Типы аккумуляторов в смартфоне

0

Какие существую типы аккумуляторов в современном

 

Сердцем любого телефона считается его аккумулятор. Фактически, аккумулятор для смартфона является единственным источником энергии, который обеспечивает длительную и автономную работу смарфтона. Существует большое разнообразие видов батарей, отличающихся не только по ёмкости и размерам, но и по технологии и материалам изготовления. Однако все типы аккумуляторов классифицируются по химическому составу и видам электродов. Выделяют пять основных групп.

 

  1. Никель-кадмиевые (Ni-Cd)

 

В смартфонах используется Ni-Cd-аккумуляторы призматической формы (прямоугольной). Блок электродов вставлен в металлический или пластмассовый корпус и закрыт герметизирующей крышкой. В качестве электролита используется раствор гидроксида калия с добавкой Li-OH.

К преимуществам относятся:

  • низкая стоимость производства;
  • высокая скорость зарядки;
  • выдерживает большие токи;
  • длительный срок службы — больше 1000 циклов заряда/разряда;
  • широкий температурный диапазон работы (от –40 до +50 °С).

Несмотря на это, имеется ряд существенных недостатков:

  • большие размеры;
  • быстрый саморазряд: теряется около 10% за первые сутки;
  • постоянная подзарядка телефона (при неполном разряженном аккумуляторе) приводит к уменьшению его емкости, т.н. эффект памяти.
  • сложность утилизации.

Это единственный вид аккумулятора, который лучше работает при периодической полной разрядке.

Ni-Cd типы аккумуляторов все реже применяют для смартфонов и считаются устаревшими. Пик популярности и их производства пришелся на 1990-2000-е года. Сейчас их можно встретить в очень старых моделях (Motorola 6200, Nokia 191, Nokia 100AU) либо в некоторых категориях бытовых и промышленных устройств (радиосвязь, игровые приставки, зарядные устройства). Кадмий, который находится в одном из электродов, по уровню токсичности наравне со ртутью. Многие страны полностью отказались от их производства.

 

  1. Никель-металлогибридные (Ni-MH)

 

Данный аккумулятор для смартфона был разработан в качестве альтернативы Ni-Cd типу. Целью являлось снижение токсичность, а также сохранение и улучшение уровня ёмкости и прочих характеристик. В качестве анода используется водородный металлогидридный электрод.

К преимуществам относятся:

  • экологичное производство и утилизация;
  • меньшие габариты и при этом большая ёмкость;
  • наличие незначительного эффекта памяти (практически отсутствует);
  • достаточный температурный диапазон работы (от –10  до +40 °С).

Недостатками являются:

  • невысокая скорость зарядки: обычно в 2 раза меньше, чем у Ni-Cd;
  • быстрый саморазряд: теряется около 20% за первые сутки;
  • небольшое количество циклов заряда/разряда — около 500;
  • более высокая стоимость (примерно на 30%), чем у Ni-Cd.

Ni-MH аккумулятор для смартфона должен поставляться полностью разряженным. При эксплуатации рекомендуется полностью разряжать его перед зарядкой (хотя бы раз в неделю). Также аккумулятор не должен заряжаться слишком долгое время (более 2-х дней), т.к. это приводит к ухудшению его характеристик. Данный тип аккумулятора имеют: Nokia 3310/3330/ 3410/3510. Большой популярностью у производителей современных смартфонов не пользуется.

 

  1. Литий-ионные (Li-ion)

 

Являются самыми распространённым в мире смартфонов. Li-ion типы аккумуляторов используют в качестве анода металлический литий, благодаря чему достигаются высокие удельная ёмкость и разрядное напряжение.

К преимуществам относятся:

  • большая ёмкость;
  • маленькие габариты;
  • отсутствие эффекта памяти;
  • большое количество циклов заряда/разряда (более 1000);
  • низкий уровень саморазряда (2-3% в месяц) ;
  • длительный срок службы.

Li-ion аккумуляторы постоянно совершенствуются и создаются всё новые виды: литий/тионилхлоридные (Li/SOCl2); литий/марганца оксид (Li/MnO2); литий/серы оксид (Li/SO2); литий/никеля оксид (Li/NiO2).

Однако все обладают следующими недостатками:

  • высокая стоимость;
  • снижение ёмкости с течением времени, даже если аккумулятор не используется;
  • ухудшение работы при очень низких и высоких температурах;
  • взрывоопасность при нарушении герметичности.

После двух лет, аккумулятор часто становится неисправным. Не рекомендуется хранить его в течение длительного времени. Модели смартфонов с данным типом батареи: Samsung Galaxy S3, Apple iPhone 5, Xiaomi Redmi Note 9S, Huawei Y530.

 

  1. Литий-полимерные (Li-pol)

 

Данный вид аккумуляторов отличается от Li-ion типом применяемого электролита. Используется полимерный гель, похожий на пластиковую пленку, за счет которого упрощается конструкция и размеры аккумулятора.

К преимуществам относятся:

  • небольшие габариты и гибкая форма;
  • низкий уровень саморазряда;
  • высокий уровень безопасности, в отличие от жидких электролитов;
  • работа при достаточно высоких температурах (+60 °С).

Разработка и усовершенствование Li-pol ведется постоянно, т.к. есть ряд существенных недостатков:

  • высокая стоимость;
  • низкий уровень работы при низких температурах;
  • снижение ёмкости с течением времени (до 20%).

Применяются подобные аккумуляторы в современных смартфонах небольшой толщины. Хранить рекомендуется полуразряженными и при температуре от 0 до 10°С. Популярные модели устройств: HUAWEI P30 lite, Samsung Galaxy Note 4, Apple iPhone 7, Xiaomi Redmi Note 4.

 

  1. Литиево-серные (Li-S)

 

Данный тип аккумуляторов является новейшей разработкой, основанный на использовании серного электрода.

К преимуществам относятся:

  • низкая стоимость;
  • высокая емкость;
  • экологичность производства и утилизации;
  • длительный срок работы (до 5 дней).

Предполагается, что будет достигнуто шестикратное увеличение емкости, по сравнению с литий-ионными аккумуляторами. Однако пока требуется устранить явные недостатки:

  • нарушение конструкции при накоплении большой ёмкости (электрод распухает и увеличивается почти в 2 раза);
  • сложность регулирования процесса заряда;
  • небольшое количество циклов заряда/разряда
  • потеря емкости из-за постоянного изменения серного электрода.

На текущий момент массового производства Li-S аккумуляторов нет. Некоторые компании доводят прототипы до требуемого уровня. Первое применение и тестирование рассчитывают сделать для электроавтомобилей, а затем мобильная электроника и авиация.

Комментарии

Комментариев нет

Так же вам может понравиться