Разбираем аккумулятор от мобильного
СмартПульс — держите руку на пульсе высоких технологий! То, что доктор прописал!
Характеристики, тесты, обзоры мобильных устройств, компьютеров, комплектующих, радиолюбительских конструкций и компонентов
Главная -> Информация к размышлению -> В кабинете патологоанатома. Вскрытие литий-ионного аккумулятора
В кабинете патологоанатома. Вскрытие (разборка) литий-ионного аккумулятора.
Сегодня на приёме у нашего патологоанатома — литий-ионный аккумулятор Nokia BL-5B из одноименного смартфона Nokia. Аккумулятор несколько лет прослужил верой и правдой, но некоторое время назад вспучился и перестал держать заряд. Царствие ему небесное!
Воспользуемся этим несчастным случаем для пополнения копилки наших знаний об аккумуляторах. Многие интересуются, как устроен литий-ионный аккумулятор. Проведем разборку литий-ионного ( Li-ion) аккумулятора.
Так выглядит наш клиент спереди, сзади и со стороны контактов:
Сделано в Европе (Венгрия), голограмма, все дела.
Теперь — сдираем пластиковую обертку с маркировкой, и смотрим на голое тело клиента. Слабонервных, женщин и детей просим удалиться J .
Литий-ионный аккумулятор представляет собой герметичную металлическую «банку» с заводской маркировкой; сверху находится пластиковая «крышка» с контактами, а снизу — чисто декоративная тонкая черная «подставка».
Отдираем эти пластиковые детали, попутно разрывая контактные проводники. Они нам больше не пригодятся.
А так выглядит «банка» аккумулятора сверху:
В центре и справа банки — контакты; а слева, в виде овала с просечкой, — предохранительное «окно» (клапан). При повышении внутреннего давления оно должно лопнуть, тем самым предотвращая взрыв всего аккумулятора в целом.
Теперь обращаем внимание, что баланс по количеству контактов — не сходится. К аккумулятору подходят 3 контакта, а к «банке» — только два! Куда делся ещё один?!
А вот посмотрите на оторванную пластиковую «крышечку» аккумулятора:
Обратите внимание на красную деталь с золотистым прямоугольником, расположенную справа. Это ни что иное, как термопереключатель ( termoswitch). Вот к нему-то и идет третий (средний) контакт аккумулятора! Другим своим контактом термосвитч соединен с «минусом» аккумулятора.
Этот термосвитч — простое механическое устройство. Внутри находится биметаллическая мембрана, которая при нагреве изгибается и замыкает контакты, сообщая тем самым «наружу» о перегреве аккумулятора.
В нормальном положении контакты — разомкнуты. Поэтому при «прозвонке» контактов может показаться, что средний контакт аккумулятора ни с чем не соединён.
Выламываем термосвитч и смотрим на его маркировку, расположенную на обратной стороне:
Таким образом, установлен тип термосвитча — L82AY.
Надо к этому добавить, что не все литий-ионные (Li-ion) и литий-полимерные (Li-pol) аккумуляторы построены по такой же схеме термозащиты. Некоторые аккумуляторы имеют не термопереключатель, а полноценный термодатчик, позволяющий измерить температуру аккумулятора. А некоторые — не имеют вообще никакого элемента контроля температуры. Такие аккумуляторы легко отличить по наличию только двух контактов на аккумуляторе (или двух проводов, идущих от аккумулятора).
Далее — спиливаем верхнюю часть «банки», и смотрим, что там внутри:
На этом фото видно, что в результате вспучивания аккумулятора отдельные слои «начинки» аккумулятора разошлись между собой.
Теперь — окончательно раздираем «банку» и достаем её «начинку»:
«Начинка» аккумулятора представляет собой свернутые в рулон четыре ленты: алюминиевую фольгу со слоем пористого углерода (положительный электрод), медную фольгу (отрицательный электрод, тоже со слоем пористого углерода) и два слоя мембраны-разделителя, «прозрачного» для ионов лития. Эта конструкция очень сильно напоминает конструкцию «классического» электролитического конденсатора. Кто разбирал их — тот подтвердит, а кто не разбирал — лучше этого и не делайте: некоторые виды электролитов вредны для здоровья.
В некоторых местах межвиткового пространства заметны повреждения с вкраплениями мелких белых хлопьев:
Далее — полностью разматываем рулон аккумулятора:
Длина рулона оказалась чуть менее 50 см. Видимо, в «их» единицах измерения длина должна была составлять ровно 20 дюймов.
Итак, пора огласить итоги и выводы.
Наш покойный пациент всю жизнь проработал в одном и том же смартфоне, и потому никогда не имел возможности нарушить режим эксплуатации. Тем не менее, и его настиг неизбежный конец в виде выхода из строя.
