Большинство пользователей хорошо знают, что аккумулятор находится в телефоне под крышкой, которая бывает съёмная (на защёлках-фиксаторах), а бывает несъёмная — приклеенная эпоксидным клеем (и про батарею тоже говорят, что она несъёмная).
Предлагаем узнать, подчиняются ли производители в этом процессе каким-то строгим законам (или хотя бы правилам) дизайна.
Дизайн при производстве аккумуляторов для телефонов
Аккумуляторы со временем стали основополагающим фактором выбора смартфона. Вот только размер, мощность и надёжность ограничены внутренней экономикой предприятия. Предлагаем взглянуть, что же это за ограничения.
В дальнейших суждениях мы опираемся на опыт научного деятеля Карстена Шишке (Karsten Schischke) из Института надёжности и микроинтеграции Фраунгофера IZM. Подробнее о его работах мы рассказывали здесь (непременно почитайте, если интересен сам источник информации).
Исследование Карстена основана на разборке 91 модели смартфонов. Оно показывает, что для одних и тех же функций часто производители выбирают два или три разных базовых дизайна, включающих параметры и способы интеграции.
Например, с этим пониманием можно объяснить появление L-образной батареи в флагманских линейках Samsung Galaxy и Apple iPhone. Мы уже рассказывали, например, с какими ограничениями компании сталкиваются в этом процессе. Наконец, давайте узнаем о параметрах выбора подробнее.
→ Также , о чём думала Apple, когда отказалась от съёмного аккумулятора в iPhone.
Вес аккумулятора
Есть явная закономерность в выборе соотношения веса смартфона целиком и батареи в нём в отдельности. Доля элемента питания не должна превышать 40% общего веса устройства, иначе оно может быть слишком тяжёлым. Это не правило, а закономерность.
Так, например, самый сейчас смартфон Xiaomi Redmi Note 8 Pro имеет вес , а его аккумулятор — (22%). Из всей же статистики исследования цифры показали среднее значение веса смартфона в 125 г, в котором находится средний аккумулятор — 29 г (23%).
Размещение аккумулятора
Во многих смартфонах батарея проектировалась съёмной. Извлечение подразумевалось без каких-либо инструментов (после снятия с защёлок задней крышки). Порой без её удаления оказывалось невозможно даже заменить SIM-карту.
Конструкция съёмного аккумулятора использовалась, например, в топовой серии смартфонов Samsung Galaxy, начиная с Galaxy S3 mini.
Позже уровень интеграции изменился. Батареи там, где они не предназначены для замены пользователем, стали вклеивать в корпус на две тонкие двухсторонние клейкие ленты на заднюю часть экрана.
Одним из первых смартфонов с такой конструкцией стал iPhone. Инженерный дизайн перенял Android-конкурент Apple в флагманской модели Samsung Galaxy S5, а затем и другие устройства.
Отдельно остановимся на клейких лентах крепления аккумулятора (в виде полосок). Они могут удаляться только с помощью инструмента (нагрев при помощи фена или растворители). Кроме того, полимер и фольгированная оболочка батареи тоньше жёсткого корпуса съёмного аккумулятора, и может быть повреждена в процессе извлечения.
Встроенные несъёмные батареи не обязательно тоньше, чем те батареи, которые можно снять. Мы об этом говорили подробно здесь.
Если вы сравните Samsung Galaxy S3 2012-го года со съёмным аккумулятором и Galaxy S7 2016-го с несъёмным, то обнаружите одинаковую толщину обоих элементов питания (6 мм). А вот объём батареи Galaxy S7 будет немного больше, его номинальная ёмкость почти на 50% выше (3000 мАч против 2100 мАч).
Плотность энергии
Объём самого аккумулятора, его номинальная ёмкость и накапливаемая энергия в разобранных смартфонах складываются в несколько интересных тенденций.
Сформировалась уверенная тенденция к увеличению плотности энергии батареи смартфона. В период с 2012-го по 2019-й средний показатель вырос примерно на 50%. Вполне вероятно, в 2020-м и 2021-м годах производители представят разработки для ещё большего уплотнения энергии в существующих габаритах аккумуляторов.
***
Как вы теперь знаете, место, где находится аккумулятор в телефоне, выбрано путём холодного расчёта при производстве. Вес, габариты, объём «пакета» химии, ёмкость, накапливаемая энергия, прочная оболочка для надёжности и безопасности, способы извлечения и ремонтопригодности привели к практически полному исчезновению съёмных батарей.
Теперь производитель вынужден экспериментировать с L-образными формами, размещением тяжёлых компонентов так, чтобы смартфон не вываливался из руки и многое другое. Компании обязаны не повторять ошибок дизайна взрывающегося Samsung Galaxy Note 7 — ведь шутки с электрохимическими элементами питания могут закончиться трагедией.
