В электромобилях и смартфонах обычно используются аккумуляторы одной электрохимической литий-ионной системы (кобальтовые). Но в электромобиле ячейки служат 8 и более лет, а в смартфоне 2-3 года.
👉 Пытливый пользователь тут явно заметит подвох. А ведь он действительно есть, и этих подвохов даже два!
Ниже вы узнаете две особенности промышленного дизайна зарядки аккумуляторной батареи, о которых ни Apple, ни Samsung, ни Huawei, ни Xiaomi, ни кто-либо другой из мобильного бизнеса не любят распространяться. Это сугубо инженерное ограничение гаджетов, скрытое от общих взглядов.
В рекламных буклетах этой информации не может быть. Она тщательно скрыта из маркетингового продвижения. И при этом оба нюанса видны на поверхности тем, кто знаком с матчастью.
🔋 Neovolt.ru ➡ Блог ➡ Зарядка ➡ Секреты
✅ Сначала матчасть зарядки литий-ионных аккумуляторов
Полная стопроцентная 🔋 100% зарядка литий-ионного (и литий-полимерного, это не так важно) аккумулятора в смартфонах и других мобильных гаджетах происходит, когда:
- 📈 достигнуто максимальное (пороговое) значение напряжения (4,20 В +/- 0,05 В на элемент);
- 📉 ток снижается примерно до 3% от номинально рассчитанного (<0,2 А);
- 📊 либо если ток снизился до минимума и дальше не понижается.
Технология не требует полной зарядки, как у автомобильных свинцово-кислотных батарей. Более того, полный заряд для Li-Ion нежелателен, так как он сокращает срок службы [почему].
✅ Электромобили и смартфоны
Теперь про разницу между аккумуляторами в электромобилях и смартфонах. Предположим, что сравниваются кобальтовые ячейки (потому как у электромобилей есть и другие электрохимические системы).
- Например, производители электромобилей делают выбор в пользу невысокого напряжения отсечки «полный заряд». Тем самым они увеличивают срок службы литий-ионных ячеек с трёх лет до восьми.
- У смартфонов и гаджетов всё иначе. Срок службы для них не имеет такого важного значения [почему], как у электромобилей. А порой даже легко автономностью жертвуют в угоду маркетинга (тонкий корпус, красивый дизайн, больше камер).
🔻 Поняв инженерную мысль, можно переходить к фактам. То есть к нюансам зарядки аккумуляторной батареи в смартфонах и иных гаджетах.
1️⃣ Нюанс: производители гаджетов «выжимают» максимум из аккумуляторов
Зарядник смартфона, планшета, смарт-часов и других гаджетов чаще всего рассчитан на максимальную мощность. Он может «выжать» максимальную автономность и скорость зарядки из аккумулятора.
❌ Отрегулировать процесс зарядки нельзя (только заменой зарядника на адаптер с током 5В/2А, например).
+ Почему производителю это выгодно:
- 👍 максимально быстрая зарядка, насколько это возможно для электрохимической системы (в рекламе: «Заряжается быстрее, чем вы посмотрите серию»);
- 👍 максимально долгая автономность, насколько позволяет литий-ионная технология (в рекламе: «Заряда хватит, чтобы досмотреть сериал завтра»).
- Какой ущерб для пользователя:
- 👎 меньше срок службы из-за деградации ёмкости аккумулятора на 30% и более через 2-3 года (производителю выгодно, чтобы вы задумались о новом смартфоне);
- 👎 меньше надёжность при экстремальных условиях эксплуатации (производителю выгодно создавать отдельную линейку особых дорогостоящих защищённых моделей).
⭐ Есть из этой особенности исключения
Иногда применяется аккумулятор с кремний-кислородным анодом. Первыми изменили анод в смартфонах Xiaomi в модели Mi 11 Ultra в марте 2021. Не примите за рекламу, просто они оказались первыми.
Например, сейчас такие же попытки предпринимает и Huawei. Есть планы по изменению материалов электродов аккумуляторов у Apple и Samsung, но для очень крупных международных партий пока слишком рискованный шаг.
Как изменяются характеристики с новой технологией анода:
- поднимается предельное напряжение с 4,20 В до 4,30 В;
- увеличивается эффективность батареи (здесь ёмкость 5000 мА·ч);
- время работы вырастет* на 5% при быстрой зарядке 67 Вт до 85%;
- время работы вырастет* на 15% при полном заряде до 100%.
* — cравнение приводится с аналогичными устройствами, где аккумулятор на обычном кремниевом аноде.
2️⃣ Нюанс: против прогресса хотелка низкой цены
Гаджеты подешевле получают в комплекте примитивные зарядные устройства и конструкции контроля заряда.
Они основаны на методе «заряди-эксплуатируй». В погоне за низкой ценой литий-ионный аккумулятор ставится в цепь смартфона, которая проектируется так, чтобы гаджет заряжался максимально быстро без функции дозарядки в режиме «насыщения» (он должен быть в диапазоне зарядки от 80% до 100%).
+ Почему производителю это выгодно:
- 👍 дешевле закупки аккумуляторов — используется только часть доступной небракованной ёмкости (можно закупать самые дешёвые модели с меньшей реальной ёмкостью);
- 👍 есть быстрая зарядка аккумулятора — дешёвый вариант, когда зарядник просто не дозаряжает аккумулятор (особенно актуально для смарт-часов);
- 👍 низкая стоимость всего узла — настолько, насколько позволяет безопасность (отсутствуют дорогостоящие контроллеры и компоненты).
- Какой ущерб для пользователя:
- 👎 снижается общая эффективность аккумулятора (вместо заполнения ёмкости на 100% зарядом насыщается только 85% от номинальной, напряжение быстро отходит от 4,20 В к 3,70 В);
- 👎 повышается риск некачественного аккумулятора (меньше служит, хуже держит заряд, греется, вздувается).
***
Любой производитель обязан сделать процесс зарядки (и разрядки, то есть эксплуатации) аккумулятора предельно безопасным для человека и его имущества.
Всё, что мы рассказали выше — может быть любопытным фактом. Указанная информация ни к чему не обязывает вас.
💬 Напишите в комментарии, согласны ли вы с доводами производителей?
👉 Как правильно заряжать смартфон и телефон в 2021 году?
📃 В качестве научного обоснования указанных особенностей зарядки литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов в мобильных устройствах (смартфонах, планшетах, смарт-часах и других гаджетах) рекомендуем использовать исследование MDPI:
