Akumulator litowo-polimerowy - zastosowanie i jak go ładować?
Akumulatory litowo-polimerowe, znane powszechnie jako Li-Po, stały się sercem współczesnej mobilności. Od smartfonów po drony, od elektrycznych samochodów po urządzenia medyczne - ich wszechstronność, wysoka wydajność i niewielkie rozmiary sprawiają, że są one preferowanym źródłem zasilania w wielu sprzętach.
Choć istnieją różne rodzaje akumulatorów, w tym akumulatory litowo-jonowe, akumulatory niklowo-kadmowe czy akumulatory kwasowo-ołowiowe, to dziś największe znaczenie zyskują akumulatory litowo-polimerowe. Łączą one w sobie najlepsze cechy wszystkich rozwiązań poprzednich generacji i nic nie wskazuje na to, by w najbliższym czasie zastąpiło je inne rozwiązanie. Dlatego warto wiedzieć o nich więcej, by efektywnie i przede wszystkim bezpiecznie z nich korzystać.
Akumulatory litowo-polimerowe Li-Po - czym są?
Akumulatory Li-Po są zbudowane ze stopów metalicznych litu z dodatkiem przewodzących polimerów. Składają się one z jednego lub z kilku ogniw (celi), z których każde ogniwo powinno mieć napięcie na poziomie 3,7V, gdyż wtedy akumulator pracuje najbardziej efektywnie.
Warto jednak wiedzieć, że wartość ogniwa może się mieścić w przedziale od 3V do 4,2V. Poniżej tej wartości akumulator nie miałby odpowiednich parametrów, a przekraczając maksymalne wartości napięcia, żywotność ogniw zostałaby znacznie skrócona. W akumulatorach litowo-polimerowych stosuje się balansery, które zapobiegają rozbalansowaniu, czyli nierównomiernemu napięciu w ogniwach, poprzez kontrolowanie napięcia w każdej celi z osobna.
Ze względu na zastosowanie polimerów, a właściwie polimerowej elektrolitowej substancji w formie żelu lub cienkiej folii, a nie elektrolitu w formie płynu, jak ma to miejsce na przykład w akumulatorach litowo-jonowych, akumulatory Li-Po są lekkie, a także giętkie. To sprawia, że doskonale można dopasować ich rozmiar i kształt do różnych urządzeń. Zapewniają też dużą wydajność prądową i dobry stosunek pojemności do gabarytów. Tym samym sprawdzają się jako źródło zasilania dla tabletów, smartfonów, myszy komputerowych, powerbanków, dronów, bezprzewodowych słuchawek i wielu innych urządzeń elektronicznych, choć można je też spotkać na przykład w samochodach elektrycznych.
Oznaczenia akumulatorów litowo-polimerowych
Każdy akumulator litowo-polimerowy jest dokładnie oznaczony kilkoma parametrami, które opisują pojemność akumulatora, liczbę ogniw, prąd ładowania i wydajność prądową.
Pojemność akumulatora litowo-polimerowego określa ilość energii, którą akumulator może przechowywać, zwykle wyrażoną w amperogodzinach (Ah) lub miliamperogodzinach (mAh). Im wyższa pojemność, tym więcej energii może być przechowywane, co przekłada się na dłuższy czas pracy urządzenia.
Liczba ogniw odnosi się do liczby komórek akumulatora, które są połączone w szereg w celu osiągnięcia określonego napięcia wyjściowego. Liczbę tę opisuje się liczbowo, zestawiając ją z oznaczeniem S lub P. S dotyczy ogniw połączonych szeregowo, a P dotyczy ogniw połączonych równolegle. Większa liczba ogniw oznacza wyższe napięcie. Suma napięcia wszystkich cel powinna być podana na akumulatorze.
Prąd ładowania określa maksymalną wartość prądu, jaką można bezpiecznie stosować podczas ładowania akumulatora. Przekroczenie tego parametru może prowadzić do uszkodzenia baterii.
Wydajność prądowa (C) to z kolei parametr, który opisuje zdolność akumulatora do dostarczania prądu o określonej wartości przez określony czas. Innymi słowy, wartość ta określa, jak bardzo można obciążyć akumulator Li-Po podczas pracy. Wydajność prądowa ogniw li-po jest bardzo wysoka, dlatego w tego typu akumulatorach można osiągnąć wysoką sprawność przy zachowaniu małych rozmiarów akumulatora.
Jak ładować akumulatory litowo-polimerowe?
