Hogyan óvjuk meg a különféle eszközeink akkumulátorát?

Hogyan óvjuk meg az eszközeink akkumulátorát? Az okostelefon a zsebünkben egy modern csoda. Ahogyan a laptop az asztalunkon, a tablet a táskánkban, vagy éppen az okosóra a karunkon. És attól függetlenül, hogy melyik mire képes, mindegyiknek van egy nagyon kényes közös pontja, amit jobb, ha karban tudunk tartani: az akkumulátor.

Az első lépés az, hogy megtudjuk, hogy pontosan milyen fajta akkumulátor van az adott készülékben. A legelső fajta, ami az eszünkbe juthat (és amivel valószínűleg felnőttünk), az a nikkel-metál-hibrid, vagy NiMH akkumulátor. Ezek azok, melyek normál, eldobható akkumulátornak néznek ki, viszont simán feltölthetjük őket, amikor például a távirányítónk beadja a kulcsot.

A mai, modernebb kütyük – legyen az akár egy iPhone, a laptopunk, egy bluetooth-os fejhallgató vagy tablet – viszont már egy teljesen más technológiával múküdnek. Ezek a lítium-ion (vagy li-ion) akkumulátorok, melyeknek rengeteg előnye van az NiMH és a még korábbi újratölthető típusokkal szemben. A lítiumion-akkumulátorok a sima lítiumtól is teljesen eltérnek, amiket egyáltalán nem lehet újra feltölteni.

Elég sokunk emlékezetébe beleégett az a gyakorlat, hogy az adott eszközt mindig teljesen fel kell tölteni és addig használni, míg teljesen le nem merült. Ez az úgynevezett memória effektus, mely leginkább a NiMH technológiára vonatkozott és így a mai készülékekre már nem alkalmazandó ez a gyakorlat. Sőt, a mai eszközök akkumulátorainak kifejezetten nem tesz jót. Ezzel együtt a mai lítium-ion akkumulátorokat nem kell “kalibrálni” sem egy teljes feltöltéssel, majd lemerítéssel, amikor újonnan vásárolunk meg valamit. A li-ionok rengeteg energiát tudnak tárolni kis helyen és nem is veszítik el ezt olyan gyorsan, amikor nem használjuk őket. Ezen tulajdonságok kombinációja miatt preferálják őket annyira a hordozható kütyükben manapság.

Hogyan működnek a lítium-ion akkumulátorok?

Minden akkumulátor alapja két elektróda – az anód és a katód -, valamint az ezek között lévő anyag, az elektrolit. Amik csatlakoztatjuk az akkumulátort egy zárt rendszerbe, egy kémiai folyamat indul el az anódban és elektronok kezdenek el felgyülemleni. Ezek az elektronok a katódhoz akarnak eljutni, ahol több hely van, de az elektrolitok a kettő között megakadályozzák, hogy az elektronok a rövid utat válasszák. Az egyetlen út az a rendszer, ahova az akkumulátor is be van kötve és ezek az elektronok látják el energiával azt. A végén az elektronok eljutnak a katódok oldalára.

Miután megtették ezt az utat, az akkumulátorunk lényegében használhatatlan. Vagy mégse? Ha újratölthető akkumulátorról van szó, mint amilyen a lítium-ion is, akkor visszafordíthatjuk ezt a folyamatot. Amikor energiát tolunk ebbe a rendszerbe egy töltő segítségével, akkor megfordítjuk a folyamatot és az elektronok az anódok oldalára menek. Ez nagyjából ebben az állapotban is marad a következő töltésig, bár valamilyen szinten minden akkumulátor veszít ebből az állapotból egy idő után.Egy akkumulátor kapacitását elsősorban az határozza meg, hogy az anód és katód cellák mennyi ion-t tudnak tárolni. Egy idő után, sok újratöltés után ezek a cellák degradálódnak és már nem tudnak annyi ion-t tárolni, mint új korukban. Amikor ez megtörténik, akkor már az akkumulátor se fogja úgy megtartani a töltöttségét, mint korábban.

