Аккумуляторы в телефонах и с чем их едят⁠⁠

Сегодня будет взрывоопасный пост. Тк аккумулятор самая опасная деталь любого телефона, не считая голых фоток и видео, которые снимают на пьяную голову.

Мне нравятся уверенные в себе люди, которые до сих пор думают, что акб это батарейка. "Главное плюс с минусом не перепутать". А потом остаются без бровей, потому что ковырнули не там, где надо.

Аккумуляторы развиваются не первый год и давно уже не представляют из себя примитивную батарейку. Производители стараются продлить службу аккумуляторам и не дать быстро их убить. Но даже несмотря на все их попытки, акб в среднем хватает на года 2-3 или на 500 циклов заряда. А все потому что физику обманывать ещё не научились.

Но для начала разберемся что за аккумуляторы ставят в телефоны.

Литий-ионных аккумуляторов много. Нас интересуют именно Литий-Кобальтовые или LCO (LiCoO2). Именно этот тип аккумуляторов ставят в телефоны. В своем классе эти аккумуляторы имеют самую высокую емкость.

Но у таких акб есть минусы: они взрывоопасны и могут воспламеняться при перегреве или вследствие глубокого разряда. Плюс они токсичны если нарушить их герметичность. Требовательны к условиям работы и имеют весьма ограниченный ресурс службы максимум 3-5 лет. Дохнут на морозе и деградируют даже если вы просто закинете телефон в тумбочку и достанете через год. Поэтому ваш аккумулятор умирает, даже когда вы просто смотрите на свой телефон, смиритесь с этим)

Но давайте разберемся сначала в режиме душнилы - почему они умирают и от чего?

Взглянем схематично на состав акб.

Итак имеем:

- Катод, положительный электрод. Состоит из медной подложки, на которую нанесен LiCoO2

- Анод, отрицательный электрод. Состоит из алюминиевой фольги, на которую нанесен мелкодисперсный графит. 

- Сепаратор, препятствует электрической проводимости между катодом и анодом в пределах тока, который должен проходить через сепаратор в процессе движения ионов от катода к аноду (во время заряда) и обратно (во время разряда). Может быть однослойным или трехслойным.

Ячеистый состав пропитан неводным раствором соли лития.

Если короче, то анод и катод плавают в литии, разделяет их сепаратор. Подаешь ток в одном направлении и акб заряжается, пускаешь обратно и акб разряжается.

Вот вам гифка что бы не скучали)

Электроды не способны хранить много энергии в ограниченной зоне. Поэтому нужно до одурения длинный лист способный копить заряд, свернутый гармошкой и уложенный в маленький корпус.

Умирает через 500 циклов ваш акб, потому что ионы лития застревают в электроде(на схеме это сепаратор) и образуют пленку, которая останавливает химическую реакцию в аккумуляторе. По сути переход между ионами засоряется другими застрявшими ионами и образуют свалку через которую другим ионам уже не пробраться.

А вздуваются акб, потому что из оксида кобальта отделяются атомы кислорода и из за окисления в герметичной среде акб надувает как шар. Происходит это из за нагрева либо изгиба аккумулятора. Копии акб вздуваются сами по себе из за криворукого нанесения слоев и нарушения герметичности. Гарантировать нормальное протекание химической реакции на таких акб невозможно, поэтому я не ставлю копии акб ни в каком виде.

Самое идеальное использование - это держать заряд от 30% до 80%. Соответственно все приколы с тем, что бы разряжать акб до нуля и заряжать до 100 добьют ваш акб и быстро превратят его в труху.

Многие бомбят на тему того, что акб раньше можно было заменить самому, а теперь все закатали в герметичные корпуса с влагозащитой и теперь до акб не добраться.

Во первых - старые телефоны внутри похожи на грязную песочницу из за того как раз, что нельзя обеспечить герметичность. Эксплуатация акб в таких условиях приведет ещё быстрее к его смерти.

Во вторых - акб тупо стали больше по емкости, потому что при одном и том же размере больше не нужно делать такие толстые стенки для защиты от внешних воздействий как на старых телефонах.

Что выбрать, более долгую работу от одного заряда на протяжении нескольких лет или возможность поменять владельцу его аккумулятор один раз за всё время работы? Мне кажется ответ очевиден)

Для впечатлительных людей на рынке появились акб с увеличенной емкостью. Которые обещают чуть ли не на 20% увеличение емкости. При этом по размерам почти ничем не отличаются от стандартных акб.

Нормальный человек спросит: " А что Китайцы что научились физику обманывать? Почему емкость выше при тех же размерах?" Нет не научились, потому что китайцы научились обманывать потребителя, а не физику и никаким увеличением емкости на таких акб и не пахнет, потому что для того, что бы сделать акб большей емкости нужно сделать его тупо больше по физическим размерам. Физика не дура, ее так просто не обманешь)

Но и производители телефонов не дураки, и не просто так делают акб чуть меньшим размером чем место под них в корпусе. На этом погорела Samsung с их galaxy note 7. Причем в прямом смысле. Они сделали до одурения большой акб от края до края. Что приводило к перегреву акб и нарушении химической реакции ,быстрой деградации акб и даже к взрыву.

