Доступ к сервису временно запрещён
С вашего IP-адреса одновременно поступает очень много запросов.
Такое поведение показалось подозрительным, поэтому мы временно закрыли доступ к сайту.
Возможно, на вашем устройстве есть программы, которые отправляют запросы без вашего ведома.
Что мне делать?
Напишите в службу поддержки через форму обратной связи.
Подробно опишите ситуацию — поможем разобраться, что случилось, и подскажем, как действовать дальше.
Полный разбор, почему умирают аккумуляторы в iPhone. Ну и как не допустить этого
В закладки
Пора смириться, что аккумулятор внутри iPhone — расходник, который придётся периодически менять. При плюс-минус активном использовании он проживёт года 2 или 3, не больше.
Это касается не только iPhone или других мобильных устройств Apple, но и гаджетов других компаний. Элементы питания внутри них подвержены химическому старению, интенсивность которого зависит от числа циклов перезарядки и манер пользователя.
Остановить процесс химического старения невозможно, но замедлить его получится. Конкретно об этом, а также других нюансах аккумуляторов iPhone пойдёт речь дальше.
1. Какие объёмы у аккумуляторов в последних моделях iPhone
Чем больше iPhone по размеру, тем у него обычно более ёмкий аккумулятор
Apple не предоставляет официальные данные о ёмкости аккумуляторов своих смартфонах. Впрочем, это не мешает энтузиастам разбирать их и проверять «на прочность».
На некоторых (не во всех моделях) аккумуляторах внутри iPhone ёмкость обычно указывается в Вт·ч.
Чтобы перевести её в привычные мА·ч, которые используют другие производители, значение нужно разделить на 3,7 (номинальное среднее напряжение в Вольтах) и умножить на 1000 для перевода из А·ч¹.
Подобный принцип расчёта условный, поэтому значения не будут точными². Впрочем, чтобы сориентироваться, их достаточно.
Ёмкость аккумуляторов современных моделей iPhone:
▪ iPhone X: 2716 мА·ч (10,05 Вт·ч)
▪ iPhone XR: 2942 мА·ч (10,89 Вт·ч)
▪ iPhone XS: 2659 мА·ч (9,84 Вт·ч)
▪ iPhone XS Max: 3179 мА·ч (11,76 Вт·ч)
▪ iPhone 11: 3110 мА·ч (11,51 Вт·ч)
▪ iPhone 11 Pro: 3046 мА·ч (11,27 Вт·ч)
▪ iPhone 11 Pro Max: 3969 мА·ч (14,69 Вт·ч)
▪ iPhone 12: 2775 мА·ч (10,27 Вт·ч)
▪ iPhone 12 mini: 2227 мА·ч (8,24 Вт·ч)
▪ iPhone 12 Pro: 2775 мА·ч (10,27 Вт·ч)
▪ iPhone 12 Pro Max: 3687 мА·ч (13,64 Вт·ч)
▪ iPhone SE (2020): 1821 мА·ч (6,74 Вт·ч)
▪ iPhone 13: 3227 мА·ч (11,94 Вт·ч)
▪ iPhone 13 mini: 2406 мА·ч (8,9 Вт·ч)
▪ iPhone 13 Pro: 3095 мА·ч (11,45 Вт·ч)
▪ iPhone 13 Pro Max: 4352 мА·ч (16,1 Вт·ч)
▪ iPhone SE (2022): 2018 мА·ч (7,47 Вт·ч)
▪ iPhone 14: 3279 мА·ч (12,13 Вт·ч)
▪ iPhone 14 Plus: 4325 мА·ч (16 Вт·ч)
▪ iPhone 14 Pro: 3200 мА·ч (11,84 Вт·ч)
▪ iPhone 14 Pro Max: 4323 мА·ч (16 Вт·ч)
¹ — при расчёте указанных значений использовалась обратная процедура, поэтому отмеченная ёмкость аккумуляторов в Вт·ч может несколько отличаться от номинальной.
