещается разделительный слой, препятствующий разноименным
электродам внутри аккумулятора соприкасаться друг с другом. Пространство между
электродами заполнено электролитом (кислотным либо щелочным). Электроды могут
быть выполнены как чередующиеся пластины.
Вначале аккумуляторы имели пробки, позволявшие стравливать выделяющиеся при
заряде газы и сменять электролит. Позднее разработчики придумали изготавливать
разные по размерам электроды, что позволило весь выделяющийся газ поглощать
непрореагировавшей частью внутри аккумулятора. А это дало возможность
производить аккумуляторы в герметичном корпусе.
В корпусах многих моделей аккумуляторов имеется встроенная электроника, не допускающая
глубокого разряда, чрезмерного заряда или высокой температуры.
Заряд аккумуляторов
На сегодняшний день применяют три основных метода заряда аккумуляторов:
- нормальный или медленный заряд;
- быстрый заряд;
- скоростной заряд.
Отключение аккумулятора по окончании заряда производится с использованием:
- контроля температуры;
- контроля напряжения заряда;
- контроля спада напряжения заряда;
- контроля тока в конце заряда;
- таймера.
Нормальный или медленный заряд.
Этот метод хотя и редко, но применяют
для заряда никель-кадмиевых и никель-металл-гидридных аккумуляторов. Он
дешевый, но приводит к кристаллизации элементов аккумулятора, что снижает
емкость и срок службы. Для заряда литий-ионных и литий полимерных аккумуляторов
данный метод применять нельзя, так как происходят необратимые изменения
внутренней структуры аккумуляторов.
Зарядное устройство представляет собой источник постоянного напряжения, в
выходную цепь которого последовательно включен задающий ток резистор. Зарядный
ток аккумуляторов принято численно выражать в частях емкости аккумулятора С.
Ток нормального заряда составляет приблизительно 0,1С. Таким образом при
емкости аккумулятора 720 мА/час величина 0,1С будет составлять 72 мА.
Быстрый заряд. Используется только для заряда никель-кадмиевых аккумуляторов током 0,5С. Окончание заряда определяется достижением напряжения на аккумуляторе определенной величины.
Скоростной заряд.
Характеризуется зарядным током 1С и включает в себя
все способы отключения аккумулятора по окончании заряда.
Для заряда никель-кадмиевых и никель-металл-гидридных аккумуляторов применяют
метод контроля окончания заряда по резкому незначительному снижению напряжения
на аккумуляторе. Его называют отрицательным дельта V-зарядом. Его величина
составляет 10…30 мВ на элемент.
Метод контроля температуры использует то, что в конце заряда проходит более
интенсивный нагрев аккумулятора, и окончание заряда можно контролировать по
скорости изменения температуры. При заряде никель-кадмиевых и
никель-металл-гидридных аккумуляторов окончание заряда определяется в том
случае, если изменение температуры достигнет 1°С/мин. Абсолютным порогом
перегрева считается 60 °С.
Губительное действие на аккумулятор оказывает перезаряд, особенно если по
окончании заряда его принудительно отключают, а затем снова подключают к
зарядному устройству. При каждой такой операции инициируется цикл скоростного
заряда при его высоком начальном токе. Частые подключения устройств, имеющих
никель-кадмиевые и никель-металл-гидридные аккумуляторы, к внешним источникам
питания значительно сокращают срок службы аккумуляторов.
Зарядные устройства литий-ионных аккумуляторов умеют определять степень заряда
аккумулятора.
Особенностью заряда литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов является
ограничение напряжения заряда. В настоящее время эти аккумуляторы можно
заряжать до 4,20 В. Допустимое отклонение составляет 0,05 В.
При заряде литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов током 1С время заряда
составляет 2-3 часа. В процессе заряда они не нагреваются. Аккумулятор
достигает состояния полного заряда, когда напряжение на нем достигает 4,20 В +
0,05 В, а ток при этом значительно снижается и составляет примерно 3% от
начального тока заряда.
Иногда приходится заряжать полностью разряженные аккумуляторы. В телефоне такой заряд осуществляется автоматически. А если отсутствует зарядное устройство?
При отсутствии специального зарядного устройства заряд аккумуляторов можно осуществить при помощи источника питания с регулируемым на выходе напряжением и максимальным рабочим током 2А и приборами контроля тока и напряжения следующим образом.
