Как работает батарея в Вашем смартфоне
При выборе нового смартфона весомым доводом в пользу конкретного устройства становится емкость аккумулятора. Расскажем, как разобраться в типах, сохранить целостность батарей для бесперебойной доставки энергии в мобильную технику.
Li-ion на службе смартфонов
Самый распространенный тип батарей – литий-ионные. Они работают во всей мобильной технике: геймпадах, планшетах, ноутбуках, смартфонах. Энергоносители успешно справляются с бесперебойным восполнением заряда.
Среди пользователей распространено убеждение, что после покупки телефон следует разрядить и поставить на зарядку для 100% восстановления энергии. Гаджеты на банках Li-ion не требуют лишних манипуляций.
Эффект памяти актуален для никелево-металлогидридных, железоникелевых батарей. Особенности производства, характеристики материалов действительно предполагают такие действия. Новым литий-ионные банкам не нужна полная разрядка и зарядка.
Принцип работы
Аккумулятор – банк энергии, в котором работают управляемые химические процессы. В каждой модели происходит обмен электронов между атомами. В результате движения частиц выделяется энергия, питающая телефон.
В качестве аналогии приведем песочные часы. Представьте, что вместо песка внутри работают отрицательно заряженные электроны, положительно заряженные протоны и нейтрально заряженные нейтроны. В одном условном сосуде часов сконцентрированы «минусы», в другом – «плюсы». Частицы с разными зарядами притягиваются, стремятся достигнуть равновесия, их перемещение генерирует электрический ток.
В простых батарейках процесс необратим. Нейтральное равновесное состояние останавливает выработку электрического тока. Аккумулятор – перезаряжаемая батарея. «Плюсы» и «минусы» заново разделяются по разным колбам песочных часов. Генерирование энергии начинается заново.
С технической точки зрения принцип действия выглядит так:
- В батарее Li-ion есть пара электродов. Первый – положительно заряженный катод с оксидом кобальта. Второй – отрицательно заряженный анод – графит с атомами лития.
- Оксид кобальта стремится притянуть атомы лития, но этому препятствует жидкий электролит, переносящий положительный заряд.
- К одноименным контактам системной платы банк подключают «плюсом» и «минусом». Электроны лития избавляются от ловушки и направляются к кобальту.
- Литий, потерявший электрон, становится ионом с положительным зарядом. Он проходит через электролит, встраивается в оксид кобальта. Электрический ток обеспечивает работу мобильного устройства.
Перспективы литий-ионных батарей
Ожидается, что инновационный подход к производству батарей повысит емкость без увеличения размера. В перспективе они будут менее опасны, снизится риск возгорания, на восстановление заряда будет уходить минута времени. Модели с подобными свойствами делают в рамках экспериментальных технологий, до массового выпуска обновленных серий далеко.
Кобальт и альтернативы
Литий-ионные аккумуляторы делят по типам. В мобильной технике чаще применяют банки на базе графита и кобальта, но производители готовятся к ряду перемен. Виной всему – колебания мирового рынка.
Лидером по разведанным запасам металла является Конго. По разным оценкам в стране сконцентрировано 60% от всего объема полезного ископаемого. Менее богатые залежи обнаружены на Филиппинах, Кубе, в Австралии. Часть месторождений есть в России, Франции, Канаде, Китае, США.
Мировые источники не бесконечны и быстро истощаются с учетом развивающегося рынка электромобилей. Китай, выступая лидером по переработке кобальта, понял ценность ресурса и предпринял попытку установить контроль над мировыми поставками.
Ситуация на рынке привела к росту цен. По последним данным, металл вдвое дороже никеля, в 15 раз превышает цену алюминия, в 1000 раз – марганца. Однако у нас остаются альтернативные варианты.
Производители выпускают 6 видов батарей, различных по материалу катода:
- Кобальтовые.
- Марганцево-оксидные.
- Никель-марганец-кобальт оксидные.
- Никель-кобальт-алюминий-оксидные.
- Железо-фосфатные.
- Титанат-оксидные.
Новые батареи встречаются в крупной автомобильной технике. Литий-титановые ставят на электробусы, литий-никель-марганец-кобальт-оксидные – на электрокары. Речи о широком распространении нет, производители не анонсируют установку обновленных моделей на мобильные устройства.
Причины взрыва аккумуляторов
Мы выяснили, что большая часть мобильных гаджетов работает на аккумуляторах Li-ion. В сети широко распространены слухи об опасности технологии, периодических взрывах батарей. Горящие устройства стали одной из фобий владельцев смартфонов и прочей мобильной техники.
Батарея кобальтового типа может воспламениться. В 95% случаев причина в неправильной эксплуатации или браке при производстве. Внимательно выбирайте продавца, покупайте телефон в проверенных, аккредитованных производителем местах.
