Сайт про изобретения своими руками
МозгоЧины
Сайт про изобретения своими руками
Делаем батарею для мобильного сами
Делаем батарею для мобильного сами
Сотовые телефоны очень быстро устаревают (наверное даже быстрее, чем компьютеры), и часто оказывается, что заменить старую батарейку в телефоне проблематично. Их просто не выпускают, и качественных батареек поэтому нет в продаже (китайские поделки в самопальных полиэтиленовых пакетиках не в счет — их покупать нет смысла, обычно они не держат долго заряд). Обидно выбрасывать совершенно исправный телефон, к которому очень привык.
Если умеете немного держать в руках паяльник, то можно просто решить эту проблему. Это возможно, поскольку носитель энергии во всех аккумуляторах для мобильников по технологии одинаков – почти всегда это Li-Ion (литий-ионный) или Li-Polymer (литий-полимер) элемент с напряжением в 3.6 — 3.7 вольта. Отличие только в габаритах аккумулятора, расположении и количестве контактов на нем. Покупаете любой (подчеркиваю — ЛЮБОЙ) аккумулятор от другого современного телефона, примерно подходящий по габаритам, и далее нужно просто вытащить оттуда носитель энергии и перенести в корпус старого аккумулятора. Далее для простоты я буду называть сборку из корпуса, контроллера и электрического элемента «аккумулятором» или «батарейкой», а электрический элемент внутри аккумулятора – «энергоносителем», или «элементом», или «банкой». Замена аккумулятора производилась для телефона Siemens ME45.
Итак, процесс восстановления старого аккумулятора состоит из нескольких простых шагов:
Шаг 1. Раскрываете телефон, достаете старый аккумулятор, определяте его тип и емкость. Для моего Siemens ME45 это был аккумулятор типа Li-Ion, емкостью 840 ма/час, напряжением в 3.7 вольта, см. фото.
Самое главное – определить тип аккумулятора (Li-Ion или Li-Polymer). Дело в том, что от этого зависит режим заряда и устройство контроллера аккумулятора (специальная электронная схема, обеспечивающая правильный заряд). Аккумуляторы Li-Polymer боятся перезаряда, поэтому менять в старом аккумуляторе элемент Li-Ion на Li-Polymer я бы Вам не советовал.
Примечание. По напряжению Li-Ion и Li-Polymer почти совпадают. Li-Polymer имеет мЕньшее внутреннее сопротивление и бОльшую энергоемкость, чем Li-Ion при одинаковом размере и весе, поэтому аккумуляторы Li-Polymer используются в авиамоделизме для питания силовых установок. Недостаток у Li-Polymer в том, что он боится перезарядки (вздувается и может взорваться). Ни в коем случае не оставляйте без присмотра заряжающийся аккумулятор Li-Polymer, и применяйте для его заряда только специально предназначенные для Li-Polymer зарядные устройства!
Шаг 2. Теперь стоит разобрать старый аккумулятор и ознакомиться с содержимым. Начинка не очень сложная – в корпусе находится контроллер (маленькая платка) и энергоноситель – увесистый прямоугольник с двумя контактами. Контакты контроллера выходят наружу, а внутри к нему подключен энергоноситель.
Плата контроллера видна снизу, а наружные контакты аккумулятора находятся на заднем плане, на этой фотографии внизу слева.
Энергоноситель приподнят, видна задняя часть наружных контактов, а также шина “-“ (левее, в центре) и шина “+“ энергоносителя (справа), подпаянные к контроллеру.
Это вид на контроллер «сверху». С этой стороны припаиваются шины питания от элемента (на фотографии он уже отпаян). Большой восьминогий чип 9926A – это полевой транзистор, служащий ключом, а маленькая 6-ногая микрушка 521A скорее всего специализированный чип (мне не удалось найти его описание), который измеряет напряжение элемента и определяет логику работы контроллера (управляет полевым транзистором и процессом заряда элемента).
Вид на плату контроллера «снизу» с этой стороны припаяны наружные контакты.
Шаг 4. Аккуратно разберите новую батарейку, отделите элемент от контроллера. Если можно, постарайтесь отпаять – это упростит подключение элемента к старому контроллеру. У меня отпаять не получилось (место соединения было залито компаундом), и пришлось просто оторвать. После этой процедуры из элемента должны торчать два контакта – плюс и минус, которые надо облудить и припаять затем к старому контроллеру. Внимание! Не перепутайте полярность и не замкните случайно контакты элемента во время пайки.
