Компьютерра - Журнал Компьютерра №722

Автор: Юрий Ревич

В 2001 году, проработав года два, сдох аккумулятор первого в моей жизни мобильника (какого-то из дешевых "Сименсов"). Тогда я предпочел самостоятельный его ремонт (аккумулятор содержал три типовых никель-металлгидридных ААА-элемента), на чем сэкономил более чем вдвое - элементы обошлись мне в триста "деревянных", а новый аккумулятор в сборе стоил семьсот. С тех пор многое изменилось.

Для начала - гораздо быстрее, чем сдохли новые элементы, морально устарел мобильник. Для продолжения - практически все мобильники нынче комплектуются литий-ионными аккумуляторами, которые, во-первых, держатся существенно дольше, а во-вторых, неремонтопригодны. И для окончания: покажите мне сейчас человека, который будет покупать новый аккумулятор вместо того, чтобы просто сменить мобильник. Даже учитывая, что стоимость запасных батарей с тех времен заметно снизилась.

Тем не менее аккумулятор стоит беречь, и не только у мобильников. Сейчас просто бум какой-то на автономные устройства - недавно рассматривал стенд фирмы DeWalt, изготовителя профессионального (без кавычек) электроинструмента, на котором были представлены, кроме привычных отверток-дрелей-шуруповертов, аккумуляторные дисковые пилы, перфораторы и даже экзотическое устройство под названием "гвоздезабиватель" (не, представьте, до чего техника дошла - обыкновенный молоток, оказывается, тоже можно электрифицировать).

Все подобные устройства испытывают огромные пиковые нагрузки. Чтобы мобильные инструменты не сильно отставали по мощности от своих привязанных к розетке собратьев, аккумуляторы должны обладать особыми свойствами. Совсем другими свойствами должны обладать, к примеру, батареи для ноутбуков - там перегрузочная способность не так важна, зато на первый план выходит долговечность и способность держать заряд при хранении. Потому каждый тип аккумуляторных батарей годится в своей области, а уход за ними может существенно различаться.

Аккумуляторы встречаются кислотные, щелочные, никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлгидридные (NiMh), литий-ионные (Li-Ion) и еще попадаются какие-то литий-полимерные (Li-Pol). Кроме перечисленных, существует море разновидностей (в принципе любая электрохимическая реакция обратима и может использоваться как для выработки электрического тока, так и для его "складывания про запас"), но в ширпотребовских продуктах доминируют именно эти типы. Давайте попробуем разобраться, что здесь к чему.

Правильнее называть их свинцовокислотными (Lead-Acid) аккумуляторами(СКА), поскольку других кислотных, кроме как на основе свинца, в быту вы не встретите. Это, вероятно, самая древняя разновидность аккумуляторов - первый работоспособный СКА был создан аж в 1859 году.

В начале ХХ века выяснилось, что именно этот тип аккумуляторов неплохо подходит для того, чтобы крутить стартер автомобиля, и с тех пор их производят миллионами. Еще лет двадцать назад автомобильные аккумуляторы были весьма капризными и даже вредными для здоровья - конструкторы никак не могли справиться с выделением газов, сопровождающим процесс заряда. Из-за этого СКА приходилось делать негерметичными, а электролитом в них, между прочим, служит серная кислота, которую периодически требовалось доводить до нужной плотности дистиллированной водой - занятие, мягко говоря, небезопасное. С тех пор СКА значительно облагородились, стали герметичными и необслуживаемыми, но в основе они всё те же, что тридцать и пятьдесят лет назад. У них устрашающе низкая удельная емкость (30–50 Втч/кГ в самых лучших образцах) и отвратительные эксплутационные качества: они боятся глубокого разряда, отчего в процессе хранения их надо все время подзаряжать, и недолговечны, предельное число циклов заряд-разряд не выше 300 (впрочем, в условиях идеальной эксплуатации могут вытянуть и до 500).

С другой стороны, именно у СКА из всех перечисленных типов самая высокая перегрузочная способность - стартерная батарея даже на морозе без особых усилий отдает ток в несколько сотен ампер, необходимый для того, чтобы прокрутить холодный двигатель. К тому же СКА дешевы и относительно неплохо держат заряд: хороший автомобильный аккумулятор разряжается в среднем на 5% за месяц или на 50% за год.

Не удивляйтесь, что я посвящаю СКА столько места в компьютерном журнале: дело в том, что аккумуляторы этого типа традиционно используются в бесперебойных источниках питания. Поскольку там они пребывают в тепличных условиях (постоянно подзаряжаются), то срок службы батареи в ИБП может достигать пяти-семи лет.

СКА заряжать довольно просто (они не слишком боятся перезаряда), но делать это самостоятельно приходится разве что счастливым обладателям продукции отечественного автопрома, да и то в последнее время все реже и реже - по крайней мере, автоматические зарядники для стартерных СКА доступны каждому.

Помню, лет пятнадцать-двадцать назад в автомобильной прессе периодически возникало брожение на тему скорого пришествия щелочных аккумуляторов. Щелочь, конечно, тоже не сахарный сироп, но и не серная кислота, которая запросто может проесть дыру в моторном отсеке, а заодно и в ладонях кинувшегося спасать любимую игрушку автолюбителя: был не только свидетелем случая с одним человеком, который искалечил кислотой себе руки, но и сам ношу на ноге обширный шрам в память о собственном пренебрежении первейшей "химической" заповедью - лить кислоту в воду, а не наоборот.

Но в этом направлении мало что изменилось - в автомобильной промышленности щелочные аккумуляторы применяют разве что в электромобилях, а стартерные батареи так и остались СКА-типа. У NiCd-аккумуляторов есть три крупных недостатка. Первый - относительно малая удельная энергоемкость (хотя и несколько большая, чем у СКА) - 45–60 Втч/кГ. Второй - нелюбовь к зарядке не с нуля, так называемый эффект памяти. Правильный режим зарядки NiCd-аккумуляторов - сначала полная разрядка (формально - до напряжения 1 В на элемент), а потом уже полная зарядка. Потому для NiCd-аккумуляторов рекомендуется вырабатывать заряд до полного "умирания" девайса - редкие зарядные устройства позволяют себе тратить время на предварительную разрядку (помнится, в камере Fuji S20 даже имелся специальный режим для полной разрядки батареи).

"Фирменная" зарядка производится до достижения определенного напряжения вкупе с контролем температуры (так работают, например, зарядники к дорогому электроинструменту). Более простой способ - заряжать определенным током по времени. Это лишний аргумент за то, чтобы предварительно разряжать батарею, потому что иначе определить необходимое время затруднительно (см. врезку); правда, и умеренной перезарядки NiCd-аккумуляторы боятся меньше, чем NiMh.