Какие бывают аккумуляторы в мобильной, компьютерной и бытовой технике
Содержание
Содержание
Аккумуляторы окружают нас повсеместно. Их можно встретить как в привычных каждому пользователю мобильных гаджетах, так и в сложных системах резервного электропитания. В каждой из областей используется свой тип аккумуляторной батареи, в которой ее характеристики «раскрываются» наилучшим образом. В данном материале поговорим о типах аккумуляторных элементов, областях применения и основных правилах эксплуатации.
Аккумуляторы. Общие принципы
По историческим меркам аккумулятор — довольно «молодое» изобретение, которому немногим более 160 лет. Основной принцип работы любого аккумуляторного элемента — протекание в нем обратимой электрохимической реакции, т. е. при приложении к контактам элемента постоянного напряжения, на его пластинах (электродах) накапливается электрическая энергия, при приложении нагрузки — происходит ее расходование. Причем протекает такая реакция на протяжении большого количества циклов заряда/разряда. Как правило, возможное количество перезарядок зависит от типа аккумуляторного элемента, но в среднем, современный аккумулятор способен обеспечить 300–1000 полных циклов.
Работоспособным считается аккумулятор, остаточная емкость которого составляет 70–80 % от начальной. Элементы с меньшими показателями остаточной емкости считаются непригодными для дальнейшей эксплуатации, поскольку не могут обеспечить расчетную автономность.
Какого бы типа не был аккумулятор, костяк конструкции и основной принцип действия у них остается неизменным. В каждом аккумуляторе есть два электрода (положительный и отрицательный, иначе именуемые анод и катод), погруженные в специальную среду — электролит, являющуюся прекрасным «поставщиком» ионов вследствие электролитической диссоциации.
Ион — атом или молекула, несущая на себе электрический заряд. Если ион положительно заряжен — его называют катион, если отрицательно — анион.
В зависимости от используемого материала электродов и применяемого типа электролита существуют различные вариации аккумуляторных элементов, каждый из которых имеет свои конструкционные и эксплуатационные особенности. Ниже поговорим о наиболее распространенных типах аккумуляторов, сферах их применения и особенностях эксплуатации.
Свинцовые аккумуляторы
Несмотря на преклонный возраст технологии, свинцовые аккумуляторы до сих пор успешно применяются в системах резервного питания, автомобильном транспорте, системах аккумулирования возобновляемых источников энергии (солнечная и ветряная энергетика, гидроэнергетика и т. д.).
Как видно из названия, в качестве основного материала, из которого изготавливают электроды, выступает свинец. Точнее, для производства положительных электродов — просто свинец, а для изготовления отрицательных электродов — оксид свинца. В качестве электролита, как правило, выступает раствор серной кислоты.
Существует большое количество конструкций свинцового аккумулятора, направленных на улучшение его эксплуатационных характеристик. Поскольку свинец сам по себе достаточно мягкий металл с невысокой физической прочностью, в чистом виде он слабо противостоит вибрационным нагрузкам, поэтому для использования аккумуляторов, например, в транспорте, в сплав свинца добавляют кальций, делающий структуру металла более прочной.
Для использования свинцового аккумулятора в источниках бесперебойного питания, дабы не допустить контакт пользователя с кислотой, исключить необходимость обслуживания, а также не создавать условия для взрыва водорода, выделяемого из АКБ, при ее заряде, используют свинцовые аккумуляторы определенного типа. Такими аккумуляторами являются источники питания типа AGM (Absorbent Glass Mat), в которых абсорбированным электролитом (не жидким) пропитан специальный пористый мат из стекловолокна.
Довольно часто свинцовые аккумуляторы, выполненные по технологии AGM, ошибочно называют гелевыми. На самом деле это не так. Гелевые аккумуляторы — отдельная ветвь развития свинцовых источников питания.
Аккумуляторы, электролитом в которых выступает раствор серной кислоты в желеобразном состоянии, называются гелевыми. Они рассчитаны на медленную отдачу энергии, поэтому основная область их применения — использование в инертных системах накопления и расходования электроэнергии (солнечная энергетика, питание моторов кресел для инвалидов, гольф-каров и т. д.).