Egy akkumulátor kapacitását elsősorban az határozza meg, hogy az anód és katód cellák mennyi ion-t tudnak tárolni. Egy idő után, sok újratöltés után ezek a cellák degradálódnak és már nem tudnak annyi ion-t tárolni, mint új korukban. Amikor ez megtörténik, akkor már az akkumulátor se fogja úgy megtartani a töltöttségét, mint korábban.

Hogyan töltődik újra egy lítium-ion akkumulátor?

Egy akkumulátor feltöltését úgy lehet a legkönnyebben elképzelni, mintha egy kádat töltenénk fel energiával. Csak beizzítjuk a csövet és addig megy, míg tele nem lesz. Kívülről tekintve teljesen így néz ki, de azért belül ennél egy kicsit többről van szó.

A lítium-ion akkumulátorok feltöltése két lépcsőben megy végbe. Először az úgynevezett konstans áramú töltés. Ez a rész nagyon egyszerű. A mobiltelefonunk vagy tabletünk töltője konstans áramot vezet az akkumulátorba, hogy az elektronok visszamenjenek az anódhoz. Ebben a szakaszban a töltő dönti el, hogy pontosan mennyi energiát juttasson át. Minél magasabb a konstans áram, annál gyorsabban töltődik fel az akkumulátor. A gyorstöltők – melyeket egyre mai okostelefonhoz adnak a gyártók -, pontosan ezt az “első fázis” próbálják minél hatékonyabban kihasználni és a lehető legtöbb energiát átvezetni a legrövidebb idő alatt. Ez persze extra terhelést jelent az akkumulátor számára.

Amikor az akkumulátor eléri a 70%-os töltöttséget, akkor átváltunk a második fázisba, ami a konstans feszülség. Ebben a szakaszban a töltő gondoskodik arról, hogy a feszültség – ami az akkumulátor és a töltő közötti áram különbség – egyenletes maradjon. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy minél inkább telített egy akkumulátor, a töltő annál kevesebb áramot küld. Ahogyan telítődik, ez a szám folyamatosan csökken. Amint pedig elérte a 100%-os töltöttséget, lényegében csak minimális áram fog belemenni, amennyit az akkumulátor is veszítene egy idő után a töltöttségéből.

És mi a helyzet a túltöltéssel? Kell egyáltalán emiatt aggódnunk? Nos, a jó hír az, hogy nem. Minden modern li-ion akkumulátor fel van szerelve valamilyen IC-vel, mely menedzseli az akkumulátor energiafelvételét, ezzel megakadályozva, hogy túl tudjuk tölteni. Így nem kell attól tartanunk, hogy mi fog történni például akkor, ha éjszakára a töltőn hagyjuk a készülékünket.

Hogyan óvjuk meg az akkumulátor-t a különböző eszközeinkben?

Lassú halál

Nem számít, hogy hányszor élesztjük újra, az akkumulátor egy idő után tönkre fog menni, vagy legalábbis jelentősen veszít az eredeti kapacitásából és ez elkerülhetetlen. A legtöbb mai lítium-ion akkumulátor valahol 500 és 1500 közötti töltési ciklusra van tervezve.

A kisülési mérték (depth of discharge, DoD) azt jelezi ki, hogy a használat során mennyire merül le az akkumulátor, mielőtt újra feltöltenénk. Ez jelentős befolyással bír az élettartamára, így érdemes odafigyelni rá, hogy hogyan használjuk. A lítium-ion akkumulátoroknak kifejezetten rosszat tesz, ha teljesen lemerítjük őket. Egy kutatás szerint ha mindig lemerítjük teljesen, akkor 300 és 500 ciklus között az akkumulátor akár 70%-ot is veszíthet az eredeti kapacitásából. Ha csak 25% ez az érték, azaz 75%-nál töltőre dugjuk, akkor csak 2500 töltési ciklus után kezd komolyabban elhasználódni. Mint láthajuk, ez óriási különbség.

És ami még ennél is veszélyesebb, az akkumulátorra nézve, az a hő. A lítium-ion akkumulátorok kifejezetten utálják a magas hőmérségletet. Ha egy évig 38 fokon tartjuk, azzal a kapacitása 40%-át veszíti el, míg 24 fokon ez csak 20%-ot jelent.