Мне на этом шаге пришлось столкнуться с небольшой проблемой – положительный контакт элемента был из алюминия и наотрез отказался облуживаться. К тому же он был очень нежным (по сути – толстая фольга) и мог оторваться при любом неосторожном движении. Пришлось придумать, как сделать для него надежный контакт. Выручила старая панелька от DIP микросхем – 2 контакта от неё как раз подошли для этой цели. Они пружинили и хорошо соединялись с контактом элемента, см. фотографии.
Здесь виден энергоноситель, от него уже оторван контроллер. Слева – отрицательный контакт, его удалось облудить. Справа – положительный алюминиевый контакт и контактики от панельки, подготовленные для подсоединения. Чтобы элемент влез в корпус аккумулятора, пришлось слегка его сжать по бокам. Эту операцию надо делать очень осторожно — ни в коем случае нельзя нарушить герметичность аккумулятора (особенно относится к Li-Polymer).
Контакты панельки насажены на контакт элемента.
Потом тонкой облуженной жилкой от провода МГТФ я закрепил контакты и для надежности слегка пропаял, стараясь как можно меньше класть канифоли (чтобы она не попала между контактом элемента и контактами панельки).
Почти готовый аккумулятор. Мягкие синие прокладки (взял амортизационные шайбы от старого CD-ROMа) нужны для того, тобы элемент не болтался в корпусе аккумулятора. Осталось закрыть крышку, и продура завершена. Я не стал приклеивать крышку, а просто примотал её 2 слоями скотча.
«Старичок» с новым аккумулятором — все в порядке!
Это все, что осталось от «донора» — этикетка и выломанный контроллер.
Какой технологией можно заменить литий-ионные аккумуляторы в телефонах? Их всего 14
Чем заменить аккумулятор литий-ионного типа (Li-Ion или Li-Polymer), который сегодня используют в телефонах, смартфонах, планшетах? Есть ли уже такие новые технологии, которые отлично подойдут нашим с вами гаджетам?
Существует много разных типов аккумуляторов. Только разновидностей технологии литий-ионных аккумуляторов несколько (узнайте о них здесь).
Никто пока не может достоверно спрогнозировать, что из них «выстрелит» в обозримом будущем. Просто у каждой есть особенности и ограничения.
Мы перечислили наиболее вероятных претендентов в конце статьи. Батарея на моче, золотые нанопроволоки. Их всего 14, и все они подходят для замены.
Смотрите, почему сложно предположить, чем заменить Li-Ion
Например, мы в Neovolt производим литий-железо-фосфатные батареи (LiFePO4) для источников бесперебойного питания (ИБП/UPS). На первый взгляд кажется, что технология отлично подходит в качестве альтернативы, чем заменить аккумуляторы в телефонах. Ведь такие батареи намного безопаснее и служат на 5-10 лет дольше, чем литий-кобальтовые (используются в смартфонах, телефонах, разных гаджетах).
Предлагаемая нами технология LiFePO4 уступает в плотности энергии LiCo-аккумуляторам. Она не подходит на роль того, чем можно было бы заменить аккумулятор телефона.
Приведём ещё пример. Рано или поздно Tesla достроит свой новый завод и примется производить больше литий-железо-фосфатных батарей, чем сегодня поставляют все компании мира вместе взятые. Учёные и инвесторы ожидают множество новых технологий, связанных с литий-железо-фосфатом.
LiFePO4 даже с такой поддержкой всё равно не заменит LiCo в карманных гаджетах, смартфонах, планшетах, телефонах, наушниках и так далее.
Высокая плотность энергии в как можно меньших размерах аккумулятора для них важнее, чем срок службы. Да и безопасность в них отлично контролируется. Разработчики используют высокотехнологичные алгоритмы с помощью контроллера, операционной системы и чипсета.
Перечислим, что предпринимают учёные для изменения аккумуляторов в будущем
Есть весьма увлекательный отчёт на эту тему от, не пугайтесь, Mordor Intelligence [источник]. Он подробно рассматривает изменения в технологиях аккумуляторных батарей в период 2020-2025 годов ( на самом деле исследуемый период гораздо шире — с 2016-го по 2026-й ).