Один свинцовый аккумуляторный элемент выдает напряжение порядка 2 В и способен выдать удельной энергии из расчета 30–60 Вт*ч с 1 кг массы, что в сравнении с другими типами — достаточно мало. Такие аккумуляторы имеют высокие значения саморазряда, а их глубокий разряд приводит к разрушению и осыпанию пластин электродов и безвозвратной порче аккумулятора.
Никель-кадмиевые аккумуляторы
Следующим типом аккумуляторных элементов, активно использующихся во многих сферах, являются никель-кадмиевые аккумуляторы (NiCd). Их можно встретить в детских игрушках, пультах управления, фонариках, ручном аккумуляторном электроинструменте и т. д.
Конструкция элемента не претерпела изменений, только в качестве материала для изготовления электродов используются никель и кадмий, а точнее гидраты закиси этих металлов. В качестве электролита применяют гидроксид калия. Один элемент на основе этих металлов может выдать напряжение 1,2–1,35 В, а значение удельной энергии находится в диапазоне 40–80 Вт*ч/кг.
Никель-кадмиевые аккумуляторы — одни из самых морозоустойчивых. Они работают без существенной потери своей емкости при температурах, близких к –50 ° С, к тому же, абсолютно не боятся глубокого разряда, и после цикла зарядки полностью восстанавливают свои эксплуатационные характеристики.
Хранить NiCd аккумуляторы рекомендуется полностью разряженными.
К отрицательным моментам относят их малую удельную емкость, высокий саморазряд, длительное время зарядки (восполнять энергию нужно малыми зарядными токами) и ярко выраженный «эффект памяти».
Чтобы не испортить аккумулятор, его необходимо заряжать только после полного разряда! Пренебрежение этим правилом повлечет быструю потерю емкости и выход элемента из строя.
Заряжают NiCd-элементы малыми зарядными токами, значения которых составляет порядка 10 % от емкости аккумулятора.
Никель-металлогидридные аккумуляторы
Логическим продолжением никель-кадмиевых аккумуляторов стали никель-металлогидридные (NiMH) элементы питания. В них учтены и практически устранены недостатки предшественников. Аккумуляторы при тех же массогабаритных показателях имеют большую в 2–3 раза емкость, обладают высокой надежностью, с легкостью переносят глубокий разряд и перезаряд, менее подвержены эффекту памяти.
Немаловажную роль в популяризации и широком распространении NiMH элементов сыграл тот факт, что они не содержат в своем составе кадмия, очень вредного для окружающей среды металла. Следовательно, с повестки дня снимаются вопросы правильного хранения и утилизации таких элементов.
Для производства анода используют гидрид никеля с лантаном или литием — так называемый металлогидридный электрод. В качестве катода — оксид никеля. Электролитом выступает соединение гидроксида калия.
Заряжают никель-металлогидридные аккумуляторы большими (в сравнении с NiCd-элементами) токами, величины которых составляют порядка 20–25 % от емкости аккумулятора, но очень важно контролировать температуру элемента во время заряда. Если она превышает 45 °С, нужно немедленно прервать процесс зарядки, в противном случае существует риск порчи элемента.
Зарядку для NiMH-аккумуляторов можно использовать в паре с NiCd-элементами. Обратная совместимость недопустима! Алгоритмы зарядки никель-кадмия более примитивны, они могут причинить вред NiMH-элементу.
Никель-металлогидридные аккумуляторы хранят полностью заряженными. Поскольку этому типу элементов присущ высокий саморазряд, для сохранения работоспособности элемента его нужно периодически подвергать полному циклу разряда/заряда.
Никель-металлогидридные аккумуляторы используют в тех же сферах, что и никель-кадмиевые, однако, благодаря повышенной емкости, их охотно применяют в фототехнике, использующей для питания элементы типа АА и ААА.
Один элемент генерирует 1,2–1,25 в ЭДС, а его удельная энергия составляет 60–75 Вт*ч/кг. Теоретический расчетный «потолок» этого параметра находится на уровне 300 Вт*ч/кг, но видимо технологии производства NiMH-элементов, еще не до конца совершенны.
Литий-ионные аккумуляторы
Современные мобильные устройства уже сложно представить без литий-ионных аккумуляторов. Именно их разработка дала мощный толчок к развитию легких и миниатюрных решений источников питания, и, как следствие, миниатюризации всего сегмента мобильных гаджетов.