Статьи и Лайфхаки
Содержание :1.
2.
3.
4.
5.
6.
Год от года аккумуляторы в смартфонах становятся всё более совершенными: увеличивается их емкость, уменьшаются вес и габариты, исчезают недостатки.
Не стоит забывать и про экологическую безопасность, ведь эта деталь считается наиболее «грязной» в современных гаджетах.
Посмотрим, какие же «батарейки» можно встретить сегодня в мобильных устройствах.
Основные виды аккумуляторов
На протяжении истории развития сотовых телефонов в них использовалось четыре вида батарей :- никель-кадмиевые;
- никель-металлогибридные;
- литий-ионные;
- литий-полимерные.
Этот тип источников питания пришел еще из домобильной эры. Первые образцы известны с конца XIX века. До конца минувшего столетия промышленники предпринимали многочисленные попытки избавиться от присущих им недостатков, и в какой-то мере им это удалось.
Так или иначе, особого выбора у разработчиков первых мобильных устройств просто не было. Основные претензии заключались в следующем :
- использование в конструкции вредных для здоровья человека токсичных металлов;
- недостаточная емкость батареи;
- ограниченное число циклов заряда/разряда;
- низкая технологичность в производстве, приводящая к повышению себестоимости;
- так называемый «эффект памяти».
Имелись у таких источников питания и плюсы – широкий диапазон рабочих температур. Тем не менее, минусов было существенно больше, и при попытке справиться с ними был создан следующий тип батареи.
В них отсутствовал токсичный кадмий, при одном упоминании о котором с особо впечатлительными защитниками природы случается истерика. Кроме того, эффект памяти был выражен значительно слабее.
Также повысилась и емкость, а себестоимость, напротив, немного снизилась. Но были по сравнению с NiCd аккумуляторами и серьезные недостатки :
- необходимость использования сложного зарядного устройства;
- уменьшение числа циклов заряда/разряда.
Этот тип батарей вызвал настоящую революцию в мире гаджетов.
Отныне длительность их работы в режиме ожидания возросла в разы. Исчез и набивший оскомину эффект памяти, хотя некоторые особо продвинутые пользователи по старой памяти продолжают «тренировать» аккумуляторы своих девайсов.
Большинство представленных сегодня на рынке моделей смартфонов оснащено именно этим типом аккумулятора.
Но есть у них и недостатки, причем достаточно неприятные :
- Узкий диапазон рабочих температур.
- Потенциальная опасность разрушения батареи при глубоком разряде или перезарядке.
- Быстрое «старение», спустя 2-3 года выводящее аккумулятор из строя.
- Довольно высокая себестоимость.
Прежде всего, их не устраивала достаточно высокая себестоимость, поэтому был создан очередной тип батареи.
В них взрывоопасный электролит уступил место полимерной массе. Цена таких источников питания снизилась незначительно, главным образом – из-за необходимости использования более сложных защитных схем. Мощность тоже не слишком увеличилась.
Но зато твердый полимер хорош тем, что развязал руки дизайнерам, позволив по своему усмотрению выбирать форму и размер элемента. Приблизительно в это время появилось множество сверхтонких моделей смартфонов с несъемными аккумуляторами.
Оба типа литиевых батарей имеют общий недостаток: вне зависимости от интенсивности использования и числа циклов заряда/разряда их емкость постепенно снижается. И уже спустя пару лет гаджет со спокойной совестью можно выбрасывать. Или, скажем, повесить на стену в качестве экзотического украшения.
Считается, что литий-полимерный тип чуть менее «живучий», но эта информация – из разряда мифов, встречаются примеры, как подтверждающие, так и опровергающие это утверждение. Так что наверняка отличить правду от вымысла не представляется возможным.
Технология быстрой зарядки
Нередко от продавцов, предлагающих купить смартфон, можно услышать о некоем аккумуляторе с функцией быстрой зарядки. Особо продвинутые пугают покупателей еще и внушительно звучащим Qualcomm Quick Charge, а самые матерые добавляют еще и версию – 2.0 или 3.0. Что же это за чудо-батареи такие?
В действительности никакого отношения к типу источника питания эта технология не имеет. Она всего лишь позволяет использовать увеличенную силу тока, благодаря чему время зарядки существенно сокращается.
