Напряжение батареи смартфона – Mobile-review.com

Надо разряжать до нуля? Мифы о батарее вашего смартфона

Принцип работы литий-ионных батарей основан на движении ионов лития между положительно и отрицательно заряженными электродами через электролит. Хотелось бы, чтобы этот процесс длился вечно, но все в этом мире подвержено старению, а в случае с аккумуляторами — деградации. Если человеческая жизнь измеряется годами и десятилетиями, то к оценке долголетия батарей больше подходит понятие количества циклов зарядки/разрядки. Как продлить жизнь аккумулятору своего смартфона и что такое «сладкая зона»? Объясняем.

У цикла зарядки/разрядки нет четко очерченных границ, глубина зарядки и разрядки может варьироваться, а число циклов может сокращаться или увеличиваться в зависимости от интенсивности использования и условий, в которых работает батарея. Поэтому ставить штамп годности на такие устройства — дело неблагодарное. Находчивый юзер всегда отыщет способ убить аккумулятор раньше срока.

С момента выпуска корпорацией Sony первой литий-ионной батареи прошло почти три десятилетия. И если процессоры за это время каждые два года по закону Мура наращивали свою мощность, удваивая число транзисторов, то аккумуляторы каждый год прирастали емкостью примерно на 8%. Благо стоимость их производства сокращалась примерно в такой же динамике. Сегодня литий-ионные батареи соответствуют большинству ожиданий рынка массовых устройств, пускай потребители и жалуются на низкую емкость и необходимость частой зарядки. Поверьте, это пока лучшее, что есть у нас для мобильной техники.

А вот советы о том, как с этим «лучшим» нужно обращаться.

Оставлять ли смартфон на зарядку на ночь?

Да. (Однако в долгосрочной перспективе эффект от долгих ночных зарядок может быть негативным.) Зарядившись за пару часов на 100%, батарея прекращает накапливать электричество, а затем контроллер питания дозировано подает энергию в аккумулятор, удерживая его заряд на уровне 100%. Если, конечно, это необходимо. Современные смартфоны сами по ночам неохотно выбираются в сеть, если их об этом правильно попросить. Так что спит не только хозяин, но и батарея. А за ее сохранностью следит контроллер питания, который поймет, что не стоит накачивать аккумулятор током, когда тот уже сыт.

Следует только помнить, что заряжающийся телефон лучше держать подальше от постели. Если ночью он окажется под подушкой, то перегрев не пойдет ему на пользу. Высокая температура может спровоцировать паразитные реакции, приводящие к деградации батареи. Да и вспомните эти страшилки из сети, когда хозяева посреди ночи просыпались из-за возгорания смартфона. Этому могут быть разные причины, так что даже если вы уверены в целостности своего аккумулятора, лучше перестраховаться.

Надо ли разряжать батарею до нуля и заряжать до 100%?

Не стоит. Большинство мобильных девайсов отключаются, когда уровень заряда достигает 3 вольт на ячейку. Или примерно 5% от оставшейся фактической емкости аккумулятора, пускай в системе это будет уже 0%. Производители выбирают этот порог для того, чтобы оставить заряд на обслуживание контроллеров, снизить нагрузку на батарею, а также на случай, если телефон не будет тут же подключен к з/у. Чтобы был запас на случай пассивной саморазрядки. Данный процесс может занять месяцы до тех пор, пока напряжение не снизится до 2,5 вольта на ячейку. После этого защитный контур разомкнется, и аккумулятор начнет выходить из строя.

В индустриальных устройствах этот порог остаточного заряда может быть выше, так как там стоит задача продлить срок службы инструмента. Их батареи могут работать в так называемой сладкой зоне (от 30 до 80% фактической емкости), так как это обеспечивает наиболее продолжительный срок службы. На потребительском рынке смартфонов такое не внедряют, ведь перед нами в первую очередь стоит вопрос комфорта. Стоит ли думать о «сладких зонах», если большинство людей меняют свои телефоны каждые 3—5 лет?

Советы разряжать телефон до нуля остались с тех пор, когда в массовом обиходе были никель-кадмиевые и никель-металлогидридные батареи. Они обладают так называемым эффектом памяти — потерей емкости в том случае, если аккумулятор не был разряжен полностью, а новый цикл зарядки уже стартовал. Литий-ионные батареи такого эффекта не испытывают, их можно подзаряжать в любой момент. Просто определитесь для себя со «сладкой зоной» и комфортом.

Почему литий-ионные батареи со временем все равно умирают?

Определить, сколько точно проживет батарея, довольно сложно. Но одно можно сказать точно — в конце концов она деградирует. Почему так происходит? Это связано с необратимым процессом миграции ионов лития, которые и отвечают за перенос электрического заряда между электродами.

Когда графит (анод) вступает во взаимодействие с литием и электролитом, на его поверхности появляется пленка из продуктов реакции, которую называют твердой электролитной интерфазой (solid electrolyte interphase, SEI). Состоящая из оксида и карбоната лития пленка со временем утолщается и образует барьер, который мешает ионам лития взаимодействовать с графитовым анодом и электролитом. К тому же в процессе разрядки этот литий, который пошел на создание барьера, не возвращается к катоду. А это значит, что аккумулятор постепенно теряет свою эффективность.

В свою очередь в области катода (из-за повышенного напряжения и температуры) во время зарядки происходит окисление электролита, что также негативно сказывается на батарее. Эти реакции называют паразитными, потому что они снижают емкость аккумулятора.

Ультрабыстрые зарядки вредят батарее?

Сверхбыстрые зарядки применяются только во время первой фазы заряда смартфона. Вам уже, наверное, все уши прожужжали этими 50% за 20 минут. Так вот, связано это с тем, что батареи — нелинейные устройства. Самое напряженное время для них наступает во второй половине цикла зарядки, когда прием ионов лития на электроде усложняется. Они словно дерутся за последние места на парковке у торгового центра. Во второй фазе ток заряда заметно снижается.

Эксперты напоминают, что производить быструю зарядку нужно при умеренной температуре, потому как на холоде химические реакции замедляются. В то же время перегрев при быстрой зарядке может спровоцировать приступ деградации батареи.

Современные смартфоны оборудованы контроллерами питания, которые оценивают состояние аккумулятора во время зарядки, а также снижают или останавливают ток зарядки, если батарея оказывается под чрезмерным напряжением.

Отключение Wi-Fi и Bluetooth продлевает жизнь батареи?

Второй по энергопотреблению в мобильных девайсах значится работа беспроводных интерфейсов. Особенно показательны в этом плане путешествия на поезде. Смартфон постоянно прыгает от одной базовой станции к другой, пытаясь поймать слабеющий сигнал сотовой сети.

Если в поезде есть Wi-Fi-точка, то лучше подключиться именно к ней. Таким образом можно будет сэкономить не только мобильный трафик, но и заряд батареи, так как приемнику сотовой сети не придется работать сверхурочно в постоянном поиске стабильного соединения.

Что касается Bluetooth-соединения, то тут есть нюансы. Параллельно с совершенствованием мобильных телефонов и увеличением емкости их батарей данная технология беспроводной связи становилась все менее энергозатратной. В 2009 году были приняты спецификации Bluetooth Low Energy, которые стали частью стандарта Bluetooth 4. BLE — это часть Bluetooth, нацеленная на соединение с устройствами, которые периодически обмениваются небольшим объемом данных. То есть для воспроизведения музыки в беспроводных наушниках смартфон задействует Bluetooth Classic, для соединения с фитнес-трекером — BLE. Так получается куда менее затратно по мощности. То есть ограничивание себя в беспроводных интерфейсах серьезно на автономности не скажется.

