Dbanie o akumulatory – mity i kity

Jesteśmy uzależnieni od energii elektrycznej. Koniec i kropka, tej myśli nie będę rozwijał. Większość wykorzystywanych przez nas urządzeń jest na prąd, oczywistym staje się więc problem właściwego zasilania. O ile w przypadku urządzeń zasilanych z sieci ten problem co prawda nie istnieje, to dla urządzeń przenośnych wybór jest szeroki: kilka typów baterii, kilka typów akumulatorów. Nawet jeśli nie bedziemy zajmować się bateriami, to same akumulatory mogą przyprawić nas o zawrót głowy: kwasowe, niklowo kadmowe, niklowo wodorkowe, litowo jonowe, litowo polimerowe i kto wie co nam przyszłość przyniesie…

Wracając do sedna postu. Każda z technologii wykonania akumulatorów ma plusy i minusy. Nawet zanikające z rynku Ni-Cd w pewnych aspektach przewyższają najnowsze konstrukcje. Zacznijmy więc od małego porównania:

  • akumulatory niklowo-kadmowe (NiCd) to jedne z najlepiej poznanych i najbardziej przewidywalnych typów akumulatorów: są na runku od dziesiątków lat.
    • zalety:
      • stosunkowo słaby efekt samorozładowania
      • duży prąd maksymalny
      • możliwość pracy buforowej: pod stałym prądem ładującym
      • bardzo prosty proces ładowania, czy prądzie 0,1C nie potrzeba żadnych zabezpieczeń oprócz prądowego. Przy wyższych prądach konieczna co najmniej kontrola czasu ładowania
      • przewidywalne
      • trwałe (1000 cykli)
      • najtańsze i najprostsze w produkcji
    • wady:
      • nieekologiczne, zawierają problematyczny dla środowiska kadm
      • niska gęstość, przy tej samej wadze i objętości mają najniższą pojemność ze wszystkich współczesnych akumulatorów
      • efekt pamięciowy: w przypadku doładowania spada pojemność ogniwa. Inny słowy, ładować można tylko akumulatory w pełni rozładowane
  • akumulatory niklowo-wodorkowe (NiMh) są rozwinięciem akumulatorów NiCd. Zamiast toksycznego kadmu stosuje się w nich odpowiednie stopy metali.
    • zalety:
      • wyższa pojemność od NiCd
      • przewidywalne
      • stosunkowo prosty proces ładowania, przy szybkim ładowaniu konieczna kontrola temperatury
      • duży prąd maksymalny
      • stosunkowo tanie i proste w produkcji
      • w porównaniu do NiCd mają zmniejszony efekt pamięciowy
      • mniej szkodliwe dla środowiska w porównaniu do NiCd (brak kadmu)
    • wady:
      • szybkie samorozładowanie ogniw. Nie dotyczy tylko ogniw w najnowszej technologii (Sanyo Eneloop i podobne)
  • akumulatory litowo-jonowe (Li-Ion) i litowo-polimerowe (Li-Poly), to najnowocześniejsze rodzaje ogniw dostępnych na szerokim rynku.
    • zalety:
      • duża pojemność
      • niska masa i objętość
      • brak efektu pamięciowego
    • wady:
      • konieczność ładowania 2 fazowego (stały prąd, później stałe napięcie)
      • konieczna dokładana kontrola procesu ładowania, złe ładowanie może doprowadzić do uszkodzenia lub nawet wybuchu ogniwa
      • konieczna kontrola rozładowania, ogniwo nie powinno być nigdy rozładowane „do zera”
      • wrażliwe na warunki atmosferyczne (głównie temperatura)
      • niska trwałość

Teoretycznie, najlepsze są ogniwa Li-Ion (najwyższa pojemność), choć w wielu zastosowaniach najlepszym wyborem będą wbrew pozorom najstarsze NiCd (praca buforowa, przewidywalność, trwałość). Sprawę wyboru typu ogniwa pozostawię sobie może jednak na inny raz. Teraz zdementuję kilka mitów które wyrosły na temat dbania o akumulatory:

