Baterie jsou klíčovými komponentami mnoha zařízení, od mobilních telefonů po elektrická vozidla a staly se každodenní součástí života nás všech. Podobně, jako různí lidé jedí různá jídla v různém množství při jinak velkém hladu, mají i různé typy baterií různý apetit na dobíjení. Mohou za to chemické vlastnosti, které ovlivňují jejich výkon, životnost a způsob nabíjení. Tento článek se zaměřuje na pět běžných typů baterií: nikl-metal hydridové (Ni-MH), nikl-kadmiové (Ni-Cd), lithium-iontové (Li-ion), lithium-železo-fosfátové (LiFePO4) a olověné akumulátory.
Nikl-metal hydridové (Ni-MH) akumulátory
Vlastnosti:
- Mají vyšší energetickou hustotu než nikl-kadmiové (NiCd) baterie a životnost přibližně okolo 500 cyklů.
- Jsou méně náchylné k "paměťovému efektu" než NiCd baterie.
- Obvykle se používají v zařízeních s nižší spotřebou energie, jako jsou přenosné elektronické přístroje a hračky.
Optimální nabíjení:
- Doporučuje se pomalé nabíjení proudem o hodnotě 0,1 C až 0,2 C (kde C je kapacita baterie v ampérhodinách).
- Rychlé nabíjení je možné, ale může snížit životnost baterie.
- Baterie by neměly být ponechány v nabíječce po dokončení nabíjení, aby se předešlo přebíjení a zkrácení životnosti.
- Vybité baterie v ideálním případě nabíjejte vždy do plna. Zamezíte její degradaci vlivem paměťového efektu.
- NiMH baterie skladujte ideálně plně nabité na suchém místě při teplotách ideálně mezi 15-25 °C.
Nikl-kadmiové (Ni-Cd) akumulátory
Vlastnosti:
- Odolné a schopné poskytovat vysoké proudy s životností přibližně okolo 1000 cyklů.
- Trpí "paměťovým efektem", což může snižovat jejich kapacitu, pokud nejsou správně udržovány.
- Používají se například v aku nářadí a také pro průmyslové aplikace (s tekutým elektrolytem).
Optimální nabíjení:
- Nabíjení by mělo probíhat při konstantním proudu (obvykle 0,1 C až 0,2 C).
- Pravidelné vybíjení a následné plné nabití pomáhá minimalizovat paměťový efekt.
- Doporučuje se používat inteligentní nabíječky, které mohou detekovat plné nabití a přepnout na udržovací režim.
- NiCd baterie skladujte vybité na suchém místě při teplotách ideálně mezi 15-25 °C.
Lithiové-iontové (Li-ion) akumulátory
Vlastnosti:
- Vysoká energetická hustota a nízká hmotnost.
- Nízká míra samovybíjení.
- Široce používány v mobilních telefonech, noteboocích, elektrokolech a elektromobilech.
- Ve většině běžných aplikací doplněno o kontrolní / bezpečnostní elektroniku (BMS).
Optimální nabíjení:
- Doporučuje se nabíjet proudem o hodnotě 0,5 C až 1 C.
- Nabíjení by mělo probíhat při kontrolované teplotě (ideálně 15–25 °C).
- Baterie by neměly být vybíjeny pod úroveň 20 % kapacity a nabíjeny nad 80 %, aby se prodloužila jejich životnost.
- Lze nabíjet v jakékoli stavu vybití.
- Skladujte nabité optimálně na 60 – 80 % na suchém místě při pokojové teplotě.
Lithium-železo-fosfátové (LiFePO4) akumulátory
Vlastnosti:
- Vysoká bezpečnost a teplotní stabilita umožnila masové rozšíření.
- Schopnost krátkodobě poskytnout velmi vysoký vybíjecí proud.
- Vyšší cyklická životnost, ale nižší energetická hustota než tradiční Li-ion baterie.
- Naprosto zanedbatelný paměťový efekt – nabíjení při různém stavu vybití nezpůsobuje degradaci baterie.
- Využití například v bateriových úložištích pro fotovoltaiku.
Optimální nabíjení:
- Doporučuje se nabíjet proudem o hodnotě 0,5 C až 1 C.
- Nabíjecí napětí by mělo být omezeno na max. 3,65 V na článek.
- Měly by být vybíjeny maximálně do 20 % kapacity a nabíjeny do 90 %, aby se maximalizovala jejich životnost.
- Mělčí cykly (méně hluboké vybíjení) zajistí celkově větší počet cyklů.
- Na trhu jsou dostupné nabíječky olověných baterií, které disponují zároveň funkcí nabíjení lithiových baterií.
- Skladujte nabité optimálně na 60 – 80 % na suchém místě při pokojové teplotě.
Olověné akumulátory (Pb)
Vlastnosti:
- Nízká cena a jednoduchost výroby.
- Vysoká odolnost vůči přetížení a schopnost dodat velké proudy.
- Vysoká hmotnost a nižší energetická hustota.
- Použití jako autobaterie, motobaterie, záložní baterie pro UPS, trakční baterie pro napájení spotřebičů a také velmi odolné pro průmyslové aplikace např. pro manipulační a čistící techniku.
Optimální nabíjení:
- Nabíjení by mělo být prováděno ve třech fázích: bulk, absorption a float. Tento průběh nabíjecího procesu zajistí moderní automatické nabíječky.
- Bulk: Rychlé nabíjení konstantním proudem (obvykle 0,1 C až 0,3 C).
- Absorption: Snižování proudu při konstantním napětí.
- Float: Udržování napětí na úrovni float napětí, aby se baterie nepřebíjela.
- Pravidelné vyrovnávací nabíjení (equalization) může pomoci vyrovnat napětí jednotlivých článků a prodloužit životnost.
- Olověné akumulátory nejsou nijak zvlášť náchylné na prostředí pro uskladnění. Vysoké teploty nad 40 °C však urychlují chemické procesy, které mimo rychlejší samovybíjení způsobují i krácení životnosti baterie. Důležité je, aby byly ukládány plně nabité. Zároveň při skladování takové baterie provádějte po několika týdnech až dvou měsících kontrolu napětí a při poklesu pod 12.5 V ji opět naplno nabijte.
Závěr
Každý typ baterie má své specifické požadavky na nabíjení, které je třeba dodržovat, aby byla zajištěna jejich maximální životnost a bezpečnost. Je důležité se řídit pokyny výrobců a používat vhodné nabíjecí metody a nabíječky. Správné nabíjení nejen prodlužuje životnost baterie, ale také zajišťuje bezpečný a efektivní provoz zařízení, která jsou na bateriích závislá.
Důležité: Žádné akumulátory jakožto elektrochemické zdroje v žádném případě nevyhazujte do běžného odpadu. Vždy je odevzdávejte do speciálních nádob určených ke sběru baterií, případně do míst a provozoven k tomu určených. Např. sběrné dvory či prodejci baterií. Toxické látky by při nesprávné likvidaci mohly uniknout do okolního prostředí poškodit ho.
A pokud si stále nejste jisti, jak se o své baterie nejlépe starat, neváhejte nás kontaktovat.