Устройство литий-полимерной батареи ноутбука

увеличить...

Итак, дорогие друзья, сегодня у нас на "вскрытии" находится батарея для ноутбука DELL. Её маркировка T1G6P.

Этот тип батареи называется литий-полимерный. Именно такие элементы питания установлены во все мобильные телефоны. Главным достоинством этого типа аккумуляторов (подтип Li-Ion литий-ионных) является возможность производства любых типо-размеров. В основном производятся плоские элементы, что позволяет делать устройства, работающие от них тонкими и легкими. Основные параметры у данного типа элементов такие-же как и у литий-ионных батарей: верхняя точка напряжения (в заряженном состоянии) равняется 4.2 - 4.35Вольт (в зависимости от химических элементов на основе которых они изготовлены) нижняя точка в разряженном состоянии - 2.7-3.8 вольта. Если посмотреть на фото нашего "подопытного" - мы увидим знакомые нам по предыдущей статье параметры - 11.1V 2700mAh/30Wh. 11.1 вольта означает что мы имеем дело с 3 последовательно соединенными элементами со средней точкой рабочего напряжения 3.7 вольта. Емкость 2700 мАч - один элемент емкостью 2700мАч либо два элемента по 1350 мАч соединенные паралельно. И тут мы видим новый для нас параметр - 30 Wh. Этот параметр, на самом деле более точно отражает "емкость батареи", почему в ковычках? - потому, что правильнее сказать ЭНЕРГОЕМКОСТЬ. Иными словами сколько электической энергии запасено в нашей батарее. Чтобы стало более понятно поясню - например мы имеем 10 пальчиковых аккумуляторов емкостью 1000 мАч, так вот - если мы соединим их паралельно - мы будем иметь общую емкость 10000 мАч, напряжение при этом будет 1.2 вольта (средняя точка рабочего напряжения никель-кадмиевого аккумулятора) кажется ОЧЕНЬ много правда? А вот если мы соединим их последовательно - емкость будет всего 1000 мАч - звучит так себе, правда? Но зато при последовательном соединении напряжение будет уже не 1.2, а 12 вольт! При этом энергоёмкость ведь останется прежней.На самом деле как таковая емкость батареи не дает представления о энергии, которая запасена и способна отдать аккумуляторная батарея, а вот когда мы знаем общее рабочее напряжение нашего аккумулятора - тогда все становится понятно. Так вот - энергоёмкость находится путем перемножения емкости на напряжение. Таким образом при паралельном соединении 10 пальчиковых аккумуляторов энергоёмкость будет равно 12Wh а при последовательном соединении.... - правильно - все тех же 12 Wh, поскольку это все теже 10 пальчиковых аккумуляторов всё той же емкости. В нашем же случае энергоемкость в 30 Втч получилась при перемножении 11.1Вольт на емкость батареи 2700мАч.

К чему мы с Вами так далеко ушли от нашей темы (нашего подопытного) - дело в том, что некоторые модели ноутбков выпускались и способны работать с батареями рабочим напряжением как 11.1 (10.8) вольт, так и 14.4 (14.8) вольт имеющими емкость при этом 4400 мАч (а иногда и больше, в зависимости от отдельно взятых элементов), как например ноутбуки серии HP 6720s, HP 4510S 4710S. Батареи для них бывают как 11.1 так и 14.4 вольта, энергоемкость батареи в этих случаях соствляют 47 и 63 ВТч соответственно. А это значит, что один и тот-же ноутбук проработает почти в 1.5 раза больше времени от батареи с рабочим напряжением 14.4 вольта нежели от батареи с напряжением 11.1 вольта при одинаковой ёмкости (например 4400мАч), имейте это в виду.

