Почему в мобильных устройствах используются литий-ионные аккумуляторы 3,8 В, а не 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, типичный для большинства литий-ионных батарей в других типах потребительских устройств, они используют батареи 3,8 В, которые заряжается до максимального напряжения 4,35 В (это касается как моего Nexus 5X, так и Nexus 9). По крайней мере, в одном случае ( аккумулятор LG G5 ) аккумулятор имеет номинальное напряжение 3,85 В и 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 большей емкости (как это делается с 18650 элементами)? Есть ли недостаток в использовании этого типа батареи?

Обсуждение в чате, начинающееся здесь, предполагает, что это более высокое напряжение характерно для литий-полимерных батарей и не распространяется на цилиндрические элементы, такие как 18650, или призматические элементы, подобные тем, которые используются в батареях компактных камер. Это действительно так?

— bwDraco
источник

Возможно улучшения в строительстве и / или химии, которые позволяют это? Я думаю, что более высокое напряжение в заряженном состоянии приводит к увеличению внутренних механических сил в литий-ионных батареях.

— user2943160

Я не уверен, что мы можем дать точный ответ на ваш вопрос. Эти детали находятся на производственном уровне, и, поскольку процесс и материалы улучшаются, более высокое напряжение является естественным побочным эффектом. Мелкие детали являются собственностью и защищены авторским правом, поэтому даже Википедия вряд ли предложит помощь.

— Sparky256

@ Sparky256: Я не обязательно ищу информацию о химическом составе. Я ищу информацию о практических причинах предпочтения такого рода химии в мобильных устройствах и о компромиссах.

— bwDraco

@bwDraco. Это утонченная химия, а не новая химия, иначе изменение напряжения будет более драматичным, чем 10-е вольта. 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 той же емкостью. Речь идет о лучшем процессе производства и более чистых материалах.

— Sparky256

Я собираюсь догадаться, что если они оставят напряжение одинаковым, они могут только увеличить емкость, делая элементы больше / толще по сравнению с химическим вуду, которое, как они обнаружили, увеличивает напряжение и увеличивает общую емкость без увеличения физического размера.

— Винс Патрон

Ответы:

Поэтому я провел небольшое исследование и обнаружил, что в последнее время появилось продвижение в технологии батарей, которая позволяет элементам LiPo, используемым как в мобильных устройствах, так и в приложениях для любителей / RC, работать при более высоких напряжениях. В частности, кремний-графеновая добавка используется в аноде для защиты от коррозии при более высоких напряжениях, позволяя им заряжаться 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 любых других характеристик. Это означает, что сокращенный срок службы является приемлемым компромиссом; поскольку обычный потребитель заменяет свой смартфон каждые два года, срок службы не является основным требованием.

По сути, более высокое напряжение - это просто еще один путь увеличения общей плотности энергии.

— bwDraco
источник

+1 для хорошего резюме всех вышеупомянутых комментариев и хорошей интуиции.

— Sparky256

Практически они обманывают, перегружая их. Вот почему они умирают быстрее. Я могу подать 4,4 В с любой литий-ионной батареей, но это не будет длиться так долго, как обычно.

— Сверхразум

@ Сверхразум, нет, они не "обманывают". В этом ответе конкретно говорится, что технологические достижения позволяют этому случиться. Современные ячейки на 4,35 В имеют одинаковое или большее количество циклов зарядки-разрядки, что гарантируется исследованиями, характеристиками и производственными испытаниями.

— Ale..chenski

Да, они обманывают. Зарядите их только до 4.2, и вы увидите очень значительные улучшения в сроке службы батареи. Я могу OC от любой ячейки 18650 до 4,35, и она работает нормально, но в итоге срок службы значительно короче. Это проверено и протестировано для клеток LG, Samsung, Sony и Sanyo / Panasonic.

— Сверхразум

@ Overmind: Нет. Есть реальные изменения в клеточной химии, которые позволяют это. Для обычных ячеек зарядка на 4,35 В небезопасна на регулярной основе и является в основном запасом прочности. Для новых элементов 4,35 В является безопасным напряжением, даже если зарядка до этого напряжения ускоряет деградацию элемента. Это вопрос вентиляции клеток / риск пожара больше всего на свете; улучшенная химия смягчает этот риск и допускает более высокие напряжения.

— bwDraco

-2

это число 3,6-3,7-3,8 В является номинальным напряжением элемента во время его разряда. Например: аккумулятор разряжается на 4,2 В до разряда 3,0 В с линейной скоростью, а номинальное напряжение составляет 3,6 В. Вторая батарея разряжается от полной 4,3 В до 3,3 В при разряде будет номинальное напряжение 3,8 В

если ваше устройство потребляет 3 Вт, то батарея должна подавать 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 быстрее разряжаться. Вторая батарея выдает 697 мА при напряжении 4,3 В до 909 мА при напряжении 3,3 В, когда она почти разряжена.

3,8 В 1500 мАч аккумулятор будет работать дольше, чем 3,6 В 1500 мАч аккумулятор. более стабильное напряжение разряда лучше, чем большая емкость батареи. наиболее важным для вашего устройства является показатель 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.

— Энди
источник