Сегодня мы расскажем, почему батареи умирают и как продлить их жизнь. Речь пойдет о литиево-ионных аккумуляторах, которые стоят в большинстве современных гаджетов. Но для начала необходимо разобраться, как они работают.
Как работают аккумуляторы?
Представьте двух игроков в пинг-понг: один делает подачу, а второй не отбивает. И так пока у подающего не закончатся шарики. Затем приходит судья и заставляет игроков поменяться ролями. А потом еще раз, и еще, и еще — до смерти одного из участников. В этот момент в помещении гаснет свет и выключаются все приборы. Так можно начать детектив или описать жизненный цикл аккумулятора любого гаджета.
В примере про пинг-понг электричество — это шарики, которые летят от одного игрока к другому, то есть электроны. Разберёмся, что они из себя представляют и откуда берутся.
Вспомним атомы. Из них во вселенной сделано всё, в том числе мы с вами. Атомы состоят из электронов и ядра, которое в свою очередь состоит из протонов и нейтронов. Если электронов больше, чем протонов, то атом отрицательный. Если меньше, то положительный. Если их поровну — нейтральный. Отрицательные и положительные атомы называются ионами.
Каждый атом стремится стать нейтральным, то есть отдать лишние электроны. Тут и начинается электричество. Если взять положительный и отрицательный ион и разместить между ними провод, то по нему побегут электроны. В современных аккумуляторах для этой цели чаще всего используют литий и кобальт.
Игроки в нашем пинг-понге — это металлы с разными зарядами: литий — с отрицательным, кобальт — с положительным . Но почему с разными? Потому что притягиваются только атомы с противоположными зарядами, а одинаковые — отталкиваются.
Литий отдаёт отрицательные электроны кобальту — так получается электрический ток, который идёт по проводам телефона и заставляет его работать. Но почему электроны лития не попадают к кобальту сразу? Есть одна хитрость.
Электролит (вещество, которое пропускает только положительные заряды), заставляет идти отрицательные электроны лития к кобальту по проводам телефона, а не напрямую.
Когда литий отдает все заряды кобальту, аккумулятор разряжается. То есть все атомы становятся нейтральными. И думают, что их жизнь наконец наладилась. Но тут на арену выходит судья, то есть вы.
Вы включаете зарядку и под действием электрического тока кобальт начинает отдавать электроны литию — аккумулятор заряжается.
Как аккумуляторы умирают?
Игроки теряют шарики: лития становится меньше. Чем меньше ионов лития в игре, тем меньше энергии получает ваш гаджет. Вещество “оседает” на границах электролита и формирует барьер. Это похоже на автомобильную пробку: остановился один водитель и вынужденно остановились все, кто за ним.
Меньше лития становится также из-за графита. Того самого, который в карандашах. Графит — это контейнер для хранения лития. Оба вещества вступают в реакцию, в результате которой получается пористый слой. Он защищает токоприемник. Но когда аккумулятор сильно греется (например, в жару), слой исчезает. Он снова появится при нормальной температуре, но на это понадобится еще одна порция лития.
Ракетки ломаются: элементы, которые передают ток, ржавеют. Токоприемники и провода — это куски металла. А значит, они подвержены ржавлению. Чем больше проржавел провод, тем хуже он передает ток. В конце концов это может привести к тому, что аккумулятор перестанет работать совсем.
Игроки перегреваются: аккумуляторы взрываются. Это может произойти только в двух случаях. Первый — если вы используете некачественное зарядное устройство. Оно может вызвать перегрев аккумулятора, который и станет причиной взрыва. Второй случай — если вы повредите аккумулятор (честно, не знаем как).
Как продлить жизнь аккумуляторов?
Рекомендации от Battery University, международного сайта для инженеров, которые занимаются аккумуляторами:
- Не разряжайте аккумуляторы в ноль и не держите на зарядке постоянно: иначе ионы лития будут быстрее скапливаться на границах электролита и снижать его емкость.
- Избегайте физических повреждений аккумулятора: это может вызвать взрыв.
- Если не будете использовать аккумулятор долгое время, храните его с зарядом 40–60%.
- Не используйте дешевые зарядки! Но и супер-дорогие покупать не обязательно: рекомендуем умные пауэрбанки и беспроводные зарядки по разумным ценам.