А чтобы не возник губительный перезаряд и зарядка осуществлялась правильно – следит чипсет, в котором, собственно, эта технология и реализована. На сегодняшний день она отлично отработана, и угрозы гаджету при ее использовании не возникает.
Подводя итоги, можно сказать : основными типами аккумуляторов в смартфонах сегодня являются литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (Li-Pol). В моделях мобильных устройств можно встретить как те, так и другие, и какой-то альтернативы им в обозримом будущем не просматривается.
Но зато массовое внедрение таких батарей превратило литий в стратегически значимый элемент, а страны, располагающие залежами минералов, его содержащих – в объекты коммерческого (и не только) интереса транснационального капитала.
В любом современном гаджете, будь-то сотовый телефон, планшет, ноутбук, фотоаппарат, видеокамера, либо другое умное цифровое устройство стоит литиевая аккумуляторная батарея.
Если Вас интересует замена аккумуляторной батареи на телефон, смартфон, планшет, ноутбук и другие гаджеты в сервисе в Москве, пишите в чат на этом сайте, либо звоните, мы рады помочь.
Страничка, где можно задать вопрос по замене аккумуляторной батарее:
Как правильно заряжать и разряжать аккумулятор в телефоне, планшете либо другом гаджете?
Покупая любое устройство, или аккумуляторную батарею к нему, часто от продавцов можно услышать — «разрядите полностью, и зарядите полностью» — это заблуждение!
На самом деле необходимо при покупке сразу зарядить аккумулятор, и не допускать полного разряда в 1 %, а то что вы не полностью разрядили и не полностью зарядили аккумулятор не так страшно.
Литий-ионные аккумуляторы не любят полный разряд. Внутренняя химия выжимается до последнего процента, и это плохо. Лучше всего не допускать разряда АКБ менее 10%.
Можно ли купить и поставить усиленную аккумуляторную батарею на iPhone, Samsung либо другой сенсорный телефон, где батарея спрятана внутрь телефона?
Часто попадается на глаза усиленная АКБ в блестящей либо золотистой внешней наклейке на китайских сайтах для различных моделей айфона, где пишут, что АКБ в почти два раза больше емкости и в два раза дольше держит аккумулятор — все это обман и «развод» на деньги! Дело в том, что если литиевый аккумулятор в два раза больше емкости, он должен быть в два раза больше размерами, а такой аккумулятор вместить внутрь сверхтонкого современного гаджета не реально. Не верьте продавцам усиленных батарей. Максимум, за что вы можете сознательно переплатить, если правильно сделать выбор, это найти качественный оригинальный аккумулятор, либо качественно изготовленный аккумулятор с хорошей гарантией. Допустим, немецкая компания Craftmann изготавливает действительно качественные и дорогие аккумуляторы и дает на них гарантию в 1 год.
Можно ли оставлять телефон, планшет, и т.д. на зарядку на ночь?
Конечно же можно! А если бы это вредило вашему устройству, вы бы заметили предупредительную надпись в инструкции, но такого обычно не встретишь в инструкции. В подавляющем большинстве АКБ гаджетов стоит умная плата, схема которой следит за уровнем заряда, уровнем тока и температурой. Если замкнуть АКБ — сработает защита, если заряжать АКБ целую ночь, и даже день — система проследит, чтобы при полном заряде в 100% зарядка прекратилась. Если же при зарядке температура будет превышать нормы по каким-либо причинам, умная система тоже может приостановить заряд, и, возможно, появится надпись на экране гаджета об превышении температуры, и о том, что надо охладить устройство.
Если погрызть аккумулятор, он еще немного прослужит без подзарядки.
Это веселое заблуждение заставляет экспериментаторов грызть аккумуляторы, не подозревая о том, что старая «дедовская» схема не сработает с современными аккумуляторами, которые сделаны совсем по другой технологии, мало того, эти экспериментаторы рискуют таким образом повредить аккумулятор в последствии чего АКБ может резко воспламениться или даже взорваться.
На сколько лет хватает аккумулятора в телефоне, планшете или другом устройстве?
Как показывает практика, на таких телефонах как iPhone , аккумулятора хватает на два года, и спустя этого времени, после начала продаж новых смартфонов, клиенты все чаще обращаются в сервис для замены АКБ, с жалобами, что аккумулятор стал быстро разряжаться и заряжаться. Это свидетельствует, что аккумулятор потерял емкость, и исправить это может только его замена. Предположительно, аккумулятор от айфона в среднем рассчитан на 1000 циклов перезарядок.
