Кто не вспоминает с замиранием в сердце те времена, когда наши старенькие надежные Nokia могли работать без подзарядки больше недели? С современными смартфонами о такой роскоши остается только мечтать.

Как бы мы не старались увеличить срок автономной работы наших гаджетов, литиевые аккумуляторы постепенно деградируют и теряют способность удерживать заряд. Почему это происходит и как предотвратить раннюю “смерть” батареи?

Что представляет собой литиевый аккумулятор?

Все современные смартфоны и планшеты снабжены аккумуляторами на литиевой основе: литий-ионными или литий-полимерными, поэтому именно о них пойдет речь в дальнейшем. Такие аккумуляторы имеют ряд преимуществ по сравнению с уже устаревшими никель-кадмиевыми, а именно: у них, как правило, выше емкость и длительность службы, а также они не такие требовательные в эксплуатации.

Стандартный литиевый аккумулятор состоит из катода (отрицательного электрода) из оксидов лития и анода (положительного электрода), который, обычно, сделан из графита, а также электролита, позволяющего ионам лития перемещаться в ячейке. Два электрода разделены тонким пористым материалом, который предотвращает короткое замыкание. С точки зрения физики разрядка – это процесс перехода ионов лития от анода к катоду. Зарядка же представляет собой перемещение ионов лития обратно к аноду под действием электрического тока.

В зависимости от электро-химической схемы литий-ионные аккумуляторы показывают следующие характеристики:

• Номинальное напряжение единичного элемента 3,6 В. Максимальное напряжение 4,2 В, минимальное 2,5-3,0 В. Зарядные устройства поддерживают конечное напряжение в диапазоне 4,05-4,2 В.
• Удельная энергоёмкость: 110 … 230 Вт*ч/кг
• Внутреннее сопротивление: 5 … 15 мОм/А*ч
• Число циклов заряд/разряд до потери 20 % ёмкости: 600
• Время быстрого заряда: 15 мин — 1 час
• Саморазряд при комнатной температуре: 3 % в месяц
• Ток нагрузки относительно ёмкости (С):
  • постоянный — до 65С, импульсный — до 500С
  • наиболее приемлемый: до 1С
• Диапазон рабочих температур: ?0 … +60 °C(при отрицательных температурах заряд батарей невозможен)

Аккумуляторы крайне чувствительны к превышению напряжения при заряде, аккумулятор может загореться. Поэтому в корпус аккумуляторов встраивают специальную миниатюрную электронную плату, которая защищает аккумулятор от превышения напряжения заряда. Также эта плата может опционально контролировать температуру аккумулятора, отключая его при перегреве, ограничивать глубину разряда и ток потребления. Тем не менее надо учитывать что не все аккумуляторы снабжаются защитой. В погоне за себестоимостью или емкостью защиту могут не ставить.

Циклы зарядки-разрядки

Первое, что нужно знать о литийных аккумуляторах – это то, что продолжительность их “жизни” зависит от количества циклов зарядки-разрядки или, проще говоря, от того, как долго вы используете батарею. Уже примерно после 600 циклов способность аккумулятора удерживать заряд снижается на 20% (см. график ниже). Однако они деградируют даже тогда, когда не эксплуатируются. Поэтому бесполезно пытаться ограничить количество зарядок и “жалеть” свой девайс. Зато теперь мы знаем, почему со временем наши устройства разряжаются все быстрее и быстрее.

Чувствительность к температуре

Аккумуляторы на литиевой основе очень чувствительны к перегреванию и переохлаждению, что негативно сказывается на сроке их службы. Идеальная температура эксплуатации таких батарей  15°C. Поэтому лучше перестраховаться и не оставлять гаджет подключенным к зарядному устройству надолго без необходимости. Еще хуже – забыть устройство на приборной панели автомобиля в жару. Зимой не стоит класть девайс в наружный карман сумки или рюкзака, а также слишком часто использовать его на морозе.

Зарядка через USB

Существует теория о том, что зарядка при помощи USB-кабеля может навредить батарее, однако это не соответствует действительности. Спокойно заряжайте и дальше от USB, правда, не забывайте о том, что иногда USB-контроллер просто не в состоянии обеспечить ток силой 500 mA или к нему уже подключены другие периферийные устройства, потребляющие часть мощности. В таких случаях тока для зарядки будет недостаточно, особенно если ваш девайс полностью разрядился.