Image
8.11.2019 0 Comments

Fakty a mýty o batériách

Batérie na báze lítia v súčasnosti hýbu svetom. Nájdete ich všade – od náramkov a hodiniek cez smartfóny, tablety, notebooky, fotoaparáty a kamery až po ručné nástroje, kosačky a iné záhradné náradie. A samozrejme v elektromobiloch. Každodenné nabíjanie batérií v týchto zariadeniach patrí u väčšiny z nás k neodmysliteľným rituálom. Sú však tieto rituály správne? Ako možno predĺžiť životnosť batérie? Čo batériám prospieva a čo im, ­naopak, škodí? Uvedieme na správnu mieru niekoľko mýtov, ktoré sa zachovali z čias, keď sa používali nikel-metal-hydridové batérie.

Batériu treba pred nabíjaním vybiť

Toto tvrdenie je pre lítiovo-iónové alebo lítiovo-polymérové batérie jednoznačne mýtus. Tieto batérie nemajú pamäťový efekt, takže ich môžete nabíjať v akomkoľvek štádia vybitia. Li-ion alebo Li-pol batériám najviac škodí, keď sú vybité, a dlhodobo im neprospieva ani stav, keď sú nabité na 100 %. Batérii najviac prospieva, keď je nabitá približne na 50 %. V takomto stave nabitia sa odporúča batérie, prípadne zariadenie s batériami aj skladovať. Pri bežnej prevádzke bude mať batéria najdlhšiu životnosť, keď nabíjacie a vybíjacie cykly budú oscilovať v rozsahu 20 – 80 %. Pred dlhodobým uskladnením treba nabiť batériu na 50 % a zariadenie úplne vypnúť, aby sa batéria nevybíjala. Ak zariadenie uskladníte s vybitou batériou, tá môže časom prejsť do stavu hlbokého vybitia, v dôsledku čoho nebude schopná uchovávať energiu. Naopak, ak zariadenie dlhodobo uskladníte s plne nabitou batériou, tá môže časom stratiť časť kapacity, čím sa skráti jej výdrž. Pri dlhodobom uskladnení sa môže stať, že úroveň nabitia batérie bude nízka. Preto niektoré zariadenia – typicky smartfóny – treba nabíjať niekoľko minút, najlepšie originálnym adaptérom, aby zariadenie začalo reagovať a pomocou kontrolky alebo graficky na displeji začalo indikovať priebeh nabíjania. Batéria starne, teda stráca maximálnu kapacitu, nehľadiac na to, či je alebo nie je používaná. Rýchlosť starnutia sa zvyšuje s vyššou teplotou, vyšším stavom nabitia a vyšším vybíjacím prúdom. Pri skladovaní je nevyhnutné tieto články minimálne raz ročne nabiť na spomínaných 50 %, aby vlastným samovybíjaním nedošlo k vybitiu pod stanovenú hranicu. Skladované zariadenie s akumulátorom, ktorý sa nedá vybrať, nabíjajte každých 6 mesiacov.


Nabíjačka pre modelárov

V novom zariadení treba batériu niekoľkokrát úplne nabiť a vybiť

Je to jednoznačne mýtus. Nové batérie nemusíte formovať. Určite si spomínate na odporúčania pri prístrojoch využívajúcich NiMh akumulátory – niekoľkokrát nabíjať a vybíjať, aby dosiahli deklarovanú kapacitu. Pri moderných zariadeniach to nie je potrebné a znovu zdôrazňujeme, že úplné vybitie batériám neprospieva. Možno budete namietať, že nový smartfón vám po niekoľkých dňoch vydrží dlhšie. Môže byť, ale len preto, že vám zovšednel a používate ho denne kratší čas.

