Sposoby na akumulatory

Kilka definicji
Każdy akumulator jest zbudowany z jednego lub większej liczby ogniw (ang. cell), dlatego mówimy np. o akumulatorach sześcio- lub dziewięciogniwowych. To one mają różne parametry, które determinują cechy kompletnego produktu. W niektórych przypadkach elementem składowym akumulatora jest jeszcze sterownik, który pomaga poprawnie ładować i rozładowywać ogniwa, ale różnic pomiędzy sterownikami nie będziemy opisywać. Zakładamy, że producent dobrał sterownik odpowiednio i stosownie go skonfigurował.

Poszczególne ogniwa wykonane w tej samej technice nie będą się od siebie znacząco różnić, choć oczywiście pewne szczegóły procesów produkcyjnych mogą sprawić, że jedne będą działać lepiej niż inne. Podstawową różnicą w obrębie danego typu będzie więc pojemność, która zależy po prostu od wielkości ogniwa. Natomiast ogniwa wykonywane w różnych technikach będą się różnić: napięciem znamionowym, gęstością energii, gęstością mocy, odpornością na samorozładowywanie, żywotnością i w końcu kosztem.

Napięcie znamionowe ogniwa odnosi się do napięcia, które uzyskujemy na elektrodach ogniwa w momencie albo jego pełnego naładowania, albo przez większość realnego czasu pracy ogniwa. Ponieważ napięcie to mieści się w zakresie od 1,2 dla Ni-Cd (niklowo-kadmowych) i Ni-MH (niklowo-wodorkowych) do 3,7 V dla Li-Poly (litowo-polimerowych), akumulatory o większych napięciach tworzy się poprzez szeregowe złączenie w obudowie kilku ogniw. W celu zwiększenia pojemności tworzy się po prostu większe ogniwa lub - buduje pakiety akumulatorowe wykonane z połączonych równolegle ogniw tego samego typu.

Bardzo ważnym parametrem jest gęstość energii, która mówi, ile watogodzin można uzyskać z kilograma masy ogniwa. Wartość ta wynosi od ok. 30-45 Wh/kg do ok. 160-250 Wh/kg w przypadku ogniw litowo-jonowych. Zdarza się, że jest wyrażana również w watogodzinach na litr, gdyż niekiedy ważniejsza jest miniaturyzacja objętości niż ograniczanie masy projektowanego urządzenia.

Zdolność do oddawania ładunku będzie jednak zależała nie tyle od gęstości energii, co od gęstości mocy. W tej kategorii najgorzej spośród popularnych akumulatorów wypadają ogniwa niklowo-kadmowe, a najlepiej litowo-polimerowe. Należy jednak zaznaczyć, że dostępna moc, a nawet w praktyce dostępna energia, zależą od parametrów pracy akumulatora, tj. pobieranego prądu i temperatury ogniwa. Wartości podawane przez producentów odnoszą się zawsze do warunków wzorcowych.

Na samorozładowywanie najbardziej podatne są akumulatory Ni-MH, które tracą około 30% ładunku na miesiąc. Wynika to z tego, że względnie szybko zachodzą w nich różne zjawiska chemiczne w trakcie ich spoczynku. Ogniwa zużywają się także w trakcie pracy. Stąd ich żywotność określa się w cyklach ładowania i rozładowania. Zawiera się ona najczęściej w zakresie od kilkuset do kilku tysięcy, ale trzeba pamiętać, że czasem ważny jest też stopień rozładowania – tj. poziom, do którego rozładowujemy akumulator przed ponownym jego naładowaniem. Od niego może istotnie zależeć rzeczywista żywotność akumulatora.

Czas życia można również określić w przewidywanych latach, co zazwyczaj jest górną granicą, do której dotrwają tylko akumulatory pracujące w bardzo korzystnych warunkach. Naturalnie, do warunków pracy zalicza się też temperatury, których zakres tolerancji różni poszczególne grupy ogniw.

Oczywiście, poszczególne rodzaje akumulatorów cechują się różnymi kosztami w przeliczeniu za watogodzinę energii, ale ich ceny zależą też znacznie od producenta i zastosowanych usprawnień.

Budowa akumulatora
Zasadniczo są dwa kryteria klasyfikowania akumulatorów. Pierwszym jest rodzaj zastosowanego elektrolitu. Stąd dzielimy je na ogniwa kwasowe lub zasadowe. Obecnie te pierwsze produkowane są praktycznie wyłącznie jako ogniwa kwasowo-ołowiowe, podczas gdy do drugiej grupy należą praktycznie wszystkie pozostałe rodzaje ogniw.

Drugie kryterium podziału dotyczy konstrukcji obudowy. Wyróżnia się akumulatory otwarte i zamknięte. Te pierwsze pozwalają na dosyć łatwe uzupełnianie elektrolitu, są bardziej odporne na nadmierne przeładowanie, gdyż nie powstaje w nich nadmierny wzrost temperatury ani ciśnienia w trakcie tego procesu, ale ich elektrody łatwiej ulegają zniszczeniu ze względu na kontakt z atmosferą. Akumulatory zamknięte są bardziej odporne na uszkodzenia mechaniczne, ale łatwiej powstają w nich gazy w trakcie nadmiernego ładowania, co powoduje wzrost ciśnienia i temperatury. Ponieważ akumulatory zamknięte od dłuższego czasu produkuje się z membranowymi wentylami, które umożliwiają wydostawanie się gazów, bez wydostawania się ciekłego elektrolitu, wiele z dawniej istotnych trudności z ich użytkowaniem straciło już na znaczeniu.

W praktycznie wszystkich ogniwach – wyjątkiem są kwasowo-ołowiowe – stosuje się dwie elektrody zanurzone w elektrolicie. W akumulatorach z kwasem elektrolit nie tylko pełni funkcję buforową i transportową dla ładunku, ale także jest elektrodą.

Akumulatory, w przeciwieństwie do normalnych baterii jednorazowych, da się ładować, co wynika z tego, że zachodzące w nich w trakcie pracy procesy chemiczne można odwrócić za pomocą prądu elektrycznego. Procesy te to utlenianie na anodzie oraz redukcja na katodzie. Role katody i anody zmieniają się w zależności od tego, czy akumulator pracuje samoczynnie, czy jest ładowany. Wynika to z tego, że w trakcie rozładowywania utleniająca się elektroda ujemna oddaje elektrony podlegającej redukcji elektrodzie dodatniej, powodując przepływ prądu. W trakcie ładowania proces ten jest odwracany.

Akumulatory niklowo-kadmowe
Ogniwa Ni-Cd (niklowo-kadmowe) oferowane są najczęściej w postaci paluszków, choć bywa, że stanowią one pakiety akumulatorowe wbudowane na stałe w urządzenia elektryczne lub elektroniczne. Składają się z elektrod wykonanych z NiO(OH) (zasadowy tlenek niklu) i metalicznego kadmu. Elektrolitem jest KOH (wodorotlenek potasu). Jest to względnie stara technika, wypierana przez nowsze rozwiązania, ale ma też pewne zalety, które sprawiają, że wciąż można spotkać tego typu ogniwa w urządzeniach elektronicznych. Dosyć dobrze bowiem znoszą głębokie rozładowanie. Ich napięcie nominalne wynosi 1,2 V i nie uszkadzają się nawet wtedy, gdy spadnie ono do 0,9 V. Ich gęstość energii wynosi od ok. 40 do 80 Wh/kg i mają dosyć dużą tendencję do samorozładowywania się (ok. 20% na miesiąc). Ich gęstość mocy jest, niestety, mała, ale za to są dosyć trwałe i wytrzymują wiele cykli ładowania.

Ogniwa Ni-Cd są też głównym powodem rozpowszechnienia się poglądu na temat powagi efektu pamięci, tj. sytuacji, w której niepełne rozładowanie akumulatora przed ponownym jego ładowaniem skutkuje zmniejszeniem efektywnej pojemności ogniw. Akumulator pozornie zachowuje się tak, jakby jego pojemność zmniejszyła się do ilości ładunku dostarczonego od momentu rozpoczęcia ładowania. W praktyce objawia się to przede wszystkim spadkiem napięcia na ogniwie, co nie jest jednoznaczne z niemożnością pobrania ładunku wcześniej zgromadzonego w akumulatorze. Co więcej, ponowne, np. kilkukrotne pełne rozładowanie akumulatora (o ile dany akumulator to umożliwia) pozwala osłabić ten efekt, choć ze względu na zwiększające się zużycie z czasem parametry akumulatora i tak się pogarszają.

Trzeba jednak pamiętać o wspomnianej wcześniej odporności na spadek napięcia spowodowany silnym rozładowaniem. Zmniejszenie napięcia na ogniwie poniżej wartości 0,9 V powoduje istotne pogorszenie ich parametrów, ale wartość 0,9 V jest i tak względnie niska w porównaniu z innymi akumulatorami, dla których takie obniżenie napięcia byłoby zabójcze. Jest to jeden z powodów, dla których dbanie o pełne rozładowanie akumulatora Ni-Cd ma sens. O ile efekt pamięci nie występuje tylko w akumulatorach niklowo-kadmowych, to to, że w tym przypadku jest silny oraz że można sobie z nim całkiem dobrze radzić bez narażania akumulatora na inne problemy, sprawia, że warto o nim pamiętać i starać się faktycznie zupełnie rozładować akumulator przed ponownym naładowaniem. W przypadku innych rodzajów ogniw podejście to nie daje już takich korzyści, ale o tym za chwilę.

Korzystanie z akumulatorów Ni-Cd wiąże się z jeszcze jednym problemem: zawierają one bardzo szkodliwy dla środowiska kadm, w związku z czym są wypierane przez inne, bardziej ekologiczne rozwiązania. Mimo to wciąż znajdują zastosowanie, m.in. ze względu na swoją niską cenę.

