Почему в мобильных устройствах используются литий-ионные аккумуляторы на 3,8 В, а не на 3,6 В или 3,7 В?

Я заметил странную тенденцию в литий-ионных батареях, используемых в смартфонах и планшетах: вместо 3,6 В или 3,7 В на элемент, типичных для большинства литий-ионных батарей в других типах потребительских устройств, они используют батареи 3,8 В, которые заряжен до максимального напряжения 4,35 В (это касается как моих Nexus 5X, так и Nexus 9). Как минимум в одном случае ( аккумулятор LG G5 ) аккумулятор имеет номинальное напряжение 3,85 В, а заряжается до 4,4 В.

Что с этими высоковольтными литий-ионными элементами? Я могу понять, что более высокое напряжение приводит к большей общей энергии, но зачем стремиться к более высокому напряжению, а не просто к более высокой емкости (как это делается с ячейками 18650)? Есть ли недостатки в использовании этого типа батареи?

Обсуждение в чате, начинающееся здесь , предполагает, что это более высокое напряжение характерно для литий-полимерных аккумуляторов и не применяется к цилиндрическим элементам, таким как 18650, или призматическим элементам, таким как те, которые используются в батареях для компактных камер. Так ли это на самом деле?

Возможно, улучшения в конструкции и/или химии, которые позволяют это сделать? Я думаю, что более высокое напряжение в заряженном состоянии приводит к более высоким внутренним механическим силам в литий-полимерных батареях.
Я не уверен, что мы сможем дать точный ответ на ваш вопрос. Эти детали находятся на уровне производства, и по мере улучшения процесса и материалов более высокое напряжение является естественным побочным эффектом. Мелкие детали являются собственностью и защищены авторскими правами, поэтому даже Википедия вряд ли предложит помощь.
@ Sparky256: мне не обязательно искать информацию о лежащей в основе химии. Я ищу информацию о практических причинах предпочтения такого рода химии в мобильных устройствах и сопутствующих компромиссах.
@bwДрако. Это усовершенствованная химия, а не новая химия, иначе изменение напряжения было бы более значительным, чем 10 вольт. Производители аккумуляторов защищают эти детали процесса. Они не обнародованы, так как 15 минут поиска не дали результатов. Это все равно, что спросить, как конденсаторы меньше, но с большей или такой же емкостью. Речь идет о лучшем производственном процессе и более чистых материалах.
@bwДрако. Разве вам не приходило в голову, что смартфоны и планшеты — это серьезные энергопотребители, которым требуется почти постоянная зарядка, поэтому высокая стоимость лучших аккумуляторов, которые можно купить за деньги, того стоит.
Я собираюсь предположить, что, если они оставят напряжение прежним, они смогут увеличить емкость только за счет увеличения/толщины ячеек, а не какого-то химического вуду, который, как они обнаружили, увеличивает напряжение и увеличивает общую емкость без увеличения физического размера.
Я мог бы добавить, что Samsung note 4 и Note 5 имеют огромные тяжелые батареи, которые должны составлять 90% веса телефона. Когда они включены, но не используются, они почти постоянно разряжают аккумулятор на 1% в час. За 4 дня сдох свежий аккумулятор.
@sparky256 плюс функция взрыва

Ответы (3)

Итак, я провел небольшое исследование и обнаружил, что в последнее время появились технологии аккумуляторов, которые позволяют литий-полимерным элементам, используемым как в мобильных устройствах, так и в любительских/радиоуправляемых приложениях, работать при более высоких напряжениях. В частности, в аноде используется кремний-графеновая добавка для защиты от коррозии при более высоких напряжениях, что позволяет заряжать их до 4,35 В или даже 4,4 В. Это приводит к немного более высокой плотности энергии, но зарядка аккумулятора до более высокого напряжения может сократить срок его службы.

Высокое энергопотребление мобильных устройств означает, что высокая плотность энергии важнее любой другой характеристики. Это означает, что сокращение срока службы является приемлемым компромиссом; поскольку типичный потребитель меняет свой смартфон каждые два года, срок службы не является основным требованием.

По сути, более высокое напряжение — это просто еще один способ увеличения общей плотности энергии.

