Большинство пользователей хорошо знают, что аккумулятор находится в телефоне под крышкой, которая бывает съёмная (на защёлках-фиксаторах), а бывает несъёмная — приклеенная эпоксидным клеем (и про батарею тоже говорят, что она несъёмная).
При производстве аккумуляторов для телефонов учитывается будущий фактор размещения. Так, чаще всего фиксация делается на обратной стороне экрана при помощи двухсторонней клейкой ленты или при помощи того же эпоксидного клея (как у крышки).
Реже батарея вклеивается в саму крышку или внутреннюю рамку (как «бутербродная прослойка»). Между крышкой и аккумулятором обычно размещают дополнительные модули (NFC-антенну и катушку беспроводной зарядки).
Предлагаем узнать, подчиняются ли производители в этом процессе каким-то строгим законам (или хотя бы правилам) дизайна.
Как достать аккумулятор из Самсунга а 5?
Снимите осторожно съемную пластину, переверните ее. Теперь понадобится еще открутить несколько небольших болтиков и аккуратно снять крайнюю часть, которая примыкает к камере телефона (съемная деталь по виду напоминает букву «Г»). Перед вами откроется доступ к аккумулятору, который теперь без проблем вы сможете извлечь.
Интересные материалы:
Как поставить обои на ноутбук Самсунг? Как поставить обои на ноутбуке Асус? Как поставить отпечаток пальца на ноутбуке? Как правильно начать работу с ноутбуком? Как правильно почистить ноутбук от вирусов? Как правильно подобрать охлаждающую подставку для ноутбука? Как правильно положить диск в ноутбук? Как правильно пользоваться новым ноутбуком? Как правильно работать с батареей ноутбука? Как правильно ставить ноутбук на стол?
Дизайн при производстве аккумуляторов для телефонов
Аккумуляторы со временем стали основополагающим фактором выбора смартфона. Вот только размер, мощность и надёжность ограничены внутренней экономикой предприятия. Предлагаем взглянуть, что же это за ограничения.
Дорогие ресурсы для изготовления
Литий-ионные/Литий-полимерные аккумуляторы содержат значительное количество кобальта, который является ценным ресурсом.
Скромные возможности технологии
Срок службы батареи строго ограничен (количество циклов зарядки от 300 до 800, очень редко до 1500), что ограничивает также и срок службы самого продукта (особенно когда замена не может быть сделана легко).
Требования безопасности и экологичности
Повторное использование или восстановление продукта требует неразрушающих условий правильной эксплуатации и быстрого процесса утилизации по окончанию (первого) срока службы.
В дальнейших суждениях мы опираемся на опыт научного деятеля Карстена Шишке (Karsten Schischke) из Института надёжности и микроинтеграции Фраунгофера IZM. Подробнее о его работах мы рассказывали здесь (непременно почитайте, если интересен сам источник информации).
Исследование Карстена основана на разборке 91 модели смартфонов. Оно показывает, что для одних и тех же функций часто производители выбирают два или три разных базовых дизайна, включающих параметры и способы интеграции.
Вот, какими основными дизайнерскими масштабами мыслят производители:
- • общая доля веса аккумулятора в конструкции смартфона,
- • статистика по интеграции (местоположение внутри телефона),
- • плотность энергии (тоже статистика).
Например, с этим пониманием можно объяснить появление L-образной батареи в флагманских линейках Samsung Galaxy и Apple iPhone. Мы уже рассказывали, например, с какими ограничениями компании сталкиваются в этом процессе. Наконец, давайте узнаем о параметрах выбора подробнее.
-> Также мы выяснили, о чём думала Apple, когда отказалась от съёмного аккумулятора в iPhone.
Что такое графен?
По сути, графен — это углерод, а углерод невероятно распространённый элемент на Земле. Графит, алмаз, сажа, графен — всё это углерод, а точнее, его аллотропные формы. Химическая формула у них идентична — «С», но то, как атомы углерода соединены друг с другом, и определяет свойства материала. Алмаз невероятно твёрдый, графит из грифеля карандаша легко можно сломать. Всё потому, что одни и те же атомы в графите и алмазе расположены по-разному.
Атомы в графене также расположены в пространстве особым образом. Во-первых, они выстроены толщиной в один атом. Во-вторых, атомы образуют шестиугольник, похожий на пчелиную соту:
Такая структура наделяет графен просто невероятными свойствами. Графен — отличный проводник как электронов, так и тепла. Графен прочнее стали в 200 раз, при этом он невероятно гибкий, эластичный и почти прозрачный.
