Hogyan tudjuk megnövelni a Li-Ion akkumulátorok élettartamát?

Li-ion akkumulátorok töltése

Az akkumulátorokat mindig a hozzá való töltővel töltsük!
(egy 36V-os akkumulátoron feltöltött állapotban 42V üresjárati feszültséget mérhetünk. A töltő 42V-os kell, hogy legyen.)

A töltőn lévő zöld LED jelzi az akkumulátor feltöltött állapotát.

Célszerű havonta 1 alkalommal un. záró töltést végezni. Ez azt jelenti, hogy a töltőt hagyjuk rajta az akkumulátoron kb. 2x annyi ideig, ami alatt az akkumulátor feltöltődött. A záró töltéssel elérhetjük, hogy a cellák között esetlegesen keletkezett feszültségek kiegyenlítődjenek.  

Mi történik, ha egy akkumulátort túltöltenek? A Li-ion akkuk felépítése biztosítja, hogy normál üzemi feszültségen biztonságosan működjenek, de mindinkább bizonytalanná válnak, ha magasabb feszültségre töltjük őket.

A magasabb feszültségre töltés nem fordulhat elő az akkumulátorhoz kapott töltő használatakor. Mind a töltőben, mind az akkumulátorban található egy védelmi elektronika, amely megakadályozza a magasabb feszültséggel való töltést.

Ezért (sem) ajánlott li-ion akkumulátort hagyományos töltőkkel, védőáramkörök és a nagyon szigorú feszültségtűrést nélkülöző eszközökkel tölteni!

Az akkumulátor mélykisülése:

Az akkumulátorok használata során a bennük lévő védő elektronika megakadályozza, hogy az akku. un. mélykisülés állapotába kerüljön. Az elektronika lekapcsolja az akkumulátort amikor a kapacitásának 20%-át elértük. Amennyiben ez nem történne meg az akkumulátor kapacitásának 100%-át elhasználnánk az akku. mélykisülés állapotába kerülne, ami károsodást eredményez.

Célszerű a használat után az akkumulátort feltölteni, mivel a 20%-ra lemerült akkumulátor az önkisülés miatt havonta kb. 3-5%-ot veszít a töltöttségéből.

A lítium-ion akkumulátorokat hosszabb tárolásukkor (pl. télen) 50-60 százalékig kell tölteni, hogy a visszafordíthatatlan kapacitásveszteség a tárolás során a lehető legkisebb legyen. Mivel ezeknek az akkumulátoroknak nagyon alacsony az önkisülése, kevesebb, mint 5% havonta, általában csak 4-6 hónapos tárolás után van szükség köztes töltésre.

Ezenkívül mindenképpen ajánlott 0-10 Celsius fokos száraz helyen tárolni, mivel ez nagyban lelassítja a Li-ion akkumulátorok természetes öregedését.

A mélykisülésbe került akkumulátor laboratóriumi körülmények között feléleszthetőek, de jelentős instabilitás alakulhat ki, ami miatt az akkumulátor használata veszélyes lehet.

Mire ügyeljünk Használat közben?

Az akkumulátor használata során a kisütés/töltés ciklusok követik egymást.

A lítium-ion akkumulátor a pozitív és a negatív elektróda közötti ionmozgáson dolgozik. Elméletileg egy ilyen mechanizmusnak örökké működnie kell, de a kerékpározás, az emelkedett hőmérséklet és az öregedés idővel csökkenti a teljesítményt. A gyártók konzervatív megközelítést alkalmaznak, és a legtöbb fogyasztási cikkben a Li-ion élettartamát 500 kisütési / töltési ciklus között határozzák meg.

Az akkumulátorok esetében a töltési ciklus száma nagyban függ a használat körülményeitől.

DOD azaz Deep Of Discharge, azaz kisütési mélység.
Ez egy százalékos arányszám, a töltöttségi szinttel fordított, pl. 20% DOD az akkumulátor 100%-ról 80%-ra való kisütését takarja.
100% pedig a nullára való lemerítést jelenti.

Miért fontos ez nekünk?
Minél kisebb a ciklusonkénti DOD annál több ciklust bír ki az akkumulátor.
A kisütési mélységgel (DOD) NEM egyenes arányban csökken az akkumulátor ciklusszáma hanem exponenciálisan!

A következő táblázatban látható a kisütési mélység DOD, a ciklusszám, és az élettartam közötti összefüggés.

 Hasonlóan egy mechanikus eszközhöz, amely nagyobb igénybevétel esetén gyorsabban elhasználódik, a kisütés mélysége (DOD) meghatározza az akkumulátor ciklusszámát.

Minél kisebb a kisütés (alacsony DOD), annál hosszabb ideig tart az akkumulátor. Ha csak lehetséges, kerülje a teljes lemerülést, és a használat között gyakrabban töltse fel az akkumulátort. A Li-ion részleges kisülése rendben van. Nincs memória effektus, és az élettartam meghosszabbításához az akkumulátornak nincs szüksége periodikus teljes kisütési ciklusokra.

Az akkumulátor működési hőmérséklet tartománya:

A Li-Ion akkumulátor javasolt üzemi hőmérséklete -10 C és +40C között van.

Az akkumulátort 0 C és +40 C közötti hőmérsékleten tároljuk.

Negatív hőmérséklet esetén a töltés nem javasolt.

Az akkumulátor károsodhat -20 C alatt.

Az akkumulátor élettartamát nagyban befolyásolja a környezeti hőmérséklet.

A túlzottan magas hőmérséklet 40 C felett az akkumulátor idő előtti öregedését okozza. 60 C felett az akkumulátor szerkezete sérülhet.

Használat során a -10 C alatti hőmérséklet esetében az akkumulátor kapacitása meredeken csökken. A kapacitásvesztés -20% is lehet.