Таким образом, констатируем, что устройства со съемными аккумуляторами имеют преимущество перед устройствами с несъемными аккумуляторами. У последних, чтобы решить проблему с аккумулятором, для замены придется обратиться в сервис-центр (или помучиться самому с риском полностью испортить устройство). А у первых — просто вытащить старый и вставить новый аккумулятор.
Дополнение: как подобрать аккумулятор по размерам
В большинстве случаев для подбора аккумулятора достаточно в поисковике (или на интернет-площадках: Яндекс.Маркет, Алиэкспресс и т.д.) наименование устройства, для которого Вам нужно подобрать аккумулятор, например: «Аккумулятор для смартфона Superpuper FSB-2020 Plus «.
Но в некоторых случаях такой поиск не помогает, поскольку в устройстве установлен не специфический аккумулятор, изготовленный специально для него, а просто подходящий серийно выпускаемый «универсальный» аккумулятор.
В этом случае задача сводится к банальному подбору нужного аккумулятора по размерам.
Обычно размер аккумулятора указывается на нём самом в виде группы цифр непонятного назначения:
Например, на этом аккумуляторе стоят цифры: 4052140. Вот в них и зашифрованы размеры аккумулятора, но только не так, как у нас принято (Длина — Ширина — Высота), а в обратном порядке (Высота — Ширина — Длина).
Причём высота зашифрована в десятых долях миллиметра, а все остальные размеры — в миллиметрах.
Таким образом, размеры этого аккумулятора составляют 4 мм (высота) x 52 мм (ширина) x 140 мм (длина).
В поиске (например, на Алиэкспресс) можно сразу вводить эту последовательность цифр: «аккумулятор 4052140».
Если требуемого аккумулятора нет (например, уже снят с производства), то для его замены можно подобрать другой, чуть меньший по габаритам.
В редких случаях аккумулятор может быть совсем «голым» (без обозначений). В этом случае его надо просто замерить и от этого исходить в поисках.
В обозначениях размера аккумулятора есть «тонкость»: если обозначение размера начинается с нуля, то высота обозначена не в десятых долях миллиметра, а в миллиметрах. Кстати, обозначение высоты всегда занимает 2 знака. А величины ширины и длины могут быть как 2-значными, так и 3-значными (необходимо подходить творчески в соответствии с реально имеющимся аккумулятором).
Вскрытие проводил
Ваш Доктор.
03.12.2015
Другие статьи цикла «Как устроен смартфон» :
Источник
Перепаковка аккумулятора смартфона
Замечательная вещь — смартфон. Без него как без рук, как раньше жили, даже вспоминать неохота. Но есть у этого чуда современной техники слабое место — аккумулятор. При активном пользовании заряд тает на глазах, да и ресурс аккума не вечен, рано или поздно батарейка умирает. Приходит момент, когда необходимо приобрести новый аккумулятор, да еще и желательно увеличенной мощности. Но не все так просто в этом мире ) Не на каждый аппарат можно найти не то что увеличенной мощности, а даже стандартную батарею по адекватной цене. Например мой случай — чудо тайваньских высоких технологий — двухсимочный андроид-смартфон Gigabyte GSmart G1345.
G1345 с родным аккумулятором
Так как старый аккум совсем издох и к обеду уже приходилось втыкать смарт на зарядку где придется, решил идти до конца. Скажу сразу, что подобные манипуляции я уже успешно проводил на своем старом выньмобайле несколько лет назад и тот аппарат до сих пор пашет и неделями держит заряд. В общем суть. Современный аккумулятор состоит из двух частей — собственно батареи и электронного контроллера. Нам необходимо подобрать аккумулятор-донор, от которого мы заберем батарею и прилепим к контроллеру от старой родной батареи смартфона. Донора подбираем исходя из габаритов, емкости и напряжения родной батареи. www.ebay.com Вам в помощь. Я выбрал для себя аккум от нинтендо 3DS емкостью 2000mAh.
Новый аккумулятор увеличенной емкости
Далее. Снимаем с нового аккумулятора внешнюю оболочку. Обычно это не более, чем самооклеящаяся глянцевая бумага. Отрываем контроллер от нового аккума, конроллер можно в мусор, батарею пока в сторону.
Новый аккумулятор без оболочки
Затем аккуратно отковыриваем контроллер от родного аккума и припаиваем к нему новую батарею. Контроллер на родном аккуме тайваньцы слишком хорошо приклеили и я его оторвал с корнями, так что аккуратно этот момент, если кто решится.
Отделяем контроллер от родного аккумулятора
Файл batterystats.bin перед зарядкой новой мутантской батареи был удален. Интегрированная мной батарея немного толще оригинальной, доли миллиметра выпирают и она довольно сильно упирается в крышку, но все в пределах комфорта. Батарея закреплена в смарте с помощью пористого упаковочного материала неизвестного происхождения и в случае необходимости легко может быть извлечена.