Akumulatory niklowo-wodorkowe (niklowo-metalowo-wodorowe)
Akumulatory Ni-MH to obecnie najbardziej popularne ogniwa sprzedawane w postaci tzw. paluszków AA i AAA. Ogniwa Ni-MH są bardzo zbliżone do Ni-Cd, ale pod wieloma względami lepsze. Ich elektrody wykonane są z NiO(OH) (zasadowy tlenek niklu) oraz stopów metali, takich jak nikiel, chrom, żelazo, wanad i tytan. Elektrolitem jest KOH (wodorotlenek potasu). Napięcie nominalne wynosi 1,2 V i nie powinny być zbyt często rozładowywane poniżej 1,1 V. Ich gęstość energii sięga 120 Wh/kg, a gęstość mocy jest kilkukrotnie większa niż w przypadku Ni-Cd. Są jednak droższe w produkcji i najszybciej ulegają samorozładowaniu.

Akumulatory Ni-MH są też znacznie mniej wrażliwe na efekt pamięci, a próba zupełnego rozładowywania tego typu ogniw w celu minimalizacji efektu pamięci wcale nie przynosi dużych korzyści, bo dodatkowo zużywa ogniwo, którego napięcie nie powinno przecież zbytnio spadać.

Na rynku pojawiły się też ostatnio akumulatorki Ni-MH (np. marki Eneloop), których producent twierdzi, że są bardzo mało podatne na samorozładowywanie - podobno ich utrata ładunku w skali roku wynosi jedynie 10%. Na potwierdzenie tego zapewnienia są sprzedawane od razu naładowane.

Akumulatory litowo-jonowe
Od pewnego czasu na rynku elektroniki użytkowej – szczególnie tej najbardziej zaawansowanej – dominują ogniwa litowo-jonowe. Nie są one dostępne w postaci paluszków, tylko wykonywane w obudowach przystosowanych kształtem do konkretnych produktów. Wynika to m.in. z tego, że ogniwa Li-Ion mają wysokie napięcie znamionowe, które wynosi 3,6 V. Ich elektrody wykonywane są z węgla (najczęściej grafitu) oraz tlenków metali, a zanurzone są w elektrolicie z soli litowych. Cechują się najlepszą gęstością energii, która może przekroczyć 160 Wh/kg. Mają też wyraźnie lepszą gęstość mocy niż ogniwa Ni-MH. Są dosyć żywotne i powoli ulegają samorozładowaniu.

Mają jednak jeden słaby punkt – zabójczy jest dla nich zbytni spadek napięcia. Jeśli zejdzie ono poniżej poziomu ok. 2,4 V, ogniwo prawdopodobnie zupełnie i praktycznie nieodwracalnie przestanie działać. Ze względu na ten problem w akumulatorach litowo-jonowych integruje się często układy sterujące, które wspomagają funkcje ładowarek. Rejestrują one liczbę cykli ładowania i rozładowywania, pilnują, by odciąć akumulator, gdy jego napięcie nadmiernie spadnie, oraz pozwalają dosyć precyzyjnie zliczać pozostały w nich ładunek.

Dawniej, gdy układy sterujące były prostsze, akumulatory Li-Ion były narażone na wybuch z powodu przeładowania. Obecnie problemy te praktycznie nie występują. Z tego powodu – oraz ze względu na bardzo dobre parametry – często są stosowane w nowoczesnych urządzeniach elektronicznych, takich jak telefony komórkowe, tablety, laptopy, aparaty fotograficzne, a także w samochodach elektrycznych i hybrydowych.

Warto też wspomnieć o efekcie pamięci. Producenci tego typu ogniw niejednokrotnie zachwalają, że nie wykazują one efektu pamięci. I w praktyce faktycznie stosowanie zabiegów mających na celu zmniejszenie wpływu efektu pamięci nie tylko nie pomaga poprawić sprawności ogniw, ale nawet pogarsza ich parametry! Swoją maksymalną żywotność uzyskują, gdy nie rozładowuje się ich poniżej 70% swojej pojemności oraz gdy nie ładuje się ich zupełnie do pełna. Oczywiście, taki sposób użytkowania urządzeń przenośnych jest niewygodny, ale pokazuje, jak należy używać tych akumulatorów, by jak najdłużej posłużyły. Inaczej mówiąc – przede wszystkim nie należy ich zbytnio rozładowywać, ale też nie powinno się ich trzymać non stop podłączonych do ładowania. Ochronę przed przeładowaniem zapewniają jednak najczęściej układy sterujące.

Warto jeszcze dodać, że akumulatory litowo-jonowe o napięciu nominalnym w okolicach 7,2 V tworzone są przez szeregowe połączenie dwóch ogniw.

Akumulatory litowo-polimerowe
Na rynku dostępne są jednak jeszcze akumulatory litowo-polimerowe, które niekiedy reklamowane są jako znacznie lepsze od litowo-jonowych. W rzeczywistości różnica między nimi jest bardzo niewielka, gdyż ogniwa Li-Poly są w istocie ogniwami litowo-jonowymi, w których elektrolit został wykonany w postaci polimeru zamiast jako ciecz. Dzięki temu ogniwa te łatwiej jest dowolnie kształtować, a ponadto cechują się delikatnie lepszą gęstością mocy i zazwyczaj mają nieco wyższe napięcie znamionowe (3,7 V). Bardzo wolno ulegają samorozładowywaniu i są dosyć trwałe. Ich proces ładowania i ograniczenia z tym związane są praktycznie identyczne jak w przypadku ogniw Li-Ion.

Akumulatory litowo-żelazowo-fosfatowe (nano-fosfatowe)
Najnowocześniejszą odmianą akumulatorów z rodziny ogniw litowo-jonowych są ogniwa LiFePO4, czyli litowo-żelazowo-fosfatowe, nazywane też niekiedy nanofosfatowymi. Różnica w budowie polega na tym, że zamiast z typowych dla Li-Ion katod wykonanych z LiCoO2 lub LiMn2O4 są one wytwarzane z LiFePO4.

Dzięki temu ogniwa te cechują się nieco mniejszym napięciem znamionowym (ok 3,25 V) niż tradycyjne Li-Ion, ale bardzo dużą gęstością mocy i dużą gęstością energii. Są też bardzo żywotne – wytrzymują wiele cykli ładowania i rozładowania. Ich napięcie nie powinno jednak spadać poniżej 2 V, czego powinny pilnować odpowiednie układy sterujące.

Akumulatory LiFePO4 to wciąż nowość rynkowa, która jeszcze nie przyjęła się w elektronice użytkowej, ale producenci ogniw i pakietów akumulatorowych zaczęli już masową sprzedaż tego typu produktów wytwórcom urządzeń elektronicznych. Jest to więc technika, z którą dopiero zaczniemy się stykać, a jej sukces jest praktycznie przesądzony, gdyż ogniwa te nie są rewolucyjne, a jedynie stanowią efekt ewolucji dotychczasowych rozwiązań technicznych.

Nie zasada, tylko kwas
W codziennym życiu spotykamy jeszcze jeden rodzaj ogniw galwanicznych, zupełnie inny niż dotąd opisane. Są to ogniwa kwasowo-ołowiowe, które zbudowane są z ołowianych płytek zanurzonych w kwasie siarkowym (H2SO4). Znajdują zastosowanie przede wszystkim w motoryzacji jako podstawowe akumulatory samochodowe. Ich nieco inna wersja montowana jest także w systemach zasilania bezprzerwowego, takich jak np. popularne UPS-y. Te obszary zastosowań wynikają przede wszystkim z tego, że pozwalają na dostarczenie dosyć dużych impulsów prądu, czyli charakteryzują się dużą gęstością mocy. Niestety, jak na gromadzoną energię, okazują się bardzo ciężkie. Gęstość energii akumulatorów kwasowo-ołowiowych wynosi ok 30-40 Wh/kg. Nominalne napięcie pojedynczego ogniwa wynosi ok. 2,1 V.

W przypadku klasycznych akumulatorów tego typu zaletą może być otwarta konstrukcja, która pozwala na łatwe uzupełnianie elektrolitu przez dolanie wody destylowanej.

Jednakże coraz częściej – nie tylko na potrzeby UPS-ów, ale i pojazdów – wykonywane są w postaci żelowej, zamkniętej, w której elektrolit zmieszany jest z krzemionką. Pozwala to zwiększyć odporność akumulatora na uszkodzenia mechaniczne oraz usprawnia proces ładowania, ale uniemożliwia uzupełnianie go wodą.

Poza gęstością energii ich słabą cechą jest np. podatność na kruszenie się elektrod, które może nawet spowodować zwarcie wewnątrz ogniwa. Co więcej, są wrażliwe na długoterminowe rozładowanie, ale są dosyć proste w ładowaniu.

Warto też wspomnieć, że na rynku działa dużo firm, które z powodzeniem regenerują akumulatory kwasowo-ołowiowe nie tylko przez dolewanie wody, ale też odsiarczając elektrody lub zupełnie wymieniając pojedyncze ogniwa.

Ładowanie akumulatorów
Jak należy ładować akumulatory? Wszystko zależy od ogniw, które zostały w nich użyte. Najlepiej robić to za pomocą przeznaczonej do nich ładowarki i trzymać się zaleceń typowych dla danego rodzaju akumulatora. Dbać o pełne rozładowywanie i ładowanie akumulatorów niklowo-kadmowych i nie rozładowywać zbytnio niklowo-wodorkowych. Ogniw litowo-jonowych nie należy zostawiać na zbyt długi czas po ich prawie pełnym wyczerpaniu. W przypadku tych pierwszych zbytniemu rozładowaniu zapobiegnie wbudowany układ sterujący, ale nie ma on już wpływu na przebieg wewnętrznych procesów, które i tak zachodzą w ogniwach. Taki prawie rozładowany akumulator, jeśli przez długi czas nie zostanie podłączony do ładowarki, będzie stopniowo dalej się samoczynnie rozładowywał, aż w końcu przekroczy krytyczną granicę napięcia, po której... zupełnie przestanie działać. Autor artykułu sam doświadczył tego problemu, po tym gdy wciąż bardzo dobrze działający, choć 3-letni akumulator litowo-jonowy został prawie zupełnie rozładowany, a następnie odstawiony na półkę wraz z komputerem na czas około miesięcznego wyjazdu. Po powrocie komputer się już nie włączył, a akumulatora nie dało się ponownie naładować. Co więcej, nowy zamiennik okazał się mieć efektywnie mniejsza pojemność niż stary akumulator na miesiąc przed awarią.

