Что надо знать об аккумуляторах портативных и сотовых телефонов? Типы аккумуляторов, устройство и основные электрические характеристики, общие правила эксплуатации аккумуляторов портативных и сотовых телефонов - эти и другие вопросы рассматриваются в этой статье.

Аккумуляторные батареи (АКБ) изготовливают по разным технологиям и применяют не только в сотовых телефонах, а также в ра­диотелефонах, портативных игрушках, ноутбуках, КПК, фотоаппаратах и других попу­лярных электронных устройствах бытового и специаль­ного назначения. В сотовых телефо­нах применяются АКБ следующих типов:

Никель-кадмиевые батареи самые распространенные и дешевые на рынке аккумуляторных батарей для мобиль­ных устройств связи. Отлаженная технология и надежная работа обеспечили им широкое применение для питания портативной техники и оборудования. Основные дос­тоинства никель-кадмиевых АКБ:

- хорошая работоспособность в широком диапа­зоне температур окружающей среды, в том числе возможность заряда при отрицательных темпера­турах;
- способность отдавать в нагрузку большой ток;
- длительный срок службы: свыше 1000 циклов заря­да/разряда при правильной эксплуатации и обслуживании;
- низкая чувствительность к неправильной эксплуата­ции;
- легкое восстановление при понижении емкости и пос­ле длительного хранения;- низкая цена.

В никель-кадмиевых аккумуляторах рабочее вещество находится в виде мелких кристаллов, что обеспечивает максимальную площадь их соприкосновения с электролитом. При неблагоприятных условиях эксплуатации размеры кристаллов увеличиваются в сотни раз, что приводит к резкому уменьшению площади активной поверхности. В следствии этого снижа­ется напряжение и уменьшается электрическая емкость батареи.

Иногда острые грани кристаллов прокалывают сепаратор, вызывая тем самым быстрый саморазряд или короткое замыкание. Никель-кадмиевым аккумуляторам необходимо периодически делать полную разрядку для сохранения эксплуатационных свойств (устранения эффекта памяти).
Среди других недостатков АКБ этого типа можно от­метить следующие: быстрый саморазряд (до 10% в течение первых 24 часов), относительно малая плотность энергии (отношение емкости к габаритам и массе) и большие габариты (по сравнению с АКБ других ти­пов),содержание в аккумуляторах кадмия, который требу­ют специальной утилизации. Из-за больших габаритов и проблем с утилизацией NiCd эти  аккумуляторы ушли с ры­нка сотовых телефонов.Они встречались только на заре мас­сового развития рынка сотовых телефонов.

На смену никель-кадмиевым пришли никель-металлгидридные батареи, однако они не оправдали ожиданий потребителей из-за небольшого срока службы. Отличительные преимущества NiМН-батарей:

- их емкость примерно на 30% больше емкости NiCd-батарей при тех же габаритах;
- они меньше склонны к эффекту памяти, чем NiCd -батареи (периодические циклы восстановления нужно выполнять реже);
- низкая токсичность (NiМН-технология считается экологически чистой).

NiМН-батареи тоже имеют много недостатков. По сравнению с NiCd-батареями у них меньший срок служ­бы — около 500 циклов заряда/разряда, более быст­рый саморазряд (в 1,5—2раза) и более высокая себе­стоимость.

Потеря заряда батареи вызывает и их старе­ние. У изношенной батареи пластины электродов разбухают и начинают слипаться друг с дру­гом, что приводит к повышению тока саморазряда. Увеличение кристаллических образований в батареях на основе никеля происходит в основном из-за длительного нахождения ее в зарядном устройстве и многократного заряда без периодического полного раз­ряда. Уменьшить кристаллические образования поз­воляет проведение такой процедуры, как тренировка, ко­торую достаточно проводить один раз в 30—60 дней.

В настоящее время сотовые теле­фоны различных производителей комплектуются Li-ion -батареями. Литий-ионные батареи завоевывали рын­ок устройств мобильной связи. Это обусловлено их пре­имуществами по сравнению с предыдущими типами АКБ:

- высокая плотность электрической энергии (вдвое большая, чем у NiCd-батареи того же размера, а зна­чит, и вдвое меньшие габариты при той же емкости);
- медленный саморазряд (примерно 2—5% в месяц, а также примерно 3% на питание встроенной элект­ронной схемы защиты);
- отсутствие каких-либо требований к обслуживанию, за исключением требования длительного хранения в заряженном состоянии.

Недостатки аккумуляторных батарей разных типов

Батареи некоторых производителей работают только при положительных температурах, все АКБ, созданные по данной технологии, дороги и подвержены процессу старения, даже если они не используются. Уменьшение емкости наблюдается примерно после 1 года хранения. После 2 лет хранения такая батарея, как правило, стано­вится неисправной. Поэтому не рекомендуется хранить Li-ion-аккумуляторы в течение длительного времени без дела — нужно использовать их, пока они новые.