² — аккумуляторы не выдают постоянное напряжение, и оно может зависеть от внешних условий, поэтому для расчётов берётся среднее номинальное значение.
2. В iPhone используются стареющие литиевые аккумуляторы
Аккумуляторы планомерно портятся, поэтому требуют периодической замены
Если не вдаваться в мелкие нюансы, литиевый аккумулятор внутри каждого iPhone состоит из положительно заряженного анода и негативно заряженного катода, которые разделены электролитом.
Во время работы смартфона заряженные ионы лития перемещаются от анода к катоду через электролит. Таким образом происходит высвобождение электронов, которые и питают мобильное устройство. После этого они возвращаются к катоду, замыкая цепь.
Когда iPhone заряжается, происходит обратный процесс: электроны от условного блока питания попадают на анод и движутся к катоду.
Эти химические реакции сложно назвать совершенными, ведь они приводят к выделению тепла и износу элементов питания.
Литий теряет свои свойства, пластины по обе стороны электролита планомерно окисляются, что приводит к сокращению их полезной площади. Таким образом происходит химическое старение элементов питания, они деградируют и в итоге выходят из строя.
3. Какой срок годности у аккумулятора внутри любого iPhone
Ёмкость аккумулятора сокращается от зарядки к зарядке
При оценке состояния аккумулятора Apple предлагает ориентироваться на периодичность подключения к источникам питания.
В случае iPhone речь о 500 циклах полной перезарядки.
По идее, после достижения этого значения максимальная ёмкость аккумулятора упадёт ниже 80%, он перестанет выдавать необходимое для полноценной работы смартфона напряжение. Последнее будет особенно заметно зимой.
Впрочем, на практике спустя 849 циклов полной перезарядки состояние аккумулятора моего iPhone 11 находится на уровне 84% (∼2650 из 3110 мА·ч), что подтверждается и встроенными в iOS инструментами («Настройки» → «Аккумулятор» → «Состояние аккумулятора»), и популярным приложением для Mac coconutBattery.
Думаю, в моём iPhone аккумулятор доживёт даже до 1000 циклов перезарядки
Как показывает личная практика, до 80% аккумулятор в iPhone получится «добить» за 2 или 3 года. Это зависит от интенсивности использования смартфона и манер в эксплуатации.
После этого его можно попросту заменить в любом нормальном сервисе.
4. Что ещё влияет на срок службы аккумулятора в вашем iPhone
Оптимизированная зарядка используется и при эксплуатации MagSafe
Оптимизация зарядки. Когда уровень заряда аккумулятора находится в пределах 80–100%, он изнашивается сильнее.
Именно поэтому в Apple придумали умную технологию оптимизированной зарядки, которая не увеличивает уровень энергии выше 80%, пока устройство не нужно пользователю. Это особенно актуально, если оставлять iPhone подключённым к сети на ночь.
Оптимизированная зарядка в смартфонах Apple используется по умолчанию. Отключить её получится в меню «Настройки» → «Аккумулятор».
Если речь не о ночной зарядке, самому также лучше не стараться постоянно заряжать iPhone до 100%.
Когда устройство не используется, заряд его аккумулятора должен быть на уровне 20–80%. Иногда включайте iPhone и подзаряжайте.
Когда температура iPhone зашкаливает, он выводит предупреждение на экране
Температурный режим. iPhone лучше всего использовать при температуре от 0 до 35℃. Это поможет увеличить срок службы литиевого аккумулятора внутри него.
Впрочем, важно понимать, что на увеличение температуры аккумулятора влияют не только окружающие условия, но и эксплуатация.
Чтобы не перегревать аккумулятор:
▪ не оставляйте iPhone под прямыми солнечными лучами;
▪ не запускайте игры во время зарядки гаджета;
▪ не злоупотребляйте беспроводной зарядкой;
▪ не заряжайте iPhone в сверхтолстых чехлах;
▪ не используйте навигацию при зарядке iPhone.
