A lítium-ion (Li-ion) akkumulátorok optimális teljesítményét jelentősen befolyásolhatja a töltő. A gyártók a biztonság és a teljesítmény biztosítása érdekében szigorú töltési beállításokat írnak elő. Más kémiai összetételű akkumulátorokkal ellentétben a lítium-ion akkumulátorok nem bírják a túltöltést. A rengeteg töltési szabvány, teljesítményváltozat, kábel és márkaspecifikus szakszó miatt gyakran nehéz kiválasztani a megfelelő töltőt; az alábbiakban felsoroljuk a legfontosabb szempontokat, amelyek segítenek a felhasználási célnak megfelelő döntés meghozatalában.
Maga a töltési módszer is fontos: a megfelelő töltési módszer kiválasztásával biztosítható, hogy az akkumulátorok szükség esetén megfelelően működjenek, és a lehető leghosszabb ideig tartsanak. A megfelelő töltő kiválasztása ezért ugyanolyan fontos döntés, mint az akkumulátor típusának megválasztása. A töltőből származó egyenáramnak megfelelő minőségűnek kell lennie, hogy ne károsítsa a töltött berendezést. Ennek oka, hogy az egyenáramú (DC) áramkörhöz csatlakoztatott bármely berendezés működés közben közvetlenül a töltőtől kapja az áramot.
Ha olyan üzleti szempontból kritikus berendezésekről van szó, mint a mérőeszközök és az orvosi berendezések, a helyes vásárlási döntés fontosságát nem lehet eléggé hangsúlyozni. Ha a berendezést és az akkumulátort külföldön is használni kívánja, szükség lehet egy univerzális bemenettel (90 V – 264 V) rendelkező akkumulátortöltőre, valamint egy vízálló (IP67) töltőre a nehéz és kültéri alkalmazásokhoz. Ha az alkalmazást nagyon magas vagy nagyon alacsony hőmérsékleten üzemeltetik, hőmérséklet-érzékelővel ellátott töltőre is szükség lehet.
Az akkumulátor mAh/Ah kapacitásának ismerete fontos szempont a töltési áram meghatározásakor. Ezeket az adatokat általában az akkumulátor oldalán vagy tetején található címkén találja meg. A legtöbb lítium-ion cellát nem szabad 1C felett tölteni, és az akkumulátor élettartama jelentősen megnő, ha 0,5 C alatt töltik. A „C” besorolás egyszerűen az akkumulátor kapacitását jelenti – így egy 3,5Ah-s cellánál 1C 3,5A lenne, egy 10Ah-s akkumulátorcsomag esetében pedig 0,5C 5A lenne.
Hogyan működnek a lítium-ion akkumulátor-töltők?
A lítium-ion akkumulátor-töltők egy pontosan meghatározott töltési folyamatot követnek, amely három különböző szakaszból áll: állandó áramú töltés, állandó feszültségű töltés és a töltés befejezése. Minden egyes lépés biztosítja a biztonságos és hatékony energiaátadást, miközben megvédi az akkumulátort a túltöltéstől.
- lépés – Állandóáramú töltés: amikor a töltőt csatlakoztatják a hálózathoz, és az akkumulátort a kimeneti csatlakozóra helyezik, a töltési ciklus automatikusan elindul. Ebben a szakaszban a töltő állandóáramú (CC) üzemmódban működik, és a maximális névleges áramot szolgáltatja. A folyamat során a töltő LED-jelzőfénye sárgán világít. Ez a lépés lehetővé teszi az akkumulátor gyors feltöltését, amely általában a kapacitás 80–95%-át éri el.
- lépés – Állandó feszültségű (időzített) töltés: amint az akkumulátor megközelíti a felső feszültséghatárát, a töltő átvált állandó feszültségű (CV) üzemmódra. Ebben az üzemmódban a töltő állandó feszültséget tart fenn, miközben az áram fokozatosan csökken. E lépés kezdetén a LED-jelzőfény sárgán villogni kezd. A töltő addig folytatja a CV-üzemmódot, amíg az áram le nem csökken a meghatározott kikapcsolási küszöbértékre, vagy amíg le nem jár a CV-időzítő. E szakasz végére az akkumulátor teljesen feltöltődik.
- lépés – Töltés befejezve: amikor az akkumulátor teljesen feltöltődött, és az áramerősség nullára csökken, a LED-jelzőfény zöldre vált. Ekkor a töltőt kockázat nélkül csatlakoztatva hagyhatja az akkumulátorhoz. Ha az akkumulátor feszültsége később cellánként 0,1 V-nál nagyobb mértékben csökken, a töltő automatikusan elindít egy új töltési ciklust.
