Встроенные аккумуляторы для сотовых

Несколько слов о несъемных аккумуляторах, встроенных в телефоны

Недавно разработчики придумали интересную вещь: создавать цельные смартфоны. Смысл в том, что инструментами, которые под рукой, нереально открутить заднюю крышку.

Поскольку передняя часть плотно прикреплена к задней, и разобрать такой телефон без специального оборудования невозможно. Получить прямой доступ к аккумулятору тоже невозможно.

Первооткрывателями такой технологии стала компания Apple.

Позднее остальные бренды удачно скопировали ее. В разработанных цельных смартфонах есть положительные и отрицательные стороны. Именно данной теме и посвящена статья.

Причины появления смартфонов с несъемным аккумулятором

Потребности пользователей смартфонов определили, какие аппараты необходимо производить. Они должны обладать такими характеристиками как удобство, маленький объем и большая диагональ.

С этого и стартовала гонка производителей. Каждый старался создать смартфон более точным, учитывая те или иные особенности.

Чем дальше, тем больше стало появляться устройств без легкого доступа к аккумулятору. Он стал не доступен для потребителя из-за несъемной крышки с тыльной стороны.

Чтобы разобрать смартфон, пользователь должен был нагреть лицевую часть экрана и убрать клей.

Плюсы несъемных аккумуляторов

Эргономичность является основным плюсом несъемных аккумуляторов.

Аккумулятор невозможно убрать просто так. Поэтому отпадает необходимости в его защите от других частей аппарата.

Таким образом, различные заглушки, защитные пленки были убраны. Появилось место для большой батареи и маленькой корпусной части.

Еще одним плюсом несъемных аккумуляторов стала защита от влаги и пыли. Блок, от которого невозможно отделить крышку, называют еще монолитным, потому что создается он из цельной части одного материала.

В нем нет отверстий, разломов, щелей. Благодаря этому защита от пыли, влаги, воды и других мелких частиц становится выше.

Правда, до сих пор смартфоны полностью не защищены от воздействия внешних факторов. Им подвержены вход под микрофон, зарядку, динамики. Однако, в целом, сократилось количество возможностей для проникновения частиц пыли и влаги.

Аппарат становится надежнее при отсутствии лишних частей. Именно этот девиз лучше характеризуют философию такого дизайна. Производитель может забыть о кнопках, защитах и других мелких деталях при наличии несъемного аккумулятора.

Все можно компактно расположить внутри корпуса и не переживать за то, что «чайник» залезет в телефон и сможет там что-то сломать.

Такие корпусы характеризуются удобством, а не только защитой. Все элементы внутри расположены очень близко друг к другу, поэтому разработчики не переживают о способах закрытия или открытия.

Поэтому смартфоны не имеют люфтов и механических недостатков, не скрипят, не издают неприятные звуки.

Стоит обратить внимание, что такой способ сокращает риск установки «неродного» аккумулятора самостоятельно.

Многим пользователям нравилось заменять одни батареи на другие. В целях экономии они покупали некачественные аккумуляторы, тем самым портя свои гаджеты.

С монолитным корпусом доступ к батарее у владельцев сократился, поэтому шанс установить некачественную батарею свелся к нулю.

Другими словами, разработчик лучше понимает, какой аккумулятор лучше подходит в его смартфон, и обывателю не стоит лезть внутрь.

Несъемная крышка позволяет устанавливать в корпус дорогие и качественные материалы: керамику, стекло, различные производные железа. В съемных телефонах чаще используется пластик из-за его пластичности.

Минусы несъемных аккумуляторов

Конечно, у таких гаджетов имеются и минусы. Одним из основных недостатков является то, что отпала необходимость в покупке дополнительных аккумуляторов, их дополнительной зарядки и замене.

Отсутствие легкого доступа к батарее снизило потребность в покупке нескольких АКБ. Теперь появилась потребность в постоянной зарядке самого аппарата либо использовании power-банки.

Существенным недостатком также является замена несъемного аккумулятора. Все энергосберегающие приборы со временем теряют максимальную степень своего заряда. Их батарея функционирует меньше, и потери иногда могут составлять 30% и более.

В этом случае стоит сразу заменить АКБ. Для этого придется посетить центр техобслуживания. Дома разобрать гаджет сложно — можно легко повредить его основные функции. Однако потребность в этом может появиться только через пару лет активного пользования.

Фактор цены является еще одним минусом. Создание монолитных корпусов очень дорогое, поэтому и такие смартфоны стоят недешево.

С течением времени сам способ производства дешевеет, и уже сейчас можно найти на рынке бюджетные экспонаты с несъемным аккумулятором.