Если уж так важно продлить жизнь батареи на последних процентах, лучше отключить автоматическую регулировку яркости и выставить этот показатель на минимальный уровень. Экран — это самый главный потребитель энергии в смартфоне.

Батарею смартфона нельзя тушить водой?

Можно и нужно. Батарея не загорается спонтанно. По крайней мере, открытому пламени предшествуют перегрев, шипение или выпуклость в области аккумулятора. Что в таком случае советуют делать эксперты? Необходимо немедленно убрать от телефона легковоспламеняющиеся материалы, а еще лучше — аккуратно допинать его до негорючей поверхности. При этом простое отключение батареи от зарядки уже не остановит разрушительной реакции внутри устройства.

Но есть и хорошая новость. С небольшим литий-ионным пожаром можно справиться. В первую очередь с помощью пенного, углекислотного или порошкового огнетушителя. Но даже обычная вода поможет потушить загоревшийся смартфон, несмотря на расхожие сетевые мифы. Не забудьте только обесточить девайс.

Федеральное управление гражданской авиации США советует бортпроводникам в таких случаях использовать бутылки с водой или газировкой. В литий-ионном аккумуляторе содержится очень мало металлического лития, который может вступить в реакцию с водой, выделить горючий водород и тем самым подлить масла в огонь.

Во время горения из батареи выделяется в основном углекислый газ (CO2), немного фтороводорода, оксифторид фосфора и другие не самые полезные для вдыхания вещества. Так что при наличии дыма и газов следует проветрить помещение. При правильном использовании сбои литий-ионных аккумуляторов происходят редко.

Читайте также:

Библиотека Onliner: лучшие материалы и циклы статей

Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!

Быстрая связь с редакцией: читайте паблик-чат Onliner и пишите нам в Viber!

Перепечатка текста и фотографий Onliner без разрешения редакции запрещена. [email protected]

tech.onliner.by

Как проверить емкость аккумулятора телефона — Евгений Васильев — Хайп

Как измерить емкость батареи смартфона © news.usc.edu

Покупая телефон, особенно китайский, многим хочется узнать, насколько соответствует реальная емкость его аккумулятора заявленной. Многие также желают узнать, насколько износилась батарея их смартфона после определенного периода эксплуатации. Особенно часто такое желание возникает, если девайс начинает держать заряд ощутимо хуже, чем после покупки.

Проверить емкость аккумулятора телефона можно несколькими способами, как программными, так и аппаратными. Первые удобнее, так как требуют только установки приложения и тестирования в нем. Однако проверка аккумулятора на аппаратном уровне, с помощью специального оборудования, иногда бывает точнее.

В чем правильно измерять емкость аккумулятора

Начать стоит с определения единиц, в которых правильно измерять емкость аккумулятора. Многие считают таковыми миллиампер-часы (мАч), что не совсем верно. Измерять в мАч можно только относительную разницу в емкости между двумя батареями одного типа и напряжения.

Дело в том, что электрическая мощность вычисляется путем умножения рабочего напряжения (вольты) на силу рабочего тока (амперы). Единица измерения этой мощности – ватт. Количество энергии – это мощность, которая может быть выдана за период времени (часы). Соответственно, при ее измерении – к вольтам и амперам добавляются часы. Правильная единица измерения емкости аккумулятора – ватт-часы (Втч).

Емкость в ватт-часах – это электрическая мощность, которую аккумулятор может выдавать в течение часа. Соответственно, объем 10 Втч указывает, что при выдаче мощности 10 Вт батарея протянет ровно час, а если снизить нагрузку до 5 Вт – 2 часа, 1 Вт – 10 часов. Напряжение и сила тока сравниваемых аккумуляторов при этом не имеют значения, так как ватт-час – единица самостоятельная, абсолютная.

Измеряя емкость батареи в мАч, мы учитываем только ток (миллиамперы), но не напряжение (вольты). Если два аккумулятора, на 2000 мАч и 4000 мАч, имеют одинаковое напряжение, то второй больше первого ровно вдвое. Но если первый выдает при этом 4 вольта (литий-ионный), а второй – только 2 (свинцово-кислотный, 1 ячейка), то аккумуляторы будут одинаковыми. Ведь если умножить 2000 мАч (2 Ач) на 4 вольта – будет 8000 милливатт-часов (8 Втч), а если умножить 4000 мАч на 2 вольта – в итоге тоже будет 8000 мВтч.

Из-за того, что ампер-часы без учета напряжения в конкретный момент времени не позволяют определить количество энергии, не стоит оценивать объем аккумулятора телефона по показателям мАч, которые выдает USB-тестер.

KWS -V21

Среднее напряжение литиевой батареи смартфона составляет чуть меньше 4 вольт, и показатель мАч в характеристиках указывается для него. Зарядка телефона же обычно производится напряжением 5 вольт (от 5 до 12 при поддержке быстрой зарядки). Поэтому, если за время зарядки от 0 до 100% прибор показал 3000 мАч, а КПД зарядки около 100%, то в батарею залилось 15 Втч энергии.

С учетом понижения напряжения на батарее до 3,8 вольт, это значит, что емкость аккумулятора в единицах, используемых производителем, составляет около 3,94 Ач или 3940 мАч (15 Втч, разделенные на 3,8 вольт). Так что не спешите обвинять китайцев, будто они «не долили» миллиампер-часов, если прибор показывает меньше, чем должно быть.

Как проверить емкость аккумулятора телефона USB-тестером

Как уже говорилось выше, самый простой способ проверить емкость батареи телефона – использовать USB тестер.

USB Safety Tester J7-T

Такой прибор с одной стороны содержит штекер USB, которым вставляется в блок питания, с другой – гнездо USB, в которое смартфон подключается кабелем. Также прибор содержит экран, на которые выводятся показатели тестирования.

RD UM24C — продвинутый тестер аккумулятора смартфона © Rd Tech

Разновидностей USB-тестеров много: от простеньких за пару долларов, умеющих только показывать вольты, амперы и считать мАч – до продвинутых профессиональных в десятки раз дороже. Последние часто оснащаются цветными экранами, умеют считать ватт-часы в готовом виде, поддерживают быструю зарядку, учитывают КПД, могут синхронизироваться с ПК для построения графиков и т.д. Чтобы просто проверить емкость аккумулятора телефона – достаточно и простенького приспособления, вроде того, что на иллюстрации.

KCX-017

KCX-017 — бюджетный тестер батареи смартфона © Megadevice

Чтобы провести замеры – разрядите смартфон «в ноль». Затем подключите тестер в зарядное устройство, к тестеру подсоедините кабелем свой аппарат, и оставьте заряжаться до 100%. Когда батарея зарядится – тестер покажет, сколько энергии в нее залито.

Если прибор умеет показывать ватт-часы – это и есть количество энергии. Чтобы перевести его в мАч, разделите полученное число на напряжение 3,8 вольт, и умножьте на примерно 0,9 (так как КПД редко превышает 90%). То есть, если прибор показывает 10 ватт-часов (10 Wh), то (10/3,8)*0,9=2,37 Ач или 2370 мАч составляет объем батареи. Если заявленная в характеристиках смартфона емкость – 2500 мАч, то износ батареи около 5%.

