Выбор аккумуляторных батарей для мобильных устройств

При попытке выбрать батарею для мобильного устройства разработчики должны обратить внимание на многие отличия между аккумуляторными ячейками и быть в курсе их достоинств и недостатков. Еще одна актуальная проблема в наше время – поставка аккумуляторных батарей в современную промышленность.

Например, из-за прогнозируемого роста рынка электромобилей, большинство производителей ячеек аккумуляторов фокусируют свое внимание именно на этот рынок, не уделяя должного внимания рынку мобильных устройств. В недавней статье в Wall Street Journal было написано, что для удовлетворения ожидаемого спроса на рынке электромобилей понадобится более 40 Tesla “Giga-factories”. Это создает новое «напряжения» для разработчиков мобильных устройств и аккумуляторов, особенно на небольших проектах.

Чтобы получить «усиление» конкурентной борьбы на рынке аккумуляторов для мобильных устройств, важно рассмотреть весь процесс изготовления батареи и применить нужные методики в процессе разработки. Простое внесение «минутных настроек» в используемые ячейки, компоненты аккумулятора и методы сборки могут повысить общую производительность устройства и производительность устройства конечного пользователя.

Кроме того, убедитесь, что выбранный вами аккумулятор будет работоспособен в течение предполагаемого срока службы вашего устройства. Имейте в виду, что в течение многих лет вы, вероятно, будете заменять аккумуляторные батареи и зарядные устройства к ним.

Высокопроизводительная, но безопасная аккумуляторная ячейка стала первостепенной, особенно в свете сегодняшних высокоэнергетических литиевых технологий. Таким образом, ее разработка должна основываться на четырех основных принципах:

Безопасная ячейка с оптимальным соотношением цена / производительность.
Ячейка, которая будет хорошо работать в течении «жизни» мобильного устройства, в которое она встроена, теперь важнее, чем когда-либо.
Правильно спроектированная система управления батареями (BMS) или электроника безопасности.
Конструкция аккумуляторных батарей и внутренних элементов.

Пошаговые действия

Составление спецификации

Возможно, самым важным соображением является выбор ячейки, которая должным образом соответствует приложению. Правильный выбор ячейки — это не просто ее общие габариты и стоимость. Следует также тщательно анализировать различия во времени работы и надежности устройства в различных условиях эксплуатации. Температурные экстремумы среды использования, режимы заряда и разряда, требуемые устройством, внутренний импеданс ячейки и профиль рабочего напряжения в ячейке, также должны быть тщательно пересмотрены в соответствии с характеристиками устройства и требованиями пользователя.

Рассмотрим производителя верхнего уровня

С наличием огромнейшего выбора производителей аккумуляторных батарей могут возникнуть сложности с поиском и выбором нужной ячейки, которая в полной мере будет соответствовать требованиям приложения. Часто самый прагматичный подход — начать с производителя ячеек верхнего уровня. Затем получите следующую информацию:

Сертификация безопасности ячеек по UL 1642 / UL62133.
«Желтая карточка UL» указывает, что ячейка была правильно протестирована.
Сертификат, показывающий, что тестирование было выполнено для безопасной доставки продукта на UN 38.3.

Если эта документация отсутствует – не приобретайте эту продукцию. Производители батарей должны «легко» предоставлять эти документы.

Первое – безопасность

Производительность ячейки всегда должна считаться вторичной по отношению к безопасности. Тщательный анализ спецификаций соты может выявить недостатки в некоторых продуктах, которые не соответствуют приложению.

Задавайте вопросы, чтобы разобраться в различиях в характеристиках производительности ячейки:

Как заряжается мобильное устройство и каковы экстремальные температуры в процессе зарядки?
Может ли ячейка поддерживать разряд при более низких температурах?
Какой фактор жизни клетки в общем режиме использования?
Как внутренний импеданс влияет на общую эффективность разряда?
Соответствует ли профиль напряжения разряда ячейки уровню рабочего напряжения устройства для максимальной производительности и времени работы?

Литий-ионный или литий-полимерный аккумулятор?

Еще один важный вопрос, касающийся аккумуляторных батарей, заключается в том, следует ли использовать традиционный литий-ионный (заключенный в металлические банки) или литий-полимерный нового поколения (заключенный в пакет из фольги). Каждый продукт имеет свои преимущества и недостатки в производительности, долговечности, безопасности и подборе габаритов. Хотя это приемлемо с точки зрения мощности, есть много вопросов. Преимущества литий-ионных аккумуляторов включают:

Традиционные литий-ионные ячейки являются самыми прочными и имеют самое высокое «признанное злоупотребления» от пользователя. Высококачественные, надежные приложения лучше всего обслуживают эти типы ячеек.
Корпус металлоконструкций обеспечивает максимальную защиту от ударов и ударостойкость, а также проколы посторонними предметами. Он объединяет конструкцию ячейки в блоке батареи, имея максимальную плотность мощности по отношению к весу и объему.

Литий-полимерные аккумуляторы имеют важные преимущества, и один из главных недостатков:

Преимущество: более легкий вес.
Преимущество: более легко подстраиваемые для конкретных размеров упаковки и может вписываться в неправильные формы.
Недостаток: из-за корпуса из фольги, эти ячейки не столь прочные, и они не могут пройти некоторые тесты безопасности UL 1642. Поэтому для адаптации необходимо модифицировать корпуса.

Внимательно изучите правильные различия в клеточной структуре, будь то традиционный литий-ионный или литий-полимерный аккумулятор, чтобы гарантировать, что ваш конечный продукт соответствует предполагаемому использованию.

Емкость и жизненный цикл

Необходимо учитывать общие различия в емкости ячейки, чтобы гарантировать, что она удовлетворяет потребностям устройства с точки зрения емкости, напряжения и тока. Хотя, как правило, они имеют одинаковый рейтинг ANSI и в общем тестировании, в процессе эксплуатации возникают огромные различия. Важно проанализировать не только данные производителя, но также выполнить лабораторные испытания с использованием различных моделей аккумуляторных батарей, чтобы полностью понять разницу в разряде.

Важно убедиться в том, что выбранная вами аккумуляторная батарея будет работать в течении всего срока службы устройства, что для некоторых систем очень важно. Правильный подбор батареи может значительно уменьшить изменения в конструкции девайса в процессе разработки.

Понимание всех этих возможных сценариев может помочь избежать дорогостоящих изменений в процессе разработки или чего хуже – в процессе эксплуатации, и сделать ваше мобильное устройство работоспособным до окончания его заявленного срока службы. И рассмотрение всех этих вопросов поможет защитить от преждевременного выхода из строя аккумуляторных батарей и обеспечить важные конкурентные преимущества перед другими производителями.