Ogniw kwasowo-ołowiowych również nie należy zbyt długo trzymać nienaładowanych, gdyż wtedy na ich elektrodach wytwarzają się szkodliwe dla sprawności akumulatora kryształki siarczanu ołowiu. Natomiast w przypadku mało popularnych ogniw manganowo-cynkowych ich czas życia zmniejsza się kilkukrotnie, gdy są doprowadzane do całkowitego rozładowania

Zbytnie rozładowanie może mieć też katastrofalne skutki, gdy zajdzie w jednym z ogniw połączonych w szereg z innymi. Wtedy może dojść w nim do przebiegunowania, które spowoduje wzrost prądu przepływającego przez cały akumulator lub szereg akumulatorów, a w konsekwencji nawet jego przegrzanie i zniszczenie.

Bardzo szkodliwe jest też przeładowanie, gdyż powoduje hydrolizę elektrolitu, w wyniku której powstaje wodór i tlen. Zwiększają one ciśnienie i temperaturę ogniw zamkniętych, a w przypadku akumulatorów otwartych oraz wyposażonych w duże wentyle – wysychanie.

Aby uniknąć przeładowania, trzeba określić moment, w którym akumulator jest już naładowany. To również nie jest zadaniem trywialnym, gdyż w niektórych przypadkach, jeśli nie zna się dokładnie ilości ładunku, jaki pozostał do załadowania, wykrycie momentu przeładowania jest bardzo trudne. Wynika to z charakterystyki napięciowej w funkcji ładunku zgromadzonego w ogniwie. Największy problem dotyczy akumulatorów Ni-MH, w których napięcie końcowe ładowania bywa delikatnie niższe, niż gdy do pełnego naładowania brakuje tylko ułamka pojemności. Dlatego zamiast monitorować napięcie akumulatora, często bada się jego temperaturę, która szybko rośnie, gdy nadmierna ilość dostarczanego ładunku powoduje hydrolizę elektrolitu.

Akumulatory Ni-HM są też problematyczne ze względu na prąd, jakim powinny być ładowane. Zazwyczaj zaleca się bowiem, by ładować je impulsami, gdyż prąd stały może je uszkodzić. Nadmierny prąd uszkadza też praktycznie wszystkie inne akumulatory, dlatego producenci podają zalecane prądy ładowania lub całe procedury ładowania, które pozwalają zapewnić najdłuższą żywotność ogniw.

By poprawnie naładować akumulatorki Ni-Cd, trzeba zmierzyć temperaturę lub zmienić napięcie na ogniwie. Stosowana jest w tym celu tzw. metoda delta V. Gdy akumulator jest całkowicie naładowany, pojawia się spadek napięcia, który jest wykrywany przez ładowarkę, i proces ładowania jest wstrzymywany. Trzeba jednak pamiętać, że ogniwa Ni-Cd cechują się dużą podatnością na temperatury. Gdy akumulator się nagrzewa, jego rezystancja wewnętrzna spada, co może powodować zniszczenie akumulatora ze względu na zbyt rosnący ze wzrostem temperatury prąd ładowania.

Ogniwa Li-Ion i podobne zaleca się ładować najpierw stałym prądem, a następnie stałym napięciem. Oczywiście, dzieje się to automatycznie. W praktyce podczas wymuszania przepływu konkretnego prądu ładującego napięcie stopniowo (samoczynnie) rośnie do tych około 3,6 V. Po przekroczeniu ustalonego prądu napięcia ładowarka zaczyna wymuszać konkretne napięcie na akumulatorze, w efekcie czego, zgodnie z prawami fizyki, pobierany z niej prąd zmienia się samoczynnie (maleje), dostosowując się do zmieniającej się rezystancji ogniw. Ładowanie kończy się albo wtedy, gdy prąd zmaleje poniżej pewnego progu, albo wtedy, gdy wbudowany licznik zliczy przez całkowanie numeryczne prądu po czasie ilość ładunku zapakowanego do akumulatora i zdecyduje, że akumulator jest już pełny. Ładowanie może też zostać przerwane ze względu na nadmierny wzrost temperatury albo – jeszcze prościej – przez odmierzanie czasu. Tego drugiego rozwiązania już się praktycznie nie stosuje, gdyż bardziej zaawansowane metody są wystarczająco tanie, by ich powszechnie używać.

Praktycznie w przypadku każdego akumulatora im mniejszy prąd ładowania, tym lepiej dla ogniw. Ma to znaczenie szczególnie w przypadku ogniw Ni-MH i Ni-Cd, w których prąd ten często ustawiamy samodzielnie (choćby kupując konkretny modelu ładowarki). Trzeba pamiętać, że akumulatory ładowane szybciej będą wcześniej traciły na pojemności i w efekcie szybciej ulegały samorozładowywaniu.

Ogniwa cienkowarstwowe
Ta bardzo nowoczesna technika przypomina trochę w swojej zasadzie działania akumulatory litowo-jonowe, ale pozwala na tworzenie ekstremalnie cienkich ogniw. Są one zbudowane z nanometrowych lub mikrometrowych warstw grafitu i litu, podczas gdy elektrolitem jest najczęściej tlenek magnezu. Ich zaletą jest nieco większe napięcie niż w przypadku klasycznych ogniw litowo-jonowych. Dochodzi ono do 4 V. Mają też rewelacyjną gęstość energii – do 600 Wh/kg. W zależności od kształtu, pozwalają także na pobieranie bardzo dużych prądów, w efekcie czego ich gęstość mocy jest ponad 10-krotnie większa niż w przypadku pozostałych rodzajów akumulatorów. Niestety są bardzo kosztowne w produkcji. Dlatego obecnie na rynku dostępne są praktycznie tylko ogniwa tego typu o bardzo małych pojemnościach, rzadko dochodzących do kilku miliamperogodzin. Z tego względu obecnie ich główne zastosowanie sprowadza się do tworzenia tzw. inteligentnych czujników, które wymagają bardzo małej ilości energii do pracy – a na dodatek pobierają ją z otoczenia, np. wykorzystując wiatr, różnice temperatur czy też naprężenia.
Warto dodać, ze mikrometrowa grubość ogniwa pozwala stworzyć niezwykle cienkie, a nawet elastyczne akumulatory.

Ładowalne alkaliczne akumulatory manganowe
Od jakiegoś czasu na rynku można znaleźć alkaliczne akumulatory manganowe (RAM - Rechargeable Alkaline Manganese), które łączą w sobie cechy tradycyjnych baterii alkalicznych i akumulatorów. Produkuje je praktycznie tylko kilka firm, opierając się na tym samym patencie kanadyjskiego pomysłodawcy - Battery Technologies Inc.

Producenci twierdzą, że akumulatory tego typu tracą od 0,6% do 18% ładunku w miesiąca, w zależności od temperatury (im niższa, tym lepiej). Ponadto ich zaletą jest wyższe napięcie nominalne, zbliżone do poziomu 1,4 V (początkowo 1,5 V). Dzięki temu mogą być z powodzeniem stosowane w starszych urządzeniach przenośnych, których sprawność działania na akumulatorach o napięciu 1,2 V jest ograniczona. Dawniej akumulatory nie były tak powszechne, w efekcie czego urządzenia elektroniczne projektowało się, nie zwracając uwagi na to, czy będą mogły być zasilane obniżonym napięciem. Co więcej, wraz ze wzrostem napięcia zasilania rośnie efektywny zasięg urządzeń radiowych, dlatego np. klawiatury bezprzewodowe działają z większego dystansu, gdy są zasilane zwykłymi bateriami, niż wtedy, gdy zamontuje się w nich akumulatorki o napięciu 1,2 V.

Akumulatory RAM mają też dosyć dużą gęstość energii, ale nie tak dużą gęstość mocy jak inne akumulatory. Mają też coś w rodzaju odwrotnego efektu pamięci - im mniej głęboko się je rozładowuje, tym wyższe jest ich napięcie po pełnym naładowaniu i tym więcej cykli ładowania i rozładowania są w stanie wytrzymać. Gdy wyczerpuje się nie więcej niż 25% ich pojemności, można je ładować nawet ponad 200 razy. Jeśli przed ponownym ładowaniem zużyje się około 50% ładunku, ich żywotność spada do ok. 25 cykli.

Superkondensatory
W pewnych zastosowaniach jako akumulator może posłużyć też odpowiedni kondensator, o ile tylko ma wystarczająco dużą pojemność i nie zachodzi w nim zbyt szybkie zjawisko samorozładowywania. W ostatnich latach na rynku pojawiło się dosyć wiele superkondensatorów, których cechy pozwalają na użycie ich jako długotrwałych akumulatorów energii. Co prawda praktycznie nie stosuje się ich w ten sposób w przenośnej elektronice użytkowej, bo mają małą gęstość energii, nie większą niż 10 Wh/kg. Dopiero ostatnio na rynku pojawiła się pierwsza nowość tego typu: myszki bezakumulatorowe, o których pisaliśmy na łamach PCLab.pl. Dalszy postęp techniczny może jednak sprawić, że ich obszar zastosowań się zwiększy. Do zalet superkondensatorów należy przede wszystkim bardzo krótki czas ładowania, bardzo duża żywotność liczna w cyklach ładowania (setki tysięcy razy, jeśli nie więcej) i możliwość poboru bardzo dużych prądów. Oznacza to, że cechują się one bardzo dużą gęstością mocy, jeśli traktować je jako akumulatory.

