Akkumulátorok és töltőik

Ha a gépjárművek indítóakkumulátorát külön választjuk, akkor azt mondhatjuk, hogy otthoni készülékeink egy részében nikkel-metálhidrid (NiMH) akkumulátorok vannak, és ezeket fokozatosan váltják ki a Lítium-ion akkuk. A nikkel-cadmium akkuk gyakorlatilag kikopta a forgalomból, többek között azért, mert a Cadmium veszélyes hulladék, és Európai Uniós szabályok erősen korlátozzák a használatát. Lényegében az NiCd akkukat váltották ki a NiMH akkumulátorokat, csak néhány alkalmazásban fedezhetők még fel, ahol nehezen helyettesíthetők. A nikkel-metál-hidrid akkumulátorban nincsenek mérgező anyagok, és valamivel több energiát is szolgáltat, az élettartama azonban valamivel rövidebb, mint az NiCd-é. Az ún. memória effektus szempontjából is kedvezőbb az NiMH.

Az igazi áttörést a lítiumionos (Li-ion) akkumulátorok megjelenése jelentette. Ezek rengeteg problémát megoldottak, ami a fenti akkufajtáknál fennállt. Jóval kisebb súlyuk mellett lényegesen nagyobb energiát szolgáltatnak, nincs memória effektusuk, a rátöltésre nem érzékenyek, a maximális kapacitásukat már az első feltöltés után leadják, és nagyon megnőtt az élettartamuk is; akár 10 évig is elmennek. A technológia viszont érzékenyebb, ezért nagyobb figyelmet igényel. A biztonsági óvintézkedések – melyek a töltésre, a túlzott melegedésre és a nyomásra vonatkoznak – ezekbe az akkukba be vannak építve, így a használatuk tökéletesen biztonságosnak mondható.

A lítium-ion technológiájú akkumulátorok egyik jelentős felhasználási területe az akkus kéziszerszámok piaca. Itt ugyanis kiemelten fontos az alacsony súly mellett a teljesítmény. Az elmúlt években robbanásszerű fejlődésen mennek keresztül az akkus kéziszerszámok. Néhány évvel ezelőtt az akkumulátoros sarokcsiszoló még teljesen egyedi elgondolásnak tűnt, ma már az akkus fűnyíró és láncfűrész egyszerű kereskedelmi áru.

Töltés, kapacitás élettartam

A különböző akkufajták más és más töltőt, és „töltési taktikát” igényelnek; a helyes töltéstől nagyban függ a teljesítményük és az élettartamuk. A NiCd és a NiMH akkuk újkorukban igénylik a formázást, vagyis azt, hogy az első töltés hosszú ideig – 24 óráig tartson. Ehhez persze az is szükséges, hogy ellenőrzött töltőt használjunk, ami a teljes feltöltés környékén csepptöltésre áll át, és nem tölti túl az akkut. Néhány napnál tovább még a szabályozott töltőn, és a formázás idején se hagyjuk az akkut. Ez az akkutípus a teljes kapacitását csak néhány töltés után éri el. Figyeljünk arra, hogy töltéskor nem melegszik-e túlságosan az akku, ha igen, akkor túlságosan nagy árammal tölt a töltőnk, használjunk másikat. Ugyanakkor a nikkel tartalmú akkumulátorok a túlságosan lassú töltést sem kedvelik, és a csepptöltést pedig kifejezetten nem. A töltés befejezésekor mindenképpen vegyük le a töltőről, illetve az akkukat vegyük is ki a töltőkészülékből, és ha nem használjuk azonnal, akkor a töltőt kívül tároljuk. Néhány hét alatt viszont elvesztik a töltésüket (ez a viszonylag magas önkisülésük miatt van), tehát a használatbavétel előtt újra fel kell tölteni őket. Ha hónapokig nincs használatban egy nikkeles akku, akkor havonta-kéthavonta töltsük fel, mert ennyi idő alatt elveszti a töltését. A NiCd akkukhoz való töltő túltöltheti a NiMH akkut.

A lítium-ionos akkuk töltése még sokkal kényesebb, viszont a töltőkbe és magukba az akkumulátorokba is általában be vannak építve a megfelelő szabályozók. E téren bizonyos szakmai és gyártói ellentmondásokkal is találkozunk. A legtöbb gyártó megköveteli, hogy a készülékét csak és kizárólag a saját töltőjével töltsük, és másik töltőt még akkor sem lehet használni, ha látszólag a csatlakozó és a töltőfeszültség azonos. A maguk szempontjából igazuk is van, hiszen abból biztosan nem lehet baj. Ugyanakkor a készülékek és a töltők területén bizonyos szabványosítási törekvések is vannak, pontosan azért, hogy ne kelljen egy új készülékhez mindenképpen új töltőt is vásárolni. Például a mobiltelefonoknál szabványosítani igyekeznek a mikro USB csatlakozót és töltőt, tapasztalataink szerint ezek a töltők teljesen kompatibilisek, legfeljebb egy kisebb teljesítményű töltő lassabban tölt fel egy nagyobb akkut.

