Kodėl „miršta“ mobiliųjų įrenginių akumuliatoriai? (24)
Telefonai, nešiojamieji ir planšetiniai kompiuteriai bei daugybė kitų elektronikos įrenginių turi tiksinčias laiko bombas – elementus, kurie po dviejų, geriausiu atveju 3-4 metų, „miršta“ ir įrenginys tampa beverčiu. Belieka įsigyti arba naują įrenginį, arba pakeisti elementą. Kodėl taip nutinka?
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Kaip einant laikui sulėtėja kompiuterių programinės įrangos veikimas, o ant telefonų nežinia iš kur atsiranda įbrėžimai, taip ir elementų „gyvenimas“ nėra amžinas. Kas dėl to kaltas? Iš dalies, juos gaminančios kompanijos, tačiau prie to smarkiai prisideda ir patys vartotojai, rašo Gizmodo.com.
Kaip veikia elementai
Elektronikos įrenginiuose dažniausiai naudojami ličio jonų elementai. Jų veikimą galima nusakyti daugmaž taip: teigiamas elektrodas (katodas), pagamintas iš ličio, yra sujungtas su neigiamą krūvį turinčiu elektrodu (anodu), pagamintu iš anglies. Įkraunant elementą, jonai (elektra įkrauti atomai) perneša teigiamą krūvį iš ličio katodų į anglies anodus. Elementą įkrovus, teigiamas krūvis „teka“ atgal į katodus, taip sukurdamas elektros įtampą.
Iš esmės, tiek elemento įkrovimas, tiek iškrovimas yra cheminė reakcija ir visų rūšių elementai veikia tuo pačiu principu. Tiesiog ličio jonų elementai geriausia tinka vartotojų elektronikos įrenginiams – jie lengvi, kompaktiški, gali išlaikyti didelę įtampą ir, svarbiausia, gali būti įkrauti ir iškrauti šimtus kartų, kol galutinai „nusibaigia“. Jų „gyvenimas“ ilgas, tačiau neamžinas.
Kodėl jie „miršta“
Elementų „mirtis“ prasideda tą pačią sekundę, kai jie palieka gamyklą. Tai neišvengiama ir nepakeičiama, o ličio jonų elementai gali „nusibaigti“ vos per kelerius metus, net jei yra retai naudojami ir nepilnai įkraunami. Naudojant nuolat, ličio jonų elementai gali „mirti“ mažiau nei per dvejus metus – jei laikysime, kad praradęs trečdalį talpos elementas „miršta“.
Žinant, kad elementai veikia cheminio proceso principu, tampa aišku, kad energija bus nuolat prarandama. Nėra tobulų cheminių reakcijų, visų jų metu prarandama bent šiek tiek energijos bei sukuriama nepageidaujamų medžiagų. Taip pat ir elementų atveju.
„Elementams senstant, atsiranda kliūčių, kurios sumažina jonų tekėjimą, o ilgainiui visiškai jį sutrikdo“, – teigia elementų diagnostikos ir tyrimų kompanijos „Cadex“ prezidentas Isidorius Buchmanas.
Nuolatinis jonų judėjimas pamažu keičia ličio katodų struktūrą, dėl ko ilgainiui jie tampa vis „atsparesni“ teigiamo krūvio įsisavinimui. Panašiai, kaip nusidėvi šimtus kartų vandeniu sudrėkinta ir išgręžta kempinė.
Negana to, nuolatinės chemijos reakcijos elemento viduje pamažu „graužia“ katodą ir, ne taip žymiai, anodą. Taip pat elektrolitai oksiduoja katodą, palikdami ant jo kažką panašaus į rūdis, kurios trukdo jonams „šokinėti“ pirmyn ir atgal.
Gaminamų elementų struktūrą bei medžiagas įtakoja patys vartotojai. „Vartotojai nenori brangiai mokėti, elementai turi būti pigūs. Taip pat jie turi ilgai veikti – tiek telefonų, tiek nešiojamųjų kompiuterių atveju tai itin svarbu. Tačiau vartotojai nenori nešioti didelių elementų“, – teigia I.Buchmanas. Todėl elementų gamybai naudojamos nebrangios, lengvos, bet ir ne itin patvarios, medžiagos.
Didelė dalis vartotojų keičia mobiliuosius telefonus kas dvejus-trejus metus, pasibaigus sutarčiai su operatoriumi. Kompiuteriai taip pat keičiami kas kelerius metus. Taigi gamintojų tikslas paprastas – pasiekti, kad per šį laikotarpį elementai „nenumirtų“.
Kas laukia ateityje
I.Buchmanas teigia, jog ličio jonų elementų praktinė riba jau beveik pasiekta, tačiau horizonte matyti naujos technologijos. „Tyrimuose daugiausia dėmesio skiriama katodui. Anodui tradiciškai naudojama anglis ar jos mišiniai“, – teigė jis.
Tobulesnių elementų ieško ne tik elektronikos, bet ir elektra varomų automobilių gamintojai. Tačiau, kitaip nei kompiuterių gamintojai, automobilininkai negali siūlyti produktų, kurie po kelerių metų taps beverčiai. Taigi skiriama daug dėmesio ieškant elementų, kurie būtų efektyvūs, talpūs ir kartu ilgaamžiai.
Kaip taupyti elementą
Ličio jonų elementai „miršta“ greičiau, kai yra karšti, todėl itin svarbu pasirūpinti, kad kompiuterio ventiliacijos angos nebūtų uždengtos. Pavyzdžiui, patartina nelaikyti kompiuterio ant lovos ar pagalvės.
Įkraunami elementai taip pat greičiau „miršta“, jei jie paliekami pilnai įkrauti. Tikriausiai pastebėjote, jog telefonų elementai paprastai „gyvena“ ilgiau, nei kompiuterių. Tai didele dalimi priklauso nuo to, kaip žmonės šiuos prietaisus naudoja – kompiuteriai dažnai laikomi įjungti į elektros lizdą, o telefonai nuolat įkraunami ir iškraunami. Taigi patartina nelaikyti elemento nuolat kraunamo, o verčiau retsykiais jį iškrauti ar iškrovus palikti „pasiilsėti“.