Co z tymi akumulatorami ? Czyli jak długo ładować akumulatorki Ni-MH

Zastępując baterie jednorazowe akumulatorkami Ni-MH na przykład ogniwami Panasonic Eneloop warto, abyś przestrzegał kilku prostych zasad pozwalających  na pełne wykorzystanie możliwości nowych ogniw.

• Akumulatory Ni-MH nie tolerują:

-  skrajnie niskiego rozładowania - nawet kilkukrotne rozładowanie akumulatorów poniżej poziomu 1.0V i ich późniejsze przechowywanie w takim stanie prowadzi do ich szybkiego i trwałego zniszczenia - należy kontrolować stopień naładowania swoich akumulatorów i unikać przechowywania zupełnie rozładowanych.

- bardzo powolnego rozładowania - używanie akumulatorów przez długi okres (wiele miesięcy), np. w pilotach do sprzętu RTV, prowadzi do zwiększenia ich rezystancji wewnętrznej – wraz ze wzrostem rezystancji maleje skuteczność oddawania energii przez akumulator, co w konsekwencji prowadzi do jego przedwczesnego zużycia. Do tego typu zastosowań, polecamy oddzielną linię produktów: Eneloop dla urządzeń DECT

• Co ma szczególnie negatywny wpływ na akumulatory Ni-MH?

- użytkowanie i przechowywanie akumulatorów w skrajnie wysokich (powyżej 60 st. C) i niskich (poniżej -20 st. C) temperaturach prowadzi to ich dużo szybszego zużycia

• Nawet jeżeli opisywana technologia związana z użytkowaniem akumulatorów niklowo-wodorkowych nie jest nam zupełnie obca, to jest duża szansa, że nie ustrzegliśmy się kilku podstawowych błędów, które doprowadziły do szybszego zużycia naszych ogniw. Podajemy przykłady stereotypów oraz sprawdzamy popularne tezy, które aktualnie znacznie straciły na swojej wartości

• Czy wolniejsze ładowanie akumulatorków Ni-MH wpływa na poprawę ich żywotności?
  Nie, większość nowoczesnych ładowarek do akumulatorów Ni-MH wręcz wymaga odpowiednio wysokiego prądu ładowania aby precyzyjnie określić moment pełnego naładowania. Minimalna wartość optymalnego natężenia ładowania dla popularnych paluszków AA oraz najpojemniejszych AAA wynosi ok. 400 mA. Prądy 200 mA w przypadku ładowarek automatycznych, sterowanych mikroprocesorem, są optymalne jedynie dla akumulatorków o niskiej pojemności <800 mah>

• Czy każdorazowe, całkowite rozładowanie akumulatora przed ładowaniem sprawia, że akumulatory dłużej zachowują swoją pełną wydajność?
  Absolutnie nie - to porada, która była bardzo cenna kilkanaście lat temu, gdy powszechne w użyciu były jeszcze akumulatory Ni-Cd (niklowo-kadmowe), o bardzo widocznym efekcie pamięci. Tego typu działania z akumulatorem Ni-MH doprowadzą do znacznego skrócenia żywotności tych ogniw.

• Ile czasu ładować akumulatorki?

Jeśli nie dysponujemy procesorową ładowarką akumulatorków, która dobierze optymalny czas ładowania oraz napięcie prądu za nas, musimy samodzielnie obliczyć niezbędny czas ładowania. W przeciwieństwie do akumulatorów samochodowych, które ładuje się stałym napięciem, akumulatorki Ni-Cd i Ni-MH ładuje się stałym prądem (stałym natężeniem). Najprostszą metodą ładowania jest po prostu podłączenie ładowanego ogniwa do źródła prądu o natężeniu C/10 na ok. 12-15h. C oznacza tu pojemność akumulatorka (liczona w miliamperogodzinach - mAh) - przypomnijmy, że akumulatorek o pojemności 1000mAh (czyli jednej Ah - amperogodziny) to taki, który jest w stanie dostarczać prądu o natężeniu 1A przez godzinę (lub prądu o natężeniu 2A przez pół godziny, 500mA przez dwie godziny, itd.) A zatem całkowicie rozładowany akumulatorek o pojemności 2000mAh należałoby, zgodnie z tą metoda, ładować przez 15 godzin prądem o natężeniu 200mA.

