Аккумуляторы

04 января 2017, 15:00

Аккумуляторы

Иногда мне начинает казаться, что аккумуляторные батареи это инопланетная технология, Мы умеет ее воспроизводить и пользоваться, но как она работает понятия не имеем. Я пользуюсь аккумуляторами в мобильных устройства уже больше десяти лет и за все это время слышал и читал много крайне противоречивой информации и теорий. Речь конечно идет от литий-ионных (Li-Ion) и литий-полимерных (Li-Pol) аккумуляторах. По началу литий-ионные по сравнению с никель-металгидридными (Ni-Mh) были чудом и все кричали, что наконец-то появились аккумуляторы «без памяти», которые можно заряжать как угодно часто и долго. В принципе все верно, но не совсем. Но давайте традиционно не будем углубляться в историю и технические подробности и поговорим об аккумуляторах с точки зрения потребителя. Сразу оговоримся, что менять аккумулятор нужно не реже, чем раз в 2-3 года чтобы «держал» заряд долго.

Начнем с покупки. Первое что нас должно интересовать это дата производства. Чем аккумулятор свежее, тем лучше. Чтобы ответить, почему нужно разобраться с эффектом «старения». Внутри батареи происходят не только физические, но и химические процессы. Поэтому не зависимо от того, пользуетесь вы аккумулятором или нет,  химические процессы идут без остановки. Но их можно затормозить – идеальные условия для хранения Li-ion аккумулятора это заряд на 30-40% от его максимальной емкости и температура 20-25 градусов по Цельсию. 

 

Таким образом, если вам необходимо хранить в домашних условиях аккумулятор Li-ion, то нужно зарядить его не больше чем на половину и положить в боковую дверцу холодильника. И проверять заряд раз 3-6 месяцев. С завода аккумуляторы также идут заряженными на 30-40%. поэтому сразу после покупки его можно вставить в мобильное устройство и сразу начинать пользоваться без необходимости заряжать.

И так факты по «старению», а точнее деградации аккумуляторов:

- За два года в среднем (почти без разницы используете вы его или нет) аккумулятор потеряет от 10 до 40% емкости. Совсем средняя деградация составит 30%.

- При глубоком разряде (когда телефон выключился сам по достижению 0% показателя заряда) процессы деградации возрастают во много раз. Если вы не поставили его на зарядку в течение хотя бы 2-3 дней, то можно идти покупать новый.

- При крайне низких (ниже 0) и крайне высоких (более +40) температурах каждый цикл заряда безвозвратно уменьшает емкость аккумулятора на несколько процентов. Заряжайте аккумулятор при комнатной температуре, предварительно дав прогреться телефону до этой же комнатной температуры.

Теперь поговорим о зарядке. Тут правил много, но основные такие:

- заряжать нужно комплектным зарядным устройством не старше 3-4 лет и комплектным зарядным кабелем. Почему мы расскажем в статье про зарядные устройства.

- старайтесь заряжать телефон, когда он разряжен на 10-15% или раньше.

- не держите телефон подключенным долгое время после полной зарядки, либо заряжайте его в выключенном состоянии.

- сначала включайте зарядное устройство в розетку, а потом уже телефон к зарядке. Снимать наоборот – сначала телефон от зарядного устройства, потом зарядку из розетки.

- периодически осматривайте разъемы и штекера зарядного устройства и телефона на предмет грязи, пыли и окислов. Можно аккуратно почистить контакты сухой зубной щеткой без фанатизма или аккуратно поводить по контактам деревянной сухой зубочисткой.

- раз в полгода-год можно провести 2-3 цикла полного разряда-заряда аккумулятора. Желательно это делать весной-осенью, когда температура в среднем 20 градусов. Нужно полностью разрядить телефон до 0-5%, выключить его, полностью зарядить до 100%, не снимая с зарядки включить и подержать на зарядке еще полчаса, снять с зарядки и выключить и заряжать еще минут 15-20 выключенным. И так 2-3 раза. Это называется «потренировать» аккумулятор, но на самом деле вы «тренируете» контроллер заряда телефона.

Также емкость аккумулятора снижается и от количества циклов заряда-разряда. В среднем за 600-800 циклов (раз) зарядки емкость понизится на 20-30%. Это не много, но в сумме с эффектом старения и температурными режимами вам придется менять аккумулятор уже через 2-3 года, а может быть и раньше.