Li-ion-батареи повреждаются при заряде в зарядных устройствах сторонних производителей, а также при хранении в сильно разряженном состоянии. Уменьшение емкости Li-ion-батарей необратимо, так как используемые в них токсич­ные материалы рассчитаны на работу только втечение определенного времени: к концу срока службы батареи токсичность применяемых в них веществ снижается. Литий-полимерные батареи появились на рынке со­товых телефонов и портативных компьютеров совсем недавно, они дешевле литий-ионновых батарей при одинаковой плотности энергии, выдерживают меньше (по сравнению с Li-ion АКБ) циклов заряда/разряда. Литий-полимерные батареи изготавливаются в плас­тичных геометрических формах, нетрадиционных для обычных батарей. Они довольно тонкие по толщине и спо­собны заполнять любое свободное место.

Основными параметрами аккумуляторной батареи сотового телефона являются:
-электрическая емкость;
-внутреннее сопротивление;
-напряжение;
-саморазряд;
-срок службы.

Электрическая емкость АКБ состоит из номинальной и реальной. Номинальная электрическая емкость — это то количество энергии, которым батарея теоретически долж­на обладать в заряженном состоянии. Измеря­ется емкость в ампер-часах (А/ч) или миллиампер-часах (мА/ч) и обозначается буквой С. Значение номинальной емкости батареи зашифровано в ее обоз­начении. Современные сотовые телефоны конкурируют между собой по миниатюрным размерам без потери длительности ожидания и разговора. Их АКБ, как правило, имеют емкость 700 мА/ч. Реальное значение емкости новой батареи на момент ввода ее в эксплуата­цию колеблется от 80 до 110% номинального значения. Оно зависит от фирмы изготовителя, условий и срока хранения, а также от технологии ввода в эксплуатацию. Нижний предел (80%) обычно рассматривается как минимально допустимое значение для новой батареи. Например, батарея с номинальной емкостью 1000 мА/ч может отдавать ток 1000 мА в течение 1ч, 100 мА — в те­чение 10 ч, или 10 мА в течение 100 ч.

На практике, при высоком токе разряда, номиналь­ной емкости АКБ достичь трудно, а при низком за­рядном токе — она превышает расчетную. В процессе эксплуатации емкость батареи уменьшается. Скорость уменьшения зависит от типа батареи, технологии обслу­живания в процессе работы, используемых зарядных устройств, условий и длительности эксплуатации. Внут­реннее сопротивление батареи определяет ее способ­ность отдавать в нагрузку большой ток. Эта зависимость подчиняется закону Ома. При низком значении внутрен­него сопротивления батарея способна отдать в нагрузку больший пиковый ток (без существенного уменьшения напряжения на ее выводах), а значит, и большую пико­вую мощность, в то время как высокое значение сопро­тивления приводит к резкому уменьшению напряжения на выводах батареи при резком увеличении тока нагруз­ки. Это приводит к тому, что внешне хороший аккумуля­тор не может полностью отдать запасенную в нем энер­гию в нагрузку.

Общие правила эксплуатации аккумуляторов

- Перед заменой батареи необходимо выключать телефон.
- Для увеличения срока службы и емкости никелевые (NiCd и NiMh) аккумуляторы нужно полностью разряжать перед последующим зарядом (рекомендуется заряжать аккумулятор после того, как телефон сам отключится из-за разряда аккумулятора).
- Новые аккумуляторные батареи достигают своей максимальной ёмкости только после 2-4 циклов зарядки-разрядки.
- Для зарядки батареи используйте только рекомендованные изготовителем фирменные зарядные устройства.
- Не стоит заряжать теплый или холодный аккумулятор, следует подождать, пока он нагреется до комнатной температуры; оптимальная температура для заряда 15 - 25С.
- Не оставляйте батарею во включённом зарядном устройстве дольше, чем на сутки.
- Если вы не используете батарею, храните её в сухом прохладном месте.
- Избегайте контакта аккумулятора с металлическими предметами.
- Оберегайте телефон и аккумулятор от попадания воды.
- Следует беречь телефон от механических повреждений (падений, ударов) – приобретите чехлы, автомобильные держатели, убирайте подальше от детей.
- Не подвергайте аккумулятор воздействию высоких и низких температур, т.к. при этом емкость батареи сильно снижается.
- Время работы заряженного аккумулятора зависит от его реальной емкости, частоты разговоров по телефону, температуры окружающей среды.
- Во время зарядки аккумулятора пользоваться телефоном можно - телефонные звонки и SMS-сообщения продолжают оставаться доступными.
- Те, кто много времени проводит за рулем, пользуются автомобильными зарядными устройствами для телефона. Но все же, не стоит злоупотреблять таким способом зарядки, т.к. частые остановки и многократные запуски двигателя неблагоприятны для аккумулятора.
- Нагревание батареи при зарядке не является неисправностью, это связано с процессом восстановления заряда.

Как правильно купить аккумулятор?

Покупая новый телефон, в комплекте с ним вы получаете и новую аккумуляторную батарею. Если она фирменная (оригинальная), то прослужит долго – можете не сомневаться. Замена аккумулятора может потребоваться, если была нарушена эксплуатация нового телефона или если вы купили б\у телефон. В этом случае старайтесь покупать аккумуляторы того же производителя, что и ваш телефон - фирменные аккумуляторы, как правило, имеют и фирменное качество. Сразу после покупки несколько раз проконтролируйте время работы вашего телефона с новым аккумулятором и сравните его с указанным в инструкции по эксплуатации.