Батерия за лаптоп – полезни факти

Акумулаторната батерия(наричана още:акумулатор,батерия)-това е едно от основните устройства в лаптопа, по което, също така, се отличава от стационарните си ‘събратя’. Тук ще намерите батерии за лаптопи на ниски цени. Нека разгледаме основните типове акумулаторни батерии:

1. Nickel-Cadmium Battery (NiCd), никел-кадмиеви
2. Nickel Metal-Hydride Battery (NiMH), никел метал-хидридни
3. Lithium Ion Battery (Li-ion), литиево-йонни

Последните се срещат най-често и са набедени за най-добрите батерии.Така ли е всъщност?

Технологията за изготвянето на никелова батерия датира още от 1899г., но първият никел-кадмиев акумулатор вижда бял свят чак през 1947г. По това време това са и единствените по вида си произвеждани акумулатори. Появяването на по-нови, като електрохимична система, акумулаторни батерии, довежда но намаляване в използването на NiCd технологията,но впоследствие интересът към нея се възобновява,поради недостатъците на новите типове акумулатори.Това,което е характерно за NiCd акумулатори, е теглото и големите габарити. Характерно е и негативното въздействие при продължително зареждане, върху батериите от този тип. Никел-кадмиевите акумулатори изпълняват много добре работата си и са изключително дълговечни, ако периодически се подлагат на пълен разряд. В противен случай по пластините на елементите се образуват големи кристали,водещи до т.нар. ‘ефект на паметта’.Това е една от отликите им спрямо останалите типове акумулатори, които не ‘обичат’ дълбок разряд.

Появяването на NiMH се обуславя от желанието да се преодолеят някои недостатъци на никел-кадмиевата технология:

Положителни черти:

• 30-50% по-голям капацитет, при същият обем
• По-ниска токсичност,считани са за относително екологично чисти
• Намалена склонност към ‘ефекта на паметта’,периодичните цикли за възстановяване се изпълняват по-рядко

Отрицателни черти:

• Брой цикли: Числото на циклите за заряд/разряд на NiMH акумулаторите е примерно равно на 500. Препоръчва се повърхностен, а не дълбок разряд. Живота на тези акумулатори е в пряка зависимост от дълбочината на разрядите.
• Бързина на заряда: Отделя повече топлина при заряд, в сравнение с останалите типове. Освен това се зарежда около два пъти по-бавно, отколкото NiCd батерии.
• Саморазряд: И при никел метал-хидрид, и при никел-кадмиевите акумулаторни батерии, е характерен приемливо висок саморазряд. При NiCd се губят 10% от капацитета в течение на първите 24ч., последвано от около 10% за един месец. Саморазрядът при NiMH е около 1.5-2 пъти по-бърз.
• Цена: Акумулаторите, произведени по NiMH технология, са с около 30% по-скъпи от NiCd, при еднакви характеристики.

През 1970 се появяват първите екземпляри на литиево-йонни батерии. Опитите да се създадат презареждащи се и надеждни литиеви източници на ток продължават и през ’80-те, но са неуспешни заради невъзможността за обезпечаване на приемливо ниво на безопасност при работа. В резултат на последващи изследвания се установява, че в хода на циклите заряд-разряд, по повърхността на батерията се формират дендрити. Прорастването на дендрита до положителен електрод и съответното възникване на късо съединение във вътрешността на източника на ток, водят до излизането му от строя. При това явление температурата в батерията може да достигне температурата на топене на лития. В резултат на бурното химично взаимодействие между електролита и лития понякога последва взрив. Поради тази причина,в началото на ’90-те, в Япония, има заведени дори съдебни дела от пострадали при употреба на мобилни телефони. В днешно време, разбира се, технологията е достатъчно изчистена, за да не се стига до подобни инциденти.