5. Какими зарядными устройствами лучше всего заряжать iPhone
Заряжать iPhone беспроводной станций Qi неизвестного происхождения — плохая идея
Если кратко, самый примитивный блок питания на 5 Вт считается наиболее безопасным. Он меньше всего разогревает аккумулятор iPhone.
Вот короткий разбор:
▪ При зарядке блоком 5 Вт смартфон нагревается до 32℃.
▪ При зарядке блоками на 12 Вт, 20 Вт и выше температура доходит до 35℃ и выше.
▪ При зарядке MagSafe температура доходит до тех же 35℃ и выше, но держит смартфон горячим на целый час дольше.
▪ Несертифицированные беспроводные станции Qi могут заряжать смартфон до 6 часов и держать его всё время горячим. Это самый губительный способ питания.
Впрочем, как показывает практика, использование быстрой зарядки, совместимой с Power Delivery, не настолько критично, как можно предположить.
При использовании технологии iPhone и блок питания буквально «договариваются» о мощности для зарядки прямо во время её начала. Поэтому даже блок питания на 100 Вт не отдаст смартфону больше необходимых для него ∼20 Вт.
На практике быстрая зарядка сократит срок службы аккумулятора буквально на месяц на дистанции в 3 года.
С беспроводными зарядками сложнее. Лучше всего отдавать предпочтение качественным вариантам с поддержкой MagSafe и избегать безымянных Qi-станций.
6. Чем опасно падение максимальной ёмкости аккумулятора ниже 80%
Устройства с аккумуляторами маленькой ёмкости могут выключаться на морозе спустя пару лет использования
Кроме времени автономной работы iPhone, это также чревато его возможными выключениями.
Аккумулятор перестаёт выдавать требуемое напряжение при нагрузке, поэтому устройство может отключаться, чтобы не навредить компонентам.
Следить за пиковым напряжением также можно в меню состояния элементов питания в разделе «Настройки» → «Аккумулятор».
Проблема выключения обычно касается только смартфонов Apple с первоначально небольшой ёмкостью аккумулятора. Это особенно актуально для iPhone SE.
Впрочем, замена аккумулятора спустя 2–3 года использования смартфона не кажется слишком сложной задачей.
Что нужно знать про аккумуляторы iPhone максимально кратко
❶ У кого аккумулятор больше. Максимальные ёмкости сегодня у iPhone 13 Pro Max (4352 мА·ч или 16,1 Вт·ч) и iPhone 14 Pro Max (4323 мА·ч или 16 Вт·ч). Минимальные у iPhone SE (2018 мА·ч или 7,47 Вт·ч для модели 2022 года).
❷ Почему аккумулятор портится. Всему виной химическое старение. Чем больше используешь смартфон, тем скорее придётся менять батарейку.
❸ Сколько проживёт аккумулятор. Официально он выдерживает 500 циклов перезарядки. На практике же может работать на протяжении 2–3 лет и выдерживать вплоть до 1000 циклов.
❹ Как продлить жизнь аккумулятору. Соблюдать температурный режим и не пытаться постоянно заряжать до 100%.
❺ Чем лучше всего заряжать iPhone. Безопаснее всего самым простым блоком питания на 5 Вт. Но вполне можно адаптером с поддержкой Power Delivery и MagSafe. Безымянные Qi лучше не пробовать.
❻ Если уровень аккумулятора ниже 80%. Автономность iPhone будет всё ниже и ниже. Плюс, он начнёт выключаться на морозе. Но это касается только гаджетов с небольшой батарейкой.
В конечном итоге, важно помнить, что аккумулятор давно стал расходником. В его замене нет ничего сложного. В ближайшем сервисном центре это сделают очень быстро и не так уж дорого.
Пожиратели энергии: 9 повседневных ошибок, незаметно убивающих аккумулятор телефона
Заметить отклонения почти невозможно, но если вовремя не среагировать, аккумулятор придётся менять ещё до того, как на устройство закончится срок гарантии.