Opisana metoda jest dosyć prosta i efektywna - prąd ładowania jest (a przynajmniej był, w starszych, mniej pojemnych typach akumulatorków) na tyle niewielki, że nie grozi drastycznymi skutkami ubocznymi w przypadku zbyt długiego przetrzymania akumulatorka w ładowarce (akumulatorek nie przegrzewa się nadmiernie). Prostota metody - jak również schematu pozwalającego zbudować wykorzystującą ją ładowarkę - sprawiła, że tak właśnie działa większość ładowarek sterowanych zegarem. Aplikują one po prostu stały prąd przez czas o określonej długości, po czym prąd odłączają (lub przełączają się w tryb ładowania podtrzymującego, bardzo niewielkim prądem, mającego na celu zapobieżenie samorozładowaniu się akumulatorka). Ponieważ czas i prąd ładowania są tutaj zazwyczaj ustalone "na sztywno", taka metoda oznacza, że w ładowarkach sterowanych zegarowo powinniśmy ładować akumulatorki o pojemnościach, do których owe ładowarki zostały przystosowane.

• Kiedy odłączyć prąd?

Opisana powyżej metoda nieźle sprawdzała się w czasach, kiedy wszystkie akumulatorki miały mniej więcej taką samą, niewielką pojemność. Obecnie, wraz z rozwojem wszelkiego rodzaju sprzętu przenośnego, powstały również coraz bardziej pojemne akumulatorki (np. Eneloop 2700mAh) - które, ładowane w sposób tradycyjny, po prostu nie wykorzystywałyby całej swojej pojemności. Aby zaradzić temu problemowi (oraz, jak zobaczymy, przy okazji przyspieszyć proces ładowania bez ujemnych skutków dla żywotności akumulatorków) wynalezione zostały ładowarki procesorowe.

Podstawowym pytaniem na które "odpowiedzieć" musi sobie ładowarka jest - "kiedy akumulatorek jest już w pełni naładowany?" Niestety, uzyskanie odpowiedzi wcale nie jest proste. Jak widzieliśmy, zastosować można tutaj metodę "na oko" - akumulatorek ma mniej więcej taką pojemność, jeżeli będziemy go ładować przez mniej więcej taki czas, nie powinien się za bardzo przeładować. Rozważmy inne możliwości - na początek, przyjrzyjmy się zmianom napięcia pojedynczego ładowanego ogniwa w trakcie procesu ładowania.

Napięcie na ładowanym akumulatorku wcale nie zależy liniowo od poziomu jego naładowania (na marginesie - sprawia to poważne problemy kiedy np. chcemy dowiedzieć się, jak bardzo rozładowany jest nasz akumulatorek - napięcie dla 10% pojemności jest niemal identyczne z tym dla 60%). Na szczęście jednak, pod koniec ładowania napięcie zaczyna dość gwałtownie wzrastać (wzrost ten jest jednak znacznie mniejszy w przypadku akumulatorków Ni-MH) - aby łagodnie opaść w momencie kiedy akumulatorek zostanie w pełni naładowany. A zatem, aby stwierdzić kiedy przestać ładować akumulatorek (albo lepiej - kiedy przełączyć się na ładowanie podtrzymujące) "wystarczy" monitorować napięcie na ładowanym ogniwie - i odłączyć prąd w momencie kiedy zacznie ono spadać. Rozwiązanie wydaje się idealne! Niestety, jest jeden problem - spadek napięcia nie jest zbyt duży - wynosi tylko ok. 10mV dla ogniwa Ni-Cd, i ok. 2mV dla ogniwa Ni-MH. Zmierzenie tak niewielkiej różnicy napięć (dodatkowo o niepewnej wielkości - weźmy pod uwagę różne konstrukcje akumulatorków, ich historie eksploatacji, zakłócenia zewnętrzne) nie jest zadaniem łatwym - do tego potrzebny jest właśnie ów "procesor" w ładowarkach procesorowych!