Можно ли безопасно заряжать телефон, планшет и др. в машине/автомобиле?
Первые позывы задуматься об безопасности были еще когда появлялись первые автомобильные зарядки, на такие телефоны как Nokia. Тогда были случаи, что продавец продал АЗУ (автомобильное зарядное устройство), и, спустя несколько дней, клиент пришел жаловаться, что эта зарядка спалила/поломала телефон. На самом деле, даже самые оригинальное АЗУ не застрахованы на все сто процентов от импульса, который идет при запуске двигателя с ключа машины. Именно в этот момент идет скачек напряжения, и именно тогда ваш телефон должен быть отключен от зарядного устройства. Запомните это, и советуйте избегать зарядки телефона при старте машины с ключа всем своим знакомым. Часто такой импульс выводит из строя телефон или планшет до такой поломки как сгоревший контроллер питания, или еще хуже, сгоревший процессор, где, не каждый мастер справится с таким ремонтом, а в некоторых моделях это отремонтировать даже не реально.
Какой заряд должен быть в АКБ чтобы гаджет запустился?
Для запуска любого устройства (телефон, планшет, плеер ит.д.), напряжение на аккумуляторной батареи доолжно составлять не ниже 3,6 Вольт, это для тех гаджетов, у которых АКБ с максимальным зарядом показывает 4,2 Вольта. Да, есть исключения у некоторых устройств. Допустим, как показывает практика, наушники могут работать с намного меньшим зарядом, а есть и телефоны и планшеты, у которых при запуске потребление составляет более одного ампера, тогда гаджет будет пытаться запуститься, но «просадка» напряжения, за счет большого потребления, может быть такой, что аппарат будет сразу же выключаться.
Поэтому, лучше заряжать с запасом, для включения — от 3,7 Вольт и выше.
Сколько стоит поменять батарею на телефоне, планшете, ноутбуке?
Стоимость замены аккумулятора зависит от нескольких факторов:
- Сложность замены — быстро вынимаемые АКБ заменить на много дешевле, нежели встроеннные, где прийдется заплатить мастеру за все его риски при разборке устройства.
- Качество и производитель — существуют специализирующиеся на аккумуляторах фирмы, которые выпускают большой ассортимент качественных АКБ и дают гарантию до одного года, к таким можно отнести популярную в России Craftmann.
- Срок гарантии — на обычные китайские АКБ дают гарантию в две недели, на брендовые — до одного года. Если мастерская дает гарантию от одного месяца и более — она берет риски на себя, обычно это компенсируется двойной стоимостью на замену АКБ.
- Емкость АКБ — чем больше ёмкость АКБ, тем она крупнее и дороже. Все просто — больше объем аккумуляторной банки вмещает больше химии и дольше заряжается и дольше разряжается. Допустим на телефоны АКБ стоит дешевле нежели на планшетные компьютеры.
Берегите свое устройство, и держите его заряд не ниже 10 %.
Аккумуляторная батарея является важным элементом мобильного устройства, так как снабжает его электрической энергией. Замена аккумулятора — ответственный шаг и не надо пренебрегать важностью этого события.
1.
Первым, что необходимо сделать – это убедиться в том, что Ваш аккумулятор действительно неисправен (поверьте, что быстро разряжаться аппарат может не только из-за аккумулятора). Для этого отнесите аккумулятор в сервисный центр, для того чтобы там, на специальном оборудовании смогли проверить основные технические параметры аккумулятора. Основным параметром АКБ является емкость и внутреннее сопротивление. Если емкость аккумулятора меньше 70% от номинальной емкости либо внутреннее сопротивление больше 400 млОм, то аккумулятор необходимо заменить. Если в сервисном центре нет такого специального прибора, то можно исключить неисправность телефона, проверив его потребляемую мощность, в разных режимах подключив телефон к лабораторному блоку питания который наверняка есть в любом сервисном центре.
2.
После того, как Вы убедились в неисправности Вашего аккумулятора, настало время выбрать подходящий именно для Вашего устройства аккумулятор. Вот тут и начинается самое интересное.
