Компьютерра - Журнал "Компьютерра" №722

В начале ХХ века выяснилось, что именно этот тип аккумуляторов неплохо подходит для того, чтобы крутить стартер автомобиля, и с тех пор их производят миллионами. Еще лет двадцать назад автомобильные аккумуляторы были весьма капризными и даже вредными для здоровья - конструкторы никак не могли справиться с выделением газов, сопровождающим процесс заряда. Из-за этого СКА приходилось делать негерметичными, а электролитом в них, между прочим, служит серная кислота, которую периодически требовалось доводить до нужной плотности дистиллированной водой - занятие, мягко говоря, небезопасное. С тех пор СКА значительно облагородились, стали герметичными и необслуживаемыми, но в основе они всё те же, что тридцать и пятьдесят лет назад. У них устрашающе низкая удельная емкость (30–50 Втч/кГ в самых лучших образцах) и отвратительные эксплутационные качества: они боятся глубокого разряда, отчего в процессе хранения их надо все время подзаряжать, и недолговечны, предельное число циклов заряд-разряд не выше 300 (впрочем, в условиях идеальной эксплуатации могут вытянуть и до 500).

С другой стороны, именно у СКА из всех перечисленных типов самая высокая перегрузочная способность - стартерная батарея даже на морозе без особых усилий отдает ток в несколько сотен ампер, необходимый для того, чтобы прокрутить холодный двигатель. К тому же СКА дешевы и относительно неплохо держат заряд: хороший автомобильный аккумулятор разряжается в среднем на 5% за месяц или на 50% за год.

Не удивляйтесь, что я посвящаю СКА столько места в компьютерном журнале: дело в том, что аккумуляторы этого типа традиционно используются в бесперебойных источниках питания. Поскольку там они пребывают в тепличных условиях (постоянно подзаряжаются), то срок службы батареи в ИБП может достигать пяти-семи лет.

СКА заряжать довольно просто (они не слишком боятся перезаряда), но делать это самостоятельно приходится разве что счастливым обладателям продукции отечественного автопрома, да и то в последнее время все реже и реже - по крайней мере, автоматические зарядники для стартерных СКА доступны каждому.

Помню, лет пятнадцать-двадцать назад в автомобильной прессе периодически возникало брожение на тему скорого пришествия щелочных аккумуляторов. Щелочь, конечно, тоже не сахарный сироп, но и не серная кислота, которая запросто может проесть дыру в моторном отсеке, а заодно и в ладонях кинувшегося спасать любимую игрушку автолюбителя: был не только свидетелем случая с одним человеком, который искалечил кислотой себе руки, но и сам ношу на ноге обширный шрам в память о собственном пренебрежении первейшей "химической" заповедью - лить кислоту в воду, а не наоборот.

Но в этом направлении мало что изменилось - в автомобильной промышленности щелочные аккумуляторы применяют разве что в электромобилях, а стартерные батареи так и остались СКА-типа. У NiCd-аккумуляторов есть три крупных недостатка. Первый - относительно малая удельная энергоемкость (хотя и несколько большая, чем у СКА) - 45–60 Втч/кГ. Второй - нелюбовь к зарядке не с нуля, так называемый эффект памяти. Правильный режим зарядки NiCd-аккумуляторов - сначала полная разрядка (формально - до напряжения 1 В на элемент), а потом уже полная зарядка. Потому для NiCd-аккумуляторов рекомендуется вырабатывать заряд до полного "умирания" девайса - редкие зарядные устройства позволяют себе тратить время на предварительную разрядку (помнится, в камере Fuji S20 даже имелся специальный режим для полной разрядки батареи).

"Фирменная" зарядка производится до достижения определенного напряжения вкупе с контролем температуры (так работают, например, зарядники к дорогому электроинструменту). Более простой способ - заряжать определенным током по времени. Это лишний аргумент за то, чтобы предварительно разряжать батарею, потому что иначе определить необходимое время затруднительно (см. врезку); правда, и умеренной перезарядки NiCd-аккумуляторы боятся меньше, чем NiMh.