Новый аккумулятор со старым контроллером
Заряд пошел, с зарядкой напряжение дошло до 4300мВ, при отключении зарядки стало 4119мВ. Через 18 часов обычной эксплуатации при напряжении 3731мВ показывает 49% заряда. Супер, я доволен )
Предупреждаю, что все манипуляции со своим аппаратом вы проводите на свой страх и риск и на гарантию в случае повреждения смартфона можно даже не рассчитывать. Всем удачи!
Источник
Что внутри аккумулятора телефона? Наглядно
При недавнем добавлении новых разделов сайта нашего интернет-магазина Neovolt.ru , посвящённых замене элементов питания на нашем производственном предприятии, появилась идея сделать простые схемы устройства аккумуляторов для иллюстрирования материалов.
Как это водится, несложная с виду идея вылилась в многочасовую перепроверку всевозможных вариантов конструкций (вдруг в новых моделях что-то интересное «нахимичили»), перелопачивание тонны публикаций на BatteryUniversity , советы с экспертами и инженерами на Quora и в Reddit по материалам в сепараторах и проводниках, чтобы ничего не упустить из внимания.
Получился огромный материал, который в дальнейшем пришлось сократить, иначе можно книгу написать. Результатом делимся с вами.
▶ О принципах выбора ёмкости, определения ремонтопригодности, формы и размеров аккумулятора смартфона — в исследовании Карстена Шишке .
Что внутри аккумулятора смартфона
Батареи литий-ионного или литий-полимерного типа работают с помощью химических реакций, которые «отправляют» электроны и ионы с одного электрода на другой. Вот, как всё выглядит, когда наш инженер разбирает внешнюю часть корпуса аккумулятора , например, Samsung Galaxy S9 или любого другого смартфона после извлечения из устройства.
Устройство аккумулятора телефона/смартфона:
(1) Соединительный элемент подключает аккумулятор к системной плате смартфона (в несъёмной конструкции) или к контактам на внешнем корпусе батареи (в съёмной конструкции).
- Он может быть в виде многожильного провода (как на схеме) или в виде шлейфа.
- Шлейф имеет гибкую (как у iPhone 6 ) или формованную (как у Galaxy S8 Plus ) основу.
- У соединительного кабеля чаще всего есть коннектор с несколькими контактами ( от двух до пяти ).
- В редких старых или бюджетных смартфонах соединение с системной платой выполняется не через разъём, а методом пайки (у нас есть пример такого соединения в инструкции разборки iPod Touch 6 ).
(2) — Плата системы управления аккумулятором (Battery Management System, BMS). На неё устанавливается логика работы батареи и предохранитель.
(3) и (4) — Положительный и отрицательные выводы питания для работы в электрической цепи.
(5) и (7) — Электродные материалы размещаются на тонкой металлической основе, напоминающей фольгу. Она собирает электроны и передаёт их из батареи к устройству.
💡 Электроды не способны хранить много энергии в ограниченной зоне.
Поэтому нужны длинные скрутки таких полос, чтобы аккумулятор смог обеспечить смартфон необходимой энергией. Их количество и размеры влияют на конечную ёмкость и габариты батареи.
(6) и (8) — Сепаратор препятствует электрической проводимости между электродными материалами (катодом и анодом) в пределах тока, который должен проходить через сепаратор в процессе движения ионов от катода к аноду (во время заряда) и обратно (во время разряда).
С превышением температуры (выше 130°C) материал плавится и закрывает поры во избежания дальнейшей катализации химической реакции и взрыва аккумулятора .
💡 В большинстве смартфонов сепаратор однослойный из полиэтиленового материала, пропитанного электролитом.
Хотя последнее время в применение вошли сепараторы трёхслойной «гамбургерной» конструкции для более надёжной работы аккумулятора в условиях повышенной нагрузки:
- Полипропилен (стойкость +155°C)
- Полиэтилен (стойкость +130°C)
- Полипропилен (стойкость +155°C)
(9) — Корпус аккумулятора представляет собой термостойкий материал с достаточной прочностью, чтобы выдерживать небольшие физические воздействия (например, от стягивания внутренних комплектующих смартфона).
💡 В съёмной конструкции размещается в ударостойкую оболочку с контактной площадкой.
Это нужно для удобного и, главное, безопасного хранения вне мобильного устройства (из-за чего превышает габариты несъёмного аккумулятора аналогичных технических характеристик). Может иметь разные виды материалов, выбор которых зависит от производителя.
Любые замечания и дополнения благодарны принять от наших постоянных и новых посетителей, которые часто помогают наполнить базу знаний без ошибок. Пишите комментарии — мы читаем каждый. Руководитель Neovolt Роман Кусакин также отвечает лично на особо сложные задачки и вопросы.
Источник