Все об аккумуляторной батарее ноутбука

Аккумуляторная батарея является неотъемлемой и важной составляющей частью портативного компьютера. Более того, стоимость ноутбука в немалой степени зависит от продолжительности автономной работы: чем оно больше, тем дороже ноутбук.

К сожалению, часто правила работы с аккумуляторными батареями нарушаются владельцами Обычно это происходит вследствие элементарной неграмотности в области батарей. Как продлить жизнь батарее, что такое калибровка, как правильно пользоваться и хранить батарею — все эти вопросы мы рассмотрим ниже.

Какие существуют батареи

Вообще, аккумуляторные батареи бывают нескольких типов и вследствие своих особенностей предназначены для разных целей. Так, свинцово-кислотныс батареи довольно громоздки, да и размеры их велики, зато стоимость таких батарей низка. Поэтому и область применения их ограничена. Там, где параметры размера и массы нс имеют значения, а вот низкая стоимость позволяет существенно снизить общую цену на устройство, подойдут и свинцово-кислотные. То есть для источника бесперебойного питания такие аккумуляторы подойдут, а вот для ноутбука, естественно, нет.

Практически все батареи, применяемые на сегодняшний день в ноутбуках, литий-ионные (Li-Ion) либо литий-полимерные (Li-Polymer). Кроме собственно аккумуляторных элементов в батарее находится еще и плата управления (контроллер). Для чего нужна такая плата, мы рассмотрим далее, а сейчас поговорим о типах элементов.

Раньше в ноутбуках повсеместно использовались либо никель-металлогидридные (NiMH), либо никель-кадмиевые (NiCd) батареи. Никель-металлогидридные обеспечивают более высокую плотность накопления энергии по сравнению с идентичными никель-кадмиевыми элементами. Также в никель-металлогидридных аккумуляторах не используется кадмий (он обладает высокой токсичностью). Однако высокая энергетическая плотность батарей NiMH компенсируется меньшим сроком службы. Стоимость и никель-металлогидридных, и никель-кадмиевых батарей ниже литий-йонных, но некоторые недостатки, присущие такому типу батарей, ограничили их использование в настоящее время.

Что же это за недостатки? Наверное, большинство слышали про "эффект памяти" (более правильным будет название "эффект циклической памяти"). Механизм этого эффекта таков: при неполной разрядке батареи происходит укрупнение частиц рабочего вещества. Если остановить разрядку в этот момент, т.е. подключить ноутбук к блоку питания и начать работать от электросети, то эти частицы так и останутся увеличенных размеров. А емкость аккумулятора зависит от плошали соприкосновения частиц рабочего вещества с электролитом. Естественно, если размер частиц больше, то площадь соприкосновения меньше. Как следствие — уменьшение емкости батареи.

Чем чаше пользователь будет подключаться к сети при не полностью разряженном аккумуляторе, тем глубже будет идти этот процесс. В результате батарея может уменьшить свою емкость в разы. Наиболее страдали от "эффекта памяти" никель-кадмиевые аккумуляторы, никель-металлогидридные же в меньшей степени. Литий-йонныс и литий-полимерные батареи теоретически подобного эффекта лишены. На практике он все же проявляется, хотя и в гораздо меньшей степени.

Для предотвращения уменьшения емкости батареи необходимо проводить так называемые "тренировки" батареи (далее мы рассмотрим, как нужно это делать). В случае, если емкость батареи упала очень сильно, ее подвергают процедуре восстановления, т. е. подвергают глубокой разрядке, во время которой крупные частицы рабочего вещества разбиваются на более мелкие. Существует специальное оборудование для подобных операций, например, анализаторы аккумуляторных батарей, которые самостоятельно определяют основные параметры батареи и, в случае необходимости, производят ее тренировку или восстановление по специальной программе.

Разумеется, любая батарея имеет несколько параметров, которые влияют на ее эксплуатационные свойства. Это время заряда, внутреннее сопротивление, плотность энергии и количество выдерживаемых циклов заряда/разряда.

Время заряда у разных типов батарей варьируется в широких пределах, но поскольку наиболее распространены литий-ионные, то приведем цифры, характеризующие именно их. Если ноутбук выключен и подключен к сети, то минимальное время зарядки составляет приблизительно около двух часов, если же аппарат включен, то это время зависит от "тяжести" выполняемых приложений и наличия подключенных устройств. Если вы просто работаете в текстовом редакторе, то для полной зарядки обычно достаточно 5 часов; если же вы работаете в каком-нибудь графическом редакторе и одновременно слушаете музыку с компакт-диска, то может понадобиться не менее 8 часов, чтобы батарея зарядилась полностью.

Следующая характеристика — внутреннее сопротивление. Чем оно ниже, тем дольше батарея будет работать при высоких токах нагрузки. К примеру, в "режиме ожидания" потребляемые токи малы, поэтому нагрузка на батарею небольшая. Но во время интенсивной работы с ноутбуком эти токи многократно возрастают, поэтому падение напряжения ниже какого-то порогового уровня быстрее наступит у аккумуляторной батареи с высоким внутренним сопротивлением Самые низкие показатели внутреннего сопротивления были у никель-кадмиевых батарей: при одинаковой с литий-йонными емкости ноутбук от них мог проработать дольше.

