Аккумулятор изнутри
Литиевая батарея это не просто батарея элементов. Разъем там имеет больше двух контактов. Все современные батареи для мобильных устройств (мобильные телефоны, карманные компьютеры, кпк, цифровые фотоаппараты) сами по себе тоже «умные» — они обеспечивают идентификацию батареи устройством, ее использующим. Необходимость такой идентификации объясняется возможностью применения батарей с различной емкостью и даже с различной технологией — устройство должно правильно отображать состояние батареи и корректно выполнять ее зарядку. В простейшем случае батарея идентифицируется кодовой последовательностью, передаваемой по отдельной электрической линии — таковы, например, батареи мобильных телефонов. Электрический коннектор таких батарей имеет обычно четыре контакта — плюсовой вывод самой батареи, вывод идентификации, вывод встроенного в батарею термистора и общий. Тактовый генератор для работы системы идентификации при этом расположен в самой батарее. Иногда используются три контакта, в этом случае батарея передает показания термистора также через линию идентификации уже в оцифрованном виде. Общим недостатком таких систем является то, что устройство должно опознавать батарею по уникальной кодовой последовательности, соответственно, все допустимые типы и модификации батарей должны быть заранее известны устройству, а с неизвестными оно либо будет работать некорректно, либо вообще откажется.
Электронная плата, которую Вы увидите внутри разобранного аккумулятора – называется контроллером батареи. Его задача - отслеживать напряжение каждого элемента в отдельности и разрывает цепь заряда при превышении границы в 4,3 В (все значения приведены для типовых цилиндрических литий-ионных элементов), а также отключает разряд, если напряжение упало ниже 2,5 В — батареи, оставленные на хранение при меньшем напряжении элементов, подвержены необратимым изменениям, что при последующем заряде может оказаться опасным (смотри ниже). Термопредохранители рассчитаны на температуру в 80–90 градусов Цельсия, а система защиты от повышенного давления невосстановимо разрывает цепь при давлении около 10 кгс/см2 внутри элемента.
В современных литиевых батареях значительно больше элементов, обеспечивающих безопасность, нежели в металл-гидридных или никель-кадмиевых аккумуляторах. Связано это с тем, что литий — весьма химически активный элемент. И хотя в чистом виде литий в батареях отсутствует, он образуется в металлической форме на электродах при нештатных условиях (перезаряд или глубокий разряд), зачастую вместе с кислородом, образуя весьма взрывоопасную смесь. Если в старых типах батарей достаточно было включенных последовательно в силовую цепь плавкого предохранителя и терморазмыкателя, то у литиевых используется обычно несколько термопредохранителей (часто отдельно на каждый элемент), тот же общий токовый предохранитель (в большинстве батарей самовосстанавливающийся), система защиты от повышенного давления внутри элемента и т.п. Опять же, по соображениям безопасности схема управления зарядом размещена в самой батарее (и тем не менее мы настоятельно рекомендует использовать исключительно качественные зарядные устройства которые предлагает оптом компания Сетевичек.ру).
Избавившись в литиевых батареях от эффекта «памяти» собственно элементов, производители столкнулись с подобным же эффектом на другом уровне — так называемой «цифровой памятью». Дело в том, что электроника управления зарядом-разрядом, размещенная в самой батарее, работает независимо от устройства, батарею использующего. Внутренняя электроника следит за уровнем напряжения элемента, прерывает заряд по достижении установленной максимальной величины (с учетом изменения напряжения, обусловленного током зарядки и температуры батареи), прерывает разряд при достижении критической величины и сообщает об этом «наверх» (для этих целей производится большая номенклатура специализированных микросхем). Система же мониторинга батареи «наверху» вычисляет уровень заряда, основываясь на информации о моментах выключения заряда и разряда от батареи и показаниях системы измерения тока. Но если условия работы таковы, что полной разрядки до аппаратного отключения или полной зарядки не происходит, эти вычисления после нескольких циклов могут стать не вполне корректными — емкость батареи со временем падает, да и показания измерителя тока не всегда могут соответствовать реальности. Отклонения не превышают одного процента на каждый цикл, если только в процессе эксплуатации не произошло серьезных изменений, связанных, к примеру, с выходом из строя одного из элементов батареи. Внешне это может выражается в «чуть поговорил - а батарея уже села» для мобильного телефона.
По указанному на батарее напряжению легко определить число последовательно включенных элементов: к примеру, напряжение одного литиевого элемента составляет 3,6 В, соответственно для двух получится 7,2 В, для трех - 10,8 В, для четырех - 14,4 В. Некоторые модификации (например литий-полимерные батареи) имеют немного более высокое напряжение элемента - 3,7 В, отсюда «нестандартные» цифры типа 14,8 В. Кроме того, элементы в батарее могут быть соединены и параллельно - литиевая технология для этого вполне пригодна. Основываясь на габаритах и напряжении, понять количество параллельных и последовательных элементов не вскрывая пластиковый корпус батареи (особенно в случае с цилиндрическими элементами) не составит труда.
Система зарядки останавливает процесс по достижении элементами батареи некоторого порогового напряжения, и обратного включения зарядки при последующем падении напряжения за счет саморазряда (пока напряжение находится в допустимых пределах) обычно уже не происходит. Режим зарядки включится после некоторой задержки только в случае, когда появится разрядный ток или батарея будет отключена от зарядного устройства и подключена вновь. Так что, оставляя на пару недель заряжаться выключенный ноутбук, не удивляйтесь, что заряд будет не стопроцентным — первые несколько часов батарея будет заряжаться, а по окончании зарядки — только разряжаться за счет внутренней утечки. Чтобы включить зарядку, отсоедините блок питания или батарею и подключите вновь.
Особенности зарядки литиевых аккумуляторов:
Используйте только качественное и предназначенное для данной модели зарядной устройство (например модельный ряд АЗУ и СЗУ , и иные сотовые аксессуары предлагаемых к оптовой продаже компанией Сетевичок.ру). Подробнее про зарядные устройства описано в статье Зарядки для мобильных устройств. Аккумулятор не должен сильно нагреваться. Возможно повышение температуры до состояния «теплый на ощупь», но ни в коем случае не горячий! В мобильных телефонах, как правило, есть дополнительный контроллер, на который может подаваться и более высокое напряжение, чем необходимо аккумулятору, эти параметры каждый производитель определяет сам. По окончании заряда контроллер батареи отключает заряд литиевых элементов. Аккумулятор должен постоянно находиться в заряженном состоянии.