A lítiumos akkuk nem igényelnek formázást, bár sok gyártó előírja, hogy az első töltés legalább 12 órán át tartson. Az akku ettől kezdve minden töltés után leadja a maximális kapacitását – a harmadik után ugyanúgy, mint az ötszázadik után, és egyáltalán nem érzékenyek a rátöltésre. Semmi gondot nem okoz, ha a félig lemerült telefont este újra töltőre rakjuk.

A szakemberek szerint viszont a lítiumos akkut is érdemes egy hónapban egyszer teljesen lemeríteni, és „fullra tölteni”, aminek elsősorban a cellák közötti különbségek kiegyenlítése a magyarázata. Ezek a különbségek okozhatják azt a hibát, hogy a készülék fél töltést jelez, pedig elvileg teljesen fel van töltve. A töltés folyamán a lítiumos akku feszültsége egészen 4,2 V-ig tudna emelkedni, de a töltők általában 4,1 V nál lekapcsolnak; ezzel ugyan a maximális kapacitás némileg csökken, de az akku élettartamára jó hatással van. (Újabban már vannak olyan lítiumos akkuk, amik a maximális kapacitást és a hosszú élettartamot ötvözni tudják, de ezeknek az akkuknak az élettartamával amúgy sincs baj; rendszerint túlélik a készüléket magát.)

A töltési folyamatba gyakorlatilag nem tudunk beavatkozni, mert a töltésvezérlő áramkőr úgy is azt csinálja, amit beletápláltak; nem csak a túltöltést, a túl nagy feszültségre töltést akadályozzák meg, hanem a túl magas hőmérsékletet és az akkun belül kialakuló túl magas nyomást is. Az akkuban lévő szabályozó arról is gondoskodik, hogy az akkut ne lehessen mélykisülés állapotába vinni, mert ez a tönkremenetelét okozná. Ha mégis sikerülne túlságosan lemeríteni az akkut, akkor esetleg egy ún. „gyógytöltővel” még meg lehet próbálni újraéleszteni, de 1,5 V-os cellafeszültség alatt már reménytelen a helyzet (a lítiumos akku normál cellafeszültsége 3,6 V körül van).

Néhány ellentmondás

A lítium-ionos akkuk optimális töltésével kapcsolatban találkozhatunk néhány ellentmondó szakvéleménnyel. Egyesek azt javasolják, hogy a készülékünket mindig bekapcsolt állapotban töltsük, mert akkor a cellafeszültség alacsonyabb lesz; 3,9 V-os cellafeszültség alatt az akku élettartama jelentősen megnő. Ugyanezen okból nem is javasolják a maximális feltöltést, vagy pl. azt, hogy a készüléket egész éjszaka a töltőn hagyjuk. Ennek ellentmond, hogy mondjuk az okostelefonoknál általában azért küzdünk, hogy egy napot kibírjon az akku, és háromnegyed töltésnél erre kicsi az esély. Ugyanakkor talán kevésbé fontos, hogy az akku 10 éves elvárható élettartamát biztosan tudja, mert maga a készülék már sehol sem lesz 10 év múlva.

Kell még néhány szót szólni az akkumulátorok optimális tárolási és töltési hőmérsékletéről. Mindennapi használati tárgyainknál – élén a telefonnal – ez kevésbé érdekes, mert velünk lakik a lakásban, a zsebünkben. A szerszámgépek nikkeles és lítiumos akkumulátoránál már más a helyzet; tudjunk róluk, hogy a legjobb teljesítményt szobahőmérsékleten adják le, a magas hőmérsékletet (tűző napsütés), és a túlságosan alacsonyat (téli fagy) nem szeretik. Tárolni őket viszont lehet, sőt egészséges hűvös környezetben.

A lehűlt akku töltése viszont kifejezetten káros; töltés előtt mindenképpen hozzuk szobahőmérsékletre. A túlságosan alacsony vagy magas hőmérséklet leginkább a gépkocsiban hagyott (felejtett) navigációs készülékeket veszélyezteti. Ha a hideg téli éjszakát a szabadban tölti a készülék és vele az akku, akkor a bekapcsolás utáni első rátöltés azonnal tönkreteheti bármelyik akkufajtát.