Ogniwa paliwowe
O technice ogniw paliwowych było głośno kilka lat temu, ale jak się okazuje, wieści o rewolucji, jaką miały spowodować, były zdecydowanie przesadzone. W praktyce obecnie trudno spotkać urządzenie z ogniwem paliwowym. To, co dotąd wyprodukowano, to zazwyczaj tylko przykłady i egzemplarze demonstracyjne, które miały pokazać potencjalne możliwości użycia tej techniki.

Ogniwa paliwowe pozwalają na generację energii elektrycznej za pomocą reakcji chemicznych, w trakcie których zużywa się dostarczone do nich paliwo. Działa to dosyć podobnie jak w przypadku samochodu napędzanego przez spalanie benzyny, tylko że paliwem może być np. wodór. Z założenia ogniwa paliwowe powinny cechować się bardzo dużą gęstością energii, a więc pozwalać na bardzo długą pracę urządzeń przez nie zasilanych. Co więcej, ich proces napełniania mógłby być bardzo szybki, co byłoby ich następną przewagą nad tradycyjnymi ogniwami. Oprócz wodoru mogłyby wykorzystywać metanol, biogaz czy też LPG.

O ile na rynku istnieją firmy tworzące duże ogniwa paliwowe, które mogą posłużyć jako przydomowa elektrownia, to do zastosowania tego typu ogniw w urządzeniach przenośnych jest jeszcze daleko. Jednym z problemów jest wysoka temperatura powstająca w trakcie generowania prądu.

Być może za światełko w tunelu rozwoju tej techniki należałoby uznać to, że pod koniec 2011 roku Apple złożyło wnioski patentowe opisujące urządzenia zasilane w ten sposób. Gdyby faktycznie powstały takie komputery, być może do popularyzacji ogniw przyczyniłaby się moda, która zapewne powstałaby w wyniku działania tego wyznaczającego trendy koncernu. Zdaje się jednak, że zagranie Apple to jedynie próba zdobycia patentów na coś, co jeszcze nie zostało opracowane ani nie działa, ale co można zastrzec, zanim zrobią to inni.

Tips & Tricks
Uzbrojeni w wiedzę o ogniwach możemy wyciągnąć pewne wnioski, które pozwolą „podkręcić” przenośne urządzenia elektroniczne i elektryczne pod względem źródła zasilania.

Przykładowo wiele dawniej produkowanych urządzeń było wyposażanych w pakiety akumulatorowe wykonane w technice niklowo-kadmowej. Bardzo często można je z powodzeniem zastąpić nowymi i nieco lepszymi akumulatorami niklowo-wodorkowymi, gdyż prawie pod wszystkim względami są lepsze od Ni-Cd. Trzeba tylko pilnować, by nie doprowadzać ich do zbytniego permanentnego rozładowania, i liczyć się z tym, że ogniwa te w trakcie spoczynku będą tracić ładunek szybciej niż niklowo-kadmowe. Pewnym problemem może być też sposób ich ładowania – wbudowana ładowarka może nie być w stanie wykryć momentu napełnienia akumulatora Ni-MH albo w ogóle ładować je przez określony czas od momentu podłączenia do prądu. Mając to na uwadze, aby zoptymalizować użytkowanie tak zmodyfikowanego urządzenia, należałoby ustalić specjalne procedury ładowania akumulatora – najczęściej przez wprowadzenie ograniczenia czasu ładowania.

Wymiana ogniw Ni-Cd lub Ni-MH na litowo-jonowe lub podobne jest nieco trudniejsza, gdyż konieczne jest dopasowanie napięć. Dopiero jeśli w urządzeniu zastosowane są trzy szeregowo połączone ogniwa wspomnianego typu, można próbować zastąpić je pojedynczym ogniwem litowo-jonowym. Jednakże trudno jest znaleźć gotowe pakiety litowo-jonowe o wymiarach odpowiadających tym niklowo-kadmowym i niklowo-wodorkowym. Co więcej, trzeba koniecznie się upewnić, że stosowany w urządzeniu prąd ładowania nie uszkodzi sterownika nowych ogniw i pozwoli mu na poprawne kontrolowanie poziomu naładowania akumulatora.

Wymiana tradycyjnego akumulatora litowo-jonowego na litowo-polimerowy nie będzie stanowić problemu, o ile znajdzie się zamiennik o odpowiednich wymiarach i kompatybilnym sterowniku. Nie należy jednak oczekiwać cudów po takiej zamianie. Jeśli jakiś dostawca twierdzi, że kupując oferowany przez niego akumulator litowo-polimerowy, wydłużymy czas pracy urządzenia, w którym dotąd stosowany był akumulator litowo-jonowy, o kilkadziesiąt procent, to jest to albo zwykłe kłamstwo, albo znaczne przeszacowanie. Należy też z dużą nieufnością podchodzić do wszystkich akumulatorów, na których napisane jest, że mają kilkukrotnie większą pojemność od bardzo podobnych akumulatorów renomowanych producentów. Z taką sytuacją często można się spotkać w przypadku akumulatorów do aparatów fotograficznych, których oryginalny akumulator oficjalnie ma pojemność nawet ponaddwukrotnie mniejszą niż niektóre jego trzykrotnie tańsze zamienniki. Praktyka pokazuje, że zamiennik nie tylko wcale nie jest lepszy od oryginału, ale i najczęściej ma nieco mniejszą pojemność, a zastosowane w nim ogniwa są słabej jakości i mają bardzo małą żywotność. Wynika to m.in. z tego, że oryginalne akumulatory do urządzeń elektronicznych wysokiej klasy trzeba wytwarzać w taki sposób, by zapewnić produkt dobrej jakości, pozwalający działać urządzeniu przez długi czas, a jednocześnie jak najmniejszy i najlżejszy. Gdyby było inaczej, producenci nie sięgaliby po technikę litowo-jonową i stosowali tańsze i łatwe w wymianie akumulatory niklowo-wodorkowe lub zwykłe baterie paluszki. Zresztą dzieje się tak właśnie w przypadku elektroniki „z niższej półki” – czyli np. tanich aparatów fotograficznych.

Osoby zainteresowane maksymalizowaniem wydajności akumulatorów warto też przestrzec przed łączeniem ogniw różnego typu, a nawet istotnie różniących się akumulatorków tego samego rodzaju. O ile mogłoby się wydawać, że potrzebne napięcie, np. 5 V, można uzyskać, zestawiając ze sobą szeregowo akumulator niklowo-wodorkowy i litowo-polimerowy, to takie połączenie nie będzie poprawnie działać. Pomijamy już problem ładowania, gdyż trudność pojawi się nawet na etapie zwykłej pracy. Wynika to z tego, że spadek napięcia na różnych ogniwach będzie się różnie kształtował w zależności od płynącego przez nie prądu. Może to doprowadzić do sytuacji, w której spadki napięć rozłożą się tak, że jedno z ogniw w szeregu będzie stawiało duży opór płynącemu prądowi, a w skrajnych przypadkach może doprowadzić do odwrócenia polaryzacji na którymś z ogniw. Podobne zjawisko może też zajść w momencie, gdy zastosuje się dwa takie same ogniwa, ale np. o istotnie różnych parametrach, co mogłoby wynikać choćby z tego powodu, że jedno z nich jest znacznie starsze i bardziej zużyte niż drugie. To właśnie z tego powodu producenci często piszą na swoich urządzeniach, aby stosować w nich tylko baterie lub akumulatory tego samego typu – i gdy się one rozładują, by nie próbować mieszać baterii rozładowanych z nowymi. Praktyka jednak pokazuje, że takie podejście praktycznie nigdy nie prowadzi do katastrofy, i choć nie jest optymalne, pozwala niekiedy uruchomić zasilane bateryjnie urządzenie, gdy nie ma pod ręką kompletu nowych akumulatorów lub baterii.

Na koniec wspomnimy o równoległym łączeniu akumulatorów, które może posłużyć do zwiększenia sumarycznej pojemności akumulatorów i wydłużenia pracy urządzenia przenośnego. Ogólnie jest to praktyka dosyć bezpieczna, choć bardzo rzadko stosowana ze względu na ograniczenia przestrzenne. Producenci raczej nie przewidują, że ich sprzęt będzie zasilany dodatkowymi ogniwami, i aby dokonać takiej modyfikacji, należy zazwyczaj w jakiś sposób doczepić dodatkowe ogniwa z zewnątrz urządzenia. Niemniej pozwala to istotnie wydłużyć pracę urządzeń zasilanych ogniwami niklowo-kadmowymi i niklowo-wodorkowymi. Tymczasem ze względu na wbudowane sterowniki takie proste połączenie nie może być zastosowane w przypadku ogniw z rodziny litowo-jonowej.

Łącząc ze sobą akumulatory równolegle, należy tylko pamiętać, by stosować modele o bardzo podobnych parametrach, gdyż ich niedopasowanie może spowodować niepotrzebne, przyspieszone rozładowywanie się ogniw.

