Как быстро портятся аккумуляторы

Аккумулятор в смартфоне: почему он стареет?

Константин Иванов

Каждый из нас замечал, как велика разница между тем, как держит заряд новенький смартфон и как – аппарат, проживший год или больше. И если ваше устройство служит вам уже довольно долго, оно может не жить от одной зарядки и полного дня. Почему так происходит?

Аккумулятор: как это работает?

Никакой магии здесь нет, только электричество. Для того, чтобы понять, почему теперь вам чаще требуется заряжать смартфон, вначале надо в самых общих чертах разобраться, как вообще работает аккумулятор.

Электричество, как и любая энергия – это не то, что можно просто взять и создать. То, что мы называем «производить электричество», это всего лишь перевод одного вида энергии в другой. В аккумуляторе используется химическая реакция, чтобы создать электрический заряд, который со временем может быть измерен. Для создания этого заряда могут использоваться различные материалы, и они дадут различный результат. В наших смартфонах используются аккумуляторы на основе лития, поскольку они производят достаточно энергии при приемлемой стоимости.

Внутри аккумулятора смартфона вы найдете три важных для нашего разговора компонента. Это отрицательный электрод (называется анодом и обычно делается из графита), положительный электрод (называется катодом и сделан из сплава лития и других металлов) и раствор электролита. Реакция, которая происходит с участием этих трех компонентов, проста в своей основе и позволяет использовать их для накопления энергии. Когда вы заряжаете электроды (в процессе использования зарядного устройства), ионы лития получают положительный заряд и притягиваются к отрицательно заряженному электроду. Когда вы снимаете смартфон с заряда, эти ионы лития начинают терять свой положительный заряд и перестают притягиваться к отрицательно заряженному электроду. Чем дольше вы тратите энергию заряженной батареи, тем больше увеличивается количество ионов лития, которые лишены заряда. Так происходит до момента, когда заряженных ионов не остается в количестве, достаточном для того, чтобы аккумулятор выдавал хоть какую-то энергию, и тогда он оказывается разряженным. Затем мы снова ставим смартфон на зарядку, и цикл повторяется.

«Цикл» здесь является очень важным понятием. Аккумуляторы создаются для того, чтобы сохранять энергию, и измерить срок их службы в единицах времени очень сложно. Например, у вас батарея прослужит два года, а у кого-то – всего полгода, потому что она будет по-разному использоваться. Так что мы можем только предполагать, сколько проживет аккумулятор, а срок этот будет измеряться в циклах заряда. Обычный аккумулятор в смартфоне разработан так, чтобы выдержать около 500 – 600 циклов (цикл определяется как заряд полностью разряженного аккумулятора до 100% и затем разряд его до нуля). Заряд наполовину рязряженного аккумулятора, а потом разряд его до 50% — это неполный цикл, вот почему вам рекомендуют заряжать смартфон до того, как он разрядится в ноль, а также не советуют пытаться одурачить систему таким образом и отодвинуть наступление того самого, 500-го цикла. Конечно, это так не работает, поскольку ваш аккумулятор не ведет подсчет циклов заряда. Пять сотен – это приблизительная оценка.

Однако срок службы может измеряться в циклах, принимая во внимание то, что происходит, когда вы заряжаете батарею, и то, как это влияет на последующие циклы заряда, количество энергии, которое аккумулятор может накопить, и возможное напряжение.

Заклятые враги – окисление и энергоэффективность

Электромобили – уже реальность, а аккумуляторы, которые в них используются, безумно дороги. Поэтому проводилось множество исследований на тему того, почему литий-ионные батареи деградируют со временем. Результаты применимы и к менее дорогим (но все же недешевым!) батареям наших смартфонов. И виной всему химические изменения, которые происходят во время зарядки.

Итак, мы знаем, что при заряде аккумулятора ионы лития получают положительный заряд и притягиваются к отрицательному электроду. По мере того, как притягивается все больше и больше заряженных ионов, увеличивается разность потенциала между положительным и отрицательным электродом, известная как напряжение. Когда она достигает определенного значения, аккумулятор считается полностью заряженным. Когда аккумулятор разряжается, происходит противоположный процесс: разность потенциала уменьшается, пока не достигнет нуля, поскольку на отрицательном электроде больше не остается положительно заряженных ионов. Но это не означает, что отрицательный электрод остается таким же, каким был до начала процесса.