Ami ezzel szemben viszont egyáltalán nem jelent problémát, az a túltöltés. Sokan viszont az ellenkezőjét hiszik, többek között azért, mert valaki anno azt mondta nekik, hogy ha állandóan töltőre van dugva a telefonunk vagy laptopunk, az nem tesz jót az akkumulátornak. Az eszközeink és a töltőik már elég okosak ahhoz, hogy ne tegyenek kárt az akkumulátorban. Miután teljesen feltöltődtek, azután már csak minimális áram szivárog a töltőn át, ami sokkal kevésbé ártalmasabb, mintha például teljesen lemerítenénk.

Mint említettük, a teljes lemerüléssel nem árt vigyáznunk. Amikor lemerül a készülékünk, az nem azt jelenti, hogy az akkumulátor már teljesen üres. Ez egy úgynevezett biztonsági funkciónak tekinthető, hiszen a lítium-ion akkumulátorok instabillá válhatnak, ha teljesen lemerülnek. Mikor elér egy bizonyos veszélyességi szintet, egy védelmi áramkör használhatatlanná teszi az akkumulátort, még mielőtt az felrobbanhatna.

Hogyan óvjuk meg az akkumulátor-t a különböző eszközeinkben?

Mit tehetünk azért, hogy növeljük az élettartamot?

Igen, a töltőn hagyhatjuk éjszakára a készüléket – nem a világ vége, ha egész éjszakára a töltőn hagyjuk a készüléket. A töltés automatikusan leáll, amikor az akkumulátor érzékeli, hogy elérte a maximális szintet.

Mindig töltsük egy kicsit, amikor tudjuk – a lítium-ion akkumulátorok nem szeretik, ha állandóan teljesen feltöltik őket, majd telejsen lemerítik. Sokkal jobban szeretik, ha mindig kicsit töltünk beléjük.

Igen, rajta hagyhatjuk a töltőn a laptopunkat – a laptopok esetében még annyira sem kell aggódnunk a túltöltés miatt, mint az okostelefonoknál. Sok (illetve a megtöbb) laptop teljesen kihagyja az akkumulátort az egyenletből, mikor hálózatra dugjuk és már teljesen fel van töltve. Egészen addig nem is kerül használatra, míg ki nem húzzuk az áramforrásból, vagy annyit merült, hogy egy kicsit tölteni kell.

Ennek ellenére vegyük ki a laptopból az akkumulátort, ha nincs rá szükség – mint ahogyan azt korábban is említettük, az akkumulátorok nem szeretik a hőt, úgyhogy ha huzamosabb ideig hálózati töltőről használjuk, akkor a legjobb, ha kivesszük a laptopból. Ezek ugyanis sokkal több hőt termelnek a zsúfoltság miatt, mely az akkumulátorra is hatással van.

Óvjuk a hőtől az akkumulátort – figyeljünk arra, hogy a laptop ne hagyjuk a kocsiban, vagy bárhol, ahol nap érheti. Kerüljük a wireless töltést, amikor csak lehet. Ügyeljünk arra is, hogy ne válasszuk feltétlenül a legkomolyabb gyorstöltőt, ezek ugyanis rengeteg extra hőt termelnek a hagyományos töltőkhöz képest.

Minimális töltöttséggel tároljuk az akkumulátort – ha hosszabb távra elteszünk egy eszközt, akkor ügyeljünk arra, hogy körülbelül legyen félig feltöltve.

Ha mániákusan ügyelünk az akkumulátorunk állapotára, akkor egy idő után akár le is cserélhetjük. Manapság egyre több olyan készülék van, aminél nagyon körülményes hozzáférni az akkumulátorhoz, de még mindig találhatunk olyanokat is, melyeknél nagyon egyszerű a csere. De ha minden nap töltjük a készülékünket, akkor is legalább 2 év, mire bármilyen romlás vehető észre.

Ezeket a cikkeket Neked ajánljuk!

Vélemény, hozzászólás?