Просто посмотрите какие зазоры между рамой и акб.

Аккумулятор в процессе эксплуатации немного надувается от нагрева и если нет места по бокам телефона, то аккумулятор начинает сильно вздуваться и может взорваться от любого чиха. Достаточно чуть сильнее надавить на заднюю крышку. Что собственно и происходило)

Свою тупость корейцы поняли когда потратили миллионы на отзывную компанию, но обычному человеку кажется такое решение удачным, до момента пока телефон не превратится в печку вместо звонилки)

Но это мы разобрали только то что внутри банки акб, а есть ещё и плата управления, которая называется BMS (Battery Management System), в переводе с эльфийского - Система управления батареей. Она управляет акб, при этом собирает и передает кучу информации о его состоянии.

А управлять этой дурой ещё как надо, потому что она может взорваться если просто начнет бесконтрольно жрать заряд.

Для начала рассмотрим как происходит заряд акб:

При зарядке с 0% контроллер на материнской плате включает режим предварительной зарядки до примерно 10%. Затем увеличивает скорость заполнения ёмкости аккумулятора и постоянным током заряжает до 70-85%. Далее снижает напряжение для завершающего этапа в режиме дозарядки до 100% и процесс замедляется для меньшей нагрузки на банку. Поэтому последние 20% заряжаются нереально медленно по сравнению с другими.

От чего защищает плата управления? От глубокого разряда, после которого акб может заснуть мертвым сном и не проснуться, а если и проснется, то точно потеряет свою емкость на несколько процентов. А так же от перезаряда, который может как раз и привести к вздутию или даже к взрыву.

И да, плата управления считает циклы весьма своеобразно. Если вы оставили телефон на ночь на зарядке, то акб сначала зарядится до 100%, затем опустится до 99%, а потом снова начнет заряжаться до 100% и это будет считаться таким же циклом, как и зарядка от 0% до 100%. Но это не касается новых трубок. Тк они уже считают циклы от 0% до 100%. И если заряд держать от 30 до 80% циклы не будут считаться пока не разрядите в 0 и не зарядите до 100%

Так же на плате управления стоит терморезистор, который отключает акб если сильно его нагреть. Иначе акб взорвется. По факту такую функцию я видел только на google pixel. Все остальные производители, в том числе и яблочники просто выводят уведомление о перегреве устройства и не выключают аппарат полностью, поэтому пикселей со вздутыми акб я никогда не видел. А айфонов и самсунгов приличное количество.

Так вот, на копиях аккумуляторов всего того что я перечислил в качестве защиты от взрыва нет. Поэтому получить фейрверк от плохого аккумулятора достаточно просто. Поэтому либо ставьте ориг акб, либо меняйте телефон. Жить как на пороховой бочке и ждать пока ваш телефон в руке бахнет такое себе развлечение.

Видите сколько поводов аккумулятору взорваться? И это ещё не все ведь на первый план выходят люди, которые банально из за криворукости могут этот акб проткнуть при демонтаже, тогда мы получаем великолепную нарезку от индусов и китайцев с их сервисами на коленке.

Копию акб можно ставить на свой страх и риск, если готовы к последствиям. Правила безопасности написаны кровью, а в данном случае копчеными пальцами и сожженными ушами.

Подводя итог возникнет резонный вопрос: "Ну ок, ты конечно тут на простыню накатал, а что делать конкретно мне как пользователю?"  И мой ответ будет - ничего. Пользуйтесь телефоном как и раньше. За вас все делает контроллер на батарее.

От вас требуется только не ставить плохие акб при замене. Если вы берете телефон новым, то он делает все за вас. Можно конечно держать заряд строго от 30 до 80%. Но сильно срок службы вашему аккумулятору это не добавит.

Те же яблочники сделали следующую систему. Телефон запоминает когда вы засыпаете и просыпаетесь и подстраивает зарядку от 80% до 100% как раз когда вы проснетесь. Вы в зарядке телефона совершаете только одно действие - втыкаете кабель в телефон. Все остальное делают за вас. Поэтому трястись за зарядку не нужно. Вы же не можете забыть вдруг как дышать? Вы делаете это на автомате. Вот и за зарядку не беспокойтесь. Она сделает все сама. Главное дешевые зарядки у бабки в переходе не берите.

И не использовать акб как Джейсон Стетхем в Адреналине)

Иначе будет вот так)

Всем добра. Немного напугал вас, но акб штука серьезная и лучше отнестись к этой теме повнимательней)

Кто переживает за жизнь Стетхема, то у него все хорошо, есть даже личный паровоз)