Batérii najviac škodí chlad

Napriek tomu, že v chladnom prostredí kapacita batérie klesá, je tvrdenie o škodlivosti chladu mýtus. Je to presne naopak. Batériám najviac škodí teplo. Li-ion batérie pre spotrebnú elektroniku najlepšie fungujú pri teplote okolitého prostredia 0 až 35 °C. Skladovacia teplota je vo väčšine prípadov v technických špecifikáciách predpísaná v intervale -20 až 45 °C. Ak je zariadenie s batériou trvalo vystavené teplotám okolia nad 35 °C, časom môže dôjsť k trvalému poklesu kapacity batérie. V praxi to znamená, že batéria už nebude napájať zariadenie požadovanú dobu bez ohľadu na dĺžku nabíjania. Ešte viac batérii škodí nabíjanie v prostredí s vysokou teplotou, kde môže dôjsť k ešte väčšiemu trvalému poklesu kapacity. Preto moderné zariadenia pri vysokých teplotách okolia obmedzujú nabíjanie nad 80 % kapacity. Batériu môže nenávratne poškodiť aj jej skladovanie v horúcom prostredí. Pri používaní zariadenia vo veľmi chladnom prostredí môžete zaznamenať kratšiu výdrž batérie, tento stav je však dočasný. Keď sa obnoví bežná prevádzková teplota, kapacita batérie sa vráti do normálu. Akumulátory sú založené na sérii chemických reakcií a podobne ako pri väčšine chemických reakcií platí, čím chladnejšie sú reaktanty, tým pomalšia je reakcia. Inak povedané, reakcie v batérii, ktoré produkujú elektrický prúd, sa stávajú menej účinnými, keď sú nútené dodávať rovnaký prúd pri nižších teplotách, čím sa znižuje kapacita. To isté platí aj pre nabíjanie v chlade a mraze. Aby ste batériu nabili na plnú kapacitu, musí nabíjačka dodať viac energie. Pri vysokých teplotách však dochádza k zmenám v elektrolytoch.


Batéria pre ručné náradie

Batéria je spotrebný materiál a vzťahuje sa na ňu obmedzená záruka

Toto tvrdenie je fakt. Životnosť bežných Li-ion akumulátorov používaných v spotrebnej elektronike je 500 – 1200 nabíjacích cyklov. Pri hornej hranici a dodržiavaní základných pravidiel, ktoré preberieme v ďalších statiach, vydrží batéria smartfónu, ktorý nabíjate každý deň, viac ako 3 roky. Výrobcovia poskytujú na batérie záruku spravidla 6 mesiacov.

Správnym používaním môžete životnosť batérií predĺžiť

Ak máte Li-ion akumulátor s pracovným napätím 2,5 – 4,2 V, v tomto režime je schopný dať približne 500 cyklov. Ale ak je vybíjanie ukončené na 3,0 V, potom sa jeho životnosť pohybuje už aj cez 1500 cyklov. Ak využijete iba 10 % ich kapacity, životnosť batérií je aj 10 000 cyklov. Tento príklad je v rozpore s podvedomím veľa používateľov telefónov, ktorí podľa zvyklostí z čias NiMH akumulátorov nechávajú svoje prístroje takmer úplne vybiť. Výrobcovia príliš neprotestujú, pretože dvojročná záruka sa na batériu nevzťahuje, a keď si používateľ batériu zničí skôr, má jeho servisná sieť zisk. Záručnú dobu 6 mesiacov batéria vydrží a potom náklady na výmenu platí používateľ.


Li-Ion článok 10650

Po prederavení začne batéria  horieť, prípadne vybuchne

Akumulátory na rozdiel od primárnych lítiových článkov neobsahujú vysoko reaktívny prvok lítium v čistom kovovom stave, takže po prederavení by lítium nemalo začať reagovať. Netvrdíme, že sa nič nestane. Môže dôjsť k elektrickému skratu medzi vrstvami vnútri batérie a vysoké prúdy spôsobia zohriate, prípadne až horenie. Pri našich pokusoch sme prevŕtali niekoľko nabitých článkov 18650 a nestalo sa vôbec nič. Batérie sú bezpečné pri pozemnej a námornej doprave, letecky sa nesmie prepravovať veľa akumulátorov zabalených spolu.

Nabitie na 80 % kapacity trvá tretinu času potrebného na úplné nabitie

Toto tvrdenie je pravdivé. Pri nabíjaní Li-ion akumulátorov sa používa metóda CCCV (Constant Current followed by Constant Voltage). Ako vyplýva z názvu, je to nabíjanie konštantným prúdom, až kým akumulátor nedosiahne vopred stanovené napätie, potom nabíjanie pokračuje konštantným napätím. Dochádza k tomu pri dosiahnutí 80 % kapacity a je to približne v tretine času potrebného na nabitie akumulátora na plnú kapacitu. Nabíjanie sa ukončí, ak nabíjací prúd klesne na vopred stanovenú hodnotu, alebo časovačom. Vtedy sa po dosiahnutí vopred stanoveného napätia nabíja akumulátor ešte definovaný čas konštantným napätím. Pri nabíjaní Li-ion článkov, ak je správne nastavené konštantné nabíjacie napätie v druhej fáze, nemôže dôjsť k prebíjaniu akumulátorov. Napriek tomu akumulátory vyberte čím skôr z nabíjačky, dlhšie zotrvávanie v nabíjačke, ktorá sa po nabití automaticky nevypne, im veľmi neprospieva.