Сильными сторонами Li-ion являются высокая плотность аккумулируемой энергии, ее удельное значение, в большинстве случаев, составляет солидные 280 Вт*ч/кг, недостижимые при использовании аккумуляторов другого типа. Именно по этой причине Li-ion аккумуляторы используются не только для питания персональных гаджетов, но и для приведения в движение различных самокатов, велосипедов с электродвигателем и даже автомобилей.
Справедливости ради следует сказать, что «литий-ионный аккумулятор» — это обобщенное название целой группы электрохимических элементов, переносчиком заряда в которых выступают ионы лития. Разница заключается в составе материала катода и типе электролита.
Наибольшее распространение в бытовом сегменте получили литий-полимерные аккумуляторы, в которых в качестве электролита используется специальный твердый полимер, а катодный и анодный материал нанесены на тонкие слои алюминиевой и медной фольги соответственно. Такое конструктивное решение позволяет производить аккумуляторы любой формы и размера, изящно «вписывая» их в разрабатываемые устройства.
Существенный недостаток твердого полимера — его плохая проводимость при нормальной температуре окружающей среды (+ 25 °С). Наилучшие показатели достигаются при увеличении температуры до + 60 °С, а это уже опасно с точки зрения обычного использования. Поэтому производители идут на небольшие ухищрения, добавляя к полимеру электролит в жидком или желеобразном состоянии.
Существенное отличие конструкции литий-ионных аккумуляторов от традиционной конструкции заключается в обязательном наличии разделительного сепаратора, исключающего свободное перемещение ионов лития, в моменты, когда аккумулятор не используется.
Другой элемент, который должен обязательно присутствовать в схеме аккумулятора — BMS-контроллер (Battery Management System), отвечающий за корректную и сбалансированную зарядку ячеек аккумулятора.
Li-ion аккумуляторы при высокой удельной емкости обладают малым весом. Для их зарядки нужно не так уж много времени. У них практически отсутствует эффект памяти и саморазряд. К аккумуляторам литий-ионного типа не предъявляется особых требований к соблюдению циклов заряда/разряда. Заряжать их можно в любое удобное время, не привязываясь к величине остаточного заряда элемента. Хранить Li-ion батареи рекомендуется наполовину заряженными.
Самым существенным недостатком литий-ионного элемента является его категорическое «нежелание» полноценно работать при отрицательных температурах. Эксплуатация литиевого элемента на морозе очень быстро приблизит его выход из строя.
Хитрости измерения емкости аккумуляторов смартфонов и другой мобильной техники
Содержание
Содержание
Как может показаться на первый взгляд, с емкостью аккумуляторов мобильных устройств все предельно просто и понятно — грубо говоря, чем больше миллиампер-часов (мА·ч) в батарее, тем лучше, и тем дольше проработает девайс. Но подобный показатель, к которому привыкли все или почти все, не всегда отражает реальное положение дел, а значит, что сравнивать данные по емкости аккумуляторов у различных устройств не всегда корректно. Какие же секреты таят современные аккумуляторы, и какие дополнительные показатели могут пролить свет на их реальную емкость? Обо всем этом и пойдет речь в нашей статье, а также будут рассмотрены популярные методы измерения емкости аккумуляторов в домашних условиях.
Параметры аккумуляторов
Самую подробную информацию об аккумуляторе стоит искать на его корпусе или в специальных документах с детальным техническим описанием, именуемых «даташитами» (datasheet), а вот в обычных технических характеристиках устройства едва ли будут указаны все нюансы.
Тип аккумулятора — в современных устройствах обычно используется так называемые литий-полимерные аккумуляторы, которые являются слегка усовершенствованной версией литий-ионных аккумуляторов, а иногда на самом деле отличий никаких и нет, и это не более чем маркетинговая уловка. В бытовом понимании литий-полимерные батареи выделяются лишь тем, что имеют мягкий пластиковый мешочек вместо твердого корпуса.
Limited charge voltage — максимально возможное напряжение аккумулятора, повышение которого вызовет различные проблемы с батареей, вплоть до взрыва. Впрочем, бояться перезаряда не стоит, так как при зарядке должна сработать защита.
Nominal Voltage — среднее или рабочее напряжение аккумулятора, при котором он работает большую часть времени. Показатель стоит воспринимать как усредненное значение.
Typical Capacity — типичное, среднестатистическое значение емкости для используемого аккумулятора. Показатель указывается в мА·ч и/или Вт·ч.