Электроды окисляются. Точно так же вода и воздух заставляют железо ржаветь. Литий, графит и соли электролита заставляют электрод окисляться. Когда каждый положительно заряженный ион отделяется от анода, он оставляет после себя микроскопический слой частиц, который химически соединен с графитовым анодом. Это частички, состоящие из атомов оксида лития и карбоната лития, ни у одного из этих веществ нет таких же химических или электрических свойств, что у графита. Этот слой мешает во время цикла заряда/разряда, меняя разность потенциала (напряжение) и количество заряженных ионов, которые способен привлечь электрод. Очевидно, изменения будут заметными. Если вы продолжите использовать аккумулятор и заряжать его, как вы обычно это делаете, наступит момент, когда он не сможет накопить достаточно энергии, чтобы включить ваш смартфон.

Различные виды сплавов лития, как и различные соли, которые используются в растворе электролита, оказывают влияние на то, насколько много таких частичек остается на электроде, но материалы, которые обеспечивают более чистый цикл, необязательно являются самыми лучшими, поскольку они не могут обеспечить достаточного накопления энергии. В смартфонах нам требуются аккумуляторы с большой емкостью и малым расходом энергии, поскольку они безопаснее, чем более мощные батареи, и стоят меньше, а нам требуется, чтобы они обеспечивали энергией наши устройства как можно дольше. В электрическом транспорте можно использовать очень емкие и очень мощные аккумуляторы, поскольку они защищены прочным корпусом, с меньшей вероятностью будут повреждены, а машине между зарядками потребуется проехать большое расстояние. Однако стоимость замены аккумулятора для автомобиля Tesla модели S – $12 000. Частично причина такой цены кроется в стоимости материалов, которые требуются для изготовления литий-никель-кобальт-алюминий-оксидного аккумулятора, в отличие от обычного литий-кобальтового аккумулятора в смартфоне, который не рассчитан на такое же количество циклов.

Напряжение имеет значение

Один из важнейших факторов, влияющих на количество циклов, которые может проработать литий-ионный аккумулятор, это его напряжение. Телефоны и автомобили – не единственная область применения литиевых батарей, в США в 2015 Департамент энергетики потратил много времени и средств, чтобы разобраться, чем связаны проблемы и как их решить – ведь в спутниках используются аккумуляторы на основе лития и солнечные элементы. И помимо конструкции аккумулятора, негативным фактором, влияющим на срок службы, оказалось номинальное напряжение заряда и номинальное напряжение самого аккумулятора.

Химический процесс, благодаря которому работает литиевый аккумулятор, приводит к деградации анода, как говорилось выше. Но если вы заряжаете аккумулятор под напряжением более 3.9 В, похожая деградация происходит и с катодом, что наполовину сокращает срок службы аккумулятора. Напряжение заряда и напряжение аккумулятора по сути являются одним и тем же, поскольку возбуждаются все компоненты батареи, а кроме того, зарядка вызывает нагревание, и чем больше напряжение заряда, тем больше будет нагрев. Нагревание, которое происходит, когда возбуждающее аккумулятор напряжение превышает 3.9 В, усиливает деградацию катода.

Другими словами, напряжение, которое требуется для современного телефона, чтобы быстро зарядить его батарею, делает проблему нерешаемой. Это видно любому, кто использует дрель на батарейках. 12 или 14-вольтовые батарейки в инструменте даже близко не живут столько же, сколько те, что используются в наших телефонах. Они имеют большее напряжение, заряжаются под большим напряжением, они намного горячее и заметно портятся всего лишь через несколько циклов. Это те же самые простые аккумуляторы на основе лития, как и в телефоне, поскольку если использовать материалы, как в батареях Tesla S, это будет слишком дорого, и долго они не прослужат. К счастью, большая часть материалов идет в переработку, и мы не тонем в батареях от электроинструмента, в которых литий стоит дороже золота.

Хорошая новость: компании, которые производят литиевые аккумуляторы, стараются улучшить ситуацию. Тот, кому удастся создать батарею, которая сможет служить заметно дольше, заработает много денег. А нам остается только заряжать наши телефоны тогда, когда они в этом нуждаются, и понимать, что нет никакого заговора производителей аккумуляторов с целью заставить нас чаще покупать новые устройства.