В быту обычно приходится самостоятельно заряжать универсальные аккумуляторы - пальчиковые NiMh или, изредка, NiCd-разновидности. В любом случае лучше не использовать дешевый блок зарядки без автоматики, внутри которого только и есть, что диод да ограничивающий ток резистор. Взрываться такие аккумуляторы скорее всего не станут, а вот перезаряда они не любят и быстро этого портятся (NiCd, в частности, имеют привычку при регулярной перезарядке вздуваться). Если все же вам жаль потратить на приличный "интеллектуальный" зарядник фирмы AcmePower или Sony тысчонку-полторы рубликов, покупайте хотя бы такой, который имеет таймер для своевременного выключения. Правда, таймер обычно рассчитывается на "среднепотолочную" емкость, но в описании к заряднику должно быть указано, на какую емкость номинально он рассчитан.

Как правильно рассчитать время заряда, если у вас нет "умного" зарядника или емкость отличается от номинальной? Просто поделите емкость аккумулятора (в мАч) на зарядный ток, который выдает ваше устройство (в мА), и получите время в часах, которое нужно умножить примерно на 1,3–1,4. Обычный "универсальный" режим заряда, который не может повредить никакому аккумулятору (о литиевых особый разговор), предполагает зарядку током 0,1 от емкости - например, АА-тип емкостью 2000 мАч надо заряжать 13–14 часов током 200 мА. Если емкость отличается от номинальной, то пересчитать время нетрудно. Разумеется, этот расчет относится к полностью разряженному аккумулятору, так как точный расчет времени при частичном разряде - задача практически неразрешимая.

Вопрос, однако, в том, откуда взять значение тока, если он нигде не указан? Лучше всего измерить его тестером - для этого надо включить тестер в режим измерения тока на пределе 1 А и подсоединить щупы при включенном заряднике вместо аккумулятора (или, лучше, между аккумулятором и одним из контактов зарядника, если щупы удается туда втиснуть, не замыкая их). Другой способ - если в инструкции есть таблица времени зарядки в зависимости от емкости, то величину тока можно ориентировочно подсчитать по вышеуказанной методике.

NiCd-аккумуляторы традиционно используются там, где требуется высокая нагрузочная способность и большой кратковременный ток. В первую очередь это электроинструмент, который, несмотря на все вопли "зеленых" (кадмий - один из самых вредных тяжелых металлов), сплошь комплектуется NiCd-батареями, и замены им на горизонте пока не видно. Снабжаются такими аккумуляторами и профессиональные ТВ-камеры, шахтерские фонари или мобильные радиостанции. Одно из крупных преимуществ NiCd - это единственный тип аккумуляторов, которые без последствий могут храниться полностью разряженным. Зато они имеют высокий саморазряд - до 10% в первые сутки, потом около 10% в месяц.

NiMh - это все пальчиковые аккумуляторы, которые продаются в киосках. Когда-то эту нишу занимали NiCd (они еще выпускались с этикетками на белом фоне, чтобы отличить от батареек), но "зеленые" добились своего, и теперь NiCd можно приобрести лишь в специализированных точках. Конечно, дело не только в загрязнении окружающей среды - NiMh имеют большую, чем NiCd, удельную емкость (60–120 Втч/кГ) и не склонны к эффекту памяти, так что их не обязательно заряжать с нуля.

Зато они боятся глубокого разряда (хоть и не в такой степени, как СКА), и хранить их надо хотя бы частично заряженными. При этом они имеют самый высокий из всех типов саморазряд (вдвое больше, чем у NiCd) и страшно не любят перезарядки, поскольку сильно нагреваются в конце процесса заряда (один из признаков того, что зарядку пора заканчивать).

Как ни старались изобретатели, но заставить NiMh отдавать большой импульсный ток при перегрузках не смогли (правда, литиевые элементы, о которых далее, в этом смысле еще хуже). Тем не менее NiMh-элементы сейчас самые распространенные из универсальных аккумуляторов для бытовой электронной аппаратуры, исключая лишь такую, где зарядное устройство целесообразно встроить в сам прибор или "бесплатно" прилагать к нему. Потому что Li-Ion-разновидность, о которой сейчас пойдет речь, заряжать абы как решительно не рекомендуется, а "фирменный" зарядник гарантирует, что все будет как надо.

Прежде всего отметим главное и очень удобное свойство Li-Ion-аккумуляторов: они не имеют эффекта памяти и вообще не требуют профилактики (в виде специальной "тренировки" при хранении). Но это мало помогает: Li-Ion еще и отличаются тем, что портятся при хранении практически так же, как и во время эксплуатации.

А вот будете ли вы их разряжать до конца или подзаряжать каждые полчаса - по большому счету неважно (допустимое число циклов заряд-разряд превышает 1000), причем частая дозарядка для этого типа даже предпочтительнее, так как хранить их полагается в заряженном виде.