Cesta do hlubin mobilu – vše o bateriích II.

Včera jsme nakousli téma baterií v mobilním telefonu. Dnes se dozvíte něco dalšího o bateriích Li-Ion a Li-Pol, které jsou sice dražší než Ni-Cd a Ni-MH, ovšem mají podstatně lepší vlastnosti.
Cesta do hlubin mobilu – vše o bateriích II.
Pavel Frantál: Včera jsme nakousli téma baterií v mobilním telefonu. Dnes se dozvíte něco dalšího o bateriích Li-Ion a Li-Pol, které jsou sice dražší než Ni-Cd a Ni-MH, ovšem mají podstatně lepší vlastnosti.

Baterie Li-Ion – výkonné, ale drahé

Do komerčního používání byly tyto baterie uvolněny až v průběhu devadesátých let. Mnoho úsilí výzkumníků bylo předtím vynaloženo na vývoj tohoto typu baterie zejména z hlediska bezpečnosti. Charakter použitých materiálů totiž vyžaduje zvláštní ohledy jak při nabíjení, tak i při vybíjení baterií Li-Ion. Proto je každá baterie vybavena ochranným obvodem, který sleduje napětí na baterii při nabíjení a vybíjení a také je monitorována teplota baterie, i nabíjecí a vybíjecí proud – cílem je zabránit přebíjení i hlubokému vybití baterie.

V praktickém používání vykazují tyto baterie velmi dobré vlastnosti. Energetická kapacita je oproti typům Ni-Cd dvojnásobná a i napětí jednoho článku baterie je vyšší – 3,6 V proti 1,2 V, což umožňuje významně zmenšit objem krabičky baterie. Přípustný vybíjecí proud je relativně značný (1 × C), nabíjení za pomoci speciálně konstruovaných nabíječek, které nelze použít pro baterie Ni-Cd a Ni-MH, trvá zhruba stejně jako u typu Ni-MH a asi dvakrát déle než u typů Ni-Cd. Trvanlivost baterie měřená počtem nabíjecích cyklů je někde uprostřed mezi Ni-Cd a Ni-MH, tedy přibližně 1000 cyklů.

Tváří se, že si nepamatuje špatné zacházení

Velkou výhodou těchto baterií je téměř neexistence paměťového efektu a velmi nízké samovolné vybíjení. Na druhé straně zde existuje jedna citelná nevýhoda, která nejvíce zasáhne naši peněženku – tyto baterie jsou přibližně dvakrát dražší než srovnatelné typy Ni-Cd a Ni-MH.

Lithium-iontové baterie jsou stále poměrně nový výrobek a jako takové jsou nadále předmětem rozsáhlého výzkumu. Pomocí nejrůznějších kombinací použitých materiálů se výrobci snaží jednak ještě více zvýšit kapacitu baterie a také snížit cenu. Odhaduje se, že v příštích letech by se cena těchto baterií mohla snížit až na polovinu současných cen, nechme se tedy překvapit.

U hlavy nosíte výbušninu

V souvislosti s tímto typem baterie je vhodné uvést některé bezpečnostní zásady, které platí pro všechny elektrochemické zdroje energie obecně, ale pro baterie Li-Ion vzhledem k vysoké hustotě energie „natěsnané“ do relativně malého objemu zvláště:
  • Baterie nezkoušíme zkratem a vždy dbáme na to, aby nikdy nemohlo dojít ke zkratu jejich vývodů – v opačném případě může i malá baterie velmi silně explodovat.
  • I když jsou baterie a nabíječky vybaveny ochrannými obvody, je vhodné dbát na to, aby nemohlo dojít k přebíjení baterie nesprávnou manipulací – je nutné dodržovat návod ke konkrétnímu typu baterie a nabíječky.
  • Je samozřejmé, že vysloužilé baterie neodhazujeme do ohně; pozor je ale nutné dát i při skladování těchto součástí např.v autě za horkého dne.
  • Baterie chráníme před mechanickým poškozením a proražením obalu.
  • Primární lithiové články (nenabíjitelné, používané např. ve fotoaparátech) nikdy nezkoušejte nabíjet – hrozí zde nebezpečí exploze a následného zranění.

Bateri Li-Pol – docela horká novinka

Lithium-polymerové baterie jsou doslova a do písmene posledním výkřikem technologie. V praktickém provozu se objevily přibližně v posledních dvou letech a zatím jsou k vidění jen v nejdražších mobilních přístrojích – zatím jen u mobilů Ericsson T28s, Ericsson R320s a Nokii 6210. Stále častěji bude obsažena v dražších přístrojích.

Vlastnosti těchto baterií jsou v některých směrech ještě lepší než u typu Li-Ion – energetická kapacita je až čtyřnásobná proti Ni-Cd a samovolné vybíjení je de facto zanedbatelné; více energie spotřebují vestavěné ochranné obvody baterie. Největší výhodou je náhrada kapalného elektrolytu pevným elektrolytem – obě elektrody jsou od sebe odděleny nikoli kapalinou, ale tenkou vrstvou speciální chemické sloučeniny – polymeru. To umožňuje jednak vyrábět tyto baterie jako velmi tenké, dále pak mohou mít nejrůznější tvar. Konstruktéři zařízení nejsou omezeni nutností rezervovat pro baterii prostor ve tvaru válce nebo plochého kvádru, ale mohou ji umístit do již existujících a nevyužitých zákoutí a mrtvých míst. Takové vlastnosti se samozřejmě hodí nejen u mobilních telefonů, ale s těmito bateriemi se počítá i při konstrukci přenosných počítačů a dalších mobilních zařízení.

Mezi nevýhody tohoto typu baterie patří citelně menší zatěžovací proud – pouze 0,2 × C a krátká životnost prezentovaná zatím pouhými 150 cykly. Negativní vliv na životnost má zejména hluboké vybíjení baterie. Také doba nabíjení je odpovídajícím způsobem dlouhá a pohybuje se okolo 8 až 16 hodin. Cena baterií je na obdobné výši jako u typu Li-Ion, ale očekává se její snížení vlivem masové výroby. Rovněž u tohoto typu baterie probíhá neustálý vývoj v laboratořích za účelem zlepšení jejich méně výhodných vlastností.

Článek byl napsán pro časopis Mobility

.

3 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Marek Šetina 28. 4. 2003 20:58:43
    Není náhodou v článku o bateriích Li-Pol malý překlep? Tato baterie se...
  • Zdeněk Kubík 17. 7. 2001 18:59:33
    V prvním díle článku o akumulátorech byl v několika případech zaměněn...
  • Jaroslav Kysa 17. 7. 2001 18:59:33
    Mam Ericsson T28 a nabiji se mi cca 2 hodiny a pritom tam mam baterii...

komerční sdělení

Komerční sdělení