Choć ładowanie urządzeń elektronicznych to coś, co każdy z nas robi wielokrotnie w ciągu dnia, to nadal wokół ładowania funkcjonuje dużo mitów i błędnych przekonań. Wciąż funkcjonuje na przykład przeświadczenie, że akumulatory mają efekt pamięci, co oczywiście było prawdziwe, ale jedynie w przypadku akumulatorów niklowo-kadmowych
Jak jest zatem w rzeczywistości z ładowaniem akumulatorów Li-Po? Najlepiej stawiać na krótkie cykle ładowania i utrzymywać poziom naładowania akumulatora pomiędzy 20% a 80%. Często powtarzane długie cykle ładowania, podobnie jak nadmierne rozładowywanie, może przyczynić się do skrócenia żywotności akumulatora.
Optymalny czas ładowania to od 30 do 60 minut, choć oczywiście to tylko wartości orientacyjne, gdyż zależy to ostatecznie od wielkości akumulatora i liczby ogniw.
Bardzo ważne jest, by używać ładowarek przeznaczonych do ładowania akumulatorów Li-Po. Tego typu urządzenia mają na przykład tryb balance charging, który równoważy pracę ładowarki, tak aby wszystkie komórki ogniwa zostały równomiernie naładowane.
Akumulatory Li-Po są ładowane metodą CC/CV. Polega to na tym, że początkowo napięcie na akumulatorze wzrasta do maksymalnego poziomu, przy stałym prądzie ładowania. Następnie, gdy napięcie osiągnie maksymalną wartość, czyli 4,20V na celę, napięcie zostaje ustabilizowane na tym poziomie, a prąd ładowania stopniowo spada. Używając ładowarek zgodnych z zaleceniami producenta mamy też pewność, że nie przekroczymy parametrów ładowania i tym samym nie uszkodzimy akumulatora.
Oczywiście w przypadku jakichkolwiek niepokojących objawów, jak choćby nadmierne nagrzewanie się akumulatora, należy zaprzestać jego użytkowania i oddać urządzenie do skontrolowania przez specjalistów.
Co szkodzi akumulatorom litowo-polimerowym?
Choć akumulatory Li-Po sprawdzają się świetnie w większości sytuacji, to warto wiedzieć, co może im zaszkodzić, aby nie zniszczyć nieumyślnie akumulatora.
Przede wszystkim trzeba unikać przeciążania akumulatora, zarówno w trakcie użytkowania, jak i podczas ładowania. Niszczące może być też rozładowywanie akumulatora do zera, czyli wprowadzanie go w stan rozładowania głębokiego. Kiedy napięcie spadnie poniżej bezpiecznego poziomu, ogniwa mogą nie podjąć pracy przy następnym ładowaniu. To dlatego wiele urządzeń wyłącza się, kiedy bateria jest jeszcze naładowana w co najmniej 1%. Akumulatorów litowo-polimerowych nie powinno się też narażać na pracę w ekstremalnych temperaturach. Podobnie jak inne akumulatory, tak i te są szczególnie wrażliwe na nadmierne ciepło. Należy też strzec się uszkodzeń mechanicznych oraz zwarć.
Jak przechowywać nieużywane akumulatory Li-Po?
Może się zdarzyć, że nie będziemy chcieli przez pewien czas korzystać z jakiegoś urządzenia elektronicznego wyposażonego w baterie litowo-polimerowe. Jak je bezpiecznie przechowywać?
Przede wszystkim należy unikać przechowywania całkowicie rozładowanego urządzenia. Optymalny poziom naładowania akumulatora to 40%. Z racji tego, że nawet wyłączone urządzenie stopniowo się rozładowuje, warto raz na kilka miesięcy sprawdzić, jaki ma aktualny poziom naładowania.
Trzeba też zadbać, żeby urządzenie było przechowywane w temperaturze od 10 do 25 stopni Celsjusza, z dala od źródeł ciepła oraz warunków bezpośredniego nasłonecznienia. Dobrym pomysłem jest przechowywanie akumulatorów Li-Po lub całych urządzeń, które są w nie wyposażone w szczelnym, suchym, ognioodpornym i nieprzewodzącym pojemniku.
Czy akumulatory Li-Po są bezpieczne?
Baterie litowo-polimerowe są stosunkowo bezpieczne w użytkowaniu, o ile są prawidłowo obsługiwane i ładowane zgodnie z zaleceniami producenta. Właściwe przechowywanie, ładowanie i użytkowanie może praktycznie do zera zredukować ryzyko wystąpienia problemów związanych z tymi akumulatorami, choćby takimi jak utrata pojemności akumulatora, skrócenie żywotności czy w ekstremalnych sytuacjach zapaleniu lub wybuchu.
Liczne zalety opisywanych akumulatorów sprawiają, że jest to obecnie najpopularniejsze źródło zasilania dla urządzeń elektronicznych. Zrozumienie jak działają i co jest dla nich szkodliwe, pozwala przedłużyć ich żywotność oraz zapewnić sobie bezpieczne korzystanie z codziennie używanych sprzętów.
Zobacz ładowarki do telefonu i inne urządzenia ładujące dostępne na telesalon.pl: