Техника - молодёжи 2007-08, страница 46

ИНЖЕНЕРНОЕ ОБОЗРЕНИЕ

Аккумуляторы в «жизни» сотовых телефонов

(ОБЗОР ТЕХНОЛОГИИ И ВОПРОСЫ ПРИМЕНЕНИЯ)

Андрей КАШКАРОВ, Санкт-Петербург

Новая и правильно заряженная аккумуляторная батарея (АКБ) сотового телефона практически не требует дополнительного обслуживания и особого внимания. А если она уже не новая? Если она заряжена неправильно? Что тогда делать?

остараемся разобраться, как устроена АКБ сотового телефона, каковы её основные электрические характеристики и правила использования.

Не будем забывать, что АКБ, изготовленные по разной технологии (и, соответственно, имеющие своеобразные предназначения), применяют не только в сотовых телефонах. А также в радиотелефонах, портативных игрушках (например, «мерцающий фонарь»), калькуляторах, ноутбуках, КПК, фотоаппаратах, электронных тетрадях и в других популярных электронных устройствах бытового и специального назначения. Поэтому данный обзор призван принести пользу читателям не только в общем смысле, но и практически — тогда, когда встанет вопрос о замене штатной АКБ или оптимальном использовании устройства с АКБ.

АКБ, применяемые в сотовых телефонах, разделяют на следующие типы, отличающиеся по технологии изготовления:

• Никель-кадмиевые — NiCd (Nickel Cadmium)

• Никель-металлогидридные — NiMH (Nickel Metal-Hydride)

• Литий-ионные — Li-ion (Lithium Ion)

• Литий-полимерные — Li-pol (Lithium Polymer)

Никель-кадмиевые батареи самые распространённые и дешёвые. Это — ветеран на рынке мобильных устройств связи. Отлаженная технология и надёжная работа обеспечили им широкое применение для питания портативной техники и оборудования. К основным достоинствам никель-кадмиевых АКБ относятся:

— превосходная работоспособность в широком диапазоне температур окружающей среды, в том числе возможность заряда при отрицательных температурах;

— способность отдавать в нагрузку большой ток;

— длительный срок службы — свыше 1000 циклов заряда/разряда при правильной эксплуатации и обслуживании;

— низкая чувствительность к неправильной эксплуатации;

— лёгкое восстановление при понижении ёмкости и после длительного хранения;

— низкая цена.

В NiCd АКБ рабочее вещество находится в виде мелких кристаллов, что обеспечивает максимальную площадь их соприкосновения с электролитом. При неблагоприятных условиях эксплуатации кристаллы укрупняются до размеров, до 150 раз превосходящих первоначальные, что приводит к резкому уменьшению площади активной поверхности. Как следствие, снижается напряжение и уменьшается энергетическая ёмкость. А в некоторых случаях острые грани кристаллов даже прокалывают сепаратор, вызывая быстрый саморазряд или короткое замыкание.

Среди других недостатков АКБ этого типа можно отметить: необходимость периодической полной разрядки для сохранения эксплуатационных свойств (устранения эффекта памяти), быстрый саморазряд (до 10% в течение первых 24 ч), относительно маленькая плотность энергии (отношение ёмкости к габаритам и массе) и большие габариты (по сравнению с АКБ других типов). К их минусам относится «недружественность» к окружающей среде, ведь они содержат кад

мий и требуют специальной утилизации. Из-за больших габаритов и проблем с утилизацией NiCd они давно покинули рынок сотовых телефонов и встречались только на заре массового развития рынка сотовых телефонов, например в аппаратах фирмы «Моторола» модели Т-192.

На смену им первыми пришли ни-кель-металлогидридные батареи, но их шумно разрекламированные преимущества на деле не оправдали ожиданий потребителей из-за небольшого срока службы. Однако эта ситуация выправляется благодаря технологическому прогрессу в их производстве. Отличительные преимущества NiMH-батарей:

— их ёмкость примерно на 30% больше ёмкости NiCd-батарей при тех же габаритах;

— они меньше склонны к эффекту памяти, чем NiCd-батареи (периодические циклы восстановления нужно выполнять реже);

— низкая токсичность (NiMH-технология считается экологически чистой).

К сожалению, NiMH-батареи имеют много недостатков. По сравнению с NiCd-батареями у них меньший срок службы — около 500 циклов «заряда/разряда», более быстрый саморазряд (в 1,5 — 2 раза) и более высокая себестоимость.

Потерю заряда соответственно вызывает и их старение. У относительно изношенной батареи пластины электродов разбухают и начинают слипаться друг с другом, что приводит к повышению тока саморазряда. Укрупнение кристаллических образований в NiCd-ба-тареях на основе никеля происходит в основном из-за слишком долгого нахождения её в зарядном устройстве и многократного заряда

44

2007 №08 ТМ