Еще одной важной характеристикой батарей является плотность энергии (Energy Density) заряженной батареи. Измеряется она в ватт-часах на килограмм массы батареи. Наибольшую плотность энергии имеют литий-полимерные батареи, раза в полтора-два меньшая плотность у литий-йонных. У никель-кадмиевых этот параметр, наверное, самый низкий. Поэтому при одинаковой емкости наименьшие размеры и вес будут у литий-полимерных и литий-йонных батарей.

Число циклов заряд/разряд регламентирует срок службы батареи. Естественно, чем больше число циклов, тем больше срок службы. Никель-кадмиевые батареи выдерживают более 1500 циклов заряд/разряд, а после восстановления вполне могут проработать еще столько же. Литий-йонные батареи могут выдержать около 500-1000 таких циклов, литий-полимерные еще меньше. В общем случае декларируемый практически всеми производителями срок жизни батарей составляет один год. Причем срок гарантии на них (а аккумуляторные батареи идут как расходные материалы) обычно составляет 3-6 месяцев.

Характеристики различных типов батарей для ноутбука

Далее рассмотрим конструктивные различия батарей и особенности плат управления.

Практически все модели всех торговых марок имеют свои батареи, Это значит, что батарея от Toshiba Satellite А10 не подойдет к ноутбуку Toshiba Satellite А50, а, тем более, к Sony Vaio FS315.

Все они разного размера, с разным количеством элементов, имеют разные типы креплений и разные по размеру и форме контактные группы (число контактов в группе тоже различно). Большинство батарей выполнено в вид; съемной конструкции, т. е. вынуть аккумулятор не составляет труда, но есть ряд аппаратов, у которых они "спрятаны” внутри корпуса. Чтобы добраться до таких батарей, требуется частичная разборка ноутбука.

У некоторых моделей корпус аккумулятора является частью корпуса самого аппарата. Естественно, что цвет его полностью соответствует цвету ноутбука; на нем самом находятся атрибуты корпуса — защелки, ножки и т. д. Если вынуть такую батарею, создается впечатление, что аппарат "неполноценный" — на ее месте образуется пустое пространство. В этих случаях батарея также придает ноутбуку дополнительную жесткость. Сама коробка (корпус) аккумуляторной сборки, как правило, клеевая (либо выполненная термосваркой). т. е. разобрать ее без повреждений крайне трудно. Батарея считается неремонтопригодной и обычно просто заменяется. Находящиеся внутри отдельные питающие элементы пальчикового типа соединены в единую пространственную конструкцию при помощи сварки лепестков.

Естественно, что и такие характеристики, как сила тока, напряжение и мощность, у разных батарей тоже разнятся. В очень редких случаях вам удастся подобрать идентичную аккумуляторную батарею от другого ноутбукг (если портативные компьютеры сделаны на одном заводе и просто продаются под разными торговыми марками). То есть все аккумуляторные батареи сугубо индивидуальны, и если вам понадобилась запасная (или взамен вышедшей из строя), то искать батарею (заказывать в сервис-центре) нужно именно для вашей конкретной модели.

В большинстве батарей, кроме собственно аккумуляторных элементов, находится управляющая плата (правда, есть ряд моделей, где эта плата вынесена за пределы батареи и встроена в материнскую). Так вот, электроника платы управления осуществляет контроль над уровнем заряда в аккумуляторной сборке, а также предохраняет от самовозгорания при повышенной температуре. При глубоком разряде эти электронные схемы выдают сигнал. Вот здесь и кроется неприятность: если в дорогих ноутбуках такие схемы разрабатываются под конкретный аппарат, то в дешевых моделях производители ставят, грубо говоря, что под руку попадется. При этом схема управления не соответствует по своим эксплуатационным характеристикам данному ноутбуку. И сигнал о полной разрядке выдается задолго до фактического разряда батареи. К чему приводит, надеюсь, понятно — "эффект памяти" быстро уменьшает емкость аккумуляторов. Поэтому на недорогих аппарата проводить "тренировки" батареи обязательно; на дорогих моделях это мене; критично (но желательно).

Электролит Li-Ion аккумулятора изготавливается на основе солей лития, а отрицательный электрод делают из кокса или графита. Для положительного же электрода используется оксид лития и марганца, либо лития и кобальта. А соли лития в некоторых случаях могут превращаться в чистый металл (при чрезмерном нагреве). В этом случае возможно самовозгорание либо взрыв батареи. Для предотвращения этого используются предохранительные термоэлементы. Они отслеживают температуру аккумуляторных элементов и входной уровень мощности.

Резюме

- Из существующих типов аккумуляторных батарей на сегодняшний день наиболее востребованы литий-йонные батареи.
- Конструктивные особенности аккумуляторных батареи не дают возможности заменять одну батарею на другую. Во всех ноутбуках применяются собственные батареи, отличающиеся размером, формами, количеством элементов и разъемом подключения (это конечно банальный маркетинг).

***