Как устроена батарея ноутбука Apple модель A1406 A1370

Доброго времени суток уважаемые читатели.

Сегодня у нас на "вскрытии" очень интересная аккумуляторная батарея - от ноутбука Apple 2011 года - А1406, она же А1370. Давайте разберемся в её устройстве.

Итак, перед нами не совсем обычная батарея, взгляните на неё:

Итак, перед нами вышеназванная батарея, только правая её часть выглядит как-то странно, правда? 3 элемента в правой части батареи вздулись как надувные шарики. А теперь чтобы оценить реальные размеры вздувшихся элементов посмотрите на эти фото:

Нам кажется, - говорить о причине выхода из строя конкретно данной батареи не стоит - все наглядно видно на картинках))))

Теперь, вы видите насколько увеличилась в размерах самая "убитая" ячейка... толщина исправной батареи не превышает 5 мм, при этом, увеличишваяся в размерах ячейка имеет толщину несолько сантиметров! А теперь, представьте, уважаемые читатели... эта ячейка находилась в замкнутом пространстве ( проще говоря в ноутбуке ), зазоры, остающиеся в собранном устройстве не превышают 1-1.5 мм, как думаете что стало с ноутбуком, в котором "надулся такой вот надувной шарик"? Ноутбук, естесственно, распёрло со всех сторон. Вот вам еще одна причина ( о чем мы Вам постоянно твердим) - не пользуйтесь неисправной батареей, если она неисправна, - хотя бы достаньте неисправный блок (батарею). Благо этот персональный компьютер был APPLE. Алюминиевый корпус после 2-х часовой разборки ( пришлось высверливать шляпки винтов чтобы разобрать его), вернулся в своё первоначальное состояние, никаких повреждений, к счастью не оказалось, экран не лопнул, материнская плата, клавиатура, сенсорная панель (тачпад) - все в работоспособном состоянии и функционировало как положено.

Ну а теперь давайте разберемся с параметрами и устройством данной батареи.

Итак, судя по надписям, мы имеем дело с аккумулятором, собранным из Литий-Полимерных элементов ( всего их 6 штук ), напряжение батареи 7.3 вольта, что означает что в данном случае 2 последовательно соединенных группы по 3 ячейки (элемента) (3.65 вольт каждая группа, а при последовательном соединении напряжения складываются, т.е. 3.65В + 3.65В = 7.3В), поскольку элементов всего 6 и общей емкостью 4680 мАч. Каждая из двух групп элементов, соединенных паралельно элементов собрана на элементах разного размера, соответственно разной ёмкости, самый большой элемент имеет ёмкость 6.6 Втч, что соответствует емкости элемента на уровне 1785 мАч, средний элемент имеет  5.8 Втч, что соответствует примерно 1570 мАч и самый маленький элемент имеет емкость 4.9 Втч или 1325 мАч в сумме дающие емкость 4680 мАч (при паралельном соединении напряжение остается прежним, т.е. 3.65 Вольта, а емкость суммируется)

На данном рисунке хорошо видно устройство батареи (после извлечения из корпуса) - по центру установлены 2 средних по размерам элемента, а по бокам от них - оставшиеся 2 элемента самого большого и самого меньшего размера. Снизу на картинке виден контроллер батареи, отвечающий за общение с ноутбуком, зарядку и разрядку батареи в процессе эксплуатации.

Еще один важный момент, который хотелось бы прояснить. Чисто ради эксперимента нам захотелось проверить, а что же станет с отдельно взятым элементом, если вдруг случится так, что защитная оболочка не выдержит давления, возникшего внутри батареи ( ведь батарея вздулась, а значит внутри огромное избыточное давление возникшее вследствие вскипания электролита, и привращения его в пар). И.... что же мы сделали...

Мы специально аккуратно на улице (ВНИМАНИЕ - НЕ СТОИТ ПОВТОРЯТЬ ДАННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ, ЭТО МОЖЕТ БЫТЬ ОПАСНО ДЛЯ ЖИЗНИ!) , во избежание возможных негативных последствий, разрезали оболочку, сдерживающую избыточное давление... Стоит отметить и отдать похвалы разработчикам и создателям данных элементов - ничего плохого не случилось, воспламенения не произошло, лишь характерный "пшик", свидетельствующий о выходе избыточного газа наружу с характерным химическим запахом. Еще раз стоит отметить - не повторяйте данный эксперимент! И еще один момент  - следует отметить что отсутствие бурной реакции с воспламенением, - заслуга лишь данного типа элементов, т.е. оригинальных! Будь на месте данной ячейки обычная литий-полимерная от другого (noname) производителя, думается, результат был бы совсем иным. Именно по этой причине, настолько качественно изготовленные литий-полимерные элементы, установленные в технику APPLE славятся огромным количесвом циклов заряд-разряд (производитель заявляет о минимум 1000 циклов, что соответствует в самом худшем случае 3-4 года каждодневной зарядки-разрядки, что совсем уж нереально честно говоря), именно по этой причине, все секреты изготовления этих батарей держатся в строжайшей тайне и являются одним из секретов компании-производителя техники. Именно по этой причине, стоимость оригинальной батареи прктически в 2 раза превышает стоимость неоригинальных заменителей.

Еще один момент, который хотелось бы затронуть, раз уж мы сегодня зашли так далеко - Устройство литий-ионных элементов, а в данном случае литий-полимерных, коль уж мы разобрали его и наконец-то залезли внутрь. Посмотрите на картинку ниже:

внутри смотан "сэндвич" из тончайших гибких пластин толщиной в микроны, один большой - алюминий, второй - медь. Когда мы практически полностью его размотали - длинна составляла более 2 метров! Между ними черное вещество - графит. Элементы 18650 (литий-ионные), на основе которых собрана большая часть аккумуляторов для ноутбуков, сделаны по точно такому же принципу, - только в данном случае "сэндвич" смотан в прямоугольник, а с случае с цилиндрической формой как в 18650 - намотка идет в цилиндр. А теперь немного теории из wikipedia напоследок:

Литий-ионный аккумулятор ( и как его подкласс литий-полимерный ) состоит из электродов (катодного материала на алюминиевой фольге и анодного материала на медной фольге), разделённых пористым сепаратором, пропитанным электролитом. Пакет электродов помещён в герметичный корпус, катоды и аноды подсоединены к клеммам-токосъёмникам. Корпус иногда оснащают предохранительным клапаном, сбрасывающим внутреннее давление при аварийных ситуациях или нарушениях условий эксплуатации. Литий-ионные аккумуляторы различаются по типу используемого катодного материала. Переносчиком заряда в литий-ионном аккумуляторе является положительно заряженный ион лития, который имеет способность внедряться (интеркалироваться) в кристаллическую решётку других материалов (например, в графит, окислы и соли металлов) с образованием химической связи, например: в графит с образованием LiC6, оксиды (LiMnO2) и соли (LiMnRON) металлов. Первоначально в качестве отрицательных пластин применялся металлический литий, затем — каменноугольный кокс. В дальнейшем стал применяться графит. Применение оксидов кобальта позволяет аккумуляторам работать при значительно более низких температурах, повышает количество циклов разряда/заряда одного аккумулятора. Распространение литий-железо-фосфатных аккумуляторов обусловлено их относительно низкой стоимостью. Литий-ионные аккумуляторы применяются в комплекте с системой контроля и управления — СКУ или BMS (battery management system), — и специальным устройством заряда/разряда.