Источник

12 причин, которые быстро «убивают» батарейку вашего смартфона

Вы же хотите, чтобы ваш смартфон служим вам долго? И порой совершенно неважно, какая у вас модель – дорогой девайс от Apple или какой-нибудь бюджетный «китайчик»; какая операционная система на вашем телефоне – Android, iOS или что-то иное.

Желание сэкономить – вполне нормальное, когда речь идет о подобных девайсах. Однако чаще всего первыми в смартфонах «умирают» аккумуляторы. И вот мы уже начинаем таскать с собой зарядку, покупаем пауэрбанки.

В данной статье мы приведем 12 наиболее популярных причин, по которым батарея на нашем смартфоне разряжается очень быстро, а срок службы ее значительно сокращается.

1. Яркость экрана вашего смартфона установлена на максимум

Среди всех ресурсов смартфона, «пожирающих» заряд батареи, обычно наиболее энергозатратным является именно подсветка экрана. Чтобы сэкономить заряд, можно практически полностью убрать подсветку экрана, однако это не очень удобно – в конце концов, удобство остается важным критерием использования данных девайсов.

В таком случае рекомендуется использовать функцию автоматического регулирования подсветки экрана, предоставив смартфону самостоятельно выбирать (в зависимости от внешней освещенности), когда добавлять яркости, а когда убавлять. Если в помещении или на улице достаточно светло, телефон сам выберет режим, который позволит комфортно переписываться, набирать номер, серфить на просторах Интернета.

Перешли в помещение с другим уровнем освещенности? Смартфон сам отрегулирует яркость, сэкономив заряд аккумулятора. Предлагается еще один разумный вариант – можно сократить время активности экрана. Речь идет о времени, в течение которого экран продолжает светиться, хотя вы уже не пользуетесь смартфоном.

Можно также отключить подсветку при получении уведомлений (если такая функция есть в вашем смартфоне). Еще один вариант сэкономить – установить темные обои. Каждое из этих мероприятий в отдельности не сильно способно помочь расходовать меньше энергии. Однако в комплексе эти меры помогут снизить расход заряда батареи, растрачиваемой обычно на подсветку экрана.

2. Телефон постоянно ищет доступную сеть wi-fi

Доступная сеть wi-fi вместо мобильного Интернета – дело хорошее, экономящее к тому же уйму денег. Но стоит вам начать оставлять сеть включенной постоянно, как заряд вашего аккумулятора начнет неумолимо и очень быстро таять. Если вы часто бываете в местах, где есть доступные точки доступа wi-fi, автоматический поиск сети действительно облегчает задачу и экономит деньги.

Многие из нас привыкли постоянно быть на связи, поэтому не выключают поиск wi-fi сети в течение всего дня даже при наличии солидного запаса трафика через мобильный Интернет. Возьмите за правило отключать режим поиска wi-fi сети, коль скоро вы находитесь вне зоны доступа такой сети. Поиск сети wi-fi – второе по энергозатратности действие смартфона, сажающее батарейку.

3. Уведомления приходят в течение всего дня

Задумайтесь хоть на секунду, что делает ваш телефон в течение целого дня, если вы им не пользуетесь особо. Правильно – постоянно получает уведомления. При этом экран постоянно загорается, смартфон вибрирует, проигрываются звуковые сигналы и так далее. И вы все еще удивляетесь тому, что аккумуляторная батарея вашего смартфона садится, не дотянув до вечера?

Постоянный поток уведомлений значительным образом сокращает жизнь батарейки вашего девайса. Причем, что характерно, режим вибрации сажает аккумулятор быстрее, чем обычные звуковые уведомления. Это же касается звонков, сообщений и так далее. Для того чтобы сэкономить заряд батареи вашего телефона, а также продлить жизнь аккумулятору, присмотритесь к тому, на что именно вам приходят уведомления.

Большинство уведомлений, получаемых нами ежедневно, касаются программ, до которых нам дела нет. Рекомендуется убедиться, что уведомления, которые поступают на ваш смартфон, действительно важны для вас. Если же у вас запущено одновременно большое количество приложений, имеет смысл позакрывать подавляющее большинство из них, поскольку уведомления об обновлении той или иной игры – обычно это явно не та информация, которую вы ждете с нетерпением.