Rated Capacity — минимальная емкость батареи, и тут нужно пояснить, что даже в рамках одной партии емкость аккумуляторов может немного отличаться, что вполне допустимо, а показатель Rated Capacity как раз и дает понять в каких пределах могут быть отклонения. Есть и случаи, когда фактическая емкость оказывается выше заявленной производителем.
В каких значениях измеряется емкость аккумулятора
Так сложилось, что почти все ориентируются на показатель в миллиампер-часах при указании емкости, что удобно как производителям, так и на самом деле и пользователям. Посудите сами, какая цифра выглядит более красивой, 5000 мА·ч или, к примеру, 19.25 Вт·ч? Очевидно, что второй показатель кажется маленьким и неудобным для того, чтобы прижиться у массового пользователя. Но давайте более подробно вникнет в суть терминов.
А·ч (ампер-час) — правильнее ампер-часы называть не единицей измерения емкости, а электрическим зарядом, показывающим, какой ток аккумулятор может выдать за один час. При этом важно знать номинальное напряжение аккумулятора, чтобы получить представление о его возможностях, так как 4000 мА·ч при 3.85 вольтах при переводе в Вт·ч, дадут меньшую емкость, чем 4000 мА·ч, скажем, с 7.4 вольта. Для мобильных устройств стандартным остается номинальное напряжение аккумулятора в 3.7, 3.8 или 3.85 В.
Вт·ч (Ватт-час) — является мерой энергии, показывающей то, сколько энергии будет получено или отдано в течение часа при приеме или отдаче энергии в 1 Вт. Считается, что ватт-часы наиболее точно отражают емкость аккумулятора.
И все-таки не на всех аккумуляторах обозначено значение в ватт-часах, либо оно по каким-то причинам дано неправильно. Но мы и сами можем рассчитать показатель, зная емкость в миллиампер-часах и номинальное напряжение. Достаточно перемножить известные числа, затем поделить их на 1000:
3700 мА·ч («емкость» в миллиампер-часах) x 3.85 В (номинальное напряжение) : 1000 = 14.245 Вт·ч
Бывают случаи, когда производители, вместо номинального напряжения, показатель в мА·ч умножают на максимальное напряжение, что дает более солидную, но неправильную цифру в Вт·ч. По каким причинам это делают непонятно — возможно это ошибка, а может попытка ввести пользователя в заблуждение.
Впрочем, с подсчетом в любом случае не все так просто — ниже приведен график разрядки аккумулятора, по которому видно, что напряжение постепенно падает, а поэтому при умножении на номинальное напряжение получается лишь приблизительная цифра, которая, тем менее, обычно оказывается довольно близка к реальной. Погрешность может составлять около 1 Вт·ч (часто меньше), и почти всегда именно в ватт-часах реальная емкость оказывается меньше заявленной, даже если получится полное соответствие в миллиампер-часах.
Как самостоятельно измерить емкость аккумулятора
Реальную емкость аккумуляторов можно измерить самостоятельно, и самым популярным методом является использование USB-тестера. Обычно такие устройства действительно могут отобразить приблизительную, сравнительно точную емкость, но вариаций тестеров столько, что каких-то однозначных выводов делать не стоит.
Проблема в том, что тестеры подсчитывают только ту емкость аккумулятора, которая используется устройством, тогда как даже после полной разрядки всегда остается некий запас, необходимый для предотвращения глубокого разряда, очень вредного для аккумуляторов. В зависимости от модели мобильного устройства такой запас может составлять несколько сотен мА·ч или около 0.4–1 Вт·ч. Еще одна особенность USB-тестеров заключается в том, что не все они подсчитывают емкость в Вт·ч, а если и делают это, то на достоверность показателей рассчитывать не стоит.
Кроме того, более точные результаты получаются при разрядке, а не при зарядке батареи. И, наконец, в тестерах подсчет в мА·ч обычно происходит при 5 В напряжения, тогда как многие современные смартфоны поддерживают быструю зарядку при более высоком напряжении, в результате чего тестер выдаст низкие показатели емкости. Здесь придется либо использовать при зарядке блок питания, выдающий напряжение не более 5 В, либо самостоятельно пересчитывать результаты с учетом фактического напряжения.
В связи с этим возникает вопрос, есть ли более достоверные методы измерения емкости? Да, есть, правда самое точное оборудование недоступно простым пользователям, так как оно используется на производстве, стоит немалых денег и может иметь огромные размеры. Но есть и бюджетные аналоги в виде электронных нагрузок, которые доступны каждому.