Если USB тестер измеряет только мАч, то нужно делать поправку на разницу напряжений. Для этого сначала умножьте число мАч на 5 (вольт), а затем полученный результат (это будут милливатт-часы) разделите на 3,8 и умножьте на 0,9.

При показаниях тестера 4669 мАч емкость аккумулятора смартфона составит 4669*5=23345 мВтч, (23345/3,8)*0,9=5529 мАч. То есть, хоть прибор и указал только 4669 мАч, но емкость батареи телефона в единицах, указанных в характеристиках – около 5529 мАч.

Shopper.Life

Как измерить емкость батареи телефона программным способом

Если у вас нет тестера, измерить емкость батареи смартфона можно с помощью специальных приложений. Один из лучших вариантов такого – AccuBattery. Бесплатная версия программы обладает широкой функциональностью и умеет вычислять рабочие параметры аккумулятора. Скачать ее можно в Google Play.

Для тестирования установите программу на смартфон, а затем рязрядите его до выключения. Поставьте устройство на зарядку, включите и запустите приложение. Во вкладке «Зарядка» внизу установите проектную емкость, указанную производителем, если она отображается неправильно. Оставьте устройство заряжаться, желательно, до 100%.

Когда смартфон зарядится – вы можете перейти в программе во вкладку «Здоровье». Там отображается текущий показатель емкости, рассчитанный на основе данных, встроенных в контроллер заряда в телефоне. Программа автоматически рассчитывает степень износа аккумулятора и показывает его.

AccuBattery

Если держать AccuBattery в фоне постоянно – приложение может формировать графики износа, чтобы вы могли определять, насколько быстро деградирует батарея в вашем телефоне.

Минусом AccuBattery, как и любого аналога, является большая зависимость от точности бортовых сенсоров смартфона. Ведь расчеты ведутся на основе показателей вольтметра и амперметра, встроенных в контроллер заряда. Если эти датчики неточны, искажают информацию – то и конечные показатели будут некорректными.

Хуже всего программные методы работают (точнее, на работают) с дешевыми китайскими смартфонами из ценового диапазона около $100. Такие устройства, с целью удешевления, часто лишают полноценных датчиков. Если они и есть (а измерять напряжение и ток умеет любой контроллер батареи на плате смартфона), то доступ к данным сенсорам из операционной системы отсутствует. В таком случае измерить емкость аккумулятора телефона программой не получится.

---

Помимо тестеров и программ, есть и более точные способы измерения емкости батареи. Имеются полноценные тестеры для проведения замеров на батареях, отключенных от смартфона. Такие часто используются для тестов, например, круглых аккумуляторов форматов 18650, 14500 и тому подобных.

LiitoKala Lii-500

Проведя замеры на батарее, отключенной от смартфона, вы получите наиболее точные показатели емкости. Но так как 90% современных мобильников оснащаются несъемными аккумуляторами, использующими для подключения шлейф вместо контактной площадки (как было раньше), этот метод измерения емкости для них неприменим.

hype.ru

5 практических советов по эксплуатации литий-ионных аккумуляторов

Литий-ионные аккумуляторы не столь «привередливы», как их никель-металл-гидридные собратья, но все равно требуют определенного ухода. Придерживаясь пяти простых правил, можно не только продлить жизненный цикл литий-ионных аккумуляторных батарей, но и повысить время работы мобильных устройств без подзарядки.

Не допускайте полного разряда. У литий-ионных аккумуляторов отсутствует так называемый эффект памяти, поэтому их можно и, более того, нужно заряжать, не дожидаясь разрядки до нуля. Многие производители рассчитывают срок жизни литий-ионного аккумулятора количеством циклов полного разряда (до 0%). Для качественных аккумуляторов это 400-600 циклов. Чтобы увеличить срок службы вашего литий-ионного аккумулятора, чаще заряжаете свой телефон. Оптимально, как только показатель заряда батареи опустится ниже отметки 10-20 процентов, можете ставить телефон на зарядку. Это увеличит количество циклов разряда до 1000-1100.
Данный процесс специалисты описывают таким показателем как Глубина Разряда (Depth Of Discharge). Если ваш телефон разряжен до 20%, то Глубина Разряда составляет 80%. В нижеприведенной таблице показана зависимость количества циклов разряда литий-ионного аккумулятора от Глубины Разряда:

Разряжайте раз в 3 месяца. Полный заряд на протяжении длительного времени также же вреден для литий-ионных аккумуляторов, как и постоянная разрядка до нуля.
Из-за крайне нестабильного процесса заряда (мы часто заряжаем телефон как придется, и где получится, от USB, от розетки, от внешнего аккумулятора и тд.) специалисты рекомендуют раз в 3 месяца полностью разряжать аккумулятор и после этот заряжать до 100% и подержать на зарядке 8-12 часов. Это помогает сбросить так называемый верхний и нижний флаги заряда аккумулятора. Более подробно об этом можно прочитать здесь.

Храните частично заряженными. Оптимальным состоянием для длительного хранения литий-ионного аккумулятора является уровень заряда от 30 до 50 процентов при температуре 15°C. Если же оставить батарею полностью заряженной, со временем ее емкость существенно снизится. А вот аккумулятор, который долгое время пылился на полке разряженным до нуля, скорее всего, уже не жилец – пора отправлять его на утилизацию.
В нижеприведенной таблице показано сколько остается емкости в литий-ионном аккумуляторе в зависимости от температуры хранения и уровня заряда при хранении в течение 1 года.

Используйте оригинальное зарядное устройство. Мало кто знает, что зарядное устройство в большинстве случаев встроено непосредственно внутрь мобильных устройств, а внешний сетевой адаптер лишь понижает напряжение и выпрямляет ток бытовой электросети, то есть напрямую на батарею не воздействует. Некоторые гаджеты, например цифровые фотокамеры, лишены встроенного зарядного устройства, и поэтому их литий-ионные аккумуляторы вставляют во внешний «зарядник». Вот тут-то использование внешнего зарядного устройства сомнительного качества вместо оригинального может негативно сказаться на работоспособности батареи.

Не допускайте перегрева. Ну а злейшим врагом литий-ионных аккумуляторов является высокая температура – перегрева они напрочь не переносят. Поэтому не допускайте попадания на мобильные устройства прямых солнечных лучей, а также не оставляйте их в непосредственной близости от источников тепла, например электрообогревателей. Максимально допустимые температуры, при которых возможно использование литий-ионных аккумуляторов: от –40°C до +50°C

Также, вы можете посмотреть Часто Задаваемые Вопросы по аккумуляторам на нашем сайте.

habr.com

Топ-10 приложений для проверки батареи смартфона | Блог

Если ваш смартфон стал быстро садиться, а его батареи хватает всего на несколько часов, самое время протестировать гаджет на изношенность аккумулятора. Для этого не нужно сдавать его в техсервис. Достаточно воспользоваться любым из предложенных ниже приложений для проверки батарей.

Nova Battery Tester

С помощью этого приложения вы сможете протестировать емкость аккумулятора как на телефоне, так и на планшете. Программа содержит несколько режимов тестинга: быстрый, стандартный и долгий режим. Самые реальные показатели дает стандартное и долгое тестирование. Быстрый режим показывает результаты с ощутимой погрешностью. Полный анализ батареи на «Nova Battery Tester» занимает от 1 до 1,5 часов. 