Зарядка для аккумулятора Android и iPhone может быть опасна
Многие пользователи современных телефонов не знают, но одной из самых опасных вещей для аккумулятора смартфона является его зарядное устройство. Полный цикл зарядки, который напрямую влияет на ресурс аккумулятора, отсчитывается от 0 процентов до 100. Большинство зарядных устройств комплектуется вилками на 1 ампер, что позволяет проводить мягкую для устройства, но медленную для пользователя зарядку гаджета. Однако использование нестандартных блоков на 20–30 или более Ватт провоцирует ускоренный износ гаджета — аккумулятор заряжается слишком быстро, а первым признаком этого может служить сильный нагрев. Эксперты рекомендуют использовать только оригинальные зарядные устройства или подключать смартфоны к компьютеру или ноутбуку. Тогда зарядка гарантированно будет проводиться по правилам.
Почему нельзя оставлять телефон на зарядке на ночь
Перед сном каждый человек обычно совершает три действия: умывается и чистит зубы, принимает душ и ставит гаджет на зарядку. Но мало кто знает, что именно в ночи износ аккумулятора может ускориться в разы. В нулевых, когда в России появились первые телефоны, кто-то распространил миф о том, что оставлять телефон на зарядке на ночь нельзя из-за опасности взрыва. Постоянная зарядка на протяжении нескольких часов — это стресс для аккумулятора. После того как АКБ заряжается до 100 процентов, телефон переходит в обычный режим работы и перестаёт принимать заряд. При уменьшении заряда хотя бы на один процент зарядка снова начинает работать — и аккумулятор, уже получивший «бытовой» стресс от электричества, подвергается дополнительному износу благодаря так называемой дозарядке. Регулировать получение электричества на кнопочных телефонах нельзя, а вот гаджеты под управлением Android и iOS можно защитить от перезаряда. Достаточно настроить оптимизированную зарядку — к примеру, если ложиться спать в одно и то же время, можно настроить получение минимально необходимой энергии с 23 часов вечера до 6–7 утра.
Замена аккумулятора на ровном месте
Одной из самых частых причин выхода аккумуляторов из строя является нарушение температурного режима. Смартфон давно стал частью жизни современного человека — его используют как навигатор в машине, для заказа еды и услуг, просмотра сериалов или контроля за выполнением домашнего задания детей. Проблема в том, что если перегреть аккумулятор или, наоборот, заморозить его вместе с телефоном, то, скорее всего, АКБ придётся менять. По некоторым данным, литийионные аккумуляторы после нескольких «циклов перегрева» или заморозки — например, если забыть устройство на пляже или в машине зимой, — может потерять от 5 до 15 процентов ёмкости. Первый признак того, что это произошло, — устройство стало заряжаться медленнее, а разряжаться быстрее. Если такое случилось, то со временем потеря ёмкости от старения и (практически) ежедневной зарядки может составить от 10 до 20 процентов в год, а в случае частого использования (например, если это планшет, с которым играет ребёнок) менять аккумулятор придётся уже через год.
250 000 за телефон без очереди: гид, как не купить новый iPhone 13 по заоблачной цене и как купить телефон дешевле, чем у официалов
Почему нельзя использовать телефон на зарядке
Эта проблема вытекает из современных потребностей обычного человека — пока телефон заряжается, можно успеть посмотреть серию любимого сериала, написать сообщение по работе или просто поиграть. Проблема в том, что мессенджеры, видеоплееры и особенно игры серьёзно нагружают весь смартфон. Помимо процессора, который быстро нагревается до температуры в 40 и более градусов, дополнительная нагрузка приходится на аккумулятор. Поскольку никакого активного охлаждения в смартфонах нет, устройство подвергается дополнительному стрессу. Всё это негативно влияет на ресурс аккумулятора — владельцы сервисных центров по ремонту гаджетов утверждают, что если постоянно давать телефон для игры детям или играть самостоятельно, то ресурс АКБ всего за год может снизиться на 5–10 процентов.