Oczywiście, trudno wierzyć takiemu niepewnemu pomiarowi jako jedynemu źródłu wiedzy o tym, kiedy zakończyć ładowanie. Dlatego też producenci ładowarek przyjrzeli się również charakterystyce temperaturowej ogniwa w trakcie procesu ładowania. Wraz z postępami ładowania, wzrasta również temperatura ładowanego ogniwa - a w dodatku, wykreślona charakterystyka jest już nieco bardziej liniowa niż ta z którą mieliśmy do czynienia w przypadku napięcia. Tą też właśnie charakterystyką wspomagają się w wyznaczaniu momentu zakończenia ładowania lepsze ładowarki procesorowe - odciąć prąd można zresztą zarówno na podstawie wzrostu wartości temperatury powyżej określonego progu, jak i w momencie przekroczenia przez pochodną temperatury (prędkość jej wzrostu, mierzona w stopniach Celsjusza na jednostkę czasu) określonej granicy. Nigdy nie należy zapominać również o starym dobrym mechanizmie zegarowym "na wszelki wypadek" - odłączającym prąd ładowania gdyby przeciągało się ono zbyt mocno w czasie.

• Jak ładować akumulatorki szybciej?

Ładować większym prądem! Niestety, szybko przekonamy się, że nawet przy prądach rzędu C/3 nasze ogniwa nagrzewają się bardzo szybko do wysokich temperatur - co w skrajnych przypadkach grozić może nawet wybuchem akumulatorka/jego rozszczelnieniem. Znów w sukurs przychodzą nam procesory umieszczane w ładowarkach - powierzyć im możemy kontrole prądu ładowania tak, aby trwało ono szybciej - nie niszcząc przy tym naszych akumulatorków. Poniżej przedstawiamy przykładowy przebieg procesu ładowania w szybkiej ładowarce procesorowej: szybkie rozładowanie akumulatorka - gwarantuje to, że ładowanie zawsze zaczynamy w tych samych warunkach - od całkowicie rozładowanych ogniw; ma to niestety taką wadę, że skraca nieco żywotność akumulatorków (rozładowanie jest równoznaczne przecież z normalnym użytkowaniem akumulatorka) jeżeli mamy zwyczaj umieszczać je w ładowarce kiedy nie są jeszcze w pełni rozładowane; dodatkowo uniemożliwia to "doładowywanie" nie w pełni rozładowanych akumulatorków

- ładowanie prądem 1C - oczywiście akumulatorek ładowany jest 10-krotnie szybciej niż standardowo, jednakże bardzo szybko się nagrzewa - ta faza ładowania kończy się natychmiast kiedy prędkość wzrostu temperatury ogniwa przekroczy 1 stopień Celsjusza/minutę

- ładowanie prądem C/10 - kończy się w momencie zanotowania spadku napięcia na akumulatorku (dodatkowymi kryteriami mogą być również wzrost temperatury, i - z pewnością - czas ładowania)

 -ładowanie podtrzymujące prądem C/300 - kończące się dopiero w momencie wyjęcia akumulatorka z ładowarki - ma na celu utrzymanie go w stanie permanentnego pełnego naładowania (należy pamiętać, że np. pozostawione "na półce" akumulatorki Ni-MH potrafią tracić do 3% ładunku dziennie (za wyjątkiem akumulatorków Panasonic Eneloop, które nieużywane nie tracą pojemności) - oznacza to, że rozładowują się całkowicie w ciągu miesiąca!)

 Pełna oferta akumulatorków Panasonic Eneloop dostępna jest w naszym sklepie pod adresem: https://entero.pl/panasonic-eneloop