С чего состоит аккумулятор ноутбука

В наш каталог добавлено огромное количество клавиатур для ноутбуков

Устройство батареи PR08 для ноутбука HP ProBook 4730s 4740s

Устройство батареи A1321 для ноутбука Apple MacBook Pro 15

Устройство батареи A32-F82 для ноутбука Asus K40 K50

Устройство батареи ноутбука J1KND для ноутбука Dell Inspiron 13R 14R M5030

Устройство батареи ноутбука HP PH06 для ноутбука HP 620 625 4520s 4525s

Устройство батареи ноутбука HP PR06 для ноутбука HP 4530s 4535s

Выбор блока питания для ноутбука. Какую мощность выбрать.

Устройство батареи ноутбука HP KU221ea для ноутбука HP ProBook 6720s

Как устроен аккумулятор для ноутбука

Сегодня рассмотрим устройство аккумулятора ( батареи ) для ноутбука на живом примере — батарее для ноутбука производства компании ACER модель AS10B31.

Итак, давайте для начала посмотрим на параметры нашей батареи:

Нас на данный момент интересует надпись Li-Ion 11.1V 5200 mAH. Что же она означает, — по порядку:

Li-Ion — внутри батареи установлены литий-ионные элементы

11.1V — средняя точка рабочего напряжения, забегая вперед скажу, данное напряжение получается при последовательном соединении трех литий-ионных элементов, можно также встретить надпись 10.8 вольт — это фактически тоже самое, теже литий-ионные элементы, только со средней рабочей точкой 3.6 (против 3.7 при 11.1V) вольта у каждого из трех последовательно соединенных элемента.

И третий параметр надписи — 5200mAh — это емкость батареи, полученная в результате параллельного соединения двух литий-ионных ячеек (каждая по 2600мАЧ). Таже следует отметить что встречаются усиленные батареи емкостью 6600мАЧ (получается при параллельном соединении 3 ячеек емкостью 2200мАЧ, либо 2 ячеек емкостью более 3200Мач) это следует из законов физики (школьный курс — при параллельном соединении двух источников постоянного тока их суммарная емкость складывается). Что касается рабочего напряжения батареи, то оно бывает 14.4 (14.8) Вольт — при последовательном соединении 4 литий-ионных ячеек.

Заглядываем внутрь нашей батареи:

А внутри батареи мы видим то, о чем говорили ранее — 3 группы батарей по 2 штуки в паралель (1, 2, 3) соединеные последовательно, данная конфигурация называется 3S2P (3 последовательно 2 паралельно). Следует отметить для полного понимания, если вспомнить школьный курс физики — при последовательном соединении источников постоянного тока — напряжение будет навно сумме напряжений каждого источника постоянного тока, которыми и являются сами группы литий-ионных элементов. Элементы li-ion выполнены в достаточно распространённом форм-факторе 18650, это означает что диаметр элемента питания составляет 18мм, длинна элемента — 65мм. Встречаются элементы такого формата разной емкости и с различными способностями в токоотдаче, т.е. какую нагрузку способен выдержать элемент, для ноутбуков используются элементы самого «низкого» диапазона способности выдерживать постоянную нагрузку — около 0.5С (это означает что элемент способен без ущерба собственному состоянию выдержать постоянную нагрузку в половину своей емкости), т.е. для среднестатистического элемента в 2200мАч, или 2.2Ач — максимально допустимая нагрузка составляет 1.1 А (Ампера). Также встречаются элементы формата 18650 способные выдержать значительно большие нагрузки — 10, 15, 20 и даже 30 ампер. Такие элементы используются в парогенераторах (электронных сигаретах), шуруповертов, батареях электровелосипедов и прочих мощных устройствах. В нашем магазине также имеются аккумуляторы формата 18650.

Средняя точка рабочего напряжение наших элементов 3.6 вольта, следовательно на выходе мы получим 3.6 вольт + 3.6 вольт + 3.6 вольт = 11.1 Вольт. Также хотелось бы немного прояснить ситуацию с диапазоном напряжения батареи: физико-химические параметры любой батареи будь то литий-ионнная, свинцовая или никель-кадмиевая, обуславливают некий разброс напряжения от минимально допустимого (2.7 — 2.8 Вольта для литий-ионных элементов) в полностью разряженном состоянии до максимального — 4.2 — 4.35 вольта (для их же) в полностью заряженном состоянии, в зависимости от отдельных химических составов у разных производителей.

Иными словами — разряженный элемент имеет минимальное напряжение (2.7 вольт), а полностью заряженный элемент имеет напряжение 4.2-4.35 вольт. Исходя из этого следует логичный вывод — рабочее напряжение литий-ионной батареи ноутбука колеблется от 8 вольт (3 последовательно соединенные группы элементов) до 12.6 (13) вольт. А средняя рабочая точка напряжения — указана в параметрах батареи — в нашем случае это 11.1 Вольт.

Теперь давайте разберемся, что же стало причиной выхода из строя аккумуляторной батареи в нашем случае.