Рассмотрим подобное оборудование на примере EBC-A10, которое способно как заряжать даже глубоко разряженные аккумуляторы, так и разряжать их, что нам и нужно для получения достоверных данных.
Стоит отметить, что правильнее всего измерять емкость батареи, когда она извлечена из устройства или когда отсоединен шлейф, соединяющий ее с основной платой девайса.
Проще всего тестировать съемные батареи, для извлечения которых не нужно разбирать устройство. Вначале добиваемся полной разрядки девайса, так, чтобы он автоматически выключился. После подключаем аккумулятор к электронной нагрузке и дополнительно разряжаем его примерно 30–60 секунд током 0.2 C (20% от заявленной емкости аккумулятора), в результате чего получим напряжение, которое нам пригодится для того, чтобы узнать используемую мобильным устройством емкость батареи.
В аккумуляторах смартфонов напряжение при отключении устройства варьируется примерно от 3.2 до 3.5 вольта.
Затем полностью заряжаем аккумулятор через мобильный девайс и вновь ставим его на разрядку через электронную нагрузку, снова тем же током 0.2 C. В настройках программы EB Tester Software, которая нужна для проведения подсчетов и построения графиков, выставляем разрядку сначала до напряжения, полученного в предыдущем тесте, а затем до значения 2.8 вольта. Меньше уже ставить опасно для аккумулятора — он может перестать заряжаться даже через электронную нагрузку (а именно через нее потом придется заряжаться для получения более высокого напряжения), не говоря уже о смартфонах и планшетах, да и на общее значение емкости это почти никак не повлияет, так как после разрядки примерно до 3 вольт напряжение уменьшается очень быстро.
В итоге получаем емкость как в привычных для многих мА·ч, так и в более правильных Вт·ч, причем программное обеспечение ведет непрерывный подсчет с учетом снижающегося напряжения, и по итогу получаются более точные цифры, чем в том случае, если бы просто умножили номинальное напряжение на заявленные производителем миллиампер-часы.
Итоги
У производителей давно существуют различные маркетинговые хитрости, благодаря которым удается добиться красивых цифр в спецификации под названием «емкость аккумулятора», и лишь изредка в технических характеристиках устройств указывается емкость в Вт·ч, по которой было бы правильнее делать сравнения с другими моделями. Но даже это значение является приблизительным.
Впрочем, явным обманом это трудно назвать, ведь миллиампер-часы (мА·ч) обычному пользователю удобнее для восприятия, а сильно завышенная информация о емкости встречается обычно только в некоторых девайсах от не слишком известных производителей. Правда многое зависит и от вида устройства, и если смартфоны с завышенной в характеристиках емкостью батареи встречаются все реже, то у портативных аккумуляторов реальные показатели пока не всегда соответствует ожиданиям.
Не стоит забывать и том, что большая емкость батареи, насколько бы честной она не была, еще не гарантирует продолжительное время работы устройства, так как многое зависит от оптимизации операционной системы и софта, а также от максимальной яркости дисплея, дополнительных функций и от используемого железа, которое не всегда может быть энергоэффективным.
Многие годы мы ждали прорыва в технологиях аккумуляторов, время работы – это один из ключевых параметров для смартфона, и он выходит на первый план для большинства пользователей. К сожалению, прорыва в этом направлении не случилось, но технологии при этом изменились невообразимо, зачастую люди остаются в плену стереотипов, сказок, подслушанных где-то на форумах и в сети. В этом объемном материале постараемся вместе разобраться, что важно, а что нет при работе с аккумулятором смартфона и как настроить свое устройство верно.
Утверждать, что ничто в технологиях батарей для смартфонов и другой электроники не изменилось в последние годы, значит признаться, что все это время находился в анабиозе и пропустил ключевые события. Изменилось очень много, но не наше восприятие этого вопроса. Напомню, что практически все аккумуляторы в смартфонах и другой технике сегодня несъемные, пользователь не имеет к ним никакого доступа. При этом батарея не воспринимается многими как расходный материал, хотя она является им. Чем больше условный пробег батареи, а именно число циклов зарядки-разрядки, тем меньшая емкость по сравнению с изначальной. Такая батарея хуже переносит температурные перепады и может выключиться на морозе, хотя телефон показывает 40% заряда (это очень распространенная проблема на стареньких iPhone, на Android-смартфонах встречается заметно реже). Но в самом начале надо определиться в некоторых терминах.