Если очень коротко и простыми словами, то там говорится, что создавать новые типы аккумуляторов с меньшей стоимостью и лучшими характеристиками выгодно всем участникам рынка. Хотя многие читатели предполагают, корысть и жадность менеджеров и маркетологов не дают отрасли развиваться.
С реальной экономической точки зрения всё не так (доказательства как раз и приводятся в исследовании). Нашим возмущением управляет неведение.
Уже сейчас учёные заняты следующими вещами:
Не все проекты следует принимать всерьёз. Многие стартапы преследуют инвестиционные цели и только. Никакой науки в них нет, всё ради освоения денег.
Но те, которые достигли опытных образцов и вполне заслуживают внимания, мы перечислили списком ниже. Их всего 14.
Список 14 новых технологий аккумуляторов, чем можно заменить Li-Ion в телефонах
Не все из них готовы к выходу на рынок. Часть с высокой долей вероятности так и останутся идеей. А может быть и все.
1. Литий-воздушные батареи (Lithium–oxygen, Li–O2, Li-Air).
2. Батареи с золотой нанопроволокой (Gold Nanowire Technology).
3. Магниевые батареи.
4. Твердотельные литий-ионные или просто твердотельные аккумуляторы.
5. Графеновые аккумуляторы.
6. Микросуперконденсаторы.
7. Натрий-ионные аккумуляторы
8. Пенные батареи
9. Алюминий-воздушный аккумулятор («Alfa Battery»).
10. Складной аккумулятор (подобно бумаге).
11. «Аккумулятор» на моче (органике).
12. Выработка энергии от звука.
13. Органические батареи.
14. «Нанобатареи» / «наноаккумуляторы».
Напишите в комментарии, о каких технологиях аккумуляторов будущего вы слышите впервые. Верите ли в их перспективы, или литий-ионные — это венец эволюции, конечная точка, по вашему мнению?
Пишите вопросы в комментарии. Мы ждём ваши сообщения и ВКонтакте @NeovoltRu.
Подпишитесь на нашу группу, чтобы узнавать новости из мира автономности гаджетов, об их улучшении и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.
Аккумулятор для телефона: как его можно сделать?
Часто бывает ситуация, когда на вашем телефоне отработал свой ресурс аккумулятор. Причём за время работы телефон уже морально устарел, и производитель снял его с производства. Как правило, очень скоро после этого, прекращается выпуск аккумуляторов для таких телефонов. Что делать в такой неприятной ситуации? Ведь телефон находится в рабочем состоянии, а использовать его нельзя. Конечно, можно подключить телефон без аккумулятора и использовать его в некоторых ситуациях. Но если вы хотите полноценно пользоваться телефоном, то нужно иметь рабочий аккумулятор. И вполне реально сделать аккумулятор для телефона своими руками. Нужно только заменить в старой АКБ отработавшую банку. Но, давайте, по порядку.
Как сделать аккумулятор?
Конечно, речь в этой статье пойдёт не о реальном создании аккумулятора для телефона, а лишь о замене его внутренностей. То есть, потребуется донор, на запчасти которого и будем менять. Эту операцию ещё часто называют перепаковкой аккумулятора.
При повышении или падении напряжения АКБ до определённых граничных значений контроллер просто отключает банку от внешнего мира. И это неслучайно. Ведь для литиевой аккумуляторной батареи очень важно поддержание характеристик в заданных пределах. Иначе батарея легко переходит в нестабильное состояние и может воспламениться.
Разборка старого аккумулятора
При разборке конкретной модели аккумулятора требуется индивидуальный подход. В качестве примера рассмотрим разборку батареи для Sony Ericsson Z550i. Как правило, АКБ сотовых телефонов запакованы в стальной или алюминиевый кожух. С торцов есть пластиковые вставки, которые нужно аккуратно поддеть и вытащить. Под вставкой с контактами скрывается контроллер. Её нужно доставать аккуратно, чтобы его не повредить.
Затем можете вскрывать корпус и доставать банку. В большинстве стык металла находится под наклейкой аккумулятора.
Банка и контроллер аккумулятора
В идеале вам их нужно аккуратно отпаять. Если не получиться, тогда откусить. При этом запомните или пометьте, где на плате были припаяны «плюс» и «минус», чтобы потом не перепутать.
После того как банка аккумулятора у вас в руках, можно начинать поиск донора.
Вернуться к содержанию
Выбор нового аккумулятора
Разберём основные принципы выбора АКБ для телефона. Требования к донору ничем принципиально не отличаются.