Также замена несъемного аккумулятора стоит очень дорого. Не всегда это нужно делать, но она очень хлопотная сама по себе процедура. Помимо того, что смартфон нужно отдать мастеру и подождать пока он все сделает, так еще и стоимость замены очень дорогая.

Как вынуть встроенный аккумулятор

Убрать аккумулятор изнутри можно через экран. Для этого его нагревают и карточкой или специальными присосками отделяют от корпуса.

Затем надо открутить винтики, снять шлейф и достать внутренности гаджета. После этого можно начинать работать с аккумулятором.

Сама батарея не изменилась. Она имеет тот же вид что и прежде: квадрат или прямоугольник. Вставлена в специализированный «карман» с контактами. Но в случае с несъемным аккумулятором: его стенки тоньше, и сами они не окружены надежной защитой.

Очень часто АКБ ставятся сразу на фурнитуру гаджета без собственного отделения. Это спроектировано специально в целях сохранения пространства и эргономичности. Надежность от этого не зависит, поскольку основная защита идет от самого корпуса.

Отличия между несъемным и встроенным АКБ

Особенность заключается в самостоятельном вынимании аккумулятора и в его защите. Если у вас съемное устройство, то вы можете беспрепятственно и легко снять батарею.

Разработчики устанавливают дополнительную оборону внутри корпуса, поскольку юзер может нанести урон своему гаджету при снятии АКБ.

В ситуации с монолитным корпусом это возможно только по прошествии нескольких манипуляций. Поэтому внутренняя оборона отсутствует, акцент делается на защите корпуса.

Что стоит выбирать

В данный момент у пользователей нет лучшего выбора. Дешевые телефоны производятся со съемной крышкой. Но премиальные и брендовые компании все уже не признают такое, поэтому зачастую выбор отсутствует.

Но если у вас есть варианты, то отдавайте предпочтение монолитному корпусу. Он более надежен и эффективен, чем вариант с отделяемой задней крышкой.

Такой вариант смартфона тоньше и легче, более модный. Не издает посторонних неприятных звуков, имеет защиту от частиц пыли и влаги, не рассыпается, если упадет.

Источник

Аккумуляторы для мобильных устройств — разновидности, сравнительные характеристики

Никель-кадмиевый, никель-металлгидридный или литий-ионный? А может быть лучше приобрести литий-полимерный аккумулятор? А какой дольше работает? А с каким меньше хлопот? Слышал, Моторола разработала какие-то новые топливные элементы, в которые что-то заливается. Случайно не бензин? Вопросы, вопросы, вопросы…

Попробуем разобраться по порядку.

Типы аккумуляторов

На сегодняшний день для питания мобильных устройств, портативных компьютеров и оборудования наиболее широко применяются аккумуляторы следующих электрохимических систем: герметичные свинцово-кислотные (SLA), никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлгидридные (NiMH) и литий-ионные (Li-ion). Постепенно начинают завоевывать позиции в сфере сотовых телефонов и портативных компьютеров литий-полимерные (Li-Pol) аккумуляторы. Ведутся разработки в области топливных элементов и некоторых других перспективных технологий изготовления аккумуляторов [4].

Технические характеристики основных типов аккумуляторов приведены в таблице 1 [3] с разрешения компании Landata [2].

Таблица 1. Разновидности аккумуляторов по электрохимической системе

Число рабочих циклов заряда / разряда (уменьшение емкости до 80 %) Внутреннее сопротивление при напряжении 3,6 В (миллиОм) Минимальное время заряда, часов

1. При правильном и регулярном обслуживании число рабочих циклов заряд /может достигать 4000 вместо 1500 циклов, гарантируемых производителем. Без проведения тренировочных циклов число рабочих циклов может уменьшиться более чем в три раза.
2. Число рабочих циклов зависит от глубины разряда. Малая глубина разряда обеспечивает большее количество циклов.
3. Саморазряд практически прекращается на вторые сутки после полного заряда аккумулятора. Саморазряд NiCd аккумуляторов составляет 10% в течение первых 24 часов, затем снижается до 10% в месяц. Саморазряд увеличивается при увеличении температуры.
4. Встроенная в аккумулятор схема защиты потребляет около 3% в месяц.
5. 1,25 вольта — значение напряжения одного элемента, 1,2 вольта — часто встречается в литературе и описаниях. Оба значения относятся к одному типу элемента .
6. 2,5-3,0 вольта в зависимости от материала положительного электрода.
7. Относится только к разряду; диапазон температур заряда более ограничен.
8. Стоимость приведена на 1999 год.