Autor	Wiadomość
wentyl007	Napisany: 26 Sty 2012 12:44 Sposoby na akumulatory
	Kilka definicji Każdy akumulator jest zbudowany z jednego lub większej liczby ogniw (ang. cell), dlatego mówimy np. o akumulatorach sześcio- lub dziewięciogniwowych. To one mają różne parametry, które determinują cechy kompletnego produktu. W niektórych przypadkach elementem składowym akumulatora jest jeszcze sterownik, który pomaga poprawnie ładować i rozładowywać ogniwa, ale różnic pomiędzy sterownikami nie będziemy opisywać. Zakładamy, że producent dobrał sterownik odpowiednio i stosownie go skonfigurował. Poszczególne ogniwa wykonane w tej samej technice nie będą się od siebie znacząco różnić, choć oczywiście pewne szczegóły procesów produkcyjnych mogą sprawić, że jedne będą działać lepiej niż inne. Podstawową różnicą w obrębie danego typu będzie więc pojemność, która zależy po prostu od wielkości ogniwa. Natomiast ogniwa wykonywane w różnych technikach będą się różnić: napięciem znamionowym, gęstością energii, gęstością mocy, odpornością na samorozładowywanie, żywotnością i w końcu kosztem. Napięcie znamionowe ogniwa odnosi się do napięcia, które uzyskujemy na elektrodach ogniwa w momencie albo jego pełnego naładowania, albo przez większość realnego czasu pracy ogniwa. Ponieważ napięcie to mieści się w zakresie od 1,2 dla Ni-Cd (niklowo-kadmowych) i Ni-MH (niklowo-wodorkowych) do 3,7 V dla Li-Poly (litowo-polimerowych), akumulatory o większych napięciach tworzy się poprzez szeregowe złączenie w obudowie kilku ogniw. W celu zwiększenia pojemności tworzy się po prostu większe ogniwa lub - buduje pakiety akumulatorowe wykonane z połączonych równolegle ogniw tego samego typu. Bardzo ważnym parametrem jest gęstość energii, która mówi, ile watogodzin można uzyskać z kilograma masy ogniwa. Wartość ta wynosi od ok. 30-45 Wh/kg do ok. 160-250 Wh/kg w przypadku ogniw litowo-jonowych. Zdarza się, że jest wyrażana również w watogodzinach na litr, gdyż niekiedy ważniejsza jest miniaturyzacja objętości niż ograniczanie masy projektowanego urządzenia. Zdolność do oddawania ładunku będzie jednak zależała nie tyle od gęstości energii, co od gęstości mocy. W tej kategorii najgorzej spośród popularnych akumulatorów wypadają ogniwa niklowo-kadmowe, a najlepiej litowo-polimerowe. Należy jednak zaznaczyć, że dostępna moc, a nawet w praktyce dostępna energia, zależą od parametrów pracy akumulatora, tj. pobieranego prądu i temperatury ogniwa. Wartości podawane przez producentów odnoszą się zawsze do warunków wzorcowych. Na samorozładowywanie najbardziej podatne są akumulatory Ni-MH, które tracą około 30% ładunku na miesiąc. Wynika to z tego, że względnie szybko zachodzą w nich różne zjawiska chemiczne w trakcie ich spoczynku. Ogniwa zużywają się także w trakcie pracy. Stąd ich żywotność określa się w cyklach ładowania i rozładowania. Zawiera się ona najczęściej w zakresie od kilkuset do kilku tysięcy, ale trzeba pamiętać, że czasem ważny jest też stopień rozładowania – tj. poziom, do którego rozładowujemy akumulator przed ponownym jego naładowaniem. Od niego może istotnie zależeć rzeczywista żywotność akumulatora. Czas życia można również określić w przewidywanych latach, co zazwyczaj jest górną granicą, do której dotrwają tylko akumulatory pracujące w bardzo korzystnych warunkach. Naturalnie, do warunków pracy zalicza się też temperatury, których zakres tolerancji różni poszczególne grupy ogniw. Oczywiście, poszczególne rodzaje akumulatorów cechują się różnymi kosztami w przeliczeniu za watogodzinę energii, ale ich ceny zależą też znacznie od producenta i zastosowanych usprawnień. Budowa akumulatora Zasadniczo są dwa kryteria klasyfikowania akumulatorów. Pierwszym jest rodzaj zastosowanego elektrolitu. Stąd dzielimy je na ogniwa kwasowe lub zasadowe. Obecnie te pierwsze produkowane są praktycznie wyłącznie jako ogniwa kwasowo-ołowiowe, podczas gdy do drugiej grupy należą praktycznie wszystkie pozostałe rodzaje ogniw. Drugie kryterium podziału dotyczy konstrukcji obudowy. Wyróżnia się akumulatory otwarte i zamknięte. Te pierwsze pozwalają na dosyć łatwe uzupełnianie elektrolitu, są bardziej odporne na nadmierne przeładowanie, gdyż nie powstaje w nich nadmierny wzrost temperatury ani ciśnienia w trakcie tego procesu, ale ich elektrody łatwiej ulegają zniszczeniu ze względu na kontakt z atmosferą. Akumulatory zamknięte są bardziej odporne na uszkodzenia mechaniczne, ale łatwiej powstają w nich gazy w trakcie nadmiernego ładowania, co powoduje wzrost ciśnienia i temperatury. Ponieważ akumulatory zamknięte od dłuższego czasu produkuje się z membranowymi wentylami, które umożliwiają wydostawanie się gazów, bez wydostawania się ciekłego elektrolitu, wiele z dawniej istotnych trudności z ich użytkowaniem straciło już na znaczeniu. W praktycznie wszystkich ogniwach – wyjątkiem są kwasowo-ołowiowe – stosuje się dwie elektrody zanurzone w elektrolicie. W akumulatorach z kwasem elektrolit nie tylko pełni funkcję buforową i transportową dla ładunku, ale także jest elektrodą. Akumulatory, w przeciwieństwie do normalnych baterii jednorazowych, da się ładować, co wynika z tego, że zachodzące w nich w trakcie pracy procesy chemiczne można odwrócić za pomocą prądu elektrycznego. Procesy te to utlenianie na anodzie oraz redukcja na katodzie. Role katody i anody zmieniają się w zależności od tego, czy akumulator pracuje samoczynnie, czy jest ładowany. Wynika to z tego, że w trakcie rozładowywania utleniająca się elektroda ujemna oddaje elektrony podlegającej redukcji elektrodzie dodatniej, powodując przepływ prądu. W trakcie ładowania proces ten jest odwracany. Akumulatory niklowo-kadmowe Ogniwa Ni-Cd (niklowo-kadmowe) oferowane są najczęściej w postaci paluszków, choć bywa, że stanowią one pakiety akumulatorowe wbudowane na stałe w urządzenia elektryczne lub elektroniczne. Składają się z elektrod wykonanych z NiO(OH) (zasadowy tlenek niklu) i metalicznego kadmu. Elektrolitem jest KOH (wodorotlenek potasu). Jest to względnie stara technika, wypierana przez nowsze rozwiązania, ale ma też pewne zalety, które sprawiają, że wciąż można spotkać tego typu ogniwa w urządzeniach elektronicznych. Dosyć dobrze bowiem znoszą głębokie rozładowanie. Ich napięcie nominalne wynosi 1,2 V i nie uszkadzają się nawet wtedy, gdy spadnie ono do 0,9 V. Ich gęstość energii wynosi od ok. 40 do 80 Wh/kg i mają dosyć dużą tendencję do samorozładowywania się (ok. 20% na miesiąc). Ich gęstość mocy jest, niestety, mała, ale za to są dosyć trwałe i wytrzymują wiele cykli ładowania. Ogniwa Ni-Cd są też głównym powodem rozpowszechnienia się poglądu na temat powagi efektu pamięci, tj. sytuacji, w której niepełne rozładowanie akumulatora przed ponownym jego ładowaniem skutkuje zmniejszeniem efektywnej pojemności ogniw. Akumulator pozornie zachowuje się tak, jakby jego pojemność zmniejszyła się do ilości ładunku dostarczonego od momentu rozpoczęcia ładowania. W praktyce objawia się to przede wszystkim spadkiem napięcia na ogniwie, co nie jest jednoznaczne z niemożnością pobrania ładunku wcześniej zgromadzonego w akumulatorze. Co więcej, ponowne, np. kilkukrotne pełne rozładowanie akumulatora (o ile dany akumulator to umożliwia) pozwala osłabić ten efekt, choć ze względu na zwiększające się zużycie z czasem parametry akumulatora i tak się pogarszają. Trzeba jednak pamiętać o wspomnianej wcześniej odporności na spadek napięcia spowodowany silnym rozładowaniem. Zmniejszenie napięcia na ogniwie poniżej wartości 0,9 V powoduje istotne pogorszenie ich parametrów, ale wartość 0,9 V jest i tak względnie niska w porównaniu z innymi akumulatorami, dla których takie obniżenie napięcia byłoby zabójcze. Jest to jeden z powodów, dla których dbanie o pełne rozładowanie akumulatora Ni-Cd ma sens. O ile efekt pamięci nie występuje tylko w akumulatorach niklowo-kadmowych, to to, że w tym przypadku jest silny oraz że można sobie z nim całkiem dobrze radzić bez narażania akumulatora na inne problemy, sprawia, że warto o nim pamiętać i starać się faktycznie zupełnie rozładować akumulator przed ponownym naładowaniem. W przypadku innych rodzajów ogniw podejście to nie daje już takich korzyści, ale o tym za chwilę. Korzystanie z akumulatorów Ni-Cd wiąże się z jeszcze jednym problemem: zawierają one bardzo szkodliwy dla środowiska kadm, w związku z czym są wypierane przez inne, bardziej ekologiczne rozwiązania. Mimo to wciąż znajdują zastosowanie, m.in. ze względu na swoją niską