Осматривайте банк при покупке. На нем не должно быть сколов, вмятин, изменений формы, следов падений. Производственный брак быстро проявляется после начала эксплуатации в виде вздувшегося корпуса.
Намеренное или случайное повреждение
В 95% случаях ситуацию провоцирует физическое повреждение устройства. При падении и другом грубом воздействии возникает короткое замыкание между катодом и анодом. Они могут вступить в контакт, соприкоснуться, запустить цепочку необратимых реакций, итогом которой станет возгорание.
Нагрев
Другая причина – перегрев, вызывающий серию мини-коротких замыканий. Напряжение, поступающее в аккумулятор при зарядке, поддерживает химическую реакцию. Определенная зона становится чрезмерно горячей, компоненты батареи нагревают электролит. Корпус трескается, при контакте с воздухом возникают возгорание и взрыв.
Идентичная ситуация может произойти при использовании неоригинального зарядного устройства, если пользователь подключает телефон к розетке в помещении с высокой температурой, оставляет гаджет под прямыми лучами солнца. Рекомендуем учитывать нормы эксплуатации и брать штатные зарядники.
Старение
Опасный аккумулятор – старый аккумулятор. Однако пользователи обычно успевают обновить телефон до того, как он становится таковым. Рекомендуем учитывать срок эксплуатации банка.
Возгорания, мини-взрывы – случай редкий. Корпус батареи чаще деформируется и вздувается. Не пытайтесь повлиять на поврежденное устройство, не обесточив прочие компоненты, – смартфон может воспламениться. При первых признаках изменения формы девайса несите телефон, ноутбук, планшет в сервис.
Мощность батареи и риск воспламенения
Некоторые пользователи уверены, что вероятность перегрева обусловлена повышенной мощностью. В профессиональной среде доказательств этой версии нет. В наше время неизвестно, как ускоренная зарядка влияет на свойства, скорость износа аккумуляторных батарей. Учитывая средний срок использования девайса (2-3 года) пользователи не замечают деградацию. Большинство либо покупают новый телефон, либо выбирают более доступное решение и меняют банк.
Заряжаем смартфон правильно
Примите во внимание советы для долгой, безопасной эксплуатации.
Заряжайте мобильное устройство на 20-80% емкости батареи
Правильная зарядка с опорой на емкость обеспечит все условия для долговечности и безопасности. Прогрессивные модели смартфонов, ноутбуков имеют готовые заводские настройки и восполняют заряд до 80%. Когда девайс не активен, уровень энергии доходит до 100% на низкой скорости. Помните, частичное восполнение заряда – лучший способ продлить жизнь аккумулятора.
Не бойтесь оставлять телефон на зарядке на ночь
Умный гаджет спокойно переживет ночное восполнение энергии. Производители предусмотрели защиту от нештатных ситуаций. В адаптерах питания, смартфонах установлены контроллеры. Хитрое устройство не даст взять больше питания, чем необходимо.
Правило работает в случае эксплуатации сертифицированных, фирменных адаптеров. Низкокачественные блоки не содержат контроллеров. Дешевая кустарная модель повысит опасность случайного возгорания.
Советуем отказаться от зарядки на ночь устаревших, недорогих гаджетов. В таких смартфонах тепло выделяется даже после полного восстановления энергии. Это провоцирует перегрев, вредит, вызывает усиленный износ банка.
Пользуйтесь телефоном во время зарядки для «легких» задач
Прямых ограничений по эксплуатации смартфона на зарядке нет. Но профи рекомендуют отказаться от запуска тяжелых программ, игр, фильмов, – они существенно повышают температуру внутренних компонентов.
Естественный нагрев батареи может вызвать общий перегрев при неудачном стечении обстоятельств. Не стоит класть телефон на жарком солнце. Это причина быстрой деградации аккумулятора. Однако при сохранении целостности корпуса риск возгорания остается минимальным.
Беспроводная зарядка не вредит
Системы беспроводной зарядки идентичны по характеристикам проводным. Применение сертифицированных моделей не несет рисков. Беспроводная технология восполнения энергии такая же безопасная, но отнимет немного больше времени для восстановления заряда.
Следите за сроком эксплуатации
Последние серии банков рассчитаны на 500 полных циклов зарядки. Не экономьте, меняйте аккумулятор на новый. Емкость старой модели упадет до 80% и будет снижаться с течением эксплуатации.
Вред быстрой зарядки
Заметим, что батарее вредит режим ускоренной подзарядки, если пользователь злоупотребляет технологией и подключает телефон чуть ли не каждый час. Основной источник износа – чрезмерно частые подзарядки. Умеренный подход к технологии быстрого заряда не принесет вреда.
Постарайтесь избегать ударов, деформаций, повреждений банка. Не занимайтесь самостоятельной разборкой. Литий очень активен, легко воспламеняется на воздухе и может загореться в руках. Увидев вздутие, быструю потерю заряда, посетите профи сервисного центра.
- Комментарии