|
Джерела живлення
Всі наведені вище викладки вірні для нової правильно зарядженої батареї. А якщо вона вже не нова? Якщо вона заряджена неправильно? Що робити? Постараємося
розібратися, як влаштована акумуляторна батарея мобільного телефону,
які її основні характеристики та правила використання.
Акумуляторні батареї, що застосовуються в сучасних стільникових телефонах, можна розділити на такі типи:
- Нікель-кадмієві - NiCd (Nickel Cadmium)
- Нікель-металгідридні - NiMH (Nickel Metal-Hydride)
- Літій-іонні - Li-ion (Lithium Ion)
- Літій-полімерні - Li-pol (Lithium Polymer)
Нікель-кадмієві батареї - найпоширеніші і дешеві. Це - справжній ветеран на ринку мобільних пристроїв зв'язку. Налагоджена
технологія й надійна робота забезпечили їм широке застосування для
живлення портативної техніки та обладнання До основних переваг
нікель-кадмієвих батарей відносяться:
-
Чудова працездатність в широкому діапазоні температур навколишнього
середовища, в тому числі можливість заряду при негативних температурах
- Здатність віддавати в навантаження великий струм
- Тривалий термін служби - понад тисячу циклів заряду / розряду при правильній експлуатації і обслуговуванні
- Низька чутливість до неправильної експлуатації
- Легке відновлення при пониженні ємкості і після тривалого зберігання
- Низька ціна
У
NiCd акумуляторних батареях робоча речовина знаходиться у вигляді
дрібних кристалів, що забезпечує максимальну площу їхнього зіткнення з
електролітом. При
несприятливих умовах експлуатації кристали укрупнюються до розмірів, в
150 разів переважаючих початкові, що призводить до різкого зменшення
площі активної поверхні. Як наслідок, знижується напруга і зменшується ємність. А в деяких випадках гострі грані кристалів навіть проколюють сепаратор, викликаючи швидкий саморозряд або коротке замикання.
Серед
інших недоліків цих акумуляторних батарей можна відзначити:
необхідність періодичної повної розрядки для збереження експлуатаційних
властивостей (усунення ефекту пам'яті), швидкий саморозряд (до 10%
протягом перших 24-х годин), відносно маленька щільність енергії
(відношення ємності до габаритів і маси) і великі габарити (у порівнянні з акумуляторними батареями інших типів). До
мінусів цих батарей можна віднести і їх «недружнього» до навколишнього
середовища, оскільки вони містять кадмій і вимагають спеціальної
утилізації. Через великі габарити і проблем з утилізацією NiCd ці батареї поступово залишають ринок стільникових телефонів.
На
зміну їм прийшли першими нікель-металгідридні батареї, але їх шумно
розрекламовані переваги наділі не виправдали очікувань споживачів через
невеликого терміну служби. Ця ситуація зараз починає виправлятися завдяки технологічному прогресу в їх виробництві. Відмінні переваги сьогоднішніх NiMH-батарей наступні:
- Їх місткість приблизно на 30% більше ємності NiCd-батарей при тих же габаритах
- Вони менше схильні до ефекту пам'яті, ніж NiCd-батареї (періодичні цикли відновлення потрібно виконувати рідше)
- Низька токсичність (NiMH-технологія вважається екологічно чистої)
На жаль, NiMH-батареї мають багато недоліків. У
порівнянні з NiCd-батареями, у них менший термін служби - близько 500
циклів «заряду / розряду», більш швидкий саморозряд (в 1,5-2,0 рази) і
вища ціна.
Втрату заряду викликає і їх старіння. У
зношеної батареї пластини електродів розбухають і починають злипатися
один з одним, що призводить до підвищення струму саморозряду. Укрупнення
кристалічних утворень в NiCd-батареях на основі нікелю відбувається в
основному через занадто довгого перебування її в зарядному пристрої і
багаторазового заряду без періодичного повного розряду. Розукрупнити
кристалічні освіти дозволяє проведення такої процедури, як тренування,
яку достатньо проводити один раз в 30-60 днів.