Каждому типу аккумуляторов свойственны определенные достоинства и недостатки. Рассмотрим и те, и другие подробнее.

SLA аккумуляторы

Область применения — блоки бесперебойного питания (UPS), системы охранной сигнализации, устройства железнодорожной автоматики и связи, инвалидные коляски, резервное освещение. Ранее этими аккумуляторами комплектовались некоторые модели переносных сотовых телефонов и видеокамер. В целом можно сказать, что SLA аккумуляторы обычно используются в тех случаях, когда требуется большая мощность, минимальная стоимость, а габариты и вес не критичны. Диапазон значений емкости для портативных приборов лежит в пределах от 1 до 30 А·час. Поскольку в современных мобильных устройствах эти аккумуляторы на данный момент практически не применяются, то всех интересующихся вопросами по SLA аккумуляторам отправляю на [3].

NiCd аккумуляторы

Область применения: сотовые телефоны, обычные и транковые радиостанции, домашние радиотелефоны, переносные компьютеры, видеокамеры, ручные мощные электроинструменты, медицинские приборы, разнообразное производственное оборудование. Новые модели сотовых телефонов и портативных компьютеров этими аккумуляторами уже не комплектуются. Но в транковых и обычных радиостанциях по-прежнему широко распространены.

• Быстрый и простой метод заряда. NiCd аккумулятор допускает заряд током, численно равным его номинальной емкости и более. Таким образом, вполне реально зарядить аккумулятор за один час. А если вдруг потребуется еще большая скорость заряда, то можно использовать ток заряда вдвое и втрое превышающий значение номинальной емкости. Однако не стоит этим злоупотреблять. Кроме того, при быстром заряде требуется использование специальных зарядных устройств, определяющих момент полного заряда аккумулятора и прекращающих быстрый заряд.
• Для них предпочтителен импульсный метод заряда по сравнению с зарядом постоянным током. Улучшение эффективности достигается распределением импульсов разряда между импульсами заряда. Этот метод заряда, обычно называемый реверсивным, поддерживает высокую площадь активной поверхности электродов, увеличивая эффективность и срок эксплуатации аккумулятора. Реверсивный заряд также улучшает быстрый заряд, т. к. помогает рекомбинации газов, выделяющихся во время заряда. В результате — аккумулятор меньше нагревается и более эффективно заряжается по сравнению со стандартным методом заряда постоянным током.
• Способность отдавать в нагрузку большой ток
• Длительный срок службы при соблюдении условий эксплуатации и периодического обслуживания.
• Слабая чувствительность к неправильной эксплуатации, легкое восстановление при понижении емкости и после длительного хранения (от 60 до 70% аккумуляторов, признанных негодными, могут быть восстановлены для полноценной эксплуатации). Восстановление аккумулятора реализуется путем его разряда по специальному алгоритму до напряжения 0,4 вольта на элемент. Цикл восстановления применяется в случае, если тренировочные циклы не помогают.
• Низкая цена.

• Необходимость периодического обслуживания для устранения «эффекта памяти». Под «эффектом памяти» понимается укрупнение кристаллических образований рабочего вещества аккумулятора и, как следствие, уменьшение площади активной поверхности и реальной емкости аккумулятора. Под обслуживанием (тренировочными циклами) понимается периодический разряд аккумуляторов до напряжения 1 вольт на элемент, в результате которого происходит разукрупнение кристаллических образований и увеличение реальной емкости аккумулятора.
• Высокий саморазряд (до 10% в течение первых 24-х часов и до 20 % в первый месяц после заряда).
• Большие габариты и вес по сравнению с аккумуляторами других типов.
• Аккумулятор содержит кадмий и требует специальной утилизации, поэтому в некоторых странах по этой причине уже запрещен для эксплуатации.

NiMH аккумуляторы

В недалеком прошлом NiMH аккумуляторы пришли на смену NiCd. Однако их шумно разрекламированные преимущества не обеспечили 100% удовлетворение запросов пользователей, главным образом из-за сокращенного срока службы.

Характерные особенности NiMH аккумуляторов.

