Li-Ion akkumulátorok kezelése

A Li-Ion akkumulátor-pakkok jelenleg az akkutechnika csúcsát képviselik. Magas áruk ellenére széleskörűen elterjedtek, rengeteg elektromos eszközben megtalálhatóak, mint elsődleges energiaforrás. Néhány példa a sok közül:

  • mobiltelefonokban
  • elektromos-akkus fűnyírókban, kerti szerszámokban
  • elektromos kézi szerszámokban: elektromos csavarozókban, sarokcsiszolókban, stb.
  • laptopokban
  • elektromos járművekben: elektromos kerékpárokban, rollerekben, hoverboard-okban, stb.
  • elektromos autókban

Előnyeik

Ezek az akkumulátor-csomagok, viszonylag kis méretük és súlyuk ellenére hihetetlenül nagy energiák tárolására képesek, különösen az elődjeik, az ólom-savas akkumulátorokhoz képest. Ezek az akkumulátorok úgynevezett 18650-es vagy esetleg 21700-as ipari cellákból vannak összeállítva ponthegesztés segítségével. Elég sok, különböző fajtájú-kémiájú cella létezik, melyek különböző elektrokémiai és fizikai tulajdonságokkal rendelkeznek, viszont mindegyikükre jellemző, hogy alacsony a súlyuk, nagy az energia-sűrűségük, és viszonylag gondozásmentesek.

Valóban gondozásmentesek a Li-Ion akkumulátorok?

Nos, a gondozásmentességük viszonylagos, elsősorban az elődjeikkel az ólom-savas, Ni-Cad, Ni-Mh akkumulátorokkal összehasonlítva számítanak gondozásmentesnek. Nincs memória-effektusuk, nem igénylik, hogy mindig teljesen lemerítsük és feltöltsük őket, többszöröse az élettartamuk, stb. Viszont van két nagyon fontos dolog amire oda kell figyelni:

  1. Ne töltsük túl az akkumulátort
  2. Ne engedjük, hogy annyira lemerüljön, hogy bekerüljön a mélykisüléses állapotba.

Mit tegyek, hogy ne töltsem túl az akkumulátort?

Igazából semmi különöset nem kell tenni, erről gondoskodnak a gyártók, ugyanis mind az akkumulátorokat, mind az akkumulátorhoz adott speciális töltőket ellátják védelmi áramkörrel, melynek a feladata, hogy ha az akkumulátor eléri a maximális töltöttségét, akkor a töltő lekapcsolja a töltőáramot. Ezt egyébként általában egy a töltőn található zöld színű LED szokta jelezni. A felhasználó feladata csupán annyiban merül ki, hogy ne használjon sérült vagy másfajta (nem az akkumulátorához adott) töltőt, hiszen nem biztos, hogy az a másfajta töltő is rendelkezik védelmi elektronikával. Emellett erősen javasolt, hogy ha az akkumulátor feltöltődött, akkor a töltőt csatlakoztassuk le róla amint lehetséges. Nem szabad pl. egész télen a töltőn hagyni az akkumulátort!

Mi történik, ha lemerül az akkumulátor, mi az a mélykisüléses állapot?

Azt szinte mindenki tudja, hogy az akkumulátor, folyamatosan veszít a töltöttségéből, ha energiát veszünk ki belőle (magyarán használjuk) és eközben, ezzel párhuzamosan csökken a feszültsége is. Azt már talán kevesebben, hogy ugyanez akkor is megtörténik, ha az akkumulátort nem használjuk, pihentetjük (persze kisebb mértékben).

Minden akkumulátornak van egy belső ellenállása, melynek a mértéke függ az akkumulátor típusától, elhasználtsági fokától, sőt még a külső hőmérséklettől is (minél hidegebb helyen tároljuk, annál magasabb a belső ellenállása, annál gyorsabban merül). A belső ellenállás miatt az akkumulátorok használat nélkül is merülnek maguktól. Ezt a jelenséget önkisülésnek szokás nevezni. Egy egészséges akkumulátor önkisülése szobahőmérsékleten, típustól függően kb. 5-10% havonta.