Так вот, теперь вернемся к нашему подопытному аккумулятору - производим его "вскрытие", - а что же внутри:

 А внутри у нас все тоже самое что и в случае с предыдущим аккумулятором - 3 последовательно соединенных группы по два элемента паралельно  (емкостью по 1350 мАч каждый - 2700 мАч в сумме), - в итоге мы имеем рабочее напряжение 11.1 вольта так называемая конфигурация 3S2P. За исключением одного момента - в роли элементов питания в данном случае использованы литий-полимерные "банки" (элементы) толщиной всего 3 мм. Вот о чем мы говорили в начале статьи - это позволило создать батарею толщиной всего 4-5мм, что в свою очередь дает возможность производителям ноутбуков создавать тонкие изящные и легкие мобильные устройства для нас с вами. В каждом современном телефоне установлены именно такие элементы - только других размеров. Можете проверить сами - посмотрите рабочее напряжение своего аккумулятора телефона или смартфона - оно будет 3.6-3.7 вольта, либо как делают некоторые производители - будет указано максимально допустимое напряжение - 4.2-4.35 вольта.

Что касается причины выхода из строя конкретно данной аккумуляторной батареи ноутбука DELL - после отсоединения всех элементов и замере их параметров на iMAX B6 Mini (специальное зарядное устройство, способное работать практически со всеми типами аккумуляторов, вычислять их реальную ёмкость и внутреннее сопротивление) выяснилось, что 3 элемента из 6-ти имеют внутреннее сопротивление более 300 мОМ и как следствие, - емкость 150-200мАч, при заводских параметрах около 80мОм и 1350мАч.Следовательно как минимум одна группа из двух запаралеленных элементов не могла выполнять свои функции, вторая группа способна была - но частично, на короткий промежуток времени, отслеживая все это безобразие контроллер батареи заблокировался как ему и положено, выведя информацию о немедленной необходимости заменить батарею в операционную систему, ноутбук от батареи работать попросту не мог и выключался моментально при исчезновении питания от зарядного устройства.

          Так вот дорогие мои, что бы еще хотелось отметить - все производители не зря и не напрасно указывают максимально допустимые рабочие напряжения батареи (элементов питания) 2.7-2.8 вольта минимум - при разрядке меньше допустимого напряжения - в лучшем случае необратимая деградация элемента вследствие безвозвратных химических процессов, в худшем - просто "смерть" элемента питания. Что же касается превышения максимально допустимого напряжения - тут все немного страшнее: при превышении максимально допустимых напряжений элементов питания, происходит внутренний нагрев элемента с последующим "вздутием" и неминуемой "смертью" в лучшем случае, а в худшем.... - давайте не будем о худшем, не следует допускать перезаряда батареи - просто вспомните, вы наверняка все слышали о взрывающихся мобильниках... да это именно тот случай, когда неисправная электроника, призванная защитить от перезаряда дает сбой и пытается зарядить вашу батарею сверх всех норм, либо когда производитель элементов питания допускает брак в производстве и этот элемент не соответствует характеристикам, которым он должен соответствовать (как например в случае с мобильниками SAMSUNG которые взрывались то тут, то там). Справочно - следует отметить,  что при соединении лития с воздухом происходит молниеносная химическая реакция с выделением большого количество тепловой энергии - проще говоря взрыв с воспламенением.

Просто запомните - использование неисправной батареи недопустимо, если батарея в вашем устройстве (ноутбуке например) совсем неисправна, и при отключении питания ноутбука (от сети 220В) устройство выключается моментально, это значит что батарея неисправна полностью - не держите её в устройстве, достаньте её - если Вам не нравится "дыра" на месте где раньше была батарея - можете приехать к нам, мы бесплатно достанем неисправные элементы, а корпус батареи станет на свое родное место, не испортив никакого эстетического вида. Ведь если неисправная батарея стоит внутри устройства, контроллер, призванный заблокировать зарядку вышедших из строя элементов может в какой-то момент тоже дать сбой и начать заряжать их сверх максимально допустимых значений. Да и зачем таскать с собой лишних 15% от веса ноутбука.

