 |
|
Radiokomunikacja - Akumulatory, eksploatacja
1. Budowa i typy akumulatorów
Akumulator składa się z obudowy zawierającej ogniwa (komórki). Każda komórka zawiera w swej obudowie elektrody, elektrolit i oddzielający