• Плотность электрической энергии примерно на 30-50% больше, чем у NiCd аккумуляторов и, соответственно, меньше габариты и вес.
• Для них предпочтителен скорее поверхностный, чем глубокий разряд и срок их службы непосредственно связан с глубиной разряда.
• NiMH аккумуляторы по сравнению с NiCd выделяют значительно большее количество тепла во время заряда и требуют реализации более сложного алгоритма для обнаружения момента полного заряда. Как правило, они содержат внутренний температурный датчик для получения дополнительного критерия обнаружения полного заряда.
• NiMH аккумулятор не может заряжаться так быстро, как NiCd. Время заряда — обычно вдвое больше, чем у NiCd. Рекомендуемый ток разряда от одной пятой до половины значения номинальной емкости.
• Меньшая склонность к «эффекту памяти» (можно даже сказать, что аккумулятор просто не успевает его приобрести).
• Экологически чистая технология изготовления.
• Малое число циклов заряда / разряда.
• Высокий саморазряд (до 30% в месяц).

Li-ion аккумуляторы

Область применения: сотовые телефоны и всякого рода переносные компьютеры. По данным экспертов корпорации Varta уже в ближайшее время Li-ion аккумуляторы начнут вытеснять с этого рынка не только NiCd, но и NiMH аккумуляторы. Конструктивно этот тип аккумуляторов содержит внутреннюю схему управления и защиты, призванную ограничить пиковое напряжение каждого элемента во время заряда и предотвратить понижение напряжения элемента при разряде ниже допустимого уровня. Кроме того, для обеспечения безопасности при их эксплуатации должен быть ограничен максимальный ток заряда и разряда и должна контролироваться температура элемента.

• Высокая плотность электрической энергии, малые габариты и вес.
• Низкий саморазряд (примерно 3-5% в первый месяц, затем уменьшение до 1-3% в месяц, дополнительно около 3% в месяц потребляет схема управления).
• Отсутствие какого-либо обслуживания в течение всего срока эксплуатации.

• Высокая цена.
• Необходимость хранения в заряженном состоянии.
• Подверженность процессу старения, даже если аккумулятор не используется. Ухудшение емкости наблюдается примерно после одного года с момента изготовления. После двух лет, аккумулятор часто становится неисправным. Не рекомендуется хранить Li-ion аккумуляторы в течение длительного времени. Наслаждайтесь ими, пока они новые.
• Хочу заметить, что вследствие разного напряжения единичных элементов аккумуляторов на основе никеля и литий-ионных аккумуляторов (1,2 и 3,6 вольта соответственно), замена одних на другие не всегда возможна. Например, в сотовых телефонах с напряжением 4,8 вольта. Кроме того, эти аккумуляторы требуют разных типы зарядных устройств.

Li-Pol аккумуляторы

Литий-полимерные аккумуляторы (Li-pol) — следующий этап в развитии литиевой технологии. Потенциально они менее дороги, чем Li-ion аккумуляторы. Но как любой новый продукт, не достигший массового применения, Li-pol аккумуляторы наиболее дороги на данный момент.

Область применения: сотовые телефоны и переносные компьютеры. Полные данные о параметрах аккумулятора пока не известны. Можно отметить только пока малое, в сравнении с другими типами аккумуляторов, число циклов заряда / разряда и небольшой ток нагрузки. Однако имеется преимущество в конструктивном исполнении. Технология их производства допускает изготовление в различных пластичных геометрических формах, нетрадиционных для обычных аккумуляторов, в том числе достаточно тонких по толщине, и способных заполнять любое свободное место в устройстве.

Итак, мы рассмотрели основные характеристики наиболее распространенных видов аккумуляторов в хронологическом порядке их появления на рынке. Именно в таком порядке они и сменяли и сменяют друг друга в мобильных устройствах и портативных компьютерах. Однако не следует списывать «старичков» со счета раньше времени. Во многих устройствах они продолжают исправно и надежно работать. Их технологию производства, конструкцию и сервисные элементы продолжают совершенствовать. Например, в видеокамерах. Впрочем, это предмет отдельного разговора, и достаточно подробно он освещен в информационно-техническом журнале «625». Тема номера журнала — аккумуляторы для профессиональных видеокамер и зарядные устройства к ним. Цикл статей, хотя и специфичен, но интересен и, безусловно, будет полезен всем, кого интересуют вопросы и проблемы эксплуатации аккумуляторов. В электронном виде со статьями можно познакомиться на [3].

Любопытные сведения по аккумуляторам приведены в [5], а химическим источникам тока и аккумуляторам посвящены две статьи в журнале Электронная промышленность [6].

При написании статьи использованы материалы, любезно предоставленные г-ном Isidor Buchmann, основателем и главой Канадской компании Cadex Electronics Inc. [1], а также компанией Landata, г. Москва [2].

Более подробная информация на русском языке об аккумуляторах для мобильной техники связи, компьютеров и других портативных приборов, советы по эксплуатации и обслуживанию приведены в [3].

Источник