Още един тип популярни акумулаторни батерии са литиево-полимерните. Отличието им от литиево-йонните е заложено в самото им название и се заключава в типа използван електролит. Принципната идея е да се ползва сух, твърд,полимерен електролит, но до днешно време технологията не е достатъчно изчистена, така че се ползва гелообразна субстанция и в резултат на това получаваме един хибрид. Има действащи образци на литиево-полимерни батерии, но са слабо разпространени заради неутвърдената и технически неизчистена технология на производство. Относно плюсовете и минусите на Li-pol, те са същите,както при Li-ion, така че по-натам ще разглеждаме само литиево-йонните като пример, а така или иначе те са най-разпространените представители на това поколение акумулаторни батерии.

Плюсове: Отсъствие на ефект на паметта. При достигане на пълен заряд, не се изисква ‘тънкоструен’ заряд и батерията може да стои в зарядното устройство, когато не се ползва.

Минуси: Стареят, дори да не се ползват. Намаляване на капацитета се наблюдава още след първата година, а след втората или третата се налага подмяна. Поради тази причина, не се препоръчва да се съхраняват, без да се ползват, за дълги периоди от време.

Ползвайте ги, докато са нови. Максималният срок на служба, указван от производителите на елементи, е 5 години. Веднъж станали непригодни за експлоатация, този тип акумулатори не могат да бъдат възстановени по метода на заряд-разряд, както при другите типове. Литиево-йонните батерии в лаптопите са реализирани във вид на последователно свързване на елементите, а увеличаването на капацитета им се постига с паралелно свързване. При последователно свързване на акумулатори възниква опасност от презареждане на най-слабите от тях, а при паралелно-най-съществена се оказва разликата във вътрешното им съпротивление: акумулаторът с най-ниско съпротивление ще се зарежда с най-голям ток. И единият, и другият вид свързване оказват катастрофално отрицателно влияние върху времето на служба на акумулатора. Всички елементи на батерията трябва да имат еднакви параметри, поради тази причина частични ремонти на подобен тип батерии не се препоръчват. Елементите трябва да бъдат от една партида, елементите от друга партида ще имат различни параметри.

Упоменатата по-горе опасност от презареждане, означава следното: презарядът може да доведе до високо налягане и съответната разхерметизация на елемента. Затова безопасността се осигурява от външна електронна защита. Тя включва контролери, измерващи напрежението на всеки от акумулаторите, или съответно блока от паралелно свързани елементи, както и ключ, който прекъсва процеса при определени величини на заряд. За контрол на температурата се използват термистори. Като още един недостатък на литиево-йонните батерии батерии може да се посочи и лошото поведение при дълбок разряд. Гореупоменатата схема за защита се захранва директно от акумулаторите и ако елементите им са напълно разредени, то съответно заряд не протича, като освен това дълбокият разряд се отразява зле и на самата структура на елементите в батерията. Счита се, че оптималният диапазон на работа при Li-ion елементите, е 20-100% заряд. Счита се,че стойности под 20% сподпомагат стареенето на елементите.

Срокът за работа при литиево-йонните акумулатори се определя не само от годините работа, но и от циклите заряд-разряд, или приблизително 300-600 цикъла. Последващото поведение на елементите, след определен или приблизителен брой цикли, не може да бъде предсказано, заради различното количество елементи в една батерия, със съответното плавно или скокообразно намаляване на общият капацитет, както и на всеки един елемент поотделно. Поради тази причина системата за защита следи и записва броят цикли. Понякога, в зависимост от схемата на реализиране, след достигането на определен брой цикли, въпросната защита прекратява възможността за използване на батерията. Принципно, броячът може да се занули,но използването на една такава батерия вече носи рискове.

Относно условията на съхранение, когато не е използвана, то няма еднозначна информация по въпроса. Най-разпространено е мнението, че батерията трябва да се съхранява при около 40% заряд, като 2-3 пъти в месеца да се дозарежда до тази стойност.

Като цяло, литиево-йонните батерии функционират най-добре при стайна температура. Работата при високи температури драстично съкращава животът им. При ниски температури, се наблюдава намаляване на ефективността на акумулатора. Температурата от -20 градуса се явява пределът, при който литиево-йонните батерии спират да функционират.