cenę. Akumulatory niklowo-wodorkowe (niklowo-metalowo-wodorowe) Akumulatory Ni-MH to obecnie najbardziej popularne ogniwa sprzedawane w postaci tzw. paluszków AA i AAA. Ogniwa Ni-MH są bardzo zbliżone do Ni-Cd, ale pod wieloma względami lepsze. Ich elektrody wykonane są z NiO(OH) (zasadowy tlenek niklu) oraz stopów metali, takich jak nikiel, chrom, żelazo, wanad i tytan. Elektrolitem jest KOH (wodorotlenek potasu). Napięcie nominalne wynosi 1,2 V i nie powinny być zbyt często rozładowywane poniżej 1,1 V. Ich gęstość energii sięga 120 Wh/kg, a gęstość mocy jest kilkukrotnie większa niż w przypadku Ni-Cd. Są jednak droższe w produkcji i najszybciej ulegają samorozładowaniu. Akumulatory Ni-MH są też znacznie mniej wrażliwe na efekt pamięci, a próba zupełnego rozładowywania tego typu ogniw w celu minimalizacji efektu pamięci wcale nie przynosi dużych korzyści, bo dodatkowo zużywa ogniwo, którego napięcie nie powinno przecież zbytnio spadać. Na rynku pojawiły się też ostatnio akumulatorki Ni-MH (np. marki Eneloop), których producent twierdzi, że są bardzo mało podatne na samorozładowywanie - podobno ich utrata ładunku w skali roku wynosi jedynie 10%. Na potwierdzenie tego zapewnienia są sprzedawane od razu naładowane. Akumulatory litowo-jonowe Od pewnego czasu na rynku elektroniki użytkowej – szczególnie tej najbardziej zaawansowanej – dominują ogniwa litowo-jonowe. Nie są one dostępne w postaci paluszków, tylko wykonywane w obudowach przystosowanych kształtem do konkretnych produktów. Wynika to m.in. z tego, że ogniwa Li-Ion mają wysokie napięcie znamionowe, które wynosi 3,6 V. Ich elektrody wykonywane są z węgla (najczęściej grafitu) oraz tlenków metali, a zanurzone są w elektrolicie z soli litowych. Cechują się najlepszą gęstością energii, która może przekroczyć 160 Wh/kg. Mają też wyraźnie lepszą gęstość mocy niż ogniwa Ni-MH. Są dosyć żywotne i powoli ulegają samorozładowaniu. Mają jednak jeden słaby punkt – zabójczy jest dla nich zbytni spadek napięcia. Jeśli zejdzie ono poniżej poziomu ok. 2,4 V, ogniwo prawdopodobnie zupełnie i praktycznie nieodwracalnie przestanie działać. Ze względu na ten problem w akumulatorach litowo-jonowych integruje się często układy sterujące, które wspomagają funkcje ładowarek. Rejestrują one liczbę cykli ładowania i rozładowywania, pilnują, by odciąć akumulator, gdy jego napięcie nadmiernie spadnie, oraz pozwalają dosyć precyzyjnie zliczać pozostały w nich ładunek. Dawniej, gdy układy sterujące były prostsze, akumulatory Li-Ion były narażone na wybuch z powodu przeładowania. Obecnie problemy te praktycznie nie występują. Z tego powodu – oraz ze względu na bardzo dobre parametry – często są stosowane w nowoczesnych urządzeniach elektronicznych, takich jak telefony komórkowe, tablety, laptopy, aparaty fotograficzne, a także w samochodach elektrycznych i hybrydowych. Warto też wspomnieć o efekcie pamięci. Producenci tego typu ogniw niejednokrotnie zachwalają, że nie wykazują one efektu pamięci. I w praktyce faktycznie stosowanie zabiegów mających na celu zmniejszenie wpływu efektu pamięci nie tylko nie pomaga poprawić sprawności ogniw, ale nawet pogarsza ich parametry! Swoją maksymalną żywotność uzyskują, gdy nie rozładowuje się ich poniżej 70% swojej pojemności oraz gdy nie ładuje się ich zupełnie do pełna. Oczywiście, taki sposób użytkowania urządzeń przenośnych jest niewygodny, ale pokazuje, jak należy używać tych akumulatorów, by jak najdłużej posłużyły. Inaczej mówiąc – przede wszystkim nie należy ich zbytnio rozładowywać, ale też nie powinno się ich trzymać non stop podłączonych do ładowania. Ochronę przed przeładowaniem zapewniają jednak najczęściej układy sterujące. Warto jeszcze dodać, że akumulatory litowo-jonowe o napięciu nominalnym w okolicach 7,2 V tworzone są przez szeregowe połączenie dwóch ogniw. Akumulatory litowo-polimerowe Na rynku dostępne są jednak jeszcze akumulatory litowo-polimerowe, które niekiedy reklamowane są jako znacznie lepsze od litowo-jonowych. W rzeczywistości różnica między nimi jest bardzo niewielka, gdyż ogniwa Li-Poly są w istocie ogniwami litowo-jonowymi, w których elektrolit został wykonany w postaci polimeru zamiast jako ciecz. Dzięki temu ogniwa te łatwiej jest dowolnie kształtować, a ponadto cechują się delikatnie lepszą gęstością mocy i zazwyczaj mają nieco wyższe napięcie znamionowe (3,7 V). Bardzo wolno ulegają samorozładowywaniu i są dosyć trwałe. Ich proces ładowania i ograniczenia z tym związane są praktycznie identyczne jak w przypadku ogniw Li-Ion. Akumulatory litowo-żelazowo-fosfatowe (nano-fosfatowe) Najnowocześniejszą odmianą akumulatorów z rodziny ogniw litowo-jonowych są ogniwa LiFePO4, czyli litowo-żelazowo-fosfatowe, nazywane też niekiedy nanofosfatowymi. Różnica w budowie polega na tym, że zamiast z typowych dla Li-Ion katod wykonanych z LiCoO2 lub LiMn2O4 są one wytwarzane z LiFePO4. Dzięki temu ogniwa te cechują się nieco mniejszym napięciem znamionowym (ok 3,25 V) niż tradycyjne Li-Ion, ale bardzo dużą gęstością mocy i dużą gęstością energii. Są też bardzo żywotne – wytrzymują wiele cykli ładowania i rozładowania. Ich napięcie nie powinno jednak spadać poniżej 2 V, czego powinny pilnować odpowiednie układy sterujące. Akumulatory LiFePO4 to wciąż nowość rynkowa, która jeszcze nie przyjęła się w elektronice użytkowej, ale producenci ogniw i pakietów akumulatorowych zaczęli już masową sprzedaż tego typu produktów wytwórcom urządzeń elektronicznych. Jest to więc technika, z którą dopiero zaczniemy się stykać, a jej sukces jest praktycznie przesądzony, gdyż ogniwa te nie są rewolucyjne, a jedynie stanowią efekt ewolucji dotychczasowych rozwiązań technicznych. Nie zasada, tylko kwas W codziennym życiu spotykamy jeszcze jeden rodzaj ogniw galwanicznych, zupełnie inny niż dotąd opisane. Są to ogniwa kwasowo-ołowiowe, które zbudowane są z ołowianych płytek zanurzonych w kwasie siarkowym (H2SO4). Znajdują zastosowanie przede wszystkim w motoryzacji jako podstawowe akumulatory samochodowe. Ich nieco inna wersja montowana jest także w systemach zasilania bezprzerwowego, takich jak np. popularne UPS-y. Te obszary zastosowań wynikają przede wszystkim z tego, że pozwalają na dostarczenie dosyć dużych impulsów prądu, czyli charakteryzują się dużą gęstością mocy. Niestety, jak na gromadzoną energię, okazują się bardzo ciężkie. Gęstość energii akumulatorów kwasowo-ołowiowych wynosi ok 30-40 Wh/kg. Nominalne napięcie pojedynczego ogniwa wynosi ok. 2,1 V. W przypadku klasycznych akumulatorów tego typu zaletą może być otwarta konstrukcja, która pozwala na łatwe uzupełnianie elektrolitu przez dolanie wody destylowanej. Jednakże coraz częściej – nie tylko na potrzeby UPS-ów, ale i pojazdów – wykonywane są w postaci żelowej, zamkniętej, w której elektrolit zmieszany jest z krzemionką. Pozwala to zwiększyć odporność akumulatora na uszkodzenia mechaniczne oraz usprawnia proces ładowania, ale uniemożliwia uzupełnianie go wodą. Poza gęstością energii ich słabą cechą jest np. podatność na kruszenie się elektrod, które może nawet spowodować zwarcie wewnątrz ogniwa. Co więcej, są wrażliwe na długoterminowe rozładowanie, ale są dosyć proste w ładowaniu. Warto też wspomnieć, że na rynku działa dużo firm, które z powodzeniem regenerują akumulatory kwasowo-ołowiowe nie tylko przez dolewanie wody, ale też odsiarczając elektrody lub zupełnie wymieniając pojedyncze ogniwa. Ładowanie akumulatorów Jak należy ładować akumulatory? Wszystko zależy od ogniw, które zostały w nich użyte. Najlepiej robić to za pomocą przeznaczonej do nich ładowarki i trzymać się zaleceń typowych dla danego rodzaju akumulatora. Dbać o pełne rozładowywanie i ładowanie akumulatorów niklowo-kadmowych i nie rozładowywać zbytnio niklowo-wodorkowych. Ogniw litowo-jonowych nie należy zostawiać na zbyt długi czas po ich prawie pełnym wyczerpaniu. W przypadku tych pierwszych zbytniemu rozładowaniu zapobiegnie wbudowany układ sterujący, ale nie ma on już wpływu na przebieg wewnętrznych procesów, które i tak zachodzą w ogniwach. Taki prawie rozładowany akumulator, jeśli przez długi czas nie zostanie podłączony do ładowarki, będzie stopniowo dalej się samoczynnie rozładowywał, aż w końcu przekroczy krytyczną granicę napięcia, po której... zupełnie przestanie działać. Autor artykułu sam doświadczył tego problemu, po tym gdy wciąż bardzo dobrze działający, choć 3-letni akumulator litowo-jonowy został prawie zupełnie rozładowany, a następnie odstawiony na półkę