Почему мАч – это вредная характеристика батареи
Пользователь оценивает аккумулятор смартфона только по одного параметру – емкости батареи. Например, если в смартфоне аккумулятор на 5000 мАч, то это хорошо, а вот батарея в 3000 мАч, по мнению многих, слабее, и устройство проработает меньше. В реальности все зависит от совокупности параметров – чипсета и его энергоэффективности, разрешения и диагонали экрана, а также его типа. Это россыпь факторов, что как-то забываются, а дальше принимается во внимание только номинальная емкость, указанная производителем. Но с емкостью, измеренной в мАч, есть большая проблема, она зачастую не отражает реальных характеристик батареи.
Вы помните, какое номинальное напряжение выдает аккумулятор в вашем смартфоне? Уверен, что нет. Не беспокойтесь, я тоже этого не знаю наизусть, да и нет желания проверять или высчитывать этот параметр. Нам нужно знать, что напряжение может отличаться – 1.2 В или 3.6 В, 7.4 В или 14.8 В. При этом батарея с емкостью 3000 мАч может иметь напряжение как в 3.6 В, так и в 14.8 В. Емкость батареи с напряжением в 14.8 В будет почти в 4 раза выше, чем у первой. Поэтому правильно использовать другой параметр, а именно ватт-часы (Втч или Wh). Например, аккумулятор в Galaxy S20 Ultra имеет емкость 5000 мАч, но при этом 19.25 Втч (3.85 В). Много это или мало? Давайте посмотрим на ноутбуки, в них встречаются батареи с такой же емкостью, но работают они с напряжением 11.1 В, что дает нам 56 Втч. При этом такая батарея в ноутбуке не только больше по реальной емкости, она также больше по размерам и весу. В зависимости от использованных элементов батарея в ноутбуке может быть больше в 2.5-3 раза (как размер, так и вес!). К сожалению, на рынке прижилось измерение в мАч, которое не совсем верно и не полностью отражает возможности батареи. Но что имеем, то имеем, и зачастую китайские компании средней руки вовсе не заморачиваются указанием дополнительных параметров.
Еще один момент, связанный с емкостью батареи, это то, насколько реальная емкость может отличаться от заявленной. При производстве аккумуляторов никогда не бывает двух одинаковых, их емкость колеблется в небольших пределах, и это нормально. Люди, далекие от производства, считают, что честным будет указывать для каждого аппарата ту емкость батареи, что у него есть по факту. Тогда на каждой коробке нужно было бы писать что-то такое: 4923 мАч, 5028 мАч и так далее. Разброс всегда может быть как в меньшую, так и в большую сторону. Каждый производитель аккумуляторов и, соответственно, устройств маркирует батареи согласно стандартам. И вот тут мы подходим к одной уловке, на которую идут небольшие компании, они часто могут маркировать батарею на пределе разрешенного. Максимальная погрешность для большинства стран составляет 10%. Представьте, что у вас аккумулятор в 5000 мАч, вы можете указать фактически не эту емкость (что было бы честным и правильным), а, например, 5500 мАч. И с точки зрения стандартов вы ничего не нарушите. Это хорошо для маркетинга, плохо для потребителя и восприятия бренда в дальнейшем.
Большие производители не играют с числами, стараются этого избегать. Сама процедура устроена таким образом, что устройства отдают на тест в независимые лаборатории, где измеряется емкость батарей в нескольких устройствах. Например, широко распространена методика IEC 61960. В описании продуктов от Samsung часто можно увидеть сноску относительно емкости батареи: «Типичные значения результатов испытаний были получены в лабораториях третьих фирм. Типичное значение – это среднее значение, учитывающее разброс результатов измерений емкости нескольких образцов аккумуляторов по методике стандарта IEC 61960. Номинальное (минимальное) значение емкости составляет 4900 мАч. Фактический рабочий ресурс аккумулятора может зависеть от сетевого окружения, особенностей использования и других факторов».