А теперь давайте коснемся темы волнующей, думаю, всех - почему же аккумуляторы ноутбуков выходят из строя? Правильный ответ на этот вопрос, думаю, будет - совокупность факторов, обусловленных спецификой использования элементов питания на основе литий-ионых или литий-полимерных технологий. Ведь сами по себе элементы, по заявлениям производителей, способны выдержать от 1000 до 1500 циклов заряд-разряд. Честно скажу - мы не встречали ни одной батареи, которая выжила даже после 600 циклов. Так в чем же проблема? А проблем может быть масса - от условий хранения до продажи, до условий в режиме эксплуатации. Например деградация элементов питания при хранении в условиях температуры окружающей среды 50 градусов по цельсию в 6, в ШЕСТЬ раз выше, иными словами можно сразу смело заявленные производителем 1500 циклов делить на 6 - а это уже всего 250 циклов)))) И, честно говоря, это уже похоже на правду. Батареи в среднем так и "живут". Ведь давайте разберемся - мало кто достает батарею ноутбука работая дома от сети! При работе ноутбука от блока питания - батарея не заряжается, по факту хранится. Попробуйте дотронуться до своего устройства во время его работы - температура ноутбука в основном составляет минимум 40-45 градусов, а во время сильной загрузки системы итого больше, - вот вам и причина такой быстрой деградации и выхода из строя батареи вашего устройства. Также многие производители сообщают что максимальное количество циклов заряд-разряд элемент способен выдержать при использовании его на 70-80% от емкости. Взгляните на эту таблицу:

 при использовании 100% емкости батареи (иными словами при зарядке до 100% и полная разрядка) литий-ионный аккумулятор выдержит не более 500 циклов, а при использовании а 50% - в 3 раза больше. Лишь только у одного производителя ноутбуков - SAMSUNG был в свое время параметр в БИОСе ноутбуков - щадящий режим батареи - данный режим отграничивал % заряда батареи на уровне 80, не давая больше зарядить аккумулятор. А ведь это действительно продляет жизнь элементов питания. Согласитесь, ну ведь это бред - доставать батарею из ноутбука при достижении заряда в 80%, постоянно следить за этим, если за вас это не делает электроника))))

Что еще хотелось бы отметить - качество самих элементов из которых произведена батарея. На сегодняшний день признанными лидерами формата элементов 18650 если брать обычную батарею являются SANYO SAMSUNG PANASONIC LG и прочие мировые бренды, это производители, которые выпускают действительно качественные элементы питания, способные прожить долгую жизнь, но встречаются также дешевые подделки, копии, да и просто некачесвенные продукты, выпускающиеся в поднебесной. Такие элементы безымянных брендов, чего греха тоить, могут быть не хуже, а порой и лучше брендовых аккумуляторов, но и стоимость их при этом будет не меньшей! При таком раскладе ни один производитель батарей ноутбука, согласитесь, не станет рисковать, и возьмет брендовый качественный элемент для производства аккумулятора ноутбука. Гораздо чаще встречаются именно некачественные элементы, количество циклов заряд-разряд которых даже близко не может сравниться с качественным элементом питания. Таковы реалии - хотим вас предостеречь от преобретения батарей с сайтов наподобие Алиэкспресс, - ведь фактически никакой гарантии нет, жители поднебесной далеко не глупые люди. Скажем, вы заказали батарею, её прислали вам нерабочей, либо она проработала всего пару дней и вышла из строя - проблема в том, что стоимость отправки её назад в Китай будет выше стоимости покупки новой батареи с АЛИ, уж такая у нас ПОЧТА, и об этом прекрасно знают китайцы, умело пользующиеся этим, отправляющие заведомо некачественный товар, либо товар, который уж точно не проработает гарантийный срок. Ну а зачем продавать качественную вещь если вы знаете что вам её уже точно не вернут? Поэтому призываем вас покупать такие вещи здесь и сейчас, получая реальную гарантию, имея возможность лично предъявить претензию. Мы не агетируем Вас купить именно у нас - просто подумайте хорошенько, стоит ли сэкономить 2-5 долларов, ждать 2-3 месяца, и сыграть в "русскую рулетку" надеясь в очередной раз, "на авось".