  1. Formatowanie akumulatora: proces pełnego rozładowania i naładowania ogniw w celu osiągnięcia pełnej pojemności. Po pierwsze, nie formatowanie, tylko formowanie. Po drugie, formowanie ma sens wyłącznie w przypadku akumulatorów NiCd i NiMh. Dlaczego? Li-Ion nie lubią być rozładowywane do zera. Taki proces może im zaszkodzić i zmniejszyć ich pojemność zamiast zwiększyć. Natomiast NiMh (a wszczególności NiCd) pełną pojemność osiągają faktycznie po kilku cyklach ładowania. Dodatkowo, jeśli akumulator utracił część pojemności na skutek efektu pamięciowego, ponowne formowanie może odzyskać część utraconej pojemności
  2. Akumulator powinien pracować zawsze w pełnych cyklach rozładowanie i naładowanie. W przypadku NiCd zawsze, NiMh powinien, li-Ion nie powinien. Li-Ion najlepiej jest doładowywać gdy tylko jest taka możliwość
  3. Szybka ładowarka jest lepsza od wolnej. Szybka ładowarka jest lepsza tylko w tym, że szybciej naładuje. Niestety, szybkie ładowanie, czyli dużym prądem, nagrzewa ogniwa co prowadzi do ich szybszego zużycia. Kilka bardzo szybkich ładowań i pojemność akumulatora spada. W dodatku, szybkie ładowanie nie doładowuje ogniw do końca. Lepsze efekty można osiągnąć ładując dłużej: akumulator będzie dłużej żył i zgromadzi większy ładunek
  4. Akumulatory przechowywać naładowane. I znów, NiCd można, NiMh też można, ale już po kilku tygodniach ich pojemność spadnie. Przechowywanie naładowanych Li-Ion to najlepsza droga do ich szybkiego zużycia.
  5. Akumulatory przechowywać rozładowane. Ponownie, NiCd można, NiMh też można, Li-Ion nie można. Istnieje bardzo duże prawdopodobieństwo, że rozładowanego do „zera absolutnego” ogniwa Li-Ion nie będzie już można ponownie naładować.

To chyba wszystkie główne mity odnośnie akumulatorów. Pozostało jedynie opisać jak przechowywać akumulatory Li-Ion, skoro nie można ani naładowanych ani rozładowanych. Najlepiej jest przechowywać akumulatory litowo-jonowe (i litowo-polimerowe) w lodówce, naładowane do około 40%.

8 comments

  1. Witam Kolegę! Z tekstem zgadzam się w pełni. Jedynie moja drobna uwaga na błąd popełniany przez wiele osób; mianowicie poprawnie proces przygotowania akumulatora do normalnej pracy nazywamy „formowaniem”, a nie „formatowaniem”. A przynajmniej określenie „formowanie” jest poprawniejsze…

  2. Stanisław :

    Mogę potwierdzić uwagę pana Macieja, tzn. “formowanie akumulatora” jest poprawnym określeniem.

    I takie określenie jest użyte. trzeba tylko doczytać :)

  3. Mam pytanie bo widzę, że kolega jest zorientowany w temacie. Zakupiłem baterię składającą się z 7 akumulatorków po 1.2 V każdy, 3000mAh (NiMh). Po wyczerpaniu podłączyłem do ładowarki i niestety po 2 godz. wyłączyli prąd dosłownie na chwilę. Proces ładowania się zakończył i teraz w związku z powyższym mam pytanie co należy dalej robić – rozładować baterie czy uruchomić od nowa ładowanie. Czy jest możliwość, że teraz akumulatorek będzie miał mniejszą pojemność przez efekt pamięci.

  4. gekoooonek :

    Mam pytanie bo widzę, że kolega jest zorientowany w temacie. Zakupiłem baterię składającą się z 7 akumulatorków po 1.2 V każdy, 3000mAh (NiMh). Po wyczerpaniu podłączyłem do ładowarki i niestety po 2 godz. wyłączyli prąd dosłownie na chwilę. Proces ładowania się zakończył i teraz w związku z powyższym mam pytanie co należy dalej robić – rozładować baterie czy uruchomić od nowa ładowanie. Czy jest możliwość, że teraz akumulatorek będzie miał mniejszą pojemność przez efekt pamięci.

    Ładuj dalej, nic się nie stanie po 1 razowym doładowaniu

  5. Czy mogę zastosować akumulator zamiast 15,6V akumulator 18V???????

  6. Ale dlaczego jon li nie mozna przechowywac naladowanych do pelna?

  7. >>>Ale dlaczego jon li nie mozna przechowywac naladowanych do pelna?<<<

    chemia chemia
    akumulatory korzystaja z reakcji chemicznych
    w czasie swojej pracy

    i nie lubia pewnych chemicznych stanow wzajemnej rownowagi
    mieszaniny zwiazkow chemicznych

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.