4. Большое количество запущенных фоновых приложений

Подсветка экрана и поиск сети wi-fi «сжирают» максимальную часть заряда аккумулятора вашего смартфона, однако далеко не только эти замечательные опции быстро сажают батарейку. Если вы посмотрите в разделе «Настроек» на что еще расходуется заряд батареи, вы сильно удивитесь, узнав, что значительная часть энергии уходит на обслуживание приложений, которые вы пользуетесь крайне редко или не пользуетесь вовсе.

Обратите внимание на все приложения, которые запущены на вашем девайсе. Однако наибольшее внимание должны приковать приложения, которые потребляют много энергии, но которые вам почти незнакомы. Вполне возможно, что такие программы обновляются в течение дня, что в принципе вам не мешает, но сажает аккумулятор устройства.

В конце концов, даже если в этом виноваты такие популярные приложения, которыми вы пользуетесь постоянно, как Facebook, или Instagram, ничто не мешает вам запретить и им фоновую активность. Проверяйте уведомления тогда, когда сами посчитаете нужным. Включайте очистку мусора и удаление нежелательных приложений. При этом сэкономите заряд аккумулятора вашего смартфона.

5. Вы просто неразумно расходуете заряд батареи

Это из разряда глупых и нерациональных действий, которые нещадно сажают батарею вашего смартфона. К примеру, вы с десяток-другой раз на дню просматриваете прогноз погоды, фиксируете свое местоположение в Google Maps, проверяете уведомления в таких программах, как Viber или Whatsapp, хотя не было получено соответствующего звукового сигнала.

Все эти действия способны быстро посадить аккумулятор вашего смартфона. Это не означает, что стоит отказывать себе в использовании программ, которым необходимо, к примеру, обращаться к GPS, если вам необходимы эти программы. Однако стоит убедиться в том, что вы действительно используете их по делу. А если они вам не нужны, закрывайте данные программы, чтобы они не работали в фоновом режиме.

Наконец, если вы постоянно выкладываете видео, делитесь видеоматериалами в различных приложениях, используете громкую связь, прослушиваете музыку, фотографируете все подряд или как-то иначе расходуете заряд телефона на полную катушку, тогда нечего удивляться, что аккумулятор «сдыхает» крайне быстро.

Рекомендуется, по крайней мере, избегать многократного пустого использования одних и тех же программ, если это вызвано дежурной привычкой. Не получается – обратитесь к психиатру, или не жалуйтесь на то, что телефон быстро садится. Важно также не запускать видео приложения, видео игры, видеокамеру, если индикатор батареи показывает, что заряд аккумулятора находится на последнем издыхании.

6. Вы используете приложения, которые требуют значительных ресурсов

Иной раз даже прилежное соблюдение всех вышеперечисленных правил не приводит к желаемому результату – аккумулятор продолжает быстро разряжаться! Быть может, вам неприятно будет это слышать, но частично вина лежит и на вас самих. Допустим, если вы подсели на приложения, которые быстро разряжают батарейку, это может значительно снизить ресурс аккумулятора.

Как с этим бороться? Рекомендуется (по возможности) использовать приложения, которые требуют от вашего смартфона меньше ресурсов. К примеру, если вы пытаетесь снизить расход батареи, читайте новости, а не смотрите видео. Поменьше играйте на смартфоне в современные игры, которые буквально «пожирают» ресурсы и заряд батареи. В конце концов, задумайтесь об истинном предназначении телефона!

7. Данные и приложения автоматически синхронизируются

Синхронизация приложений с личными данными – это очень удобно, никто не спорит. Однако автоматическая синхронизация самых различных приложений, постоянный обмен данными, фотографиями и прочим – это не самая лучшая идея, коль скоро вы озаботились продлением срока службы аккумуляторной батареи своего смартфона.

И если вы экономите заряд батареи, устанавливая яркость экрана на минимум; если вы следите за тем, чтобы телефон не искал впустую сеть wi-fi; если вы убрали все фоновые приложения, но ваш аккумулятор едва доживает до середины дня, имеет смысл проверить параметры синхронизации. Если у вас стоит автоматическая синхронизация, имеет смысл установить синхронизацию в ручном режиме или при подключении к компьютеру.

