TECHNOLOGY - познавательный журнал

Technology - Познавательный Журнал
18 апреля 2017

Почему батарея вашего iPhone 7 может «умереть» уже через год

В конце ноября Apple запустила программу бесплатной замены аккумуляторов некоторых партий iPhone из-за проблемы внезапного отключения смартфонов даже с заряженной батареей. Претензии предъявляют владельцы iPhone 6s, выпущенных в сентябре-октябре прошлого года. В чем кроется источник проблемы аккумуляторов iPhone и почему источники питания смартфонов умирают так рано?

Смерть аккумулятора в iPhone, iPad, MacBook и других электронных гаджетах процесс болезненный и — если повезет — медленный. Со временем литий-ионный аккумулятор, который когда-то питал ваш смартфон в течение нескольких часов (и даже дней!) постепенно теряет свою способность удерживать заряд. В конце концов вы смиритесь, быть может, проклянёте Apple, а затем купите новую батарею, а то и вовсе новую модель iPhone.

Но почему это происходит? Что происходит в батарее, что заставляет её испустить дух? Ответ заключается в том, что из-за ущерба от большого числа циклов зарядки и разрядки, а также длительного воздействия высоких температур в конце концов начинает нарушаться процесс перемещения ионов лития между электродами.

В обычной литий-ионной батарее мы найдем катод (или отрицательный электрод), сделанный из оксидов лития, таких как оксид лития с кобальтом. Мы также найдем анод или положительный электрод, который сегодня, как правило, изготавливается из графита. Тонкий пористый сепаратор удерживает два электрода друг от друга для предотвращения короткого замыкания. И электролит, изготовленный из органических растворителей и на основе солей лития, который позволяет ионам лития перемещаться внутри ячейки.

Во время зарядки электрический ток перемещает ионы лития от катода к аноду. Во время разрядки (другими словами, при использовании аккумулятора) ионы движутся обратно к катоду.

Кори Протин из Businessinsider сравнил этот процесс с водой в системе гидроэнергетики. Движущаяся вверх вода требует энергии, но она очень легко течет вниз. Фактически, она поставляет кинетическую энергию, говорит Протин, похожим образом, литий-кобальтовый оксид в катоде «не хочет отдавать свой литий». Подобно движущейся вверх воде, необходима энергия, чтобы переместить атомы лития из оксида и переместить их в анод.

Во время зарядки ионы помещаются между листами графита, входящих в состав анода. Но, как говорит эксперт, «они не хотят быть там, при первой возможности они будут двигаться назад». Это и есть разрядка.

Со временем батарея деградирует несколькими способами, которые могут влиять и на ёмкость, и на мощность, пока, в конце концов, она просто не сможет выполнять базовые функции. Подумайте об этом по другой аналогии, связанной с водой: зарядка аккумулятора, как наполнение ведра водой из под крана. Объем ведра представляет собой вместительность аккумулятора, или ёмкость. Скорость, с которой вы можете наполнить его — повернув кран на полную мощность или тоненькой струйкой — это мощность. Но время, высокие температуры, множественные циклы и другие факторы, в конечном итоге образуют дыру в ведре.

В аналогии с ведром вода просачивается. В батарее ионы лития убираются, или «привязываются». В итоге, они лишаются возможности перемещаться между электродами.

Если заряжать iPhone практически каждый день, то уже через год мы получим около 300 циклов заряда. Аккумулятор в мобильном устройстве теряет 20% емкости после 400 циклов. Таким образом, уже через год после покупки iPhone 7 или любого другого смартфона вы можете заметить ухудшение показателя времени автономной работы. Рано или поздно слишком много ионов лития «привяжутся», и аккумулятор не будет держать сколько-нибудь полезный заряд. Ведро прекратит держать воду.