Правильное использование и калибровка аккумулятора ноутбука.

Что-то ко мне зачастили люди с проблемами погибших аккумуляторов. Оно и понятно- лето, ноутбуки от батареи использовались чаще, а вот соответствовать рекламным заявлениям производителей по сроку службы- почему-то реже.
В сети встречаются разные мнения о том, как надо следить за батареей (аккумулятором) ноутбука. Зачастую эти мнения ничем не обоснованы -"я где-то что-то слышал, мне компьютерщик (и даже программист!) говорил" и т.п. Многие статьи являются перепечаткой друг друга с парой фактов, некоторые –вообще противоречат друг другу. А ведь на самом деле о том, как ведёт себя батарея ноутбука (или телефона) известно всё и давно, никаких "чёрных дыр" в этом нет, всё опирается на физику и химию.
Вообще в бытовой технике сейчас применяются четыре типа аккумуляторов-  NiCd (никель-кадмиевые), NiMH (никель-металл-гидридные), LiIon (литий-ионные) и LiPol (литий-полимерные). У них разные свойства, они не равнозначны.
Сейчас самыми часто используемыми для ноутбуков батареями являются литий-ионные – Li-Ion. Преимущества их использования хорошо описаны в статье на Википедии –это и отсутствие эффекта памяти, и ёмкость, и размер, и вес. Казалось бы, всё идеально, да и служить такой аккумулятор должен долго. Но (видимо, по сложившейся когда-то годами привычке работы с аккумуляторами на основе никеля-например, никель-металлгидридными, NiMh ) способы использования и ухода за ними люди пытаются применить “из прошлого века”, а это совершенно неправильно-поведение этих батарей отличается от NiMh практически во всех сценариях использования, будь она активно используема или лежит на полочке.

Что такое калибровка аккумулятора.
Сразу к основному -расскажу, что такое калибровка батареи или калибровка аккумулятора и как провести калибровку аккумулятора. Иногда этот процесс ещё называют “тренировкой аккумулятора”, но тренировка –это всё-таки неверное обозначение ни по смыслу, ни по значению этого действия.
Фактически калибровка аккумулятора-это просто процесс полной разрядки-зарядки батареи, и ничего тайного и глубоко секретного в этом процессе нет. Калибровка сама по себе не делает батарею более ёмкой или наоборот, она просто настраивает контроллер батареи на крайние значения заряда\разряда, поправляя статистические ошибки замера. По сути, изменяются значенияв софте, которы отображает заряд,будь то телефон или ноутбук. Если индикатор показывает ёмкость батареи на уровне, скажем, 93% от первоначальной (износ 7%), а после калибровки стало 96% или 64% - это не значит, что батарея “вдруг” улучшилась или ухудшила свои характеристики, это только значит, что контроллер статистически более точно зафиксировал уровни максимума и минимума и реальную ёмкость батареи. Значения эти могут изменяться в процессе эксплуатации как в одну, так и в другую сторону, и разница в цифрах до калибровки и после- легко может быть даже 10%. Всё потому, что все эти цифры-это высчитанный между состояниями “полная” и “пустая” результат, полученный путём нескольких усреднений, и никакой “шкалы заполненности” или чего-то подобного в батарее нет. 

Что делать с новым аккумулятором.
Если вы купили новый ноутбук (или телефон, принципиальной разницы в данном случае нет), то батарея в нём обычно уже наполовину заряжена. Рекомендуется провести полный цикл зарядки-разрядки (и, кстати, это не имеет никакого отношения к так называемой "раскачке"), и тут многие делают первую ошибку, пытаясь сначала сразу разрядить батарею до предела. Так делать нельзя, это с высокой долей вероятности наоборот, уменьшит максимальную ёмкость батареи. Происходит вот что-при достижении низкого уровня заряда ваш ноутбук отключится,но в батарее заряд останется.Если в таком состоянии оставить его надолго,не подключив к питанияю- произойдёт переразряд,и батарея прикажет долго жить. Наоборот, сразу подключите зарядное устройство, и дождитесь полной зарядки-на включенном или выключенном устройстве, особой разницы не будет. После полной зарядки –рекомендуется полностью, до отключения, разрядить батарею, после чего-снова полностью зарядить, а дальше уже пользоваться, как удобно. Продавцы в магазинах почти всегда рекомендуют длительную первоначальную зарядку и “раскачку”, и не правы ни в первом, ни во втором случае. Длительная первоначальная зарядка не нужна, т.к. если в аккумуляторе есть хоть немого энергии, то понятно, это значит, что он уже “активирован” (почему-то это так называют продавцы,но не производители) на заводе, после производства. Никаких “раскачек” не требуется, если вам кто-то рассказывает, что “после раскачки батарея чисто реально стала дольше держать” –то это всего лишь показатель того, что первоначально ей пользовались неправильно, т.к. батарея “держит” столько, на сколько она способна, она не растягивается и не уменьшается, а вот контроллер её может содержать неверные значения по максимуму-минимуму и ошибки, которые со временем могут выправиться, показывая такой “эффект раскачки”. И длительная зарядка, и “раскачка” – не рекомендуются самими производителями аккумуляторов! Опять же, речь о литиевых аккумуляторах: для мелаллгидридных такой процесс раскачки имел смысл. Другой1 момент заключается в том, что даже при достижении уровня заряда в 100% на индикаторе заряд батареи ещё происходит, но медленно.Видимо, с этим и связана рекомендация по долгой зарядке.

