Słów kilka o ogniwach

litowo-jonowych

niklowo-wodorkowych

niklowo-kadmowych

Wymienione w tytule ogniwa mają podstawowe zastosowanie w akumulatorach zasilających takie urządzenia jak wkrętarki, wiertarko - wkrętarki, rowery elektryczne, hulajnogi, deskoroli, streetboardy, odkurzacze, narzędzia ogrodowe i wiele innych.

Jako użytkownik powinieneś znać, co najmniej, podstawowe właściwości źródeł energii stosowanych do ich zasilania.

Ogniwa litowo-jonowe Li-Ion są jednym z najnowszych rozwiązań wśród ogniw ładowalnych. Do głównych zalet zaliczamy wysoką gęstość energii, zarówno masową jak i objętościową (mała waga i objętość ogniw), wysokie napięcie jednostkowe, absolutny brak efektu pamięciowego, długą żywotność oraz niski stopień samorozładowania. Dodatkowo należy podkreślić, że ogniwa Li-Ion są bardziej przyjazne dla środowiska naturalnego w porównaniu z ogniwami Ni-Cd czy Ni-Mh, o których kilka informacji zamieszczam poniżej. Pewnego przybliżenia wymaga sprawa bezpieczeństwa ich użytkowania. Skąd w ogóle niebezpieczeństwo samozapłonów? Wynika to z faktu, że akumulatory litowe są wrażliwe na nadmierne rozładowanie i przeładowanie. Można temu zapobiec stosując odpowiednie układy elektroniczne nazywane BMS (Battery Management System), które posiadają , też funkcje zabezpieczenia temperaturowego i przetężeniowego. Dzięki temu zwiększa się ich efektywność, żywotność oraz bezpieczeństwo użytkowania.

Do ładowania należy używać dedykowanych ładowarek.

Napięcie znamionowe ogniwa to 3,7 V, maksymalne 4,2 V, a minimalne 3 V (dane te mogą się różnić, w zależności od producenta).

Ogniwa niklowo-wodorkowe Ni-Mh w zakresie budowy są bardzo zbliżone do akumulatorów niklowo-kadmowych. Różnica to materiały anody – w technologii niklowo-wodorkowej wykorzystuje się stopy metali (niklu, magnezu, manganu, kobaltu i aluminium), a nie kadmu. Podstawowe zalety w stosunku do Ni-Cd, to:

• większa pojemność akumulatorów (około 30%),

• blisko trzykrotnie większa gęstość energii w akumulatorach tego samego rozmiaru,

• mniejsza uciążliwość dla środowiska (brak szkodliwego kadmu),

• mniejsza wrażliwość na efekt pamięci.

Jednocześnie ogniwa Ni-MH mają podobne zalety jak Ni-Cd. Charakteryzują się dużą wydajnością prądową, dużą liczbą cykli ładowania i rozładowania, możliwością pracy w skrajnych temperaturach, stabilnymi parametrami prądowymi i napięciowymi oraz stosunkowo długą żywotnością.

Wada ogniw Ni-MH to dość szybkie samorozładowanie, jednak najnowsze są w dużym stopniu pozbawione tej niedoskonałości. Do wad należy również zaliczyć ich podatność na uszkodzenia podczas przeładowania i głębokiego rozładowania.

Podobnie, jak w przypadku Ni-Cd, istnieje problem efektu pamięci, chociaż zjawisko to występuje w mniejszym stopniu. Mimo wszystko, przy niewłaściwym użytkowaniu, istnieje ryzyko, że spotkamy się z pozornym lub rzeczywistym zmniejszeniem pojemności akumulatora. Oznacza to, że czas użytkowania urządzenia między ładowaniami będzie krótszy niż początkowo.

Efektu pamięci można uniknąć, ładując w odpowiedni sposób akumulator. Powinien on być, za każdym razem, w pełni rozładowany, a następnie naładowany do dopuszczalnej wielkości maksymalnej.

Ogniwa niklowo-kadmowe Ni-Cd to historycznie sprawdzona technologia, która ma swoje unikatowe zalety, dzięki którym są wciąż wykorzystywane w niektórych urządzeniach elektrycznych. Podstawowe zalety to wysoką odporność na głębokie rozładowania oraz trwałość i niezawodność. Ponadto charakteryzuje je duża wydajność prądowa, dobra praca w skrajnych temperaturach , odporność na wstrząsy i drgania podczas pracy, duża liczba cykli ładowania i rozładowania.

Ogniwa Ni-Cd wytrzymują około 1000 cykli ładowania i rozładowania. Zaleca się ładowanie i rozładowywanie w pełnych cyklach, a optymalny czas ładowania to 14-16 godzin prądem w mAh o wartości równej C/10 ( gdzie C to pojemność akumulatora w mAh). Przy tak niedużym prądzie, ogniwo podłączone do ładowania przez dłuższy czas w stosunku do zalecanego, nie uszkodzi się, a jego pojemność nie ulegnie zmniejszeniu. Nadmiar energii zamienia się w ciepło, co jest niewątpliwym atutem. Ogniwa o niewiadomym stopniu rozładowania można ładować według standardowego schematu, bez obaw o ich stan.

Ogniwa niklowo-kadmowe mają również wady, z których najważniejsze to wykorzystywanie szkodliwego dla środowiska kadmu, tendencja do samorozładowania i efekt pamięciowy.

Efekt pamięci wiąże się z brakiem regularnego rozładowywania akumulatora do dolnej dopuszczalnej granicy. Ogniwo „zapamiętuje” ile energii zostało wykorzystane podczas jednego cyklu pracy i w ten sposób może po pewnym czasie zacząć wykazywać utratę pojemności. Można zapobiec powstaniu efektowi pamięci, poprzez systematyczne, okresowe, co kilka cykli pracy, rozładowywanie do poziomu około 1V i następnie naładowanie do pełna. W przypadku, gdy ogniwo zaczyna przejawiać objawy spadku pojemności, należy wykonać kilkukrotnie pełne naładowanie i rozładowanie do poziomu ok. 0,8V. Taki zabieg może przedłużyć jego żywotność.

Jednak w ostatnich latach ogniwa Ni-Cd systematycznie wypierane są przez nowsze technologie niklowo-wodorkową (Ni-MH) i litowo-jonową (Li-Ion), w których ogniwa mają wyższą pojemność i mniejszą masę.