Подход Samsung заключается в том, что компания устанавливает минимальное значение в 4900 мАч. Это вовсе не значит, что в том же S20 Ultra батарея такой емкости. Не поленился и попросил в сервисном центре измерить батарею моего телефона, его емкость оказалась 5020 мАч. У кого-то это может быть емкость в диапазоне от 4950 мАч. Да, в Samsung заявляют всегда чуть меньший параметр, чтобы подстелить соломки. Но никаких 10% тут нет, как в продуктах некоторых производителей второго эшелона.
Быстрая или беспроводная зарядка – есть вред или он отсутствует?
Существует стойкий миф, что быстрая или беспроводная зарядка убивает аккумулятор. Это миф, но он крайне живуч, и есть свидетели, утверждающие, что батарея в их телефоне быстро приходит в негодность, теряет номинальную емкость. Они даже приводят в подтверждение этого скриншоты купленных программ, отслеживающих число циклов зарядки/разрядки, емкость аккумулятора. Логический изъян кроется в том, что нет контрольной группы из такого же смартфона, с таким же набором софта и профилем использования, но с медленной зарядкой. Уверен, что разброс износа батареи будет укладываться в статистическую погрешность.
Самый большой вред батарее наносит нагрев, точнее, перегрев аккумулятора. Он продолжит работать в любых условиях, в конце концов, мы пользуемся смартфонами даже в Сахаре, где температура часто превышает 40 градусов Цельсия в тени. Но вопрос именно в том, что это не очень полезно в долгосрочной перспективе, ресурс батареи будет сокращаться. И тут нужно разделить этот вопрос на два – существует нагрев батареи при зарядке (любой зарядке, отличается только степень), а также нагрев от внешних условий, который зависит от температуры воздуха, прямых солнечных лучей. Бояться нагрева не стоит, это часть жизни батареи. Но если у вас есть возможность заряжать смартфон, не размещая его на батарее, под прямыми солнечными лучами, на торпеде автомобиля, то это будет прекрасное подспорье для него.
Подкованные люди знают, что нагрев батареи начинает происходить, когда заряд достигает 80% от номинальной емкости, это тот самый этап, когда износ батареи повышается. Оказывается, существуют люди, которые отслеживают, как заряжается батарея, и снимают свои смартфоны с зарядки, когда они достигают 80%. Конечно, если вам нравится это делать, то можно поступать и так, чувствовать себя при деле. Но это совершенно бесполезное занятие, так как современные смартфоны способны сами регулировать зарядку, избегать перегрева.
Давайте посмотрим на тот же S20 Ultra, в комплект входит быстрая зарядка на 25 Вт, отдельно вы можете купить зарядное устройство на 45 Вт. И вот тут начинается самое интересное – зарядить аккумулятор до 100% можно примерно за 70-75 минут. Разница оказывается незначительной.
За 30 минут зарядное устройство на 45 Вт заряжает батарею на 70%, а вот зарядка из комплекта на 25 Вт заряжает до 62%. Как по мне, так эта разница совершенно не принципиальна. Почему так происходит? Ограничением выступает нагрев батареи, для зарядки в 45 Вт он сильнее при достижении 70-75% от номинальной емкости, поэтому скорость заряда снижается, и в конечном итоге получается плюс-минус одинаковое время. В Samsung ввели эти ограничения, чтобы максимально продлить срок службы батареи. Но это делает использование зарядки на 45 Вт фактически бессмысленным.
У китайских производителей появились зарядные блоки на 40-50 Вт, более того, они показывают заряд батарей в 4000-5000 мАч за полчаса, уровень заряда меняется на глазах. Это выглядит фантастически! И, конечно же, это очень удобно.
Насколько может пережить такую зарядку смартфон и не иметь никаких последствий? Производители уверяют, что они об этом позаботились. Я решил проверить это на практике, в декабре 2019 года начал ежедневно заряжать смартфон с помощью зарядного устройства на 40 Вт. Спустя три месяца и сто полных циклов замерили емкость батареи – она сократилась на 14% от номинальной. Это очень высокий результат, который показывает уровень износа. Непонятным моментом стало только то, что время зарядки осталось неизменным, на нее уходило ровно столько же минут, сколько и раньше. Поэтому когда вы получаете настолько быструю зарядку, все же есть подвох, куда без него.
В настройках смартфона, как правило, можно выключить быструю зарядку, тут все зависит от ваших представлений о прекрасном и том, как будет изнашиваться батарея. На мой взгляд, быстрая зарядка – это то, что полностью меняет представление о смартфоне и о том, как мы им пользуемся. А памятуя о том, что батарея – это расходный материал, все же не стоит выключать такую зарядку.