Контроллер аккумулятора – это микросхема, контролирующая уровни разряда\заряда, напряжение, температуру, и отключающая зарядку, когда батарея заряжена. Из строя выходит очень редко, поэтому в проблемах с батареей его винить надо реже всего. Бывает, что в качестве отмазки говорят "у вас полетел контроллер заряда". Это в большинстве случаев не соотвествует действительности.
 
Как же правильно провести калибровку?
 “Калибровка батареи” -это действие-заряд-разряд-заряд, как я и описал немного выше. Вот так вот просто, и никакой алхимии. В bios-ы некоторых ноутбуков встроены утилиты калибровки, которые сделают нужные действия сами, без присмотра, но по сути этот процесс “из биоса” ничем не отличается от ручной калибровки, разве что при ручной надо следить за ноутбуком, т.к. при достижении некоего порога разряда ваш ноутбук скорее всего не отключится, а просто перейдёт в гибернацию (так поведёт себя большинство современных операционных систем). Поэтому-гибернацию надо отключать, иначе батарея не будет разряжена до минимальных значений. Пункт калибровки в биосе называется battery calibration (и вариации этой фразы), и обычно он расположен в меню power (power management, или в некоторых случаях- boot, или – advanced)

Если такой утилиты у вас в биосе нет, это не проблема. Вручную это делается так- подключаем ноутбук к сети, заряжаем батарею полностью, отключаем от сети, пользуемся до полного отключения, после чего –снова подключаем к сети и заряжаем выключившийся ноутбук до полной зарядки. Всё. Особо тонкие любители помучить свой ноутбук могут провести процедуру ещё раз, но это лишняя трата ресурса аккумулятора.

Как часто проводить калибровку?
Знаю, что некоторые делают это несколько раз в месяц. Зря, это несёт только вред. Калибровка необходима раз в несколько месяцев, да и то, “необходима” –это неправильное слово. Если батарея показывает себя хорошо, в лишней калибровке она не нуждается, и можно делать её реже, не чаще раза в полгода. А вот количество циклов зарядки-разрядки- как раз ограничено (про это подробнее напишу ниже), и проводя калибровку ради калибровки, вы просто расходуете лишний цикл. Если вам часто не удаётся зарядить аккумулятор полностью – калибровку есть смысл проводить почаще, но в любом случае, чаще, чем раз в месяц, это не требуется, и то, если аккумулятором вы пользуетесь редко. Повторюсь,что таким образом вы наоборот,уменьшаете срок службы батареи,расходуя полные циклы разряда-заряда.


Надо ли разряжать батарею полностью?
Если батарея разрядилась немного, ждать её полной разрядки не стоит -можно заряжать. Миф о том, что "надо разряжать полностью", тоже наследован от NiMh аккумуляторов, в которых есть т.н. "эффект памяти", и такие неполные разрядки-зарядки уменьшают максимальную ёмкость батареи. Для литиевых батарей важнее количество полных циклов разрядки-зарядки, и что 5% зарядить, что 55%- это всё равно будет часть одного цикла. Среднее время жизни батареи до того, как она начнёт серьёзно терять ёмкость - около 500-1000 циклов, в зависимости от качества самой батареи и условий (как одного из основных факторов-температуры) вокруг. Т.е. на год её должно хватать, даже если вы будете дёргать ноутбук туда-сюда по паре раз в день. Один важный момент – допускать глубокую разрядку батареи не рекомендуется. Под “глубокой” понимается дальнейшая разрядка уже тогда, когда ноутбук (или телефон) выключился. Если вы не будете заряжать такую батарею ещё неделю – вы встретитесь с явлением старения аккумулятора и потери им своей ёмкости очень быстро, и кроме того, возможна ситуация, когда зарядка батареи станет невозможна. Дело в том, что даже разряженная батарея всё ещё имеет ток, необходимый для работы электроники контроллера, а если и его не станет- контроллер выключится, и реанимировать его- уже проблема, от обычного зарядного устройства батарея может перестать заряжаться. В таких случаях иногда может помочь "встряска" батареи повышенным напряжением, это делают в сервисах, но это может привести к выходу батареи и строя и даже её возгоранию. Дома лучше не лезть.