После отсоединения всех элементов друг от друга, замер напряжений на отдельно взятых элементах показал, что одна группа из 2 элементов имеет напряжение 0. Так уж получается что достоинство группировки по 2 элемента параллельно для увеличения общей емкости, стало причиной выхода из строя батареи — а причина в следующем: один из элементов вышел из строя (это может быть КЗ (короткое замыкание) элемента, это может быть потеря емкости, рост внутреннего сопротивления элемента), а поскольку вышедший из строя элемент соединен со вторым параллельно, вышел из строя и второй элемент, если взять за основу короткое замыкание — второй элемент получился также замкнут, что приводит к моментальной «гибели» элемента вследствие перегрева.

Если рассматривать выход из строя элемента по причине большого внутреннего сопротивления или потери емкости, второй элемент выйдет из строя не сразу — поскольку вся нагрузка будет приходится не на 2 элемента а на 1, и вследствие огромных нагрузок, на которые элемент не рассчитан он выйдет из строя после нескольких десятков циклов заряд-разряд, либо нескольких циклов вследствие перегрева от нагрузок на которые он опять же не рассчитан.

В мире производится огромное количество элементов питания, в нашем случае, как и в более 90% батарей ноутбуков используются литий-ионные батареи формфактора 18650. Как уже было отмечено ранее, — это её размеры — 18мм диаметр, 65мм длинна элемента. Разные модели таких элементов рассчитаны в зависимости от их предназначение на различные нагрузки, в частности батареи, используемые в производстве ноутбуков — на разрядные токи до 0.5С, эта цифра означает что элемент не рассчитан на нагрузку, превышающую 0.5 (половину) емкости элемента, т.е. при емкости элемента 2200Мач — предельно допустимый ток разряда не должен превышать 1100Ма или 1.1А. Что касается нашей батареи — например емкость одной ячейки 2600Мач — предельно допустимый ток нагрузки — не более 1300Ма или 1.3А, соответсовенно 2 соединенных паралельно элемента могут безопасно выдержать нагрузку 2.6А или 2600Ма.

При производстве ноутбука инженеры производят расчет максимальной потребляемой мощности ноутбуком и в соответствии с этими параметрами закупаются элементы питания. Среднестатистический ноутбук в режиме работы (серфингв сети интернет, фильмы, музыка и прочее) потребляет в среднем 30Вт энергии, это значит что при напряжении питания 11.1 вольт (средняя точка рабочего напряжения батареи) ток доходит до 2.7-3А. Эту нагрузку берет на себя каждая группа из 2 элементов (в нашем случае).В момент, когда в батарее ноутбука вышел из строя один элемент, второй еще пока живой элемент стал испытывать в двое большие нагрузки, на которые он попросту не рассчитан, что стало причиной выхода и его из строя. Поскольку одна группа из 2 элементов вышла из строя, напряжение стало ниже минимально допустимого — не более 8 вольт, или пропало вовсе (в случае обрыва защитного контакта в элементах) что уже никак недостаточно для запуска и работы устройства.

За всем этим делом: отдельно взятыми группами элементов, зарядом и разрядом следит контроллер батареи (небольшая платка) — он расположен внизу у нас на картинке, он-то и сообщает вашему ноутбуку что следует заменить батарею, это сообщение появляется и в операционной системе (иконка батареи).

Как уже было отмечено ранее, выпускается великое множество элементов такого форм-фактора, например существуют высокотоковые элементы, предназначенные, скажем, для электронных сигарет. Такие элементы могут выдерживать высокие токи, например до 30А. Чувствуете разницу — 1-1.5А и 30А. Да, такие элементы есть, но стоят они в разы дороже обычных, способных выдержать малые нагрузки. Батарея, изготовленная с использованием таких элементов жила бы долгую и счастливую жизнь, есть одно НО — стоила бы такая батареи возможно дороже самого ноутбука) Вот именно поэтому производители устройств постоянно баллансируют на грани цены и качества, ведь все мы должны понимать — у качественной вещи — своя цена.

Источник

С чего состоит аккумулятор ноутбука

Как разобрать аккумулятор ноутбука – строение и принцип работы батареи

Принцип работы батареи основан на обратимости проходящих в ней реакций. В одну сторону идет разряд, а в другую заряд. Реакция напрямую зависит от того типа батареи, который установлен в связку. В истории известны следующие разновидности:

Никель-кадмиевые и никель-металлогидридные. В настоящее время почти не используются, так как их производство ограничено по экологическим соображениям, к тому же для них типично явление больших разрядных и зарядных токов. Заряжаются долго, разряжаются быстро. Единственный плюс – возможность хранить в разряженном состоянии без потери тока и повреждения внутренних элементов.
Литий-ионные. Современные аккумуляторы. Характеризуются высокой энергетической плотностью, низкой скоростью разрядки и относительной простотой в использовании. Постепенно теряют свои свойства при отсутствии активной эксплуатации. Литий быстро разрушается и приблизительный срок годности в 5 лет снижается до 2-3.
Литий-полимерные. Батареи нового поколения. В качестве проводящего элемента в них используется специальный полимерный материал, что снижает проводимость, но повышает срок службы. Впрочем, данное суждение справедливо только к бытовым моделям, которые и используются в ноутбуках. Специальные силовые модели могут давать ток в 130 раз превышающий собственную емкость в Ампер-часах.