При первом подключении утилита требует выхода в интернет для внесения данных о токе потребления вашего устройства и других характеристик, скачиваемых приложением из собственной онлайн-базы.

Программа бесплатна, русифицирована, имеет простой и понятный интерфейс. В ней нет ничего лишнего, она не виснет и отлично справляется с поставленной перед нею задачей.

Совместимость: Android.

Battery HD Pro

Это приложение не только оценивает состояние аккумулятора, но и имеет массу других связанных функций. Оно показывает, как много времени у вас осталось для телефонных разговоров, просмотра видео и выхода в интернет до того, как в батарее закончится питание. Все эти данные программа анализирует в режиме реального времени, исходя из уровня зарядки аккумулятора.

Возможности утилиты:

• калибровка, тесты;
• оценка состояния батареи, ее нагрева, напряжения;
• индикаторы остатка времени до конца заряда в активном и спящем режиме.

Продолжительности калибровки в «Battery HD Pro» – 1–1,5 часа. Интерфейс – русский/английский. Достоинства приложения – точность, много пользовательских настроек, абсолютно бесплатный функционал. Платная версия утилиты отличается от бесплатной только отсутствием рекламы. В остальном они идентичны.

Совместимость: Android, iOS.

Battery Life

Программа для измерения максимальной емкости аккумулятора тестирует систему и производит просчеты в процентном соотношении от 0 до 100. Утилита предоставляет подробный отчет о состоянии батареи:

• уровень заряда;
• температура;
• емкость;
• количество циклов.

Приложение также показывает уровень потребления энергии различными гаджетами, играми и прочими программами, установленными на телефон. В нем есть несколько предустановленных режимов для экономии заряда и ряд функций, позволяющих корректировать настройки для увеличения времени работы аккумулятора. Достоинства «Battery Life» – точность измерений, минимальная нагрузка на систему, быстрая подзарядка.

Совместимость: Android, iOS.

AccuBattery

Программа измеряет емкость батареи, показывает ее загрузку и данные об использовании, позволяет оптимизировать энергорасход и продлевает срок службы аккумулятора.

Дополнительный функционал:

• информация об оставшемся времени работы батареи в спящем и активном режиме;
• данные о величине расходования ресурсов приложениями;
• оповещения о заряде;
• расчет уровня износа в процессе каждой зарядки.

Вся информация в «AccuBattery» обрабатывается в режиме реального времени. В расчетах учитывается активность экрана – включен он или выключен. С помощью этого приложения вы сможете использовать режим энергоэкономии, отслеживать программы, которые «пожирают» энергию гаджета и получать детализированную статистику. Достоинства программы – отсутствие рекламы, много функционала, простой и понятный интерфейс.

Совместимость: Android.

 

Power Battery

Это не просто приложение, а целый комплекс по диагностике и уходу за батареей. Здесь есть все: набор тестов для оценки и улучшения производительности элементов питания, встроенные режимы экономии и служба очистки памяти.

Возможности программы:

• точное определение оставшегося времени работы аккумулятора;
• оценка затрат питания приложениями, установленными на телефоне;
• возможность удаления ненужных программ и мусора, влияющего на расход питания батареи;
• функционал по оптимизации памяти, улучшющий скорость устройства;
• индефикатор аппаратного и программного обеспечения;
• счетчики оставшегося времени на звонки, игры, прослушивание аудио и видео контента;
• оценка состояния аккумулятора: его износ, температура, емкость, напряжение;
• возможность создания энергосберегающего режима с учетом личных предпочтений пользователя.

Многие функции в «Power Battery» могут использоваться в автоматическом режиме. При их активизации приложение самостоятельно отключает энергозатратные программы, переводит телефон в режим экономии и очищает память от ненужного мусора. У программы есть свое собственное сообщество, где общаются ее пользователи. Она обладает большим функционалом и предоставляет его абсолютно бесплатно.

Совместимость: Android.

Battery Alarm

Хорошее приложение со стандартным набором тестов, настроек и дополнительным пользовательским функционалом. С помощью этой программы вы сможете оценивать состояние батареи в режиме реального времени, оптимизировать ее работу и расход электроэнергии.

Функционал приложения:

• базовая информация: состояние, температура и напряжение батареи;
• контроль за временем зарядки – предупредительный сигнал по завершении и автовыключение;
• энергосберегающие настройки;
• продуманный режим уведомлений.

«Battery Alarm» не дает нагрузку на систему, работает даже в спящем режиме, имеет небольшой размер и очень простую графику. Достоинства – нет рекламы. Недостатки – англоязычный интерфейс.

Совместимость: Android, iOS.

GSam Battery Monitor

Приложение отображает подробную информацию о состоянии аккумулятора и его работоспособности, позволяет управлять энергоресурсами телефона и увеличивает его время работы за счет отключения ненужных программ. В «GSam Battery» есть множество информационных виджетов:

• % оставшегося заряда;
• время полного расхода батареи в активном и пассивном режиме;
• температура и напряжение аккумулятора;
• статистические данные о расходовании энергоресурсов за предыдущие дни.

Эта программа дает точный подсчет и вычисляет даже скрытые приложения, увеличивающие расход батареи в несколько раз. Плюсы – эффективно выполняет свои задачи. Минусы – потребляет много электроэнергии.

Совместимость: Android.

Это приложение достаточно точно оценивает состояние аккумулятора, его емкость и нагрев, анализирует статистику разряда/заряда в режиме реального времени и отображает информацию в виде графиков.

Особенности виджета:

• низкий расход энергии;
• простая графика;
• непрерывный мониторинг;
• гибкие настройки.

Приложение позволяет осуществлять калибровку батареи как в ручном, так и в автоматическом режиме. Основной набор функций программы предоставляется бесплатно, но есть и платные улучшения.

Совместимость: Android.

Battery Doctor

Утилита оценивает ресурс батареи и продлевает ее жизнеспособность. Она увеличивает время заряда аккумулятора, оценивает источники и объем расходования энергоресурсов.

Что может приложение:

• дает точную оценку оставшегося времени использования гаджета по текущему уровню заряда;
• предоставляет возможность отслеживать программы с большим расходом энергии;
• дает советы по экономии питания;
• контролирует процесс подзарядки.

Программа самостоятельно выключает приложения с большим расходом энергии, улучшает срок службы батареи и ускоряет работу устройства. Особенности утилиты – русский язык, удобный интерфейс, точность вычислений.

Совместимость: Android, iOS.

Ampere

Отличительные особенности «Ampere» – это отсутствие лишнего функционала и простой интерфейс. Приложение показывает подробную информацию о состоянии батареи, оценивает уровень ее заряда, температуру и напряжение.

Также утилита анализирует скорость подзарядки и отображает время до ее окончания. Благодаря такому функционалу программу можно использовать не только для тестирования батареи, но и для оценки качества зарядных устройств – чем выше скорость, тем лучше оборудование.

Совместимость: Android.

