Многим знакомо предательство самого близкого друга – телефона. Обычно он разряжается в самый неподходящий момент – когда ждешь такси или автобус, пытаешься по картам найти нужный адрес или просто разговариваешь по телефону на улице. Почему в 2020 году три вида камер и Face ID установить в смартфон можно, а обеспечить его не таким привередливым аккумулятором – нельзя?
Иллюстрация: Murat Kalkavan icons8.ru
Вообще, выбор аккумуляторов для наших телефонов не так уж широк – всего есть четыре вида, а используют и того меньше, только два: литий-ионные и литий-полимерные. Раньше, во времена кнопочных Nokia и подобных деревяшек на телефоны ставили другие два типа аккумуляторов: никель-кадмиевые или никель-металлогидридные. И те, и те известны миру электроники еще с конца XIX – начала XX века и имеют слишком много недостатков. У них были лимитированное количество циклов заряда, низкая емкость и «эффект памяти аккумулятора». Несмотря на то что в современных батареях от эффекта избавились, многие продолжают в него верить. Если кратко, он сводится к тому, что аккумулятор можно заряжать, только когда заряд полностью иссяк, снизившись до 5–10 %. Если ставить телефон на зарядку когда угодно, аккумулятор как будто «запомнит», что отработал не полностью, и в следующий раз сядет не на уровне 5 %, а на уровне 50 %. К тому же кадмий в составе аккумуляторов был токсичен и для человека, и для окружающей среды – особенно если его неправильно утилизировать. В никель-металлогидридных ядовитых веществ не было, но это не делало батарею эталоном – у нее сохранились все недостатки предка.
Настоящую революцию в мире смартфонов произвели литий-ионные аккумуляторы – не зря же за них присудили Нобелевскую премию в 2019 году. Их популярность связана с ростом числа выпускаемых смартфонов – ставить в них никелевые аккумуляторы было бы кощунством. У литий-ионных батарей существенно увеличились емкость и длительность работы, число циклов заряда, и самое главное – практически не было «эффекта памяти». Если он и сохраняется, то в ничтожно маленьком проявлении, не способном испортить аккумулятор. Так что выбросьте из головы все мифы и подзаряжайте свои смартфоны тогда, когда вам удобно, не дожидаясь его последних вздохов. А еще в современных телефонах установлен контроллер батареи – он помогает аккумулятору не перенапрягаться. Когда вы только подключаете телефон к розетке, аккумулятор заряжается на полную мощность. Как только он получит достаточно энергии (5–15 %), в игру вступает контроллер и следит за тем, чтобы вовремя включить функцию «медленной зарядки». Обычно это происходит на уровне 80–85 %, после чего на экране телефона всплывает уведомление «Аккумулятор достаточно заряжен». Если бы не контроллер, аккумулятор продолжал бы тратить все свои ресурсы, а учитывая, что многие из нас любят ставить телефон на ночь, это быстро приводило бы батарею в непригодность. Контроллер позволяет ей служить дольше.
Но и недостатки у таких литий-ионных аккумуляторов есть, и основной – ограниченный диапазон рабочих температур. Владельцы айфонов знают, что зимой на улице гаджет может запросто вырубиться, даже когда у него еще достаточно заряда. Дело в том, что на морозе ионы батарей теряют свои свойства, внутреннее сопротивление повышается, а емкость временно теряется – телефон может отключиться в любой момент. Также значение имеет и материал корпуса – например, алюминий обладает высокой теплопроводностью, поэтому гаджет быстро промерзает. Второй фактор – толщина корпуса. Логично предположить, что чем тоньше гаджет, тем незащищеннее от низких температур аккумулятор, а современная техника, кажется, только и стремится к тому, чтобы стать миллиметром в толщину. В документации Apple, например, прямым текстом написано, что оптимальная температура для пользования гаджетами – от 0 до 35 °C. К другим недостаткам литий-ионных аккумуляторов относят высокую цену и быструю изнашиваемость. Наверняка вы замечали, что любой телефон через два-три года активного пользования начинает все быстрее и быстрее разряжаться. Но на данный момент это лучшее, что могут предложить нам инженеры.
Есть еще литий-полимерные аккумуляторы, которые тоже довольно популярны благодаря своей пластичности. Их делают из смеси соли лития и полимерного электролита, что позволяет создавать аккумулятор разной формы, а значит, и играть с дизайном телефона. Список свойств у них такой же, как и у ионных, и они мало чем отличаются.
Но и на старуху бывает проруха, а на литиевый аккумулятор – брак. Так и случилось с флагманом Samsung, когда их модели Galaxy Note 7 начали взрываться в руках людей. В смартфоне стояла классическая литий-ионная батарея, но после выпуска в августе 2016 года стало известно о примерно 40 случаях возгорания телефонов у владельцев. Компания отозвала всю партию (около 2,5 млн моделей) и провела расследование – официально причиной возгорания назвали «просчеты в инженерном проекте и проблемы в фактической конструкции аккумулятора». Выяснилось, что все аккумуляторы, созданные на заводах дочерней компании Samsung SDI Co, оказались проблемными: либо дефекты в месте сварки, либо неточное соответствие размеров батареи и телефона, что приводило к изгибу электродов и недостаточному барьеру между положительным и отрицательным зарядами. Все это создавало условия для перегрева, коротких замыканий и, как следствие, самовозгоранию.
Проверить емкость аккумулятора можно в настройках любого смартфона – состояние на уровне менее 80 % значит, что аккумулятор отдал вам все, что мог, и его стоит заменить. Чтобы максимально продлить ему жизнь, надо следовать базовым правилам: не ставьте телефон заряжаться на ночь, на открытом солнце во избежание перегрева и не от «родных» зарядных устройств (хоть и малая, но вероятность поломки аккумулятора от них есть). И будьте готовы к тому, что через пару лет батарейка все равно сядет, как в той песне про любовь.
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.