Контроллер заряда. Самый неоднозначный, но необходимый компонент Li-ion аккумулятора. В современный телефонах их может минимум три. Два из них аппаратные и один виртуальный.

Первый аппаратный это контроллер встроенный в аккумулятор. Его может не быть, если производитель решил пожертвовать вами и вашим телефоном в угоду емкости и быстрой зарядки. Этот контроллер отвечает за:

- переразряд и перезаряд, то есть отсекает подачу питания при достижении максимального напряжения 4,2-4,3 Вольта и при разряде ниже 3,7-3,6 Вольта.

- также служит предохранителем на случай короткого замыкания в цепи питания и заряда и отсекает питание, если оно вышло за пределы нормы. Или предохранителем в случае глубокого разряда, когда напряжение аккумулятора падает ниже 3,6В и наступает стремительная деградация не позволяет подавать на него внешнее питание. 

- иногда может отслеживать температуру банки и отсекать подачу питания на или с аккумулятора, во избежание перегрева и взрыва.

- также иногда имеет счетчик циклов заряда-разряда и по достижению критического значения прерывает подачу питания.

Второй аппаратный контроллер заряда установлен в самом телефоне (их может быть даже два на материнской плате) и он управляет как подачей питания на аккумулятор для заряда, так и подачей питания на материнскую плату с аккумулятора. По мимо этого он регулирует напряжение, ток и другие параметры питания.

Третий контроллер питания, который мы названии «виртуальным» это часть программного обеспечения операционной системы. Он отвечает за то, чтобы перевести показания аккумулятора в проценты и информировать вас о количестве оставшейся для работы энергии. Делает он это приблизительно путем не сложных математических вычислений и выглядит это примерно так: напряжение на аккумуляторе 4,2В значит он заряжен на 100%, а если напряжение 3,6В то полностью разряжен 0%. Также эта программа ведет журнал и примерно может предположить на сколько Вам хватит энергии при включении того или иного компонента. Никогда не замечали, что после включения например, WiFi заряд начинает резко падать, а после его выключения проценты оставшегося заряда увеличиваются? Или в истории батареи на новых версиях андроид в графике есть всплески даже если Вы не подключали зарядное устройство? Вот это и есть работа этой программы – ведь она не может опрашивать аккумулятор постоянно или часто – это тоже расходует энергию, поэтому программа делает предположение и уточняет данные после опроса. Еще она запоминает значения полного разряда и заряда и их время. Поэтому иногда бывает такая ситуация, что на холоде или жарким летом телефон разрядился быстро несколько раз подряд и потом это виртуальный контроллер выключает телефон, даже если в аккумуляторе еще достаточно заряда на несколько минут или даже десятков минут. Именно из-за этого часто на последнем 1% заряда телефон может проработать даже несколько часов, пока не отключится по команде аппаратного контроллера в самом аккумуляторе. Но тогда вы потеряете все свои данные и чтобы этого не произошло чаще всего выключает телефон именно виртуальный контроллер операционной системы. Для этого и рекомендуется «тренировать» аккумулятор, чтобы в журнале прописались правильные параметры емкости аккумулятора и тоже самое нужно делать при замене аккумулятора на новый, а лучше всего сделать полный сброс телефона, чтобы накопленные данные обнулились, но это не всегда удобно, ведь настраивать и восстанавливать данные долго и не все знают, как это делать правильно. 

Это конечно все хорошо и правильно, но реальная жизнь редко совместима с теорией, поэтому просто пользуйтесь аккумулятором как вам будет удобно (разве что соблюдайте правило по зарядке комплектным зарядным устройством и кабелем и правильно их подключайте), а в остальном все равно через 2-3 года емкость батареи упадет и хоть он и будет еще «живым», но вас перестанет устраивать продолжительность работы телефона и вы все равно поменяете аккумулятор на новый. А старый можно положить в боковую стенку холодильника зарядив на 30-40% и держать как резервный на случай, например, дальней поездки. Хуже конечно тем, у кого аккумулятор несъемный, тогда старый лучше просто утилизировать.

Случаев самовозгорания смартфонов Моторола зафиксировано не было, в отличиe от Айфонов и Самсунгов. Но несколько фотографий для устрашения мы все же приведем.