 

 

club.dns-shop.ru

Несложный способ восстановления работоспособности Li-Ion аккумуляторов от портативных устройств

Привет всем юзерам хабра, сегодня я буду рассказывать про то, как я довольно таки простым методом, восстанавливаю нерабочие Li-Ion аккумуляторы от портативных устройств до того как обзавёлся таким замечательным устройством как Imax B6. Таким методом я восстановил работоспособность уже, наверное, трем десяткам аккумуляторов от разных гаджетов, от фотоаппаратов до MP3 плееров, но я замечу, только восстановил работоспособность, емкость таким образом вернуть не получится, да и лично я не встречал способов вернуть емкость для такого типа аккумуляторов. К слову, емкость, которая останется в аккумуляторе, очень сильно зависит от того сколько аккумулятор пробыл в такой «клинической смерти».

Скажу сразу, данный метод не претендует на что-то из разряда «Вау, это что-то новенькое» но, тем не менее, не все про него знают. Суть данного метода чтобы «толкнуть» аккумулятор.

Вот видео всего процесса:

(информация что ниже будет дублировать информацию, предоставленную в видео)

Для того чтобы попробовать вернуть в жизнь аккумулятору нам понадобиться:

— Блок питания который выдаёт постоянное напряжение от 5 до 12 Вольт;
— Резистор номиналом от 330 до 1000 Ом, рассчитан на мощность 0.5 Вт, а хорошо бы и по мощнее;
— Вольтметр для того чтобы контролировать напряжение (по желанию).

Как правило, большинство блоков питания от Wi-Fi роутеров, свичей и модемов идут с разъемом 2.5 мм, например такой как на фото:

Почти всегда центральный контакт разъема имеет плюс, а боковой минус, и еще, как правило, полярность изображают на самом корпусе блока питания:

Как видно на фото мой блок выдаёт постоянное напряжение 12 В об этом свидетельствует значок посредине между 12V и 2.0A.
Ток блока питания должен быть выше 0.1 А.

Отключаем блок питания от сети чтобы уберечься от короткого замыкания которое может вывести из строя блок, подключаем так, как показано на рисунке, а именно, плюс 12 В к одному концу резистора, а второй конец резистора к плюсу аккумулятора (как правило у аккумулятора указанная полярность, если нету, то нужно как-то узнать где плюс а где минус), минус блока питания подсоединяем к минусу нерабочего аккумулятора.

Смотрим на напряжение если есть такая возможность, оно должно начать потихоньку расти, как только поднимется до 3.3 В то заряжаем уже посредством самого устройства от которого аккумулятор, после этого обязательно нужно следить за температурой аккумулятора на протяжении всего процесса заряда, пробовать рукой не начинает ли он греется, если аккумулятор начнёт быть более чем тёплым или горячим, немедленно вынимаем аккумулятор из устройства, он восстановлению уже не подлежит.

Если же нету возможности смотреть за напряжением, то делаем такую зарядку минуту или две, и вставляем в наше устройство чтобы посмотреть принимает ли оно аккумулятор или нет.

Давайте рассчитаем ток зарядки аккумулятора по Закону Ома (I = U / R) для случая с 12 В блоком питания:

12 В / 330 Ом = 0,036 А(36мА), то есть ток заряда будет 36 мА или же если взять резистор на 1 КилоОм тогда будет 12 В / 1000 Ом = 0,012А (12 мА).

То есть, при 12 В напряжении источника питания, зарядный ток будет составлять 36 мА, это если использовать резистор на 330 Ом, а если резистор взять резистор на 1 КОм, то ток зарядки будет составлять 12 мА.

Для случая с 5-ти вольтовым блоком питания (как правило, это зарядки для смартфонов):

5 В / 330 Ом = 0,015 А(15 мА), то есть ток заряда будет 15 мА или же если взять резистор на 1 КОм тогда будет 12 В / 1000 Ом = 0,005А (5 мА).

Как видим в этом случае ток зарядки, а соответственно и скорость роста напряжения на аккумуляторе будет ниже, по этому для случая с 5 В блоком питания можно взять резистор от 100 Ом, 5 В / 100 Ом = 0,050 А(50мА).

Не советую злоупотреблять токами зарядки(50 мА более чем достаточно для «толчка» аккумулятора) и завышением напряжения выше 4.2 В, в сети есть достаточно видео с возгоранием литиевых аккумуляторов, например вот:

Так что весь процесс восстановления работоспособности аккумулятора должен, проводится только под наблюдением. Нам главное только вывести аккумулятор из того состояния при котором контроллер, что внутри батареи, отключает аккумулятор от нагрузки.

Почему это работает?

Дело в том, что в аккумуляторах от многих портативных устройств есть контроллер, который следит за напряжением на аккумуляторе, если аккумулятор не использовать или же он долго полежит в разряженном состоянии, то контроллер как бы отключает рубильник, который соединяет аккумулятор от контактных площадок к которым подключается устройство.

Делается это то ли для защиты устройства то ли для того чтобы потребитель через некоторое время покупал новую продукцию.

Все мои публикации.

PS Есть ещё один способ которым я давно пользовался, вместо резистора взять компьютерный вентилятор 80х80 мм, правда минимальное напряжение в таком случае будет от 8 В ну а максимальное 16 В, но способ с резистором более проще, да и не у каждого есть вентилятор.

PPS Как говорят люди в комментариях, риск возгорания восстановленного аккумулятора повышается, особенно в момент первой зарядки, ещё раз акцентирую внимание на этом, следите за температурой на аккумуляторе при первой зарядке.

PPPS Не рекомендую восстанавливать очень старые аккумуляторы, которые пролежали в мёртвом состоянии больше чем пол года, так как у них риск возгорания будет ещё выше.

habr.com

Что нужно знать о зарядке смартфонов

Мне периодически задают всякие вопросы, касающиеся зарядки смартфонов. Например, «Почему мой айфон заряжается три часа, а One Plus 5, который у мужа, - буквально за час?», «Почему от другого адаптера тот же One Plus 5 заряжается аж четыре часа?», «Почему от порта моего ноутбука смартфон заряжается аж шесть часов, а от порта ноутбука мужа — чуть больше трех часов?», «Есть ли какой-нибудь универсальный адаптер, который заряжал бы все смартфоны одинаково быстро?», «Как вообще узнать, подходит моему смартфону какой-то адаптер или нет?», «С помощью какого адаптера можно быстро зарядить смартфон в машине?» — и так далее.

Ну, вот и давайте разберемся.

Продолжительное время смартфоны заряжались при одном и том же значении напряжения — при 5 вольтах. Максимальная сила тока, от которой также зависит скорость зарядки, была 1 ампер.

Емкость аккумуляторов определяется в миллиампер-часах (мА·ч).

Если адаптер питания выдает честные 5В/1А, то аккумулятор с емкостью в 2000 мА·ч от такого адаптера теоретически должен был заряжаться примерно в течение двух часов (по 1000 мА·ч в час), но на практике ему потребуется часа три - потому что до 50% аккумулятор заряжается на максимальных значениях мощности, а потом полный ток уже не берется, так что оставшиеся 50% процентов он будет заряжаться часа два.

Обычный USB-порт компьютера (USB 2.0) выдает 5 В, но не больше 0,5 А. То есть от него аккумулятор с емкостью в 2000 мА·ч будет заряжаться порядка 5-6 часов.

Однако порты USB 3.0 (они синего цвета) при напряжении 5 В могут выдавать до 0,9 А: от такого порта смартфон может заряжаться почти в два раза быстрее, то есть примерно за три часа.