Почему нельзя разряжать аккумулятор полностью
Неизвестно, когда появился популярный миф о том, что для увеличения срока службы аккумулятора важно разряжать его полностью каждый раз, но именно он принёс значительную часть прибыли сервисным центрам и компаниям по ремонту электроники. Специалисты по ремонту телефонов и ноутбуков отмечают, что одной полной разрядки аккумулятора достаточно, чтобы повредить микроскопические частицы внутри блока и потерять от одного до трёх процентов ёмкости заряда. Проблема в том, что отсутствие минимального запаса электричества приводит к «высыханию» элементов питания. Если после полной разрядки зарядить аккумулятор до максимального уровня, то блоки всё равно будут деформированы и уровень заряда будет далёк от заводского. Минимальным уровнем заряда, при котором устройство нужно подключить к сети, считается показатель в 20 процентов.
Опасно для скачивания: 7 приложений, которые могут украсть деньги через телефон и остаться невидимыми
Почему аккумулятор вздувается, или Привычка держать телефон при себе
Одна из вредных привычек современного человека — брать устройство с собой при любом удобном случае. Часто в этом кроются некоторые зависимости, однако если зависимость от гаджета можно проработать со специалистом и решить как незначительную проблему, то с аккумулятором всё немного сложнее. В отличие от фена или другой бытовой электроники, телефон не может убить владельца, принимающего ванну. По статистике, больше половины россиян берут телефоны в ванну и туалет. Именно там на аккумулятор начинает действовать главный враг любого гаджета — влажность.
Современные смартфоны надёжно защищены от попадания влаги — например, iPhone 13 может похвастаться стандартом защиты IP68, который подразумевает, что устройство переживёт погружение на глубину более 1 метра длительностью до 30 минут. Но проблема в том, что даже после просушки есть риск, что устройство не будет работать так, как прежде. Изучить места, в которые проникла влага, можно только после разборки, а если на контактах сохранились остатки влаги, то попытка зарядить гаджет может привести к замыканию и поломке. Некоторые специалисты по ремонту техники говорят о накопительном эффекте влаги в ванной — если годами использовать устройство там, где нет нормальной вентиляции и есть близость к испарениям, то ничего хорошего от работы аккумулятора ждать не стоит: он может вздуться и даже взорваться, такие случаи уже бывали.
Как правильно заряжать телефон
Ещё один коварный враг аккумулятора любой носимой электроники — прерывание цикла электропитания. Проще говоря — частые подключения и отключения устройства от сети. Эксперты по ремонту техники сходятся во мнении, что такие процедуры всего за год могут снизить ёмкость АКБ примерно на 10 процентов. Эксперты по ремонту мобильной электроники утверждают, что нормальный цикл заряда аккумулятора телефона, который минимально влияет на его износ, составляет 30%. Если снять телефон с зарядки раньше и подключить через короткое время снова, сиюминутного эффекта никто не ощутит. Однако если подвергать устройство таким процедурам на постоянной основе, то есть шанс потерять 10–15 процентов ёмкости аккумулятора в первый год владения гаджетом. Алгоритм правильной, почти безвредной для гаджета зарядки таков — подключить устройство на 20% заряда, дождаться заряда на 60–65 процентов, отключить и начать пользоваться. После того как гаджет снова опустошит АКБ, процедуру нужно будет повторить.
Как отключить уведомления
Значительную часть электроэнергии гаджета потребляют графическое ядро и дисплей. Уменьшение яркости до минимального уровня частично снижает разрядку телефона или планшета, но главной проблемы это не решает. Одной из неочевидных проблем автономности устройства давно стали уведомления, подключаемые большинством программ по умолчанию. Если отключить уведомления хотя бы в Telegram или WhatsАpp, есть риск пропустить важное сообщение, но если срочно нужно «выжать» из АКБ дополнительные пару процентов, то лучше перевести устройство в «ночной режим».
