При недавнем добавлении новых разделов сайта нашего интернет-магазина Neovolt.ru, посвящённых замене элементов питания на нашем производственном предприятии, появилась идея сделать простые схемы устройства аккумуляторов для иллюстрирования материалов.
Получился огромный материал, который в дальнейшем пришлось сократить, иначе можно книгу написать. Результатом делимся с вами.
Что внутри аккумулятора смартфона
Батареи литий-ионного или литий-полимерного типа работают с помощью химических реакций, которые «отправляют» электроны и ионы с одного электрода на другой. Вот, как всё выглядит, когда наш инженер разбирает внешнюю часть корпуса аккумулятора, например, Samsung Galaxy S9 или любого другого смартфона после извлечения из устройства.
Устройство аккумулятора телефона/смартфона:
(1) Соединительный элемент подключает аккумулятор к системной плате смартфона (в несъёмной конструкции) или к контактам на внешнем корпусе батареи (в съёмной конструкции).
- • Он может быть в виде многожильного провода (как на схеме) или в виде шлейфа.
- • Шлейф имеет гибкую (как у iPhone 6) или формованную (как у Galaxy S8 Plus) основу.
- • У соединительного кабеля чаще всего есть коннектор с несколькими контактами (от двух до пяти).
- • В редких старых или бюджетных смартфонах соединение с системной платой выполняется не через разъём, а методом пайки (у нас есть пример такого соединения в инструкции разборки iPod Touch 6).
(2) — Плата системы управления аккумулятором (Battery Management System, BMS). На неё устанавливается логика работы батареи и предохранитель.
→ Узнайте, как устроена BMS-плата и все подробности по её функциональной роли в телефоне.
(3) и (4) — Положительный и отрицательные выводы питания для работы в электрической цепи.
(5) и (7) — Электродные материалы размещаются на тонкой металлической основе, напоминающей фольгу. Она собирает электроны и передаёт их из батареи к устройству.
Электроды не способны хранить много энергии в ограниченной зоне.
Поэтому нужны длинные скрутки таких полос, чтобы аккумулятор смог обеспечить смартфон необходимой энергией. Их количество и размеры влияют на конечную ёмкость и габариты батареи. Кстати, мы уже рассказывали, по какому принципу производители выбирают и проектируют аккумулятор в процессе разработки очередного смартфона.
(6) и (8) — Сепаратор препятствует электрической проводимости между электродными материалами (катодом и анодом) в пределах тока, который должен проходить через сепаратор в процессе движения ионов от катода к аноду (во время заряда) и обратно (во время разряда).
С превышением температуры (выше 130°C) материал плавится и закрывает поры во избежания дальнейшей катализации химической реакции и взрыва аккумулятора.
В большинстве смартфонов сепаратор однослойный из полиэтиленового материала, пропитанного электролитом.
Хотя последнее время в применение вошли сепараторы трёхслойной «гамбургерной» конструкции для более надёжной работы аккумулятора в условиях повышенной нагрузки:
- • Полипропилен (стойкость +155°C)
- • Полиэтилен (стойкость +130°C)
- • Полипропилен (стойкость +155°C)
(9) — Корпус аккумулятора представляет собой термостойкий материал с достаточной прочностью, чтобы выдерживать небольшие физические воздействия (например, от стягивания внутренних комплектующих смартфона).
В съёмной конструкции размещается в ударостойкую оболочку с контактной площадкой.
Это нужно для удобного и, главное, безопасного хранения вне мобильного устройства (из-за чего превышает габариты несъёмного аккумулятора аналогичных технических характеристик). Может иметь разные виды материалов, выбор которых зависит от производителя.