Как посмотреть, какой ток получает ваш смартфон при использовании того или иного вида зарядки? Для этого существуют специальные устройства, однако это все можно выяснить и с помощью самого смартфона. Для каждого смартфона производитель делает так называемое инженерное меню, которое вызывается строго определенным образом после перезагрузки, — там выдается большое количество самых разнообразных параметров.

Впрочем, есть способы заметно проще: например, программа Ampere (или аналогичная, их немало), которая есть под Android (под iOS раньше была, теперь не обнаруживается, но там есть аналоги). Устанавливаете ее, запускаете — и проверяете, какой ток получает ваш смартфон. Если вы используете адаптер, а ток порядка 0,5 А - значит, что-то не то или с адаптером, или с проводом. (Замечу, что эти программы не всегда корректно определяют ток заряда, но пользоваться ими все-таки можно.)

Например, вот на этом телефоне программа показывает, что смартфон получает 1,8 А (то есть 1800 миллиампер).

В любом случае имеет смысл проверить, какой ток получает ваш смартфон при заряде, даже если вы используете приложенный к смартфону адаптер. (Особенно в случае дешевых китайских телефонов.) И уж обязательно нужно проверять всякие другие адаптеры, которые вы решите использовать, а то в случае всякой дешевки иногда бывает, что там не только нет 1 А, но и даже до 0,5 А адаптер не дотягивает, так что смартфон будет заряжаться очень долго.

Также определенное влияние на скорость зарядки может оказывать используемый кабель. Чем дешевле и чем более низкокачественный кабель, который вы используете, тем ниже ток зарядки, да и напряжение тоже. И бывает так, что адаптер выдает свой честный 1 А, а из-за кабеля на смартфон приходит, например, 0,3 А и напряжение 3,5 В. Поэтому и в этом случае надо тестировать разные кабели и проверять ток зарядки на телефоне.

Для нормальных брендовых смартфонов — Samsung, Sony, HTC, Huawei, Lenovo, ZTE, Xiaomi — обычно можно рассчитывать на комплектные кабели: эти производители барахло в коробку не положат. А с какими-нибудь дешевыми смартфонами малоизвестных производителей все может быть, так что обязательно надо проверять.

Я использую кабели проверенных производителей — RoyalFlag, Fonken (вот, кстати, Fonken на Ali), также беру обычно комплекты разных размеров: чем длиннее кабель, тем больше потерь при зарядке, поэтому если адаптер расположен недалеко от смартфона, то лучше использовать кабель покороче. Но помните, что лучше более длинный кабель от известного производителя, чем короткий от черт знает кого.

Что у нас происходит с айфонами? Айфонам технологии быстрых зарядок до сих пор неизвестны, современные айфоны могут заряжаться при 5В/2А, однако Apple в комплект кладет только одноамперный адаптер, так что время зарядки айфона от своего зарядника — примерно три с половиной часа. Если же для айфона использовать адаптер от айпэда, который выдает 2 А, то айфон будет заряжаться в два раза быстрее. Или же придется отдельно покупать адаптер, который выдает 2 А, — Apple его, как обычно, продает довольно задорого. Это Apple, дети, это Apple.

С андроидными телефонами все заметно интереснее. Для них уже несколько лет как придумали различные технологии быстрой зарядки. Однако с этими технологиями есть определенный разброд и шатание, потому что нет единого стандарта быстрой зарядки, который бы поддерживали все производители. Попытки создания единого стандарта производятся, но одни производители их поддерживают, другие - нет. Кроме того, топовые производители создают свои технологии быстрой зарядки, которые поддерживаются только их устройствами и их адаптерами (иногда еще и только их проводами).

Давайте разберемся, что это такое и как работает. Ну и ответим на вопрос, верны ли слухи о том, что быстрая зарядка заметно быстрее убивает аккумулятор смартфона.

Казалось бы, раз чем больше ток, тем быстрее зарядка — давайте же повышать ток! Но ток до бесконечности повышать не получится - это будет плохо влиять на батарею. Также там есть ограничения порта смартфона.

Считается, что максимальный безопасный ток зарядки аккумулятора связан с его емкостью. Для аккумулятора в 3600 мА·ч максимальная сила тока — 3,6 А (ну, на самом деле допускается слегка побольше — до 5 А). Для аккумулятора в 2200 мА·ч максимальная сила тока — 2,2 А (до 3 А).

Важный фактор, влияющий на скорость заряда, — это выдаваемая адаптером мощность, измеряемая в ваттах. А мощность, как известно из школьного курса физики, — это произведение напряжения на ток. То есть если нам нельзя повышать силу тока, то можно повысить напряжение — мощность будет больше, смартфон будет заряжаться быстрее. (При этом контроллер зарядки стал значительно более сложным.)

Ну и в результате были разработаны технологии, где при зарядке заметно повышались напряжение и, соответственно, мощность.

И если первоначально смартфоны заряжались от мощности в 5 ватт (напряжение 5 В, сила тока 1 А), то теперь они могут получать 15, 20, 25 и даже 55 Вт. Соответственно, адаптер при этом может выдавать 5, 9, 12 и 20 вольт с соответствующим максимально возможным уровнем тока.

Кроме того, режимы быстрой зарядки стали очень интеллектуальными. Если батарея пустая, то примерно до уровня в 50% заряда адаптер выдает максимально возможную мощность и смартфон заряжается очень и очень быстро. При этом адаптер, поддерживающий быструю зарядку, постоянно получает от контроллера зарядки информацию о параметрах процесса и о температуре, которую нежелательно заметно повышать, и в соответствии с этим регулирует свои параметры. Ну и по мере повышения уровня мощность снижается — то есть снижаются напряжение и ток. (Именно поэтому производители часто любят приводить скорость зарядки аккумулятора до 50-70%.)

Такой сложный подход призван смягчить нагрузку на аккумулятор и добиться того, что даже при использовании технологии быстрой зарядки аккумулятор прожил достаточно долго.

Например, компания Meizu, разработавшая технологию Super mCharge, где смартфон получает мощность аж 55 Вт (аккумулятор в 3000 мА·ч заряжается всего за 20 минут — это просто фантастика), утверждает, что даже при постоянном использовании такой зарядки емкость аккумулятора упадет не более чем на 20% за 800 циклов. Что такое 800 циклов? Это больше двух лет работы при ежедневной зарядке.

Но давайте уже о стандартах быстрой зарядки. Эти стандарты разрабатывают как производители чипсетов, так и производители смартфонов.

Один из самых распространенных стандартов — это технология Quick Charge от производителя чипсетов Qualcom. Она сейчас уже имеет третью версию.

Первая версия Quick Charge 1.0 — до 10 Вт (5В/2А).

Quick Charge 2.0 — до 18 Вт (5 В, 9 В, 12 В — соответственно 2 A, 2 A, 1,67 A).

Ну и нынешний Quick Charge 3.0 до 18 Вт (от 20 В до 3,6 В, от 4,6 А до 2,5 А).

И там поддерживается эта умная технология обмена информацией с аккумулятором и, соответственно, подстраивания адаптера под наиболее быстрый, но безопасный режим зарядки.

Готовится Quick Charge 4 и 4+ — там уже заявлено до 28 Вт.

Что это означает для покупателей смартфонов? Определенные производители смартфонов поддерживают технологию Quick Charge и в характеристиках пишут, какую именно. Например, Samsung Galaxy S8 поддерживает Quick Charge 2.0 (ожидалось, что будет поддерживать 3.0 - нет, только 2.0). Samsung при этом заряжается на 9В/1,6А, за час с нуля доходит до 75-80%, а полную зарядку его аккумулятор с 3000 мА·ч получает всего за один час тридцать семь минут — это довольно быстро.