+1 за хорошее резюме всех приведенных выше комментариев и хорошую интуицию.
Практически они обманывают, завышая их. Вот почему они умирают быстрее. Я могу получить 4,4 В с любым литий-ионным аккумулятором, но это не продлится так долго, как обычно.
@ Overmind, нет, они не «мошенничают». В этом ответе конкретно говорится, что достижения в области технологий позволяют это сделать. Современные элементы на 4,35 В имеют такое же или большее количество циклов заряда-разряда, что гарантируется исследованиями, характеристиками и производственными испытаниями.
Да, обманывают. Зарядите их только до 4.2, и вы увидите значительное увеличение времени автономной работы. Я могу разогнать любую ячейку 18650 до 4,35, и она работает нормально, но в конечном итоге срок ее службы значительно сократится. Это проверено и протестировано для сотовых телефонов LG, Samsung, Sony и Sanyo/Panasonic.
@Overmind: Нет. В клеточной химии произошли реальные изменения, которые позволяют это сделать. Для обычных элементов 4,35 В небезопасно заряжать на регулярной основе и в основном является запасом прочности. Для новых элементов 4,35 В является безопасным напряжением, даже если зарядка до этого напряжения ускоряет деградацию элемента. Это больше, чем что-либо еще, связано с вентиляцией/возгоранием камеры; улучшенный химический состав снижает этот риск и позволяет использовать более высокие напряжения.
Безопасно с какой точки зрения? Перезарядка 18650 до 4,35 не представляет никакой опасности, если элемент исправен. Я перезарядил тысячи из них. Там нет перегрева или любого другого плохого эффекта, кроме более короткого срока службы. Если элемент плохой, он будет перегреваться при зарядке, начиная с гораздо более низких напряжений. Фактическая зарядка стандартного элемента до 4,35 В без обнаружения какого-либо значительного изменения температуры доказывает, что элемент находится в хорошем состоянии. Также сравнение температурных кривых старого аккумулятора (от старых телефонов) и нового смартфона при зарядке подтверждает, что разницы нет.

Это химия батареи. Зарядка литий-полимерных аккумуляторов выше, чем у новых литий-железо-фосфатных аккумуляторов.

3,6 вольт против 3,25 вольт номинал.

от 2,5 вольт до 3,65 вольт, при этом фактически используемый диапазон составляет от 3,2 вольт до 3 вольт.

Недостаточное напряжение для работы смартфона.

Обычно используется в приложениях с несколькими ячейками. 5S LiFePO4 заменит 4S LiPo.

Это то, что случилось с Note 7?

Мы только начали использовать батареи LiFePO4, когда вышел Note 7. Я почти купил один. Низкое напряжение может сильно нагреть.

Им нужно получить более высокое напряжение, чтобы охладить эти вещи.

это число 3,6-3,7-3,8В - номинальное напряжение элемента при его разряде. пример: батарея переходит от полных 4,2 В к разряженным 3,0 В с линейной скоростью, будет иметь номинальное напряжение 3,6 В. Вторая батарея идет от 4,3 В полной до 3,3 В пустой, будет иметь номинальное напряжение 3,8 В.

если ваше устройство использует мощность 3 Вт, то батарея должна будет выдавать 714 мА при 4,2 В, но когда она почти разряжена при 3,0 В, батарея должна выдавать 1000 мА. емкость аккумулятора (пример =>) 1500 мАч будет разряжаться быстрее. Вторая батарея будет выдавать от 697 мА при 4,3 В до 909 мА при 3,3 В, когда она почти разряжена.

батарея 3,8 В 1500 мАч будет работать дольше, чем батарея 3,6 В 1500 мАч. более стабильное напряжение разряда лучше, чем большая емкость аккумулятора. наиболее важным для вашего устройства является скорость Wh.

3,8 В x 1800 мАч = 6,8 Втч

3,6 В x 1900 мАч = 6,8 Втч

Устройство, использующее 1 Вт, будет работать 6,8 часов с обеими батареями.

Почему в мобильных устройствах используются литий-ионные аккумуляторы на 3,8 В, а не на 3,6 В или 3,7 В?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v