Строение батарей

Каждый аккумуляторный массив собран из нескольких групп «банок». Обычно, в их роли выступают литий-ионные аккумуляторы, соединенные с помощью последовательно-параллельного подключения. Схема в цепи подключается к микросхеме-контроллеру, обеспечивающему стабильное распределение заряда и его защиту от перезарядки, перегревов и скачков напряжения. Контроллер записывает в память данные о количестве циклов зарядки/разрядки. Обычный аккумулятор рассчитан на 500-1000 циклов зарядки.

Основные причины поломок

Существует несколько причин, служащих поводом для разборки и замены аккумулятора ноутбука. Ими могут быть:

Истекший срок службы одного из носителей;
Разряд батарей и сульфатация. Происходит в том случае, если ноутбук долго не использовался;
Сломанный контроллер управления. Данную проблему проще всего решить, обратившись в сервисный центр, так как проведение столь сложной операции по ремонту требует знаний и навыков. Мы же в данной статье рассмотрим разборку аккумуляторов от нескольких производителей и разъясним некоторые нюансы.

Разборка аккумулятора

Перед началом работ тщательно подготовьте свое рабочее место. Уберите со стола все лишнее. С помощью бумажного листа формата А4 или А3 сформируйте рабочую поверхность, создав некоторое подобие подкладки.

В качестве рабочего инструмента рекомендуем приготовить следующие элементы:

Отвертка крестовая;
Растворитель 646;
Тонкий нож;
Бумажные салфетки;
Кисть с жесткими ресничками.

ВАЖНО. Перед началом работ рекомендуем разрядить батареи, чтобы избежать возможных повреждений.

Первый этап

Растворителем рекомендуем пройтись по стыкам корпуса в самом начале разборки. Дело в том, что со временем пластик может прикипеть и в этом случае отсоединить элементы друг от друга будет очень проблематично.

С растворителем же вы сильно облегчите себе задачу и не будете прибегать к варварским методам открытия, приводящим к частым поломкам. Если же клей все равно не хочет «отпускать» пластик, макните в растворитель кисть или отвертку и пройдитесь по тому месту, где возникла проблема.

Будьте осторожны при использовании растворителя. Не капайте на легкорастворимые материалы, особенно софт-тач пластик.

Второй этап

Сняв крышку, вы увидите перед собой массив батарей, скрепленных между собой. Вытаскивать их нужно максимально аккуратно, так как батареи закреплены между собой специальными пластинами, либо с помощью пайки. Отламывать их друг от друга мы не рекомендуем. Лучше возьмите кусачки и аккуратно откусите нужную вам секцию, либо с помощью паяльника отпаяйте необходимый элемент.

Обращаем Ваше внимание, если вы хотите полностью отсоединить все батареи массива, начинать необходимо с тех, которые дальше всего находятся от печатной платы контроллера. Ее следует снимать в последнюю очередь, так как она достаточно хрупкая и с ней следует быть предельно аккуратными.

Проверка всех интересующих вас компонентов на работоспособность производится с помощью мультиметра. После выполнения всех необходимых операций, сборка производится в обратной последовательности.

Тонкости и нюансы

Выше мы упомянули универсальный способ разборки, но стоит поговорить и об особенностях разборки аккумуляторов от разных производителей.

ASUS. Компания выпускает одни из самых неудобных аккумуляторов для разборки и обслуживания. Они характеризуются стандартным соединением крышки корпуса с основной частью при помощи клея, что со временем вызывает прикипание. Часто разборка заканчивается поломками, даже профессионалы часто не могут идеально справиться с задачей. Дополнительных проблем при разборке добавляют отдельные модели ноутбуков, где ниша для аккумуляторов спрятана в основной корпус, а не отдельный отсек.
HP. Производитель делает акцент на неразборных вариантах батарей. При работе с ними, прибегают к использованию очень тонкого и острого инструмента для разделения элементов при вскрытии корпуса, ибо все они склеены очень прочным клеем.
DELL и ACER. И там и там в конструкции применяется достаточно тонкий пластик. Его легко демонтировать и также легко сломать. Работа с подобными моделями требует широкой практики и соответствующего инструмента.
Toshiba. Японцы поступили более хитро. Они тоже использовали тонкий пластик, но сделали его более прочным. Демонтаж производится с помощью изгибов корпуса и его расшатывания, после чего достаточно провести пластиковой карточкой и откинуть крышку.
Samsung. Обладает самыми удобными и продуманными моделями. Элементы корпуса аккумуляторов производитель крепит на специальные защелки, что избавляет от необходимости воздействовать на блок физически.

Источник