На графике-показана зависимость ёмкости аккумулятора от количества циклов заряда-разряда на основе аккумуляторов для мобильных телефонов (данные по исследованиям компании craftmann):

Видно, что 80% своей ёмкости аккумулятор достигает как раз через примерно 500 циклов заряда/разряда. А вот компания Apple, например, говорит о цифре в 80% после 400 циклов, указывая это, как норму. И в том, и в другом случае логично, что год аккумулятор должен отжить точно при активном использовании, а вот дальше-уже совершенно не обязан, и претензии к нему становятся необоснованы.

Отдельно остановлюсь на температурах. На сильном холоде токоотдача аккумулятора серьёзно уменьшается, а саморазряд-увеличивается (что такое саморазряд-описано ниже). Поэтому перед использованием батарею надо довести до комнатной температуры. Кроме прочего, это позволит избежать конденсации. Влага может легко привести к выходу контроллера из строя, он не в ваккууме,и вполне доступен внешнеё среде.
На графике показана зависимость ёмкости от температуры (thanks за график goes to craftmann lab again).

Видно, что при повышении температуры больше 20 градусов ёмкость снова начинает падать. Поэтому лучшие условия для работы аккумулятора –это температура от примерно 0 до 30 градусов, в этом диапазоне изменение характеристик аккумулятора не критично и не будет сильно заметно. И если работать на ноутбуке при температуре меньше 0 градусов – это редкость, то превышение температуры- встречается куда чаще: достаточно лета вокруг и работы ноутбука под нагрузкой. Вот вам ещё один аргумент за дополнительное охлаждение ноутбука.

Надо ли отключать батарею ноутбука, если ей не пользуешься?
Литиевую батарею отключать от ноутбука при неиспользовании нет смысла - она, кроме прочего, послужит как UPS (устройство бесперебойного питания, УБП), если будут какие-то проблемы с электричеством. Это куда важнее срока службы батареи, разве нет? Ведь по закону подлости так обычно и бывает-батарею сняли, и вдруг скачок напряжения, и всё отключается –хоть и на полсекунды, но угробив кучу работы, не говоря уж о том, что такие скачки для электроники и механики (жёстких дисков) сами по себе очень не полезны. Заряженная батарея в ноутбуке не заряжается и не подключена к зарядному устройству- её отключил контроллер, поэтому никакой “вредной постоянной зарядки” не будет-её просто нет. А ёмкость батареи падает со временем в любом случае, если вы её используете активно- больше, если большую часть времени ноутбук на зарядке на столе- меньше, но 100% ёмкости через два года использования не даст вам ни одна батарея, будь она используема или лежала на полочке всё время. Поэтому отключать её имеет смысл только, когда неиспользование действительно длительное, вам действительно надо сохранить её месяц-другой, и вам не нужна такая “защита от проблем” (у вас уже есть стационарный UPS). Во всех других случаях батарею не надо трогать- стоит себе и стоит, есть не просит. Электроны в батарее должны двигаться, это основной принцип. Не портите себе нервы постоянным подглядыванием за уровнем износа, в этом нет никакого смысла- даже если он и превышает все допустимые границы, повлиять на это чем-то, кроме как заменой аккумулятора, вы не сможете.

Хранение батареи.
Если батарею надо снять-то хранить её надо при комнатной температуре (или даже лучше ниже, но не в морозилке) с уровнем заряда в ~35-40%. Так будет сохранена максимальная ёмкость батареи максимально возможное время. Но когда батарея лежит долгое время, её ёмкость постепенно уменьшается. Процесс этот называется “саморазряд”. Саморазряд литиевого аккумулятора составляет 5-10 процентов в год, так что в таком состоянии она может пролежать довольно долго, но не бесконечно. Хранить полностью заряженную или полностью разряженную батарею нельзя, особенно, если есть перепады температур окружающего воздуха- через какое-то время вы получите мёртвую батарею, которую нельзя будет зарядить (переразряд). Повторюсь,тут речь о литиевых батареях. Если у вас телефонная NiMh батарея, наоборот,хранить её надо при полном заряде. Ни при сильной жаре, и при сильном холоде проводить полную разрядку- зарядку батареи не рекомендуется- процесс просто не будет проведён полноценно, а контроллер неправильно зафиксирует состояние батареи, это физика: в тепле происходит расширение материалов, в холое-сужение, а батарея сделана не из слов и мыслей,а из вполне себе подверженных всем физическим законам материалов.