В настоящее время на рынке появилось большое количество китайских подделок, которые сложно отличить от оригинальных батареек. Важно подчеркнуть, что большинство малоизвестных производителей снижают номинальную емкость батареек. Давайте сравним номинальную емкость представленных на рынке не оригинальных аккумуляторов. Для сравнения возьмем наиболее распространенные виды аккумуляторов: BP-5X, BP-5M, BL-5F и BST-33.
| МОДЕЛЬ АККУМУЛЯТОРА | COPY | ORIGINAL | |
|---|---|---|---|
| 850 mAh | 900 mAh | 1000 mAh | |
| BL-5F | 650 mAh | 950 mAh | 1000 mAh |
| BP-5M | 600 mAh | 900 mAh | 900 mAh |
| BL-5X | 500 mAh | 600 mAh | 700 mAh |
От чего зависит время работы аккумуляторной батареи:
1. от емкости аккумуляторной батареи
2. от продолжительности разговоров по телефону
3. от параметров сети оператора
4. от температуры окружающей среды
Мобильные аккумуляторы — курс молодого бойца
Статистика гласит, что современный мужчина за год бреется в среднем от 150 до 200 раз. Угадайте, что с такой же периодичностью делают и мужчины, и женщины?
Нет, не то, что вы подумали – они подзаряжают мобильный телефон!
Примерно раз в два-три дня мы идем «кормить мобильник», а вот уже что и как они едят – отдельный разговор. Теоретически мобильный телефон может питаться и от обычной батареи, но с современными аппетитами телефонов могут спорить разве что фотоаппараты, поэтому для телефона необходима аккумуляторная батарея. В переводе с латыни слово «аккумулятор» означает ни что иное, как «собиратель». Благодаря возможности превращать электрическую энергию в химическую реакцию, а затем обратно – «химию» превращать в электроэнергию, мы и получаем на выходе такой элемент питания, как аккумулятор. Пресловутая химическая реакция ничем не примечательна — была бы возможность зарядить один электрод положительно, а другой отрицательно. Цель данной статьи – не реферат по физике, а попытка рассказать об аккумуляторах так, что бы любой прочитавший не подвергался сомнениям, домыслам и прочим страхам при приобретении и эксплуатации этих источников питания.
Для мобильных телефонов (и других портативных устройств) исторически использовали четыре типа аккумуляторов в зависимости от применяемых в них тандемах из двух химических элементов: никель-кадмиевые (NiCd & NiCad), никель-металлогидридные (NiMH, по ошибке их называют никель-магниевые), литий-ионные (LiIon), литий-полимерные (LiPol). Для обычного пользователя достаточно знать две основные технические характеристики батарей: емкость и количество циклов перезарядки. Емкость аккумулятора – это то количество энергии, которой обладает полностью заряженный аккумулятор. Измеряется в ампер-час (Ah), то есть то время, при котором проработает аккумулятор при силе тока в 1 Ампер. В мобильных устройствах работают токи гораздо меньшей силы, с приставкой «мили» и, соответственно, емкость принято указывать в милиампер-часах (mAh). Если говорить совсем уже простыми словами, то емкость аккумулятора можно сравнить с емкостью бензобака в машине. Если бензобак вмещает 10л горючего, то мопед смог бы проехать без дозаправки где-то порядка 200 км, а грузовик… ну, в лучшем случае, 30-50 км. С тем же самым успехом можно приводить примеры и относительно мобильных телефонов. Емкость аккумулятора обычно не соответствует номинальной (указанной) емкости, а колеблется в пределах 80-110%. Так, например, емкость в 700 mAh фактически может иметь как 560, так и 770 mAh. Выводы достаточно просты. Дешевый аппарат на уровне «позвонить и отправить СМС» на таком объеме может продержаться неделю без подзарядки, а «монстр» с двумя SIM картами и 4-х дюймовым экраном, с постоянно включенным Wi-Fi и Bluetooth – сутки. Помните анекдот, где абонент жаловался оператору, что он уже привык к тому, что они воруют у него заряд батареи? В принципе, абонент прав. Не только технические характеристики могут повлиять на количество времени без подзарядки. Качество покрытия сети тоже играет немаловажную роль. Попав на местность, где очень слабый сигнал от станции, телефон начинает усиленно «привязываться» к сигналу и, соответственно, поглощать больше энергии. Совсем крайний случай наступает в поездке с включенным Интернет-соединением и проигрыванием музыки (ну чем себя еще развлечь в пути?) – постоянный поиск базовых станций, подсветка экрана и работа с наушниками «приговорит» ваш аккумулятор к весьма непродолжительной работе. Характерной «болезнью» аккумуляторов является саморазряд. Саморазряд — вещь перманентная для всех типов батарей, и охарактеризовать ее можно количеством потерянного заряда в процентах. Известно, что в первые сутки после заряда батарея теряет