Родной адаптер Samsung выдает такие параметры, но если вы будете использовать адаптер известного производителя, который (в смысле, адаптер) также поддерживает Quick Charge 2.0 — никакой разницы с родным адаптером не будет, Samsung будет заряжаться также быстро.

Более того, если вы хотите и в автомобиле получить такую же быструю зарядку, то вам просто нужно приобрести автомобильный адаптер, поддерживающий Quick Charge 2.0.

Вот у меня Samsung от автомобильного адаптера потребляет аж 12 Вт!

Так что если вам важны скорость зарядки и универсальность (возможность использовать разные адаптеры), то имеет смысл искать смартфон с поддержкой технологии Quick Charge.

Компания Mediatek, выпускающая чипсеты, стоящие во многих смартфонах (особенно бюджетных), также разработала свою технологию. Она называется Pump Express, и там уже тоже есть третье поколение. Интересная особенность Pump Express 3.0 - прямая зарядка аккумулятора смартфона через порт USB-C, минуя встроенный контроллер (на самом деле у Quick Charge 3.0 используется что-то похожее). И они обещают зарядку аккумулятора современного смартфона до 70% всего за 20 минут.

Но при этом производители смартфонов не очень любят поддерживать технологии разработчиков чипсетов (по многим причинам, в которые сейчас вдаваться не будем), и они разрабатывают собственные технологии, которые требуют использования их фирменного адаптера и в некоторых случаях — их фирменных проводов.

У Samsung это Adaptive Fast Charging, которая поддерживается начиная с серий Galaxy S6 и Note 4. Там 15 Вт при напряжении 9 В — за полчаса аккумулятор в 3000 мА·ч заряжается до 50%.

У Huawei — Super Charge, где выдается до 22,5 Вт при 5 В и 5 А. Тот же Huawei Mate 10 Pro до 75% заряжается за 45 минут. Но автомобильный адаптер для таких же скоростей придется использовать их фирменный или же заряжать обычным — там будет мощность 10 Вт (5В/2А).

У OnePlus — Dash Charge (до 25 Вт, при этом требуется использовать фирменный адаптер и фирменный провод).

У Meizu — технология Super mCharge, которая выдает невероятную мощность в 55 Вт. И тут тоже, конечно, строго нужно использовать фирменный адаптер и фирменный провод.

Теперь вопрос: что будет, если заряжать не поддерживающие стандарт Quick Charge смартфоны от адаптеров (в том числе автомобильных), поддерживающих этот стандарт? Да ничего плохого не будет, просто смартфоны от таких адаптеров будут заряжаться на 5В/2А (в некоторых случаях — на 3 А), так что скорость зарядки все равно будет достаточно быстрая: аккумуляторы в 3000 мА·ч будут заряжаться где-то за полтора-два часа.

Ну и последний вопрос: какие именно адаптеры покупать, чтобы было удобно, надежно, быстро и безопасно? Ответ простой: проверенных производителей и не брать всякую дешевку.

Один из самых известных производителей, адаптеры которого хвалят практически все ИТ-журналисты и тестировщики, - сингапурская компания Aukey. Я сам использую практически только их адаптеры. Вот их официальный сайт, вот их магазин на Aliexpress. Рекомендую у них взять что-то вроде модельки PA-T14 — два порта Quick Charge 2.0 и один порт Quick Charge 3.0. Я таких несколько штук и купил: два использую дома, один — для разъездов. Если мало портов — у них есть и пятипортовик, да и вообще что угодно.

Также я взял их же автомобильный адаптер с поддержкой Quick Charge 3.0 — на фото выше он Samsung Galaxy S8+ заряжает с мощностью в 12 Вт, так что все четко. (Galaxy S8+ поддерживает только Quick Charge 2.0, но там обратная совместимость, а адаптер с QC 3.0 я взял просто на будущее.)

Также хвалят адаптеры CRDC (я не очень понял, чем они отличаются от Aukey, — выглядят одинаково), адаптеры Fonken (я пару брал потестировать — пока очень доволен), Anker, UGreen, ну и еще минимум с десяток наименований похожего качества и уровня цен.

Еще раз повторю, тут главное — брать проверенных производителей, а не какие-то непонятно чьи адаптеры из серии «зато дешево». Не надо экономить на адаптерах зарядки, тем более что разница по цене фирменных адаптеров со всякими «нонеймами» - достаточно небольшая.

Да, еще хотел показать табличку, сделанную специалистами компании Anandtech. Они вживую протестировали скорость зарядки различных смартфонов на их фирменных зарядках и проводах. Получилась вот такая табличка. Кстати, тут не учитывалась емкость аккумуляторов, а она очень разная, поэтому iPhone SE со своим крохотульным аккумулятором на 1624 мА·ч выбился на третье место. Но вообще айфоны с большими экранами со скоростью зарядки - на последних местах. При этом не сказать, что у них батарея живет дольше, чем у конкурентов. Скорее наоборот: я айфонам супруги три раза аккумуляторы менял.

Ну, вроде все, что хотел, изложил. Если будут вопросы — задавайте в комментариях.

P. S. Наверняка будут спрашивать, что за устройство, с помощью которого я измеряю реальные напряжение и ток, которые подаются на смартфон. Таких устройств вообще немало выпускают, я покупал несколько дешевых — все очень кривые и часто просто не работают. Посмотрел, что используют тестировщики, — в результате купил дорогое, но реально классное и надежное устройство Power-Z KM001 (на Ali оно стоит аж €60, однако я до этого купил три разных плохо работающих устройства по €20 - лучше бы сразу данное купил). Оно, кроме всего прочего, умеет измерять полный профиль зарядки (как изменяются параметры в зависимости от набранной емкости), и эти данные с устройства можно снимать с помощью специального приложения. Обычным пользователям эта штука, конечно, не нужна, хватит программы на смартфоне и банального замера скорости заряда по времени. Это только для тех, кто любит четко знать, что происходит.

www.exler.ru

почему он стареет? — android.mobile-review.com

2 марта 2018

Константин Иванов

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

По материалам androidcentral.com

Каждый из нас замечал, как велика разница между тем, как держит заряд новенький смартфон и как – аппарат, проживший год или больше. И если ваше устройство служит вам уже довольно долго, оно может не жить от одной зарядки и полного дня. Почему так происходит?

Аккумулятор: как это работает?

Никакой магии здесь нет, только электричество. Для того, чтобы понять, почему теперь вам чаще требуется заряжать смартфон, вначале надо в самых общих чертах разобраться, как вообще работает аккумулятор.

Электричество, как и любая энергия – это не то, что можно просто взять и создать. То, что мы называем «производить электричество», это всего лишь перевод одного вида энергии в другой. В аккумуляторе используется химическая реакция, чтобы создать электрический заряд, который со временем может быть измерен. Для создания этого заряда могут использоваться различные материалы, и они дадут различный результат. В наших смартфонах используются аккумуляторы на основе лития, поскольку они производят достаточно энергии при приемлемой стоимости.