Mivel a gyártók ezt a jelenséget természetesen ismerik, ezért az elektromos rendszerek vezérléseit, úgy kalibrálják, hogy már hamarabb üres, lemerült állapotot jeleznek és kikapcsolnak, mint ahogy az akkumulátor ténylegesen lemerülne. Éppen ezért nyugodtan használhatjuk az eszközeinket addig amíg ki nem kapcsolnak maguktól, nem lesz semmi bajuk az akkumulátoroknak. A problémák inkább ott kezdődnek, ha elfelejtjük a lemerült akkumulátorokat feltölteni. Erre általában kb. 1-1,5 hónapunk van teljesen lemerült akkumulátor esetében, ha az szobahőmérsékleten van tárolva.

Nézzük meg ezt a számok nyelvén is: egy átlagos 36V-os Li-ion akkumulátort, ha teljesen feltöltünk, akkor a feszültsége 42V lesz. A használata során az akkumulátor feszültsége folyamatosan csökkenni fog, míg el nem éri az úgynevezett „cut-off” feszültséget, ahol az elektromos eszköz vezérlője lekapcsolja az akkumulátort. Ez a feszültség kb. 30-31V környékén szokott lenni. Az akkumulátort ettől fogva már csak a saját belső ellenállása tudja meríteni. A mélykisüléses állapotot az akkumulátor – cellatípusok függvényében – 25V-27,5V környékén éri el. Innen már egyszerűen kiszámítható, hogy a mélykisüléses állapot akár már 1 hónap alatt is beállhat. Ez az állapot, sajnos visszafordíthatatlan károsodást okoz a cellák szerkezetében, ezért a gyári töltők ilyen alacsony feszültség esetén már el sem kezdik a töltést, az akkumulátorunk gyakorlatilag tönkrement.

Mire vigyázzunk tehát?

Elsősorban a téli időszak a legveszélyesebb ilyen szempontból, hiszen sokan télen nem használják elektromos kerékpárjukat, rollerjüket, motorjukat. Ilyenkor figyeljünk arra, hogy sohasem lemerült állapotban tegyük el télire járgányunkat. Legalább 50-60%-ra, vagy akár 100% is feltöltve pihentessük elektromos eszközeinket és alkalmanként: 1-2 havonta töltsük fel őket, hadd mozogjanak azok az elektronok egy kicsit. Természetesen, ugyanez a helyzet a más okból kifolyólag nem használt akkumulátoros eszközeinkkel: MINDIG FELTÖLTVE TÁROLJUK ŐKET, ÉS 1-2 HAVONTA TÖLTSÜK ŐKET!

Mi a teendő, ha mégis bekövetkezik a baj?

Sajnos, ebben az esetben, már csak az akkumulátor cseréje a megoldás. Vannak, akik labor-táp segítségével feltöltik a mélykisült akkumulátorokat, mi viszont ezt nagyon nem javasoljuk, hiszen a sérült szerkezetű cellák jóval labilisabbakká válnak, határozattan növekszik a tűzveszély (akár az egész lakás, ház leéghet). Mivel az akkumulátorpakkok általában szinte a legdrágább alkatrészei elektromos járművünknek, így a cseréjük eléggé magas költséggel jár, ráadásul ezekre az esetekre nem vonatkozik a garancia, mivel a felhasználó nem rendeltetésszerű, hanyag kezelése miatt következik be. Tehát, ne várjuk meg amig túlmerül az akkumulátorunk, töltsük fel rendszeresen.

Hogyan tudom megkímélni, meghosszabbítani az akkumulátorom élettartamát?

Általában 500 ciklus (egy ciklus = egy teljes feltöltés és lemerülés közti energiakivétel mennyiségével) után még az akkumulátorunknak az eredeti kapacitása 70%-át tudnia kell. Ez a számok nyelvére lefordítva annyit jelent, hogy pl. egy 30 km hatótávú elektromos rollerrel 15.000 km használat után még mindig meg tudunk tenni 21 km-t. Azonban, ha odafigyelünk arra, hogy az akkumulátorunk feszültségét 20-80% között tartsuk a használat során és kerüljük a magas energia kivételeket, valamint kb. 1-2 havonta úgynevezett lezáró töltéssel feltöltjük 100%-ra, akkor az akkumulátorunk élettartamát akár meg is négyszerezhetjük!

Reméljük, kissé hosszúra nyúlt írásunkkal, sikerült közérthetően megismertetni a Li-Ion akkumulátorokkal kapcsolatos fontos tudnivalókat!