Ёмкость батареи – 65%, это нормально?!
А почему нет? Вопрос только в том, через какое время после покупки вы увидите подобные цифры. Если во время гарантийного срока ёмкость батареи падает меньше 80% от номинала –это гарантийный случай. Гарантийный срок на аккумуляторные батареи сейчас практически у всех производителей не превышает одного года, часто встречается всего полгода, так что если у вас проблемы с батареей- спешите воспользоваться своим правом на замену. Есть один момент- при отсутствии документов о покупке гарантия исчисляется со дня производства, а сколько ноутбук лежал где-то, пока попал к вам- сказать сложно. Это повод отказать в гарантии, и формально сервис будет прав– так уж заведено.

Стоит ли использовать программы, увеличивающие время работы ноутбука от батареи?
Поймите простую вещь- ни одна такая программа не способна как-то воздействовать на батарею, чтоб та жила дольше. Фактически цель таких утилит- уменьшить энергопотребление вашего ноутбука (или телефона-такие утилиты сейчас активно распространяются для смартов на android) путём отключения всего, что утилита посчитает не нужным: usb-портов, подсветки экрана, эффектов оформления, и т.п. Выигрыш времени работы от одной зарядки в таком случае получить можно, но его точно так же можно получить, если отключать действительно ненужное вам вручную. А вот отрицательные эффекты “принудительного отключения” такой программой- могут вылезти в дальнейшем пользовании. В рекламе таких программ пишут, что они якобы “заставят служить старую и частично умершую батарею” и прочие громкие слова, на самом деле это– просто враньё. Только отключение лишних потребителей питания –вот всё, что они умеют.

После установки Windows7 батарея испортилась и потеряла ёмкость! Windows на помойку!!
Да, ситуация, когда после установки windows 7 батарея из “здоровой” вдруг превращается в “больную”, встречалась не так уж и редко. Дело вот только в том, что на новых ноутбуках такого не бывает! Я подобные сообщения видел- и когда кто-то жаловался и приносил ноутбук на ремонт, и когда сам ставил windows 7 на ноутбук после какой-нибудь другой операционки. И вот что я вам скажу- могу только согласиться с мнением Microsoft по этому вопросу: это сообщение –это не индикатор появившийся внезапно без причины проблемы, а показатель настоящего положения дел с вашей батареей, которого просто не было в предыдущей WindowsXP. К сожалению, я не могу на 100% утверждать, что дело обстоит именно так, но я исхожу из своего опыта, связанного с этим сообщением, и делаю из этого такой же вывод. Не исключено, что проблема действительно могла быть, но в последнее время я подобного не встречаю. Логично предположить, что даже если что-то подобное и было, то либо а)исправлено майкрософтом, либо б)производителями батарей или ноутбуков. В любом случае, не забывайте иногда обновляться– если проблема в софте, то её больше нет.


Безопасность при использовании аккумуляторной батареи.
В интернете можно найти описания случаев, когда батарея приводила к загоранию ноутбука или телефона и даже взрывалась. На самом деле бояться этого не стоит –такие случаи крайне редки, да и происходили раньше, сейчас батареи имеют более надёжную защиту (хотя-далеко не все. Китайские братья, например, традиционно, в погоне за удешевлением, могут про что-то такое “забыть” при производстве). Но в любом случае, сильный перегрев, замыкание контактов, влажность (конденсат), возникшая в результате смены холода на тепло, и ошибки в процессе разборки-сборки таких аккумуляторных батарей (например, нарушение полярности, или сдавливание аккумуляторных элементов) потенциально опасны, поэтому их стоит избегать. Если вы пользуетесь аккумулятором ноутбука штатно, т.е. заряжаете его в ноутбуке, а не пытаетесь это сделать как-то снаружи (да,есть такой опыт- один наивный человек пытался зарядить батарею, подключив зарядное устройство напрямую к её контактам. Ему повезло-всё обошлось небольшим искристым фейерверком) – то никаких проблем с аккумулятором не будет.