wraz z komputerem na czas około miesięcznego wyjazdu. Po powrocie komputer się już nie włączył, a akumulatora nie dało się ponownie naładować. Co więcej, nowy zamiennik okazał się mieć efektywnie mniejsza pojemność niż stary akumulator na miesiąc przed awarią. Ogniw kwasowo-ołowiowych również nie należy zbyt długo trzymać nienaładowanych, gdyż wtedy na ich elektrodach wytwarzają się szkodliwe dla sprawności akumulatora kryształki siarczanu ołowiu. Natomiast w przypadku mało popularnych ogniw manganowo-cynkowych ich czas życia zmniejsza się kilkukrotnie, gdy są doprowadzane do całkowitego rozładowania Zbytnie rozładowanie może mieć też katastrofalne skutki, gdy zajdzie w jednym z ogniw połączonych w szereg z innymi. Wtedy może dojść w nim do przebiegunowania, które spowoduje wzrost prądu przepływającego przez cały akumulator lub szereg akumulatorów, a w konsekwencji nawet jego przegrzanie i zniszczenie. Bardzo szkodliwe jest też przeładowanie, gdyż powoduje hydrolizę elektrolitu, w wyniku której powstaje wodór i tlen. Zwiększają one ciśnienie i temperaturę ogniw zamkniętych, a w przypadku akumulatorów otwartych oraz wyposażonych w duże wentyle – wysychanie. Aby uniknąć przeładowania, trzeba określić moment, w którym akumulator jest już naładowany. To również nie jest zadaniem trywialnym, gdyż w niektórych przypadkach, jeśli nie zna się dokładnie ilości ładunku, jaki pozostał do załadowania, wykrycie momentu przeładowania jest bardzo trudne. Wynika to z charakterystyki napięciowej w funkcji ładunku zgromadzonego w ogniwie. Największy problem dotyczy akumulatorów Ni-MH, w których napięcie końcowe ładowania bywa delikatnie niższe, niż gdy do pełnego naładowania brakuje tylko ułamka pojemności. Dlatego zamiast monitorować napięcie akumulatora, często bada się jego temperaturę, która szybko rośnie, gdy nadmierna ilość dostarczanego ładunku powoduje hydrolizę elektrolitu. Akumulatory Ni-HM są też problematyczne ze względu na prąd, jakim powinny być ładowane. Zazwyczaj zaleca się bowiem, by ładować je impulsami, gdyż prąd stały może je uszkodzić. Nadmierny prąd uszkadza też praktycznie wszystkie inne akumulatory, dlatego producenci podają zalecane prądy ładowania lub całe procedury ładowania, które pozwalają zapewnić najdłuższą żywotność ogniw. By poprawnie naładować akumulatorki Ni-Cd, trzeba zmierzyć temperaturę lub zmienić napięcie na ogniwie. Stosowana jest w tym celu tzw. metoda delta V. Gdy akumulator jest całkowicie naładowany, pojawia się spadek napięcia, który jest wykrywany przez ładowarkę, i proces ładowania jest wstrzymywany. Trzeba jednak pamiętać, że ogniwa Ni-Cd cechują się dużą podatnością na temperatury. Gdy akumulator się nagrzewa, jego rezystancja wewnętrzna spada, co może powodować zniszczenie akumulatora ze względu na zbyt rosnący ze wzrostem temperatury prąd ładowania. Ogniwa Li-Ion i podobne zaleca się ładować najpierw stałym prądem, a następnie stałym napięciem. Oczywiście, dzieje się to automatycznie. W praktyce podczas wymuszania przepływu konkretnego prądu ładującego napięcie stopniowo (samoczynnie) rośnie do tych około 3,6 V. Po przekroczeniu ustalonego prądu napięcia ładowarka zaczyna wymuszać konkretne napięcie na akumulatorze, w efekcie czego, zgodnie z prawami fizyki, pobierany z niej prąd zmienia się samoczynnie (maleje), dostosowując się do zmieniającej się rezystancji ogniw. Ładowanie kończy się albo wtedy, gdy prąd zmaleje poniżej pewnego progu, albo wtedy, gdy wbudowany licznik zliczy przez całkowanie numeryczne prądu po czasie ilość ładunku zapakowanego do akumulatora i zdecyduje, że akumulator jest już pełny. Ładowanie może też zostać przerwane ze względu na nadmierny wzrost temperatury albo – jeszcze prościej – przez odmierzanie czasu. Tego drugiego rozwiązania już się praktycznie nie stosuje, gdyż bardziej zaawansowane metody są wystarczająco tanie, by ich powszechnie używać. Praktycznie w przypadku każdego akumulatora im mniejszy prąd ładowania, tym lepiej dla ogniw. Ma to znaczenie szczególnie w przypadku ogniw Ni-MH i Ni-Cd, w których prąd ten często ustawiamy samodzielnie (choćby kupując konkretny modelu ładowarki). Trzeba pamiętać, że akumulatory ładowane szybciej będą wcześniej traciły na pojemności i w efekcie szybciej ulegały samorozładowywaniu. Ogniwa cienkowarstwowe Ta bardzo nowoczesna technika przypomina trochę w swojej zasadzie działania akumulatory litowo-jonowe, ale pozwala na tworzenie ekstremalnie cienkich ogniw. Są one zbudowane z nanometrowych lub mikrometrowych warstw grafitu i litu, podczas gdy elektrolitem jest najczęściej tlenek magnezu. Ich zaletą jest nieco większe napięcie niż w przypadku klasycznych ogniw litowo-jonowych. Dochodzi ono do 4 V. Mają też rewelacyjną gęstość energii – do 600 Wh/kg. W zależności od kształtu, pozwalają także na pobieranie bardzo dużych prądów, w efekcie czego ich gęstość mocy jest ponad 10-krotnie większa niż w przypadku pozostałych rodzajów akumulatorów. Niestety są bardzo kosztowne w produkcji. Dlatego obecnie na rynku dostępne są praktycznie tylko ogniwa tego typu o bardzo małych pojemnościach, rzadko dochodzących do kilku miliamperogodzin. Z tego względu obecnie ich główne zastosowanie sprowadza się do tworzenia tzw. inteligentnych czujników, które wymagają bardzo małej ilości energii do pracy – a na dodatek pobierają ją z otoczenia, np. wykorzystując wiatr, różnice temperatur czy też naprężenia. Warto dodać, ze mikrometrowa grubość ogniwa pozwala stworzyć niezwykle cienkie, a nawet elastyczne akumulatory. Ładowalne alkaliczne akumulatory manganowe Od jakiegoś czasu na rynku można znaleźć alkaliczne akumulatory manganowe (RAM - Rechargeable Alkaline Manganese), które łączą w sobie cechy tradycyjnych baterii alkalicznych i akumulatorów. Produkuje je praktycznie tylko kilka firm, opierając się na tym samym patencie kanadyjskiego pomysłodawcy - Battery Technologies Inc. Producenci twierdzą, że akumulatory tego typu tracą od 0,6% do 18% ładunku w miesiąca, w zależności od temperatury (im niższa, tym lepiej). Ponadto ich zaletą jest wyższe napięcie nominalne, zbliżone do poziomu 1,4 V (początkowo 1,5 V). Dzięki temu mogą być z powodzeniem stosowane w starszych urządzeniach przenośnych, których sprawność działania na akumulatorach o napięciu 1,2 V jest ograniczona. Dawniej akumulatory nie były tak powszechne, w efekcie czego urządzenia elektroniczne projektowało się, nie zwracając uwagi na to, czy będą mogły być zasilane obniżonym napięciem. Co więcej, wraz ze wzrostem napięcia zasilania rośnie efektywny zasięg urządzeń radiowych, dlatego np. klawiatury bezprzewodowe działają z większego dystansu, gdy są zasilane zwykłymi bateriami, niż wtedy, gdy zamontuje się w nich akumulatorki o napięciu 1,2 V. Akumulatory RAM mają też dosyć dużą gęstość energii, ale nie tak dużą gęstość mocy jak inne akumulatory. Mają też coś w rodzaju odwrotnego efektu pamięci - im mniej głęboko się je rozładowuje, tym wyższe jest ich napięcie po pełnym naładowaniu i tym więcej cykli ładowania i rozładowania są w stanie wytrzymać. Gdy wyczerpuje się nie więcej niż 25% ich pojemności, można je ładować nawet ponad 200 razy. Jeśli przed ponownym ładowaniem zużyje się około 50% ładunku, ich żywotność spada do ok. 25 cykli. Superkondensatory W pewnych zastosowaniach jako akumulator może posłużyć też odpowiedni kondensator, o ile tylko ma wystarczająco dużą pojemność i nie zachodzi w nim zbyt szybkie zjawisko samorozładowywania. W ostatnich latach na rynku pojawiło się dosyć wiele superkondensatorów, których cechy pozwalają na użycie ich jako długotrwałych akumulatorów energii. Co prawda praktycznie nie stosuje się ich w ten sposób w przenośnej elektronice użytkowej, bo mają małą gęstość energii, nie większą niż 10 Wh/kg. Dopiero ostatnio na rynku pojawiła się pierwsza nowość tego typu: myszki bezakumulatorowe, o których pisaliśmy na łamach PCLab.pl. Dalszy postęp techniczny może jednak sprawić, że ich obszar zastosowań się zwiększy. Do zalet superkondensatorów należy przede wszystkim bardzo krótki czas ładowania, bardzo duża żywotność liczna w cyklach ładowania (setki tysięcy razy, jeśli nie więcej) i możliwość poboru bardzo dużych prądów. Oznacza to, że cechują się one bardzo dużą gęstością mocy, jeśli traktować je jako akumulatory. Ogniwa paliwowe O technice ogniw paliwowych było głośno kilka lat temu, ale jak się okazuje, wieści o rewolucji, jaką miały spowodować, były zdecydowanie przesadzone. W praktyce