8. Вы используете устаревшее программное обеспечение

Существует немало причин, которыми объясняется необходимость поддерживать операционную систему смартфона и ряд приложений в обновленном состоянии. А вот еще одна причина, которая может объясняться наличием проблем с продолжительностью жизни аккумуляторной батареи вашего телефона:

• обновлять операционку или приложения необходимо по той простой причине, что обновления обычно устраняют так называемые программные баги (то есть ошибки), которые могут оказывать негативное влияние на продолжительность жизни аккумулятора.

Во-первых, убедитесь, что вы используете последнюю версию операционной системы, проверив это через меню «Настройки». Во-вторых, убедитесь, что вы не отключили обновления ваших любимых приложений. Постоянные доработки программ, необходимые для их обновления, для того и осуществляются, чтобы устранить все выявленные ошибки в использовании.

9. Вы используете телефон в экстремальных температурных режимах

Современные технические устройства могут быть смоделированы таким образом, что будут вполне комфортно «чувствовать» себя в лютый мороз и страшный зной. Однако стоимость таких аппаратов будет заоблачной. Поэтому нам приходится обходиться смартфонами с аккумуляторными батареями, которые чувствительно реагируют на внешние перепады температуры.

Стоит вам помотаться в сильный мороз с телефоном по городу, регулярно используя его; или стоит вам несколько раз забыть аппарат на пляже под открытым палящим солнцем, как о прежней стойкости и жизнеспособности аккумулятора можно забыть. Что значит понятие «экстремальные температуры» для вашего смартфона? Об этом можно узнать из характеристик оборудования.

Для того чтобы продлить жизнь аккумуляторной батарее, имеет смысл в холод носить смартфон ближе к телу, а телефонные разговоры (как и в принципе использование телефона на морозе) свести к минимуму. Не подвергайте ваш девайс действию прямых солнечных лучей, используйте качественные чехлы.

10. Телефон работает в условиях плохой связи

Это достаточно простая, но весьма распространенная причина, которая способна значительно снизить срок эксплуатации аккумуляторной батареи. Каким образом можно исправить ситуацию? Либо выбрать телефонный аппарат, у которого антенна мощнее, либо перейти на другого оператора сотовой сети, который отличается более качественным покрытием.

Чтобы продлить срок службы батареи, имеет смысл также включать так называемый режим полета (flight mode или airplane mode) в местах, где связь труднодоступна. К примеру, имеет смысл это делать в метро, в некоторых экранированных зданиях, в подземных переходах… Словом, во всех местах, где телефон вынужден работать на полную катушку, стараясь поймать ускользающий сигнал.

11. Ваш смартфон заражен вирусами

Если вы используете свой смартфон для посещения различных веб-ресурсов, не заботясь при этом о безопасности (к примеру, игнорируете оповещения систем безопасности о необходимости установки антивирусов, посещаете сомнительные сайты, не рекомендованные к посещению без защиты), тогда можно не сомневаться, что вирусы в вашем телефоне есть.

Эти самые вирусы могут иметь совершенно различные цели, причем многие из них могут вообще не мешать работе вашего смартфона. Однако большинство вредоносных программ обычно «сжирает» львиную долю заряда аккумулятора. Рекомендуется проверить, какие именно программы расходуют больше всего заряда батареи, а также стоит установить антивирусные программы.

12. Ваш телефон имеет какие-то технические проблемы

Все ваши приложения тщательно изучены, программное обеспечение обновлено, вы не сажаете нещадно батарею бессмысленным и неправильным использованием смартфона, но аккумулятор почему-то продолжает «сдыхать» в середине дня? Да и замена батареи не особо помогает?

В таком случае, высока вероятность того, что данная проблема обусловлена другими проблемами с соответствующим оборудованием смартфона (аппаратной ошибкой или, как говорят, проблемами с «железом» или его «начинкой»). В этом случае у вас небольшой выбор:

— можно отправиться в салон, где вы приобрели телефон, если он еще на гарантии. Там стоит объяснить суть проблемы, потребовав ее решения или замены оборудования;

— если ваш телефон не на гарантии, можно отнести его в платный сервис центр;

— если ваш смартфон совсем старый, тогда имеет смысл призадуматься над покупкой нового девайса.

Источник