С беспроводной зарядкой все ровно так же, но там в силу физики процесса нагрев – неизбежная составляющая. Контроллер батареи регулирует зарядку и скорость, поэтому испортить смартфон такой зарядкой физически невозможно.
Важно! Не стоит экономить на аксессуарах для вашего смартфона. Быстрая зарядка последних поколений зачастую требует кабеля на 5А, обычные не подходят. И если смартфон определяет, что вы используете быструю зарядку и простой кабель, то скорость заряда автоматически снижается. Неоригинальные, левые кабели и зарядки могут спалить контроллер батареи, что приведет к воспламенению или даже взрыву. В последние годы как минимум несколько человек получают ранения от использования неоригинальных аксессуаров, но также есть и смерти от удара током или взрыва телефона у головы. Это не шутки!
Во флагманах используются не только батареи большей емкости, но и специальные системы охлаждения (как процессора, так и корпуса в целом). Чем лучше система отвода тепла, тем дольше прослужит батарея. На недорогих аппаратах это то, на чем производитель может сэкономить, и поэтому срок службы батарей в них ниже, износ от нагрева выше. При этом сами батареи могут быть ровно такими же.
Как мы заряжаем наши смартфоны – новые сценарии с быстрой зарядкой
Привычки пользователей меняются не очень быстро, но меняются. Когда-то мы привыкли заряжать телефоны, оставляя их на ночь на зарядке. В этом нет ничего плохого для батареи («здравый смысл» утверждает обратное, и даже существует такой миф), но это стало не нужно с появлением быстрой или беспроводной зарядки.
Провел небольшой опрос в Twitter о том, как вы заряжаете свои смартфоны.
Почти половина ответивших оставляют смартфон на ночь на зарядке, это привычка, что пришла к нам из прошлого. Например, мне всегда крайне сложно проверять, сколько работает смартфон от одной зарядки, приходится себя одергивать. Дома и в офисе у меня есть зарядные устройства (как обычные, так и беспроводные), поэтому, перемещаясь по городу, ставлю свой аппарат на подзарядку. Иногда она занимает десять-пятнадцать минут, иногда больше или меньше. В машине есть беспроводная зарядка, там тоже можно получить немного энергии для смартфона. Для меня смартфон – это рабочий инструмент, и он нещадно эксплуатируется (достаточно сказать, что в среднем мобильный трафик достигает 7-8 ГБ в сутки, и это всегда вне дома или офиса). Выдерживает ли смартфон целый день работы в моем темпе? Однозначно, да. Но зачем устраивать себе какой-то заведенный распорядок, если без ущерба для батареи можно подзаряжать устройство время от времени? Теперь мой сценарий зарядки не такой, как когда-то в прошлом, я заряжаю устройство время от времени, когда вспоминаю об этом. И не боюсь это делать, когда уровень заряда 20% или 60%, для меня это не играет никакой роли. И очень многие люди поступают ровно так же. Размышляя на эту тему, пришел к выводу, что при таком сценарии использования нагрев батареи в среднем должен быть меньше, так как общее время непрерывной зарядки снижается. Не самый важный фактор для меня, так как я не считаю, что батарея может и должна быть вечной. Это расходный материал. Но также, на мой взгляд, нужно говорить о том, что батарея должна прослужить как минимум около двух лет при активном использовании (ежедневная зарядка – одно из условий).
На мой взгляд, технологии изменились так, что оставлять смартфон на зарядке бессмысленно, заряжать его нужно в моменты, когда он вам не нужен, между делом. Часто утром случается так, что у меня смартфон показывает 10-15% заряда, лет десять назад это вынуждало брать с собой внешний аккумулятор и подзаряжаться на ходу. Сегодня мне хватает 15-30 минут, пока умываешься, завтракаешь или собираешься, чтобы получить как минимум половину заряда батареи.
Не менее важным вопросом относительно батареи становится не только то, как вы заряжаете аккумулятор, но и то как настроен ваш смартфон, в каких режимах вы его используете. Зачастую малое время работы напрямую связано с тем, что люди просто не понимают, что они включили, зачем им это, и время работы может отличаться в разы. Хотел совместить все в рамках одного материала, но чтобы не мешать эти темы в одну кучу, разделил их.
