Как сберечь аккумулятор iPhone, iPad? (часть I)

В сети часто встречаются вопросы о правильной зарядке iPhone, развиваются огромные дискуссии, люди, с пеной у рта, отстаивают своё мнение, основываясь на собственных наблюдениях и опыте. При этом людей не смущает то, что свои эксперименты они проводят абсолютно не имея теоретических знаний об аккумуляторах, при этом многие получают разные результаты (для меня – вполне очевидные) и тем самым нагоняют еще больше загадок в элементарную работу аккумуляторной батареи на основе лития.

Начнем с того, что в iPhone, iPod touch, iPad и многих других мобильных устройствах стоят обычные литиево-ионные аккумуляторы (Li-ion), поэтому речь пойдет о них (благо мне позволяет образование и опыт работы с электроустановками).

В этой статье будут рассмотрены следующие вопросы:

• принцип работы аккумулятора;
• основы правильной эксплуатации аккумулятора, работа и хранение;
• заряд аккумулятора;
• экономия заряда батареи.

Вся информация ниже относится к любому литиево-ионному аккумулятору. Важно заметить то, что эта статья – объем всего лишь одной лекции в институте. Все просто…

Принцип работы аккумулятора

Представим 2 болта: на левом напряжение 95 вольт, на правом – 5 вольт. Представили? Теперь устанавливаем между болтами лампочку и наблюдаем, как она горит до тех пор, пока ток не перетечёт с одного болта на другой и не уровняет их напряжение. Лампочка будет гореть, пока на обоих болтах не станет по 50 вольт. Изначально разница между напряжением болтов (разность потенциалов) была 90 вольт. Пока есть напряжение – лампочка горит, напряжение уровнялось – разности больше нет, лампочка не горит, так как ток через нее не идет.

Идем дальше. В простой батарейке 2 сосуда + и -. Один битком набит, другой пустой. Подключаем лампочку к + и - и она горит, пока батарейка не уровняет напряжение в сосудах.

Далее представим литиевый аккумулятор: 2 пластины опущены в электролит (литий – щелочь). Одна пластинка подключена к +, другая к -. Подключаем лампочку и начинается уравниваться напряжение, при этом, сразу в электролите начинается химическая реакция, которая перебрасывает электроны из сосуда - в сосуд + (словно насос, который выкачивает воду из одной ёмкости в другую). Тем самым электролит (в нашем случае литий) сохраняет разность потенциалов между "банками" (сосудами). В результате реакции электролита увеличивается количество отбросанного продукта и электролиту все трудней сохранить напряжение. В результате аккумулятор разрядится. Когда мы его подключаем к зарядному устройству, то начинается обратная реакция в электролите, а все электроны перебрасываются в сосуд +.

И так, что мы имеем. Аккумулятор - это источник химической энергии, многоразового действия.
Литиево-ионные аккумуляторы (Li-ion) - это тип электрического аккумулятора.

Из ряда его технических характеристик, сейчас для нас важно следующее:

• Напряжение максимальное в элементе ( в момент полного заряда): 4,18..4,20 В;
• Число циклов заряд/разряд жизни аккумулятора: 500-700 полных циклов (например, если вы зарядите телефон с 60% до 100% - это будет меньше половины цикла заряда/разряда)

Расскажу еще один малоизвестный факт. Концом жизни аккумулятора считается достижение максимальной емкости до 80% от изначальной ёмкости нового аккумулятора.

Допустимые условия работы аккумулятора находятся в диапазоне температур от −20 до +60, но при температуре свыше +35 градусов по Цельсию происходят необратимые изменения в аккумуляторе, которые уменьшают его емкость. Наверное, некоторые вспомнили умершие батареи ноутбуков, которые большую часть жизни работали от сети и использовались для игрушек и фильмов, или имели большие проблемы с охлаждением, изжитую термопасту, или тонну непробиваемой пыли в радиаторе. Отмечу, что некоторые производители рекомендуют снимать аккумуляторную батарею, при работе ноутбука от сети.