A töltő helyes használata
A töltő és az akkumulátor teljesítményének és élettartamának maximalizálása érdekében fontos, hogy betartsa az alábbi ajánlott használati gyakorlatokat.
Először is kerülje el, hogy szabályozatlan „automatikus” töltőt hagyjon az akkumulátorhoz csatlakoztatva éjszakára, kivéve, ha az a töltés befejeztével teljesen kikapcsol. Az ilyen körülmények között történő folyamatos töltés megterhelheti az elemeket és csökkentheti azok élettartamát. Ugyanilyen fontos annak biztosítása, hogy a töltési feszültség soha ne haladja meg a gyártó által megadott értékeket. A pontos feszültségszabályozás megakadályozza a fémes lítium képződését a negatív elektródán, ami ronthatja az akkumulátor kapacitását és általános teljesítményét.
Az akkumulátorok megfelelő tárolási és üzemeltetési körülményei szintén döntő szerepet játszanak az akkumulátorok állapotának megőrzésében. Ide tartozik az akkumulátorok jól szellőző helyen történő tárolása, ahol a környezeti hőmérséklet 25 °C alatt marad. A magasabb hőmérsékletnek való kitettség felgyorsítja az öregedést, és minden 5 °C-os emelkedés 35 °C felett jelentősen csökkenti a várható élettartamot. A töltést szélsőséges környezeti feltételek mellett is kerülni kell, különösen 0 °C alatti vagy 45 °C feletti hőmérsékleten, mivel ez veszélyeztetheti mind a biztonságot, mind a hatékonyságot.
A töltési ciklus megtervezésekor gondosan ki kell számítani a szükséges teljes időtartamot. Általános szabályként osszuk el az akkumulátor amper-órás kapacitását a töltő névleges áramerősségével (amperben), majd adjunk hozzá további egy-két órát a kiegészítő töltéshez. A legjobb eredmény elérése érdekében a töltés ideje alatt a készüléket ki kell kapcsolni, vagy le kell választani az akkumulátorról. A párhuzamos terhelés zavarhatja a töltő képességét az áram megfelelő csökkentésére, és megakadályozhatja, hogy az akkumulátor elérje a teljes kapacitását.
Fontos megjegyezni azt is, hogy nem minden töltő végzi el a teljes utántöltést. Bizonyos esetekben előfordulhat, hogy az akkumulátor nem töltődik fel teljesen, még akkor sem, ha a „kész” jelzés megjelenik. Az akkumulátor tárolásra való előkészítése során mindig ügyeljen arra, hogy az részben feltöltött állapotban legyen. A hosszú távú teljesítménycsökkenés minimalizálása érdekében a 40–50 százalék közötti töltöttségi szint tekinthető ideálisnak.
Végül a töltési feszültség beállítását az akkumulátor tényleges kapocsfeszültségén kell alapulnia, nem pedig a töltő által feltételezett vagy kiszámított értéknek. Ez biztosítja a pontosságot, és segít elkerülni a korai kopást vagy a helytelen töltésbefejezést.
Kutatások kimutatták, hogy az akkumulátorok enyhén alacsonyabb feszültségen történő töltése jelentősen megnövelheti az akkumulátor élettartamát. Kimutatták, hogy ha 4,2 V helyett 4,1 V-ra töltjük az akkumulátort (ami körülbelül 90%-os töltöttségi szintnek felel meg), az az akkumulátor teljes élettartama alatt 50%-kal vagy annál is többel növeli a ciklusszámot. Ehhez egy nagyobb teljesítményű töltőre lesz szükség.
Kapcsolat:
Dag Pedersen
Marketingvezető, Mascot AS
dag.pedersen@mascot.no
A Mascot céget 1938-ban alapították, és a cég Norvégia rádiógyártásának úttörőjeként indult. A Mascot Skandinávia egyik vezető gyártója a minőségi tápegységek és az ólom-savas, NiMH, valamint Li-Ion/LiFePO4 akkumulátorokhoz készült intelligens töltők terén. A Mascot emellett széles termékválasztékot kínál, beleértve a DC/DC átalakítókat, a DC/AC invertereket és az egyedi tervezésű tápegységeket. A legtöbb modell rendelkezik UL és orvosi (EN 60601) tanúsítvánnyal.
A Mascot termékei világszerte elérhetők értékesítési irodáikon, forgalmazóikon és fejlesztőiken keresztül.
További információkért látogasson el a cég weboldalára: www.mascot.no