Ниже перечисляются основные параметры аккумуляторной батареи:
Сборка нового аккумулятора для телефона
На этом этапе вам нужно сделать аккумулятор для телефона из старого контроллера и новой банки. Для этого нужно припаять выводы банки нового аккумулятора к тем же местам, куда была подключена старая. При этом должна быть соблюдена полярность. Именно для этого при разборке старой АКБ нужно было пометить, где на плате «плюс» и «минус».
Если отсоединить банку аккуратно не удалось и штатные контакты от фольги оторвались, то можете использовать для подключения провода типа МГТФ. Отрежьте куски необходимой длины, зачистите и залудите их. Затем припаяйте к контактам на контроллере и банке.
Как установить в сотовый телефон
любой литиевый аккумулятор
Понадобился срочно для связи на время гарантийного ремонта смартфона сотовый телефон. В запасе имелось несколько морально устаревших сотовых телефонов, решил восстановить работу одного из них.
Обратил на себя внимание удобный и безотказный сотовый телефон модели teXet TM-3200. Простой с большими клавишами и нанесенными на них крупными цифрами. Он прослужил исправно не один год и был забыт, как морально устаревший.
Как и ожидалось, аккумулятор в сотовом телефоне от времени не только полностью потерял емкость, но еще и вздулся. Без установки нового аккумулятора телефон не оживить.
Пару слов о литиевых аккумуляторах
Практически во всех девайсах, таких как ноутбук, планшет, сотовый телефон и многих других, в качестве источника энергии устанавливаются литиевые аккумуляторы. Они бывают двух типов: Li-Ion (литий-ионные) или Li-Polymer (литий-полимерные) на номинальное напряжение 3,7 В. Форма аккумуляторов может быть любой. Размер зависит от емкости.
| Таблица технических характеристик Li-Ion и Li-Polymer аккумуляторов | ||
|---|---|---|
| Параметр | Li-Ion | Li-Polymer |
| Номинальное напряжение, В | 3,7 | |
| Минимальное напряжение, В | 2,75 | |
| Максимальное напряжение зарядки, В | 4,2 | |
| Ток зарядки, часть от ёмкости С | 0,1-1 | |
| Время зарядки | 1 час | |
| Удельная энергоёмкость, Вт·ч/кг | У Li-Po в два раза больше, чем Li-Ion | |
| Число циклов заряд-разряд до снижения ёмкости на 20 % | 600 | |
| Потеря емкости в год (саморазряд) % | ≈20 | |
| Эффект памяти | Практически отсутствует | |
| Оптимальный ток нагрузки, относительно ёмкости С | 1С | |
| Безопасность эксплуатации | Li-Ion более опасны, чем Li-Polymer | |
| Цена | Li-Ion дешевле, чем Li-Polymer | |
Как видно из таблицы Li-Polymer аккумуляторы являются усовершенствованными Li-Ion в части удельной энергоемкости и эксплуатационной безопасности, но дороже. Для замены в сотовом телефоне эти отличия значения не имеют. Подойдет любой из них, главное, чтобы аккумулятор вместился в отсек телефона.
В инструкциях по эксплуатации литиевых аккумуляторов приводится множество ограничений, связанных с правилами их эксплуатации, которые продлевают срок службы аккумуляторов. Но это все пустые хлопоты, так как время эксплуатации главным образом зависит от количества циклов заряда-разряда и временем со дня выпуска аккумулятора.
Все остальное не имеет практического значения, так как технические требования по заряду и разряду обеспечивает контроллер (электронная схема на плате). Единственное что нужно сделать, так это при запуске нового аккумулятора в эксплуатацию несколько раз выполнить цикл полного его заряда-разряда. А дальше только не забывать заряжать аккумулятор девайса, чтобы в нужную минуту он не подвел.
Пример установки в сотовый телефон не родного аккумулятора
В своих запасах нашел подходящий по размерам литиевый аккумулятор от вышедшего из строя сотового телефона. Несмотря на то, что он провалялся несколько лет, оказался живым, даже напряжение не снизилось до критического 2,75 В, после которого аккумулятор блокируется драйвером.
Для точного определения, подойдет ли по размерам аккумулятор разломал его пластмассовый корпус. Он представлял собой склеенные две половинки.