Batérie elektromobilov sú spravidla zložené z článkov typu 18650

Používajte len originálne batérie

Pri výmene alebo kúpe ďalších batérií, napríklad pre fotoaparát, používateľ stojí pred dilemou, či kúpiť originálny „značkový“ akumulátor, dodávaný výrobcom zariadenia, alebo akumulátor od iného výrobcu, ktorý je podstatne, v niekoľkých prípadoch dokonca mnohonásobne lacnejší. Podľa nášho testu sme pri náhradách značkových batérií ­namerali v priemere o 13 % nižšiu menovitú kapacitu, ale rozdiel v cene bol niekoľkonásobný. Napríklad originálna batéria do kompaktného fotoaparátu stojí 52 eur, neoriginálna 7 eur. Výrobcovia, samozrejme, tvrdia, že originálne batérie majú špeciálne obvody, ktoré komunikujú s napájaným zariadením aj s nabíjačkou, a ani ich nenapadne, aby schémy týchto obvodov zverejnili. Výrobcovia neoriginálnych batérií to preto zisťujú reverzným inžinierstvom. Pre šikovného elektrotechnického inžiniera nie je problém pripojiť sa ku kontaktom originálneho lítiovo-iónového akumulátora, sledovať analógové a digitálne signály a vhodným obvodom ich viac alebo menej presne napodobniť. Samozrejme, aj neznačkové batérie sa dôsledne testujú, napriek tomu sa môže vyskytnúť problém, no tomu sa občas nevyhnú ani najrenomovanejší výrobcovia. Určite si ešte pamätáte nedávnu aféru, keď pre horiace a vybuchujúce batérie musel byť stiahnutý z trhu vlajkový smartfón.

Nepoužívajte nabíjačky s vyšším prúdom, ako má originálna nabíjačka

Aj toto tvrdenie je mýtus. Ja napríklad všetky svoje zariadenia s konektorom USB-C nabíjam zdrojom z MacBook Pro. Každé zariadenie bude z nabíjačky odoberať taký prúd, aký potrebuje. Dobrá analógia sú zásuvky v byte, ktoré sú dimenzované na 16 A, prípadne na ešte vyšší prúd, čo je pri napätí 230 V výkon 3680 W. Do takejto zásuvky môžete bez problémov pripojiť elektrický radiátor s príkonom 3 kW a rovnako dobre aj stolovú lampu s príkonom 10 W. Aj pri rýchlom nabíjaní cez USB-C si bude nabíjané zariadenie odoberať taký prúd pri stanovenom napätí, aby jeho elektronika nabila batériu čo najrýchlejšie, no pritom bezpečne.

Originálnou rýchlonabíjačkou nabijete zariadenie najrýchlejšie

Toto tvrdenie dokázali experimenty s vlajkovými smartfónmi renomovaných značiek. Pomocou originálnej rýchlonabíjačky, ktorú niektorí výrobcovia pribaľujú k smartfónu a niektorí ponúkajú ako príslušenstvo, ktoré treba kúpiť osobitne, sme nabili smartfóny rýchlejšie ako výkonnejším zdrojom z ultrabooku.

 

Zobrazit Galériu

Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Mohlo by Vás zaujímať

Magazín

Recenzia: Mercedes-Benz EQC 400 4Matic Edition 1886 / Rodinná elektrická prémiovka

14.11.2019 00:00

V letnom dvojčísle ste si mohli prečítať článok o trojici prémiových elektromobilov Jaguar i-Pace, Audi e-Tron a Mercedes-Benz EQC400. V prípade Mercedes-Benz však išlo iba o opis a prvé dojmy, pretož ...

Magazín

Peugeot 508 GT Line / Keď si pomýliš triedu

11.11.2019 12:58

S novým Peugeotom 508 som sa po prvýkrát stretol na minuloročnom autosalóne v Ženeve, kde budil veľkú pozornosť. Po teste musím priznať, že zaslúženú. Výrobca tentoraz stavil na karosársku verziu fast ...

Magazín

WATTBOOSTER / Keď potrebujete viac energie

12.11.2019 10:55

Neoddeliteľná súčasť elektromobility je nabíjacia infraštruktúra. V princípe sa delí na dva základné typy, na AC (striedavé) a DC (jednosmerné) nabíjanie. AC nabíjanie je tak­zvané pomalé nabíjanie a ...

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

Brother_300x600

Najnovšie videá