obecnie trudno spotkać urządzenie z ogniwem paliwowym. To, co dotąd wyprodukowano, to zazwyczaj tylko przykłady i egzemplarze demonstracyjne, które miały pokazać potencjalne możliwości użycia tej techniki. Ogniwa paliwowe pozwalają na generację energii elektrycznej za pomocą reakcji chemicznych, w trakcie których zużywa się dostarczone do nich paliwo. Działa to dosyć podobnie jak w przypadku samochodu napędzanego przez spalanie benzyny, tylko że paliwem może być np. wodór. Z założenia ogniwa paliwowe powinny cechować się bardzo dużą gęstością energii, a więc pozwalać na bardzo długą pracę urządzeń przez nie zasilanych. Co więcej, ich proces napełniania mógłby być bardzo szybki, co byłoby ich następną przewagą nad tradycyjnymi ogniwami. Oprócz wodoru mogłyby wykorzystywać metanol, biogaz czy też LPG. O ile na rynku istnieją firmy tworzące duże ogniwa paliwowe, które mogą posłużyć jako przydomowa elektrownia, to do zastosowania tego typu ogniw w urządzeniach przenośnych jest jeszcze daleko. Jednym z problemów jest wysoka temperatura powstająca w trakcie generowania prądu. Być może za światełko w tunelu rozwoju tej techniki należałoby uznać to, że pod koniec 2011 roku Apple złożyło wnioski patentowe opisujące urządzenia zasilane w ten sposób. Gdyby faktycznie powstały takie komputery, być może do popularyzacji ogniw przyczyniłaby się moda, która zapewne powstałaby w wyniku działania tego wyznaczającego trendy koncernu. Zdaje się jednak, że zagranie Apple to jedynie próba zdobycia patentów na coś, co jeszcze nie zostało opracowane ani nie działa, ale co można zastrzec, zanim zrobią to inni. Tips & Tricks Uzbrojeni w wiedzę o ogniwach możemy wyciągnąć pewne wnioski, które pozwolą „podkręcić” przenośne urządzenia elektroniczne i elektryczne pod względem źródła zasilania. Przykładowo wiele dawniej produkowanych urządzeń było wyposażanych w pakiety akumulatorowe wykonane w technice niklowo-kadmowej. Bardzo często można je z powodzeniem zastąpić nowymi i nieco lepszymi akumulatorami niklowo-wodorkowymi, gdyż prawie pod wszystkim względami są lepsze od Ni-Cd. Trzeba tylko pilnować, by nie doprowadzać ich do zbytniego permanentnego rozładowania, i liczyć się z tym, że ogniwa te w trakcie spoczynku będą tracić ładunek szybciej niż niklowo-kadmowe. Pewnym problemem może być też sposób ich ładowania – wbudowana ładowarka może nie być w stanie wykryć momentu napełnienia akumulatora Ni-MH albo w ogóle ładować je przez określony czas od momentu podłączenia do prądu. Mając to na uwadze, aby zoptymalizować użytkowanie tak zmodyfikowanego urządzenia, należałoby ustalić specjalne procedury ładowania akumulatora – najczęściej przez wprowadzenie ograniczenia czasu ładowania. Wymiana ogniw Ni-Cd lub Ni-MH na litowo-jonowe lub podobne jest nieco trudniejsza, gdyż konieczne jest dopasowanie napięć. Dopiero jeśli w urządzeniu zastosowane są trzy szeregowo połączone ogniwa wspomnianego typu, można próbować zastąpić je pojedynczym ogniwem litowo-jonowym. Jednakże trudno jest znaleźć gotowe pakiety litowo-jonowe o wymiarach odpowiadających tym niklowo-kadmowym i niklowo-wodorkowym. Co więcej, trzeba koniecznie się upewnić, że stosowany w urządzeniu prąd ładowania nie uszkodzi sterownika nowych ogniw i pozwoli mu na poprawne kontrolowanie poziomu naładowania akumulatora. Wymiana tradycyjnego akumulatora litowo-jonowego na litowo-polimerowy nie będzie stanowić problemu, o ile znajdzie się zamiennik o odpowiednich wymiarach i kompatybilnym sterowniku. Nie należy jednak oczekiwać cudów po takiej zamianie. Jeśli jakiś dostawca twierdzi, że kupując oferowany przez niego akumulator litowo-polimerowy, wydłużymy czas pracy urządzenia, w którym dotąd stosowany był akumulator litowo-jonowy, o kilkadziesiąt procent, to jest to albo zwykłe kłamstwo, albo znaczne przeszacowanie. Należy też z dużą nieufnością podchodzić do wszystkich akumulatorów, na których napisane jest, że mają kilkukrotnie większą pojemność od bardzo podobnych akumulatorów renomowanych producentów. Z taką sytuacją często można się spotkać w przypadku akumulatorów do aparatów fotograficznych, których oryginalny akumulator oficjalnie ma pojemność nawet ponaddwukrotnie mniejszą niż niektóre jego trzykrotnie tańsze zamienniki. Praktyka pokazuje, że zamiennik nie tylko wcale nie jest lepszy od oryginału, ale i najczęściej ma nieco mniejszą pojemność, a zastosowane w nim ogniwa są słabej jakości i mają bardzo małą żywotność. Wynika to m.in. z tego, że oryginalne akumulatory do urządzeń elektronicznych wysokiej klasy trzeba wytwarzać w taki sposób, by zapewnić produkt dobrej jakości, pozwalający działać urządzeniu przez długi czas, a jednocześnie jak najmniejszy i najlżejszy. Gdyby było inaczej, producenci nie sięgaliby po technikę litowo-jonową i stosowali tańsze i łatwe w wymianie akumulatory niklowo-wodorkowe lub zwykłe baterie paluszki. Zresztą dzieje się tak właśnie w przypadku elektroniki „z niższej półki” – czyli np. tanich aparatów fotograficznych. Osoby zainteresowane maksymalizowaniem wydajności akumulatorów warto też przestrzec przed łączeniem ogniw różnego typu, a nawet istotnie różniących się akumulatorków tego samego rodzaju. O ile mogłoby się wydawać, że potrzebne napięcie, np. 5 V, można uzyskać, zestawiając ze sobą szeregowo akumulator niklowo-wodorkowy i litowo-polimerowy, to takie połączenie nie będzie poprawnie działać. Pomijamy już problem ładowania, gdyż trudność pojawi się nawet na etapie zwykłej pracy. Wynika to z tego, że spadek napięcia na różnych ogniwach będzie się różnie kształtował w zależności od płynącego przez nie prądu. Może to doprowadzić do sytuacji, w której spadki napięć rozłożą się tak, że jedno z ogniw w szeregu będzie stawiało duży opór płynącemu prądowi, a w skrajnych przypadkach może doprowadzić do odwrócenia polaryzacji na którymś z ogniw. Podobne zjawisko może też zajść w momencie, gdy zastosuje się dwa takie same ogniwa, ale np. o istotnie różnych parametrach, co mogłoby wynikać choćby z tego powodu, że jedno z nich jest znacznie starsze i bardziej zużyte niż drugie. To właśnie z tego powodu producenci często piszą na swoich urządzeniach, aby stosować w nich tylko baterie lub akumulatory tego samego typu – i gdy się one rozładują, by nie próbować mieszać baterii rozładowanych z nowymi. Praktyka jednak pokazuje, że takie podejście praktycznie nigdy nie prowadzi do katastrofy, i choć nie jest optymalne, pozwala niekiedy uruchomić zasilane bateryjnie urządzenie, gdy nie ma pod ręką kompletu nowych akumulatorów lub baterii. Na koniec wspomnimy o równoległym łączeniu akumulatorów, które może posłużyć do zwiększenia sumarycznej pojemności akumulatorów i wydłużenia pracy urządzenia przenośnego. Ogólnie jest to praktyka dosyć bezpieczna, choć bardzo rzadko stosowana ze względu na ograniczenia przestrzenne. Producenci raczej nie przewidują, że ich sprzęt będzie zasilany dodatkowymi ogniwami, i aby dokonać takiej modyfikacji, należy zazwyczaj w jakiś sposób doczepić dodatkowe ogniwa z zewnątrz urządzenia. Niemniej pozwala to istotnie wydłużyć pracę urządzeń zasilanych ogniwami niklowo-kadmowymi i niklowo-wodorkowymi. Tymczasem ze względu na wbudowane sterowniki takie proste połączenie nie może być zastosowane w przypadku ogniw z rodziny litowo-jonowej. Łącząc ze sobą akumulatory równolegle, należy tylko pamiętać, by stosować modele o bardzo podobnych parametrach, gdyż ich niedopasowanie może spowodować niepotrzebne, przyspieszone rozładowywanie się ogniw.

Podobne Tematy
Temat		Forum	Autor
	Instalowanie aplikacji zpoza Androidu na 3 sposoby	Poradniki Android	Laki1231
	Komunikaty podczas instalacji programów i sposoby postępowań	Pozostałe	Jack
	Sposoby na akumulatory daję wam recenzję jak się powinno używać różnych akumulatorek	Poradniki iPhone/iPod touch/iPad	wentyl007
	Sposoby na akumulatory daję wam recenzję jak się powinno używać różnych akumulatorek	Poradniki Windows Phone	wentyl007
	Sposoby na akumulatory daję wam recenzję jak się powinno używać różnych akumulatorek	Poradniki Blackberry	wentyl007
	Sposoby na akumulatory daję wam recenzję jak się powinno używać różnych akumulatorek	Poradniki Android	wentyl007
	[X6] Sposoby na głośniejszy głośnik?	Pytania i Problemy z telefonami	baQ
	Jak zhakowac e66 (s60v3 v5 s^3 ) 2 sposoby, sprawdzone bez cetyfikatu +nowy sposob bez cert i bez flashowania !	Hacked Symbian/Flashing	600temp

Sposoby na akumulatory

daję wam recenzję jak się powinno używać różnych akumulatorek