Літій-іонні батареї поступово завойовують позиції на ринку пристроїв мобільного зв'язку. Це обумовлено такими їх перевагами, як:
-
Висока щільність електричної енергії (принаймні вдвічі більша, ніж у
NiCd-батареї того ж розміру, а значить, і вдвічі менші габарити при тій
же ємності)
- Повільний саморозряд (приблизно 2-5% в місяць плюс приблизно 3% на харчування вбудованої електронної схеми захисту)
- Відсутність будь-яких вимог до обслуговування, за винятком вимоги тривалого зберігання в зарядженому стані
Але
є й недоліки: батареї деяких виробників працюють тільки при позитивних
температурах, всі батареї дороги і схильні до процесу старіння, навіть
якщо вони не використовуються. Зменшення ємності спостерігається приблизно після одного року. Після двох років зберігання батарея часто стає несправною. Тому не рекомендується зберігати Li-ion-батареї протягом тривалого часу - потрібно використовувати їх, поки вони нові.
Li-ion-батареї пошкоджуються при заряді в «чужих» зарядних пристроях, а так-же при зберіганні в надмірно розрядженому стані. Зменшення
ємності Li-ion - батарей незворотньо, оскільки використовувані в них
токсичні матеріали розраховані на роботу тільки протягом певного часу
(до кінця терміну служби батареї токсичність застосовуються в них
речовин знижується).
Літій-полімерні
батареї з'явилися на ринку стільникових телефонів і портативних
комп'ютерів зовсім недавно, вони трохи дешевше, ніж літій іонні батареї
при однаковій щільності енергії. Витримують приблизно 150 циклів заряду / розряду.
Літій-полімерні батареї виготовляються в різноманітних пластичних геометричних формах, нетрадиційних для звичайних батарей. Вони досить тонкі по товщині і здатні заповнювати будь-яке вільне місце.
Основними параметрами акумуляторної батареї телефону є:
- Електрична ємність
- Внутрішній опір
- Напруга
- Саморозряд
- Термін служби
Ємність акумуляторної батареї складається з номінальної та реальної.
Номінальна електрична ємність - це та кількість енергії, яким батарея теоретично повинна мати в зарядженому стані. Даний параметр аналогічний ємності, наприклад, склянки. Так
само як в стандартний гранований склянку можна налити 200 мл води, так і
в батарею можна «закачати» також лише цілком певну кількість енергії. Але
визначається ця кількість енергії не в момент заряду, а при зворотному
процесі, тобто при розряді батареї постійним струмом протягом
вимірюваного проміжку часу до моменту досягнення заданого порогового
напруги. Вимірюється
ємність в ампер-годинах або міліампер-годинах і позначається буквою С.
Значення номінальної ємності батареї, як правило, зашифровано в її
позначенні.
Реальне
значення ємності нової батареї на момент введення її в експлуатацію
коливається від 80 до 110% номінального значення і залежить: від
фірми-виробника, умов і терміну зберігання, а також від технології
введення в експлуатацію. Нижня межа (80%) зазвичай розглядається як мінімально допустиме значення для нової батареї. Теоретично
батарея, наприклад, номінальною ємністю 1000 мА-год може віддавати
струм 1000 мА протягом 1 год, 100 мА - протягом 10 год, або 10 мА
протягом 100 ч.
Практично ж, при високому струмі розряду номінальна ємність не досягається, а при низькому струмі - перевищується.
В процесі експлуатації ємність батареї зменшується. Швидкість
зменшення залежить від типу батареї, технології обслуговування в
процесі роботи, використовуваних зарядних пристроїв, умов і тривалості
експлуатації.
Внутрішній опір батареї визначає її здатність віддавати в навантаження великий струм. Ця залежність підкоряється закону Ома. При
низькому значенні внутрішнього опору батарея здатна віддати в
навантаження більший піковий струм (без істотного зменшення напруги на
її висновках), а значить, і велику пікову потужність, в той час як
високе значення опору призводить до різкого зменшення напруги на виводах
батареї при різкому збільшенні струму навантаження. Це призводить до того, що зовні хороший акумулятор не може повністю віддати запасену в ньому енергію
в навантаження.
|
|
|