Как правило, в корпус литиевых аккумуляторов для сотовых телефонов встроен драйвер, собранный на отдельной маленькой печатной плате. Хотя элементная база драйвера бывает разной, но назначение и принцип работы драйвера любого литиевого аккумулятора одинаковый – защита аккумулятора от короткого замыкания и приложения напряжения зарядки выше допустимого.
Аккумулятор подключается к драйверу двумя выводами, а драйвер к телефону обычно тремя, бывает и большим количеством контактов. Дополнительный вывод (на схеме обозначен буквой К) нужен для обратной связи аккумулятора со схемой телефона с целью определения степени заряда и нагрева аккумулятора.
Вывод получается в результате подключения сопротивления R3, показанного на схеме ниже, к отрицательному выводу литиевого аккумулятора. Резистор может быть простым или терморезистором, у которого номинал изменяется от температуры нагрева аккумулятора. В таком случае он играет еще и роль датчика для защиты аккумулятора от перегрева во время зарядки.
На схеме драйвера защиты номинал резистора не указан, так как каждый производитель устанавливает сопротивление номиналом от 10 до 100 кОм. Этим в основном и отличаются литиевые аккумуляторы для разных моделей сотовых телефонов, что снижает их взаимозаменяемость. Производители сотовых телефонов специально устанавливают разные номиналы резистора, чтобы принудить потребителей в случае износа аккумулятора покупать его только у них.
Поэтому проще с вышедшего из строя родного аккумулятора плату защиты снять и использовать для подключения нового аккумулятора. Но родной аккумулятор был сильно раздут и я побоялся снимать с него драйвер. Правда, потом все равно для интереса, соблюдая осторожность, разобрал. Как видно на фото это безопасно.
Для определения взаимозаменяемости драйверов измерял номиналы резисторов установленных на платах защиты обоих аккумуляторов. Мне повезло, мультиметр показал, что сопротивление резисторов равно и составляет 47 кОм. Следовательно, можно подключать не родной аккумулятор без доработки.
Для проверки работы не родного литиевого аккумулятора он был присоединен к контактам сотового телефона с помощью пайки трех проводов. Тут необходимо строго соблюдать полярность. Чтобы не допустить ошибку я всегда все маркирую специальным маркером, который пишет на любой поверхности.
Аккумулятор был предварительно заряжен от зарядного устройства, поэтому после включения телефона, он сразу ожил и стал искать сеть. Как видите по дате прошивки телефона со дня его выпуска, прошло более 9 лет.
Требовалось еще определить, сколько времени телефон сможет работать от одной зарядки аккумулятора. Для этого временно скотчем закрепил аккумулятор на корпусе телефона. При не интенсивной эксплуатации телефон проработал четверо суток, что для старого литиевого аккумулятора было совсем не плохо. Когда телефон был только куплен, то одной зарядки аккумулятора хватало на две недели.
После тестирования пришло время установить аккумулятор в отсек телефона. Для удобного размещения пришлось драйвер разместить вдоль одной из длинных сторон аккумулятора, предварительно закрепив изоляционный материал в виде полоски изолирующей ленты.
Примерка показала, что литиевый аккумулятор с платой защиты свободно разместился в отсеке телефона, крышка отсека, не цепляя его, надвигалась на корпус и надежно фиксировалась.
На следующем шаге к плате были припаяны отпаянные ранее провода, и она закреплена на аккумуляторе с помощью скотча. Для исключения замыкания проводов, их оголенные концы были отрезаны, и на провода нанесена маркировка полярности.
Далее концы проводов были зачищены от изоляции, залужены припоем и припаяны к подвижным контактам телефона. Провода были оставлены достаточной длины, чтобы аккумулятор можно было извлекать для установки SIM-карты.
На следующем шаге не родной литиевый аккумулятор был размещен в отсеке сотового телефона, осталось только сделать настройки. Такой способ подключения аккумулятора имеет достоинство, никогда не окислятся контакты, правда если телефон зависнет и надо будет его сбросить отсоединением аккумулятора, то придется воспользоваться паяльником.
С тех пор прошло уже несколько лет, телефон не эксплуатировался и находился в выключенном состоянии. Написав эту статью, решил его проверить, и оказалось что аккумулятор еще живой, и даже не до конца разрядился. Вставил SIM-карту, сделал и принял несколько звонков. Телефон, несмотря на более девяти лет со дня выпуска, находится в исправном состоянии.