Внутри аккумулятора смартфона вы найдете три важных для нашего разговора компонента. Это отрицательный электрод (называется анодом и обычно делается из графита), положительный электрод (называется катодом и сделан из сплава лития и других металлов) и раствор электролита. Реакция, которая происходит с участием этих трех компонентов, проста в своей основе и позволяет использовать их для накопления энергии. Когда вы заряжаете электроды (в процессе использования зарядного устройства), ионы лития получают положительный заряд и притягиваются к отрицательно заряженному электроду. Когда вы снимаете смартфон с заряда, эти ионы лития начинают терять свой положительный заряд и перестают притягиваться к отрицательно заряженному электроду. Чем дольше вы тратите энергию заряженной батареи, тем больше увеличивается количество ионов лития, которые лишены заряда. Так происходит до момента, когда заряженных ионов не остается в количестве, достаточном для того, чтобы аккумулятор выдавал хоть какую-то энергию, и тогда он оказывается разряженным. Затем мы снова ставим смартфон на зарядку, и цикл повторяется.

«Цикл» здесь является очень важным понятием. Аккумуляторы создаются для того, чтобы сохранять энергию, и измерить срок их службы в единицах времени очень сложно. Например, у вас батарея прослужит два года, а у кого-то – всего полгода, потому что она будет по-разному использоваться. Так что мы можем только предполагать, сколько проживет аккумулятор, а срок этот будет измеряться в циклах заряда. Обычный аккумулятор в смартфоне разработан так, чтобы выдержать около 500 – 600 циклов (цикл определяется как заряд полностью разряженного аккумулятора до 100% и затем разряд его до нуля). Заряд наполовину рязряженного аккумулятора, а потом разряд его до 50% — это неполный цикл, вот почему вам рекомендуют заряжать смартфон до того, как он разрядится в ноль, а также не советуют пытаться одурачить систему таким образом и отодвинуть наступление того самого, 500-го цикла. Конечно, это так не работает, поскольку ваш аккумулятор не ведет подсчет циклов заряда. Пять сотен – это приблизительная оценка.

Однако срок службы может измеряться в циклах, принимая во внимание то, что происходит, когда вы заряжаете батарею, и то, как это влияет на последующие циклы заряда, количество энергии, которое аккумулятор может накопить, и возможное напряжение.

Заклятые враги – окисление и энергоэффективность

Электромобили – уже реальность, а аккумуляторы, которые в них используются, безумно дороги. Поэтому проводилось множество исследований на тему того, почему литий-ионные батареи деградируют со временем. Результаты применимы и к менее дорогим (но все же недешевым!) батареям наших смартфонов. И виной всему химические изменения, которые происходят во время зарядки.

Итак, мы знаем, что при заряде аккумулятора ионы лития получают положительный заряд и притягиваются к отрицательному электроду. По мере того, как притягивается все больше и больше заряженных ионов, увеличивается разность потенциала между положительным и отрицательным электродом, известная как напряжение. Когда она достигает определенного значения, аккумулятор считается полностью заряженным. Когда аккумулятор разряжается, происходит противоположный процесс: разность потенциала уменьшается, пока не достигнет нуля, поскольку на отрицательном электроде больше не остается положительно заряженных ионов. Но это не означает, что отрицательный электрод остается таким же, каким был до начала процесса.

Электроды окисляются. Точно так же вода и воздух заставляют железо ржаветь. Литий, графит и соли электролита заставляют электрод окисляться. Когда каждый положительно заряженный ион отделяется от анода, он оставляет после себя микроскопический слой частиц, который химически соединен с графитовым анодом. Это частички, состоящие из атомов оксида лития и карбоната лития, ни у одного из этих веществ нет таких же химических или электрических свойств, что у графита. Этот слой мешает во время цикла заряда/разряда, меняя разность потенциала (напряжение) и количество заряженных ионов, которые способен привлечь электрод. Очевидно, изменения будут заметными. Если вы продолжите использовать аккумулятор и заряжать его, как вы обычно это делаете, наступит момент, когда он не сможет накопить достаточно энергии, чтобы включить ваш смартфон.

Различные виды сплавов лития, как и различные соли, которые используются в растворе электролита, оказывают влияние на то, насколько много таких частичек остается на электроде, но материалы, которые обеспечивают более чистый цикл, необязательно являются самыми лучшими, поскольку они не могут обеспечить достаточного накопления энергии. В смартфонах нам требуются аккумуляторы с большой емкостью и малым расходом энергии, поскольку они безопаснее, чем более мощные батареи, и стоят меньше, а нам требуется, чтобы они обеспечивали энергией наши устройства как можно дольше. В электрическом транспорте можно использовать очень емкие и очень мощные аккумуляторы, поскольку они защищены прочным корпусом, с меньшей вероятностью будут повреждены, а машине между зарядками потребуется проехать большое расстояние. Однако стоимость замены аккумулятора для автомобиля Tesla модели S – $12 000. Частично причина такой цены кроется в стоимости материалов, которые требуются для изготовления литий-никель-кобальт-алюминий-оксидного аккумулятора, в отличие от обычного литий-кобальтового аккумулятора в смартфоне, который не рассчитан на такое же количество циклов.

Напряжение имеет значение

Один из важнейших факторов, влияющих на количество циклов, которые может проработать литий-ионный аккумулятор, это его напряжение. Телефоны и автомобили – не единственная область применения литиевых батарей, в США в 2015 Департамент энергетики потратил много времени и средств, чтобы разобраться, чем связаны проблемы и как их решить – ведь в спутниках используются аккумуляторы на основе лития и солнечные элементы. И помимо конструкции аккумулятора, негативным фактором, влияющим на срок службы, оказалось номинальное напряжение заряда и номинальное напряжение самого аккумулятора.

Химический процесс, благодаря которому работает литиевый аккумулятор, приводит к деградации анода, как говорилось выше. Но если вы заряжаете аккумулятор под напряжением более 3.9 В, похожая деградация происходит и с катодом, что наполовину сокращает срок службы аккумулятора. Напряжение заряда и напряжение аккумулятора по сути являются одним и тем же, поскольку возбуждаются все компоненты батареи, а кроме того, зарядка вызывает нагревание, и чем больше напряжение заряда, тем больше будет нагрев. Нагревание, которое происходит, когда возбуждающее аккумулятор напряжение превышает 3.9 В, усиливает деградацию катода.

Другими словами, напряжение, которое требуется для современного телефона, чтобы быстро зарядить его батарею, делает проблему нерешаемой. Это видно любому, кто использует дрель на батарейках. 12 или 14-вольтовые батарейки в инструменте даже близко не живут столько же, сколько те, что используются в наших телефонах. Они имеют большее напряжение, заряжаются под большим напряжением, они намного горячее и заметно портятся всего лишь через несколько циклов. Это те же самые простые аккумуляторы на основе лития, как и в телефоне, поскольку если использовать материалы, как в батареях Tesla S, это будет слишком дорого, и долго они не прослужат. К счастью, большая часть материалов идет в переработку, и мы не тонем в батареях от электроинструмента, в которых литий стоит дороже золота.

Хорошая новость: компании, которые производят литиевые аккумуляторы, стараются улучшить ситуацию. Тот, кому удастся создать батарею, которая сможет служить заметно дольше, заработает много денег. А нам остается только заряжать наши телефоны тогда, когда они в этом нуждаются, и понимать, что нет никакого заговора производителей аккумуляторов с целью заставить нас чаще покупать новые устройства.

android.mobile-review.com

No related posts.