Из-за таких свойств графен получил огромную популярность в среде учёных: ему за пару лет придумали сотни сомнительных применений. В научном сообществе тестирование свойств графена стало почти мемом. Доходит до того, что в графен добавляют куриный помёт, чтобы проверить, как это отразится на его качествах.
Благодаря такому хайпу вокруг графена, на рынке появились графеновые куртки, платья, теннисные ракетки, машинное масло с графеном и ещё куча всякого бесполезного барахла, которое зачастую графена в своём составе не имело, а в лучшем случае графена добавляли сотые доли процента.
Дело в том, что чистый графен — чрезвычайно дорогой материал:
- Один грамм чистого графена, который используют в электронике, стоит около $28 млрд;
- Один грамм графена, смешанного с пылью, стоит около $1000.
Может ли графен решить проблемы батарей?
До сих пор человечество не знает коммерчески успешных способов получения графена в промышленных масштабах. Высокая цена и трудности производства больших количеств графена — это одна из причин, почему мы не видим графеновых аккумуляторов в наших смартфонах. Но это не единственная причина. Использование графена в качестве катода или анода в батареях — не лучшая идея.
Именно поэтому графен не самый подходящий материал для долгосрочного хранения энергии.
В литиевых аккумуляторах заряд запасается за счёт того, что ионы лития проникают внутрь графитового анода и там прочно держатся. Этот процесс называется интеркаляцией. Литиевые аккумуляторы практически не подвержены саморазряду. Вы можете зарядить ваш Power Bank и через 2 месяца им воспользоваться.
Если мы возьмём батарею и вместо графита для изготовления анода применим графен, то ионы лития не смогут проникнуть внутрь графена, а будут накапливаться на поверхности. В таком случае ионы будут держаться за анод очень слабо, со временем ионы могут самопроизвольно покидать графен. В итоге мы получим саморазряд батарей.
Вариант, когда ионы накапливаются на поверхности анода и слабо за него держатся, хорошо подходит для суперконденсаторов. Это отличный вариант, когда нужно быстро и без особых усилий оторвать много ионов и перенести много энергии за короткий отрезок времени. Поэтому применение графена выглядит куда логичнее именно в суперконденсаторах, а вот для обычных аккумуляторов графен не особо подходит.
Но ведь графеновые аккумуляторы уже давно продаются
Мы регулярно слышим, что тот или иной стартап уже запустил в продажу графеновые Power Bank. Периодически проскакивают новости о том, что гиганты вроде Samsung уже буквально завтра начнут ставить в свои смартфоны графеновые батареи. На самом деле это очередная маркетинговая уловка. В таких батареях графен применяется как добавка для улучшения тех или иных характеристик литиевых батарей.
Например, если мы добавим графен в электроды, то повысим их проводимость. По сути, это останется всё такой же литиевый аккумулятор, характеристики которого улучшены графеном на 5–10 %. Подобных продуктов уже полно на рынке. Одним из первых смартфонов на моей памяти с применением графена в батарее был Honor Magic. Но какими-то выдающимися характеристиками его батарея не запомнилась.
Не так давно Наташа уже делала видео про Power Bank с графеном:
По сути, графеновые Power Bank отличаются от обычных только быстрой зарядкой. По большому счёту эти «банки» всё так же греются при зарядке и имеют заурядную ёмкость.
Чисто графеновые батареи на данном этапе развития технологий — это, скорее, маркетинг на хайповой теме. А вот литиевые гибриды, в которых графен используется как вспомогательный компонент, давно применяются. Samsung, Xiaomi, OPPO, OnePlus, Huawei и другие бренды вовсю добавляют графен в свои батареи.
Как снизить расход батареи?
Если вы еще думаете над тем, какая емкость аккумулятора лучше для смартфона, тогда стоит знать на какие нюансы тратится основной заряд батареи.
Основные потребители заряда:
- дисплей;
- передача данных;
- сотовая связь.
Советы по уменьшению потребления заряда энергии на современных моделях:
- Включайте передачу данных только тогда, когда вам необходимо. После использования — выключайте.
- Снизьте яркость дисплея.
- Удаляйте неиспользуемые приложения. Это могут быть как открытые на данный момент, так и скачанные, но редко используемые.
- Выключайте телефон на ночь или же используйте функцию “В самолете”.
- При разрешающих настройках телефона включайте режим экономии заряда.
Также на нашем портале вы найдете много полезных советов, как увеличить время работы батареи телефона.
Основные правила эксплуатации
Аккумуляторы чувствительны к критическим температурам. По мере снижения падает ёмкость. Если температура упадёт ниже критической, технологическая жидкость в банках может замёрзнуть, что может привести к разрушению пластин, механическим повреждениям корпуса. Перегрев аккумуляторных батарей также негативно влияет на потребительские характеристики, может привести к взрыву, воспламенению.