Не будем вдаваться в суть химических реакций, которые проходят в литиевом аккумуляторе, отмечу лишь его преимущества, благодаря которым он стал популярным в мобильной технике:

• нет "эффекта памяти", которого так боятся;
• высокая энергетическая плотность в аккумуляторе;
• очень небольшой естественный саморазряд батареи;

Из минусов актуально только естественное старение, даже при не использовании, литиевый аккумулятор через полтора года может потерять до 25% своего ресурса. Поэтому важно узнать дату изготовления устройства. Чтобы узнать дату изготовления iPhone, iPad можно воспользоваться материалом соседней статьи «Как узнать дату производства iPhone, iPad по серийному номеру». Еще в качестве минуса можно отметить то, что li-ion аккумуляторы взрываются при перезаряде и умирают при глубоком разряде, но вероятность этого практически нулевая, так как это не допускается и контролируется соответствующей микросхемой.

Основы правильной эксплуатации аккумулятора

Как продлить жизнь аккумулятора iPhone, да и любого другого li-ion аккумулятора? Когда речь идет о продлении жизни аккумулятора, надо подразумевать создание идеальных условий работы и исключение факторов, которые убивают аккумулятор iPhone. Аккумулятор устройства проживет максимально долго, если Вы будите знать, что убивает батарею.

1. Самый страшный враг li-ion аккумуляторной батареи – это температура. Представьте сами, при полном уровне заряда батареи, аккумулятор, при работе в условиях +60 градусов по Цельсию, потеряет не менее 40% своей емкости всего за 3 месяца. Вообразите, как тяжело ему приходится, когда телефон лежит на солнышке в машине. Эти изменения необратимы. Впрочем, уменьшение ёмкости происходит наиболее медленно в условиях работы и хранения в 0 градусов, в условиях +20-30ти градусов эти процессы происходят быстрее. Критичная отметка начинается с +35, когда необратимые процессы начинают происходить очень интенсивно. Прошу ознакомиться с таблицей – результаты хранения аккумуляторов в разных плюсовых температурах (изменения указаны за год, кроме одного пункта).


При низких температурах тоже происходит уменьшение заряда, но это явление временное.

2. Полный разряд и перезаряд убивает аккумулятор iPhone, iPad сразу, бывали случаи с китайскими аккумуляторами, когда перезаряд вызывал вздутие или небольшой взрыв. Чтобы не случилось полного разряда или перезаряда, в каждой аккумуляторной батареи стоит специальная контролирующая микросхема BMS (Battery Manegement System).

Но, по незнанию, вы можете случайно убить батарею полным разрядом, оставив севший аккумулятор на 2 недели в таком состоянии. BMS дает сигнал, что батарея села, оставив немного заряда, чтобы не допустить падения напряжения. По истечению двух недель происходит естественный саморазряд, что в конечном итоге необратимо убивает батарею.

Также BMS не допускает вход тока при полном заряде (при достижению напряжения 4,18..4,20 В). Увеличение напряжения до 4.30 вольта емкость увеличится на 10%, при этом аккумулятор проживет в 4 раза меньше.

3. Рекомендуемый заряд аккумулятора iPhone - 40%. Это позволяет электронам внутри батареи быть всегда в движении, что очень важно. Другими словами ваш аккумулятор проживет значительно дольше, если большую часть времени его заряд будет около половины.

4. В целом, не рекомендуется допускать частый разряд аккумулятора iPhone, iPad до 0%, но раз в 1-2 месяца – не повредит. И это не связано с «эффектом памяти», в li-ion батареях он не имеет место быть, полный разряд желателен для поддержания движения электронов.

Лично мое мнение, что не стоит зацикливаться на этом. Просто не слишком часто разряжайте ваш девайс.

Вот и все основные факторы, исключение которых увеличит жизнь аккумулятора Вашего iPhone, iPad или любого другого мобильного устройства.

Используйте аккумулятор, не давайте устройству лежать полностью заряжённым или разряженым неделями, аккумулятор все равно стареет очень быстро, поэтому проще просто пользоваться им тогда, когда хочется...

Во второй части статьи "Как сберечь аккумулятор iPhone, iPad?" Я подробно рассмотрю следующие вопросы:

• заряд аккумулятора (как это происходит и почему, 2 заряженных до 100% телефона будут работать по разному долго;
• экономия заряда батареи.