Wi-fi и Bluetooth
Мобильный интернет — один из основных источников энергопотребления современного устройства. Он работает параллельно с другими модулями, которые отвечают за обычную связь. Однако чаще всего гаджет используется не только в дороге, но и дома — здесь его подключают к беспроводной сети, а передача данных через сим-карту временно приостанавливается.
Однако сам модуль почти всегда продолжает работать. Проверить, какие службы включены в данный момент, можно через центр уведомлений. Если активны три из четырёх, то аккумулятор используется устройством «в режиме форсажа» и долгой работы от аккумулятора ждать не стоит.
Почему литий-ионные батареи умирают так рано?
Смерть батареи: мы все видели, как это происходит. В телефонах, ноутбуках, фотоаппаратах, а теперь и электромобилях, процесс болезненный и — если повезет — медленный. С годами, литий-ионный аккумулятор, который когда-то питал ваши устройства в течение нескольких часов (и даже дней!) постепенно теряет свою способность удерживать заряд. В конце концов вы смиритесь, быть может, проклянёте Стива Джобса, а затем купите новую батарею, а то и вовсе новый гаджет.
Но почему это происходит? Что происходит в батарее, что заставляет её испустить дух? Короткий ответ заключается в том, что из-за ущерба от длительного воздействия высоких температур и большого числа циклов зарядки и разрядки в конце концов начинает нарушаться процесс перемещения ионов лития между электродами.
Более подробный ответ, который проведет нас через описание нежелательных химических реакций, коррозию, угрозу высоких температур и других факторов, влияющих на производительность, начинается с объяснения того, что происходит в литий-ионных аккумуляторах, когда всё работает хорошо.
Введение в литий-ионные аккумуляторы
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.
Даниэль Абрахам, ученый из Аргоннской национальной лаборатории, ведущей научные исследования деградации литий-ионных элементов, 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 Абрахам, 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 выразился Абрахам, «они не хотят быть там, при первой возможности они будут двигаться назад», как вода течет вниз по склону. Это и есть разрядка. Долгоживущая батарея выдержит несколько тысяч таких циклов зарядки-разрядки.
Когда мёртвая батарея действительно мертва?
Когда мы говорим о «мёртвой» батарее, важно понять две метрики производительности: энергия и мощность. В некоторых случаях очень важна скорость, с которой вы можете получать энергию из батареи. Это мощность. В электромобилях высокая мощность делает возможным быстрое ускорение, а также торможение, при котором батарее требуется получить заряд в течение нескольких секунд.
В сотовых телефонах, с другой стороны, высокая мощность менее важна, чем ёмкость, или количество энергии, которое может вместить батарея. Батареи высокой ёмкости работают дольше от одного заряда.
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 прочие факторы, в конечном итоге образуют дыру в ведре.
В аналогии с ведром вода просачивается. В батарее, ионы лития убираются, или «привязываются», говорит Абрахам. В итоге, они лишаются возможности перемещаться между электродами. Поэтому после нескольких месяцев мобильный телефон, который первоначально требовал зарядки раз в пару дней, теперь необходимо заряжать каждые сутки. Затем дважды в день. В конце концов, слишком много ионов лития «привяжутся», и аккумулятор не будет держать сколько-нибудь полезный заряд. Ведро прекратит держать воду.
Что ломается и почему
Активная часть катода (источника ионов лития в батарее) разработана с определенной атомной структурой для обеспечения стабильности и производительности. Когда ионы перемещаются к аноду, а затем возвращаются на обратно в катод, в идеале хотелось бы, чтобы они вернулись на прежнее место, чтобы сохранить стабильную кристаллическую структуру.
Проблема в том, что кристаллическая структура может меняться с каждой зарядкой и разрядкой. Ионы из квартиры А не обязательно вернутся домой, но могут вселиться в квартиру B по соседству. Тогда ион из квартиры B находит свое место занятым этим бродягой и, не вступая в конфронтацию, решает поселиться дальше по коридору. И так далее.