Зарядка
Правила зарядки зависят от типа АКБ, определяются производителям. Чтобы гарантировать безопасную эксплуатацию, рекомендуется использоваться фирменные зарядные устройства. При покупке сторонних аналогов следует смотреть на параметры сменного блока питания. Несоблюдение полярности, мощности, напряжения может привести не только к быстрому выходу батареи из строя, но и к возгоранию взрыву.
Зарядное устройство для автомобильной АКБ.
Хранение
Правила хранения аккумуляторных батарей отличаются от типа. Если АКБ длительное время не используется, его рекомендуется полностью зарядить, перенести в помещение, где поддерживается комнатная температура, нормальная влажность. Если источник питания не используется более полугода, его следует подзарядить, восстановив нормальную кислотность внутри банок. Необходимо помнить, что даже соблюдение рекомендаций производителя, не сохранит 100%-состояние – деградация пластин, саморазряд будут происходить в любом случае.
Утилизация
И аккумулятор в машине, и обычная многоразовая батарейка, используемая в быту содержат набор токсичных тяжёлых металлов, способных нанести серьёзный урон окружающей среде. Правила утилизации, как правило, указаны, на упаковочном блистере. Во всех странах, независимо от вида аккумулятора, запрещено выбрасывать АКБ вместе с обычным мусором. Выброшенный ИП попадает на мусорный полигон, в результате разложения свинец, соли, другие вредные металлы, примеси попадут в землю, что негативно отразится на окружающей природе.
Среди способов утилизации:
Утилизация АКБ в пунктах приема.
- Пункты приёма вторсырья, где готовы принять не только мелкие пальчиковые батарейки, но и автомобильные аккумуляторы;
- Специальные боксы, расположенные в крупнейших торговых центрах, супермаркетах. Как правило, сервис утилизации предоставляют продавцы батареек, коробки можно идентифицировать по маркировке популярных брендов.
Точки по приёму отработанных аккумуляторов расположены как в городах, так и небольших посёлках.
Аккумулятор – одно из величайших изобретений, позволившее отвязать электронику, другую технику от стационарного источника питания, сделав людей мобильней. Покупателям доступны десятки видов АКБ: от миниатюрных, для работы часов, до гигантских, способных питать дома, и даже кварталы.
Принцип работы
Аккумуляторная батарея работает на базе технологии преобразования электрической энергии в химическую. При разряде в банках происходит обратный процесс. Для обеспечения многократной повторной зарядки используется цикличный принцип работы.
В процессе химической реакции активная масса катодов и анодов вступает в хим. Реакцию с электролитом. В результате отдачи энергии изменяется соотношение дистиллированной воды и сульфата свинца, снижается плотность электролита.
Для восстановления нормальной плотности, а соответственно и ёмкости, АКБ необходимо подключить к источнику питания (зарядное устройство, генератор). Подача напряжения синтезирует сульфат свинца и воду в серную кислоту, двуокись свинца и свинец.
Принцип работы АКБ.
***
Как вы теперь знаете, место, где находится аккумулятор в телефоне, выбрано путём холодного расчёта при производстве. Вес, габариты, объём «пакета» химии, ёмкость, накапливаемая энергия, прочная оболочка для надёжности и безопасности, способы извлечения и ремонтопригодности привели к практически полному исчезновению съёмных батарей.
Теперь производитель вынужден экспериментировать с L-образными формами, размещением тяжёлых компонентов так, чтобы смартфон не вываливался из руки и многое другое. Компании обязаны не повторять ошибок дизайна взрывающегося Samsung Galaxy Note 7 — ведь шутки с электрохимическими элементами питания могут закончиться трагедией.
Больше научных фактов
Напишите в комментарии, насколько критически важным вы считаете отказ производителей от съёмных аккумуляторов и готовы ли мириться с несъёмной конструкцией ради увеличения плотности энергии в новых моделях смартфонов или отправьте сообщение нам ВКонтакте @NeovoltRu.
Подпишитесь в группе на новости из мира гаджетов, узнайте об улучшении их автономности и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.
Итог
Если подытожить, то можно сказать, что аккумуляторные технологии не стоят на месте, да и резких скачков не происходит. Но постепенный и очень уверенный прогресс всё же идёт. Не стоит ожидать от графена каких-то магических свойств. Графен не приведёт к революционному скачку в развитии батарей и уж точно не заменит технологию литиевых аккумуляторов, а только дополнит её. Думаю, не зря Илон Маск делает ставку именно на литиевые батарейки. Tesla не просто так вкладывает огромные средства в развитие именно литиевых аккумуляторов.
Что ж, нам остаётся только запастись терпением и ждать, когда технологии станут более совершенными и батареи окончательно избавятся от своих последних слабых мест!
Выводы
Подбирать объем аккумулятора в смартфоне нужно под свои индивидуальные нужды. Большинству пользователей вполне хватит стандартных 3-4 тысяч мАч. Меньше сегодня актуально только для небольших смартфонов эконом-класса.
Если вы слишком активно пользуетесь смартфоном, посмотрите в сторону моделей с 5-7 тысячами мАч.
Купить Ulefone Power 6 за 10 050 руб.
Для фанатов игр, путешественников или людей, которые часто оказываются далеко от розетки, отлично подойдут смартфоны с аккумуляторами в 10 000 мАч.
Купить Oukitel K12 за 16 500 руб.
Смартфоны первых двух категорий широко представлены на российском рынке, а вот тяжеловесов скорее всего придется заказывать из Китая. Мы подобрали для вас несколько проверенных фирменных магазинов, торгующих такими смартфонами:
Официальный магазин OUKITEL на Aliexpress — OUKITEL Authorized Speciality Store
Официальный магазин LEAGOO на Aliexpress — LEAGOO Online Store
Официальный магазин ULEFONE на Aliexpress — ULEFONE Global Store
Официальный магазин BLACKVIEW на Aliexpress — BLACKVIEW Official Store
Официальный магазин DOOGEE на Aliexpress — DOOGEE Official Store
Выбираем лучший смартфон по производителю:
- Среди самых разных производителей хорошая емкость аккумулятора для смартфона у производителя торговой марки Samsung.
- Также нужно отметить великолепную работу торговой марки Microsoft. Обратите внимание, что показатели объема на этих девайсах соответствуют правде. Так, если указан объем 2500 миллиампер, тогда вы будете заряжать гаджет один раз в два-три дня.
- К моделям с хорошими аккумуляторами относятся производителя HTC, Lenovo, Asus и Асер.
Важно! Если вы хотите приобрести себе китайский “навороченный” телефон, тогда берите модели, стоимость которых не менее 200 долларов. Помните, что рассчитывать на качественные комплектующие можно только в том случае, если производитель техники действительно достойно проявил себя на рынке. Поэтому, присматриваясь к новому гаджету по характеристикам батареи, кликайте по ссылке, чтобы у вас более не оставалось никаких сомнений в том, какого производителя лучше выбрать смартфон.
Области применения
Аккумуляторы используют фактически во всех сферах. Рассматривая области использования с привязкой по типу аккумуляторной батареи, выстраивается следующая классификация:
- литий-ионный: транспорт, солнечные электростанции, резервные источники питания, телекоммуникации,powerbank-и, электромобили, строительный инструмент;
- никель-солевые: телекоммуникации, альтернативная энергетика, автомобильный, железнодорожный транспорт, системы накопления энергии;
- никель-цинковый: фотоаппараты, игрушки, часы, мелкие бытовые приборы, техника;
- свинцово-кислотные: бытовая техника, источники бесперебойного питания, транспорт, промышленность;
- никель-металлогидридные: дефибрилляторы, электромобили, осветительные приборы, радиоаппаратура.
В продаже представлены десятки типов аккумуляторных батарей с разными характеристиками. Каждая оптимизирована для определённых задач, обеспечения питания с различной интенсивностью.
Плотность энергии
Объём самого аккумулятора, его номинальная ёмкость и накапливаемая энергия в разобранных смартфонах складываются в несколько интересных тенденций.
Объём почти не изменился
Объём батареи за всю историю эволюции смартфонов практически всегда остаётся на одном уровне, немного увеличиваясь в топовых флагманских моделях и планшетофонах с большим экраном (например, серия Samsung Galaxy Note или линейка фаблетов iPhone Plus).
Жёсткий каркас заменили на мягкую оболочку
Применение дизайна «пакетных элементов» (в полимерной или фольгированной оболочке) не привело к уменьшению размера батарей.
При всём при этом ёмкость увеличивается
Номинальная ёмкость батареи увеличилась по мере совершенствования литий-ионной и литий-полимерной технологий и роста потребности в энергии аппаратной начинки смартфонов.
Сформировалась уверенная тенденция к увеличению плотности энергии батареи смартфона. В период с 2012-го по 2019-й средний показатель вырос примерно на 50%. Вполне вероятно, в 2020-м и 2021-м годах производители представят разработки для ещё большего уплотнения энергии в существующих габаритах аккумуляторов.