количество энергии быстрее всего, и чуть медленнее — в оставшиеся время, поэтому в сравнительных анализах указывают саморазряд за сутки и за месяц. Вызвано это окислительно-восстановительными процессами, протекающими самопроизвольно, но на них напрямую влияет температура окружающей среды и при температуре в 100°С саморазряд вполне может увеличиться в два раза. Это, конечно, не причина хранить телефон в морозилке. Эффект не настолько сильный, что бы существенно повлиять на продолжительность работы батареи. Несмотря на то, что родоначальниками производства батарей были европейцы, первенство в мировом производстве держат Япония, Китай и Южная Корея. За годы производства каждый из видов аккумуляторов успел показать, что он может. И первым был кадмий. Никель-кадмиевые батареи, конечно, не состоят только из никеля и кадмия. Анодом здесь служит гидрат закиси никеля, а катодом – гидрат закиси кадмия, но в батарее присутствует и литий, и графит. Для батареи такого типа характерно то, что ее приходится долго заряжать, а разряжается она быстро. Из-за того, что в таких батареях очень низкое внутреннее сопротивление, она не нагревается даже при зарядке большим током. Зато когда зарядится, то нагреется достаточно чувствительно, что бы зарядное устройство уловило это и отключило процесс зарядки. Очень веский аргумент, особенно в те времена, когда об электронных контролерах зарядки даже не слышали. Пусть и принято ругать такие батареи за неудобство в эксплуатации, но кое-какие преимущества у них все-таки есть. Например, они слабочувствительны к коротким замыканиям (плюс для любителей утопить телефон), взрыво-пожаробезопасны и не так быстро портятся при перезарядке. Такие аккумуляторы лучше перезарядить, чем недозарядить. Основной минус, помимо чувствительных габаритов, так называемый «эффект памяти». «Эффект памяти» проявляется в потере емкости аккумулятора во время его эксплуатации. Происходит это оттого, что не разряженный полностью аккумулятор запоминает свое предыдущее состояние, и остаток неиспользованной энергии больше вам не отдает.
Самое интересное, что пользователь «убивает» батарею своими руками под диктовку телефона. В электрохимической системе аккумулятора появляется еще один электрический слой — с уменьшением напряжения в 0,1В. Контролер напряжения в телефоне понимает это как разрядку и сообщает, что батарея, на его взгляд, плохая. Ведь фактически энергоемкость остается прежней и, возможно, в другом телефоне (кардинально другом) батарея обрела бы новую жизнь. Но телефон упорно доказывает, что нужно еще и еще раз зарядить, таким образом, добавляет все новые «проблемные слои». Ni-Cd необходимо полностью разряжать. Можно гарантированно потерять 50% емкости, а в худшем случае останется только 30% от номинальной емкости. Несмотря на такой «Ой!», Ni-Cad-аккумулятор — большой труженик, он держит напряжение батареи «до последнего» и только когда энергия будет полностью исчерпана, напряжение упадет. Хотя этот эффект вам бы пригодился, в основном, при использовании кассетных музыкальных плееров и в фонариках. В температурном режиме такие аккумуляторы могут работать в диапазоне температур от -15 до +40°С, даже заряжаться могут при отрицательной температуре. Стоят недорого и выдерживают 1000 циклов перезарядки. Такой вот – неприхотливый суровый работяга, у которого есть потомок — Ni-MH. Тот факт, что Ni-Cd маленьким и емким не бывает, и чтобы не допустить габаритов аккумулятора размерами с сам телефон, пришлось искать ему замену. Еще один факт о токсичности самих батарей подстегнул исследователей и ученых к более плодотворной работе по поиску и разработке замены. Так на свет появился никель-металлогидридный аккумулятор. Конструктивно вместо кадмия применили серию из сплавов металлов, которые могут поглощать водород. Тот же самый гидрооксид никеля во время зарядки превращается в оксигидрид, отдавая водород сплавам отрицательного электрода. Сплав специально подбирался таким образом, что бы при реакции соблюдался тепловой баланс. Не получилось. Металлогидридные батареи греются, хоть белье на них суши. Аккумулятор получился емкий и компактный, почти без эффекта памяти. Сначала, даже, думали, что эффекта нет как такового, но ошибались. Честно говоря, потомок Ni-Cd получился дефектным: цикл перезарядки уменьшился до 500 раз, заряжался он дольше, а вот саморазрядка происходила в полтора два раза быстрее, чем у «прародителя». Зато с появлением Ni-MH мы получили такое понятие как «раскачка» аккумулятора. Для того, что бы заряд и емкость набрали полную силу, такой аккумулятор необходимо было несколько раз (2-5) разрядить и зарядить «от А до Я».
Несмотря на семейство никелевых батарей, в наше время преобладают аккумуляторы на основе лития (Li-Ion и Li-Pol). С литием все понятно – это наиболее химически активный металл. Один килограмм лития способен хранить 3860 ампер-часов (для сравнения цинк – 260 Ач). Собственно говоря, вся проблема по созданию литиевых аккумуляторов и заключалась в том, что литий слишком активен. Температура плавления составляет 180°С и при химических реакциях, характерных при окислениях, такой аккумулятор взрывается с весьма печальными последствиями. Так, в Японии взорвавшаяся батарея в мобильном телефоне обожгла несколько человек. Поэтому неустойчивый металлический литий внедрили в графитовую оболочку или применяли оболочки из других металлов. Так же как и в свое время, Нобель додумался закоксовать нитроглицерин, тем самым, создав динамит. То есть в Li-Ion-аккумуляторах в качестве преобразователя энергии используется не взаимодействие двух металлов (как в Ni-Cd, Ni-MH батареях), а ионы лития «завернутые» в безопасную оболочку графита или литийкобальтоксид. В таких батареях нет эффекта памяти, они очень энергоемкие и легкие, саморазряд составляет всего 2-5% от первоначального заряда, быстро заряжаются (1000 mAh за 4 часа), диапазон рабочих температур от -25 до + 60°С – все хорошо… Но, как всегда, своя «ложка дегтя» и здесь найдется. Для обеспечения безопасности и долговечности, каждый пакет аккумуляторов должен быть оборудован электрической схемой управления, чтобы ограничить пиковое напряжение каждого элемента во время заряда и предотвратить понижение напряжения элемента при разряде ниже допустимого уровня. Простыми словами это можно отобразить так. Велосипед это транспортное средство, самолет истребитель тоже транспортное средство, только вот для управления вторым нужно иметь высокий уровень образования, навыков и ответственности. Каждый такой «летчик» «вшит» в мобильное устройство, что не делает его дешевле, но без него никак. Мы сравнивали Ni-Cd пакеты с работягой, а Ni-MH с его дефектным потомком. Li-Ion можно сравнить с пилотом военной авиации. Есть и у него «потомок» — Li-Pol аккумулятор. Суть литий-полимерного аккумулятора заключается в том, что катод отделили от анода композитным материалом – полимерной перегородкой. В результате аккумулятор, при тех же объемах, не только добавил 22% емкости (корпус теперь не нужен), но и смог приобретать замысловатые формы. В целом же характеристики остались прежними. Уход за любым аккумулятором достаточно прост: не перегревать, не переохлаждать и использовать сертифицированные зарядные устройства. И вообще читайте инструкцию по эксплуатации – она полезна для здоровья. Любая компания-производитель мобильных устройств старается сделать зарядное устройство максимально соответствующим данному типу аккумулятора. Много времени проводится на испытания всех режимов зарядки батарей, на проверку качества компонентов, из которых сделано зарядное устройство. В общем, старается как может, и оригинальное зарядное устройство стоит именно своих денег, потому что там используются качественные электронные компоненты и был применен квалифицированный труд. Тем не менее, на рынке огромное количество зарядных устройств неизвестных производителей собранных «на коленке» из мусора. Помните о том, что когда вставляете дешевый неликвид в розетку с напряжением в 220 В вы не рискуете недозаряженной батареей, вы не рискуете испорченным устройством. Вы рискуете сжечь свой дом, сгореть сами, потерять близких вам людей.