Постепенно эти «фазовые переходы» в веществе преобразовывают катод в новую кристаллическую структуру кристалла с иными электрохимическими свойствами. Точное расположение атомов, первоначально обеспечивающее необходимую производительность, изменяется.
В батареях гибридных автомобилей, которые необходимы только для подачи питания, когда транспортное средство ускоряется или тормозит, отмечает Абрахам, эти структурные изменения происходят гораздо медленнее, чем в электромобилях. Это связано с тем, что в каждом цикле в системе перемещается только небольшая часть ионов лития. В результате им легче возвращаться на свои исходные позиции.
Проблема коррозии
Деградация может происходить также и в других частях батареи. Каждый электрод соединен с коллектором тока, который является по сути куском металла (обычно медь для анода, алюминий для катода), которая собирает электроны и перемещает их во внешнюю цепь. Итак, у нас есть глина из такого «активного» материала, как литий-кобальтовый оксид (который представляет собой керамику и не является очень хорошим проводником), а также клееподобный связующий материал, нанесенный на кусок металла.
Если связующий материал разрушается, это приводит к «шелушению» поверхности коллектора тока. Если металл разъедается, он не может эффективно перемещать электроны.
Коррозия в батарее может возникнуть в результате взаимодействия электролита и электродов. Графитовый анод является «легкоотдающим», т.е. он легко «отдает» электроны в электролит. Это может привести к появлению нежелательного покрытия на поверхности графита. Катод, между тем, весьма «окисляемый», что означает, что он легко принимает электроны от электролита, что в некоторых случаях может разъедать алюминий коллектора тока или формировать покрытие на частях катода, говорит Абрахам.
Слишком много хорошего
Графит — материал, широко используемый для изготовления анодов — термодинамически неустойчив в органических электролитах. Это означает, что с самой первой зарядки нашей батареи, графит реагирует с электролитом. Это создает пористый слой (называемый твёрдым электролитным интерфейсом или ТЭИ), что в итоге защищает анод от дальнейших атак. Эта реакция также потребляет небольшое количество лития. В идеальном мире эта реакция происходила бы один раз, чтобы создать защитный слой, и на этом всё закончится.
В действительности, однако, ТЭИ является весьма нестабильным защитником. Он хорошо защищает графит при комнатной температуре, говорит Абрахам, но при высоких температурах или когда заряд батареи снижается до нуля («глубокий разряд»), ТЭИ может частично растворяться в электролите. При высоких температурах, электролиты также имеют тенденцию разлагаться и побочные реакции ускоряются.
Когда благоприятные условия вернутся, сформируется другой защитный слой, но это съест часть лития, приводя к тем же проблемам, что и у дырявого ведра. Нам придётся заряжать наш сотовый телефон чаще.
Итак, нам требуется ТЭИ для защиты графитового анода, и в таком случае хорошего может быть действительно слишком много. Если защитный слой слишком утолщается, он становится барьером для ионов лития, от которых требуется свободно перемещаться вперед-назад. Это влияет на мощность, которая, как подчеркивает Абрахам, «чрезвычайно важна» для электромобилей.
Создавая лучшие батареи
Так что же можно сделать, чтобы продлить жизнь наших батарей? Исследователи в лабораториях занимаются поиском электролитических добавок, которые бы функционировали подобно витаминам в нашем рационе, т.е. позволят батареи работать лучше и прожить дольше за счет уменьшения вредных реакций между электродами и электролитом, говорит Абрахам. Кроме того, они ищут новые, более стабильные кристаллические структуры для электродов, а также более стабильные связующие материалы и электролиты.
Тем временем, инженеры в компаниях, производящих батареи и электрические автомобили, работают над корпусами и термальными системами управления в попытке сохранять литий-ионные аккумуляторы в постоянном, здоровом диапазоне температур. Нам же, как потребителям, остается избегать экстремальных температур и глубокой разрядки, а также продолжать ворчать по поводу батарей, которые, кажется, всегда умирают слишком быстро.