Používání Li-Ion akumulátorů v praxi

Historie Li-Ionových akumulátorů je velice krátká. V této době se udělalo mnohé pro zdokonalení tohoto systému, ale je třeba znát nebo se poučit z chyb, a to i velkých firem, které se za dobu používání Li-Ionových akumulátorů objevily.

Nejprve si je třeba uvědomit, že i když je na jednotlivých Li-Ion akumulátorech napsané jmenovité napětí 3,6 V a i rozměrově jsou shodné, není možné je vždy v aplikacích zaměňovat. Celý problém spočívá v tom, že výrobci používají různé druhy elektrod, separátorů i elektrolytů a pracovní rozpětí napětí je různé. Konečné nabíjecí napětí se pohybuje od 4,0 V do 4,3 V, objevují se však Li-Ion akumulátory, které potřebují k plnému nabití 4,5 V. Podobně je tomu i u konečného vybíjecího napětí, kde se hodnoty pohybují od 2,5 do 3,0 V. Proto je třeba při konstrukci nových zařízení znát katalogové údaje výrobce daného typu lithiového akumulátoru. Tyto hodnoty nenajdete totiž ani v normě pro lithiové akumulátory ČSN EN 61960 ed.2. Překročením předepsaných mezních hodnot, byť by se jednalo o pouhé desetiny či setiny voltu, dochází k rozpadu elektrod a tím i k úplnému znehodnocení akumulátoru. Na trhu se již objevily testery lithiových akumulátorů, které ve většině případů mají přednastaveny hodnoty nabíjecího napětí 4,2 V na článek a vybíjecího napětí 2,5 V na článek. To jsou hodnoty, které odpovídají akumulátoru s kobaltovou kladnou elektrodou. Je sice pravda, že toto složení akumulátoru se vyskytuje na našem trhu v komerčních aplikacích nejčastěji, ale je třeba si uvědomit, že to není pravidlem a takový tester může poškodit vaši akumulátorovou baterii, pokud je jiného složení.

Ve všech aplikacích vždy doprovází Li-Ionový akumulátor nějaká elektronika. Její význam spočívá ve vyrovnávání napětí jednotlivých lithiových akumulátorů v baterii při nabíjení i vybíjení, většinou je tam ještě proudová pojistka proti zkratu a teplotní čidla. Nesmíme však přeceňovat význam této elektroniky, která většinou řídí i konečné nabíjecí a konečné vybíjecí napětí, ale někdy je to pouze jen z hlediska bezpečnosti (podobně jako termostat s hodnotou 70 °C v NiCd nebo NiMH bateriích). To znamená, že např. pokud je konečné nabíjecí napětí 4,2 V, tak elektronika vypíná třeba až na hodnotě 4,3 V a tato hodnota již může akumulátor znehodnocovat a mítnegativní vliv na životnost akumulátoru. Podobně je tomu i při vybíjení. Viz obr. 4.9.

Také je třeba zamyslet se nad rozdílem mezi pracovním napětím Li-Ionového akumulátoru a jeho doporučeným provozním napětím. Pracovní napětí slouží k zjišťování jmenovité kapacity, ale doporučené provozní napětí je rozsah, kdy akumulátor dosahuje daleko větší životnosti. Pokud máme akumulátor s pracovním napětím 2,5–4,2 V, pak v tomto režimu je schopen dát přibližně 500 cyklů. Ale pokud je vybíjení ukončeno na 3,0 V, pak se jeho životnost pohybuje už i přes 1500 cyklů (podobně jako u NiCd a NiMH akumulátorů, pokud využijete pouze 10 % jejich kapacity, životnost těchto baterií je i 10 000 cyklů. Viz obr. 6.2.

Tento příklad je v rozporu s podvědomím většiny uživatelů Li-Ionových akumulátorů, kteří podle dřívějších návodů k použití prezentovaných dovozci souprav mobilních telefonů nechávají své zdroje úplně vybít (komerčním zájmem výrobců a prodejců bylo pokud možno životností zdrojů příliš nepřekročit tehdy zákonem stanovenou garanční lhůtu 6 měsíců). Po roce 2003, kdy došlo k tomu, že i záruky na akumulátorové zdroje do mobilních telefonů byly zvýšeny na dva roky, došlo k přehodnocení těchto návodů a zvítězil zdravý rozum nad komerční politikou. Neustále však někteří dodavatelé náhradních akumulátorů pro mobilní telefony nebo dokonce i prodejci mobilních telefonů deklarují záruku na akumulátor pouze 6měsíční. Proto je jen na vás, zda si vyberete dodavatele, který vám nabídne sice nižší cenu a záruku pouze 6 měsíců nebo zda zaplatíte o několik procent více a vyberete si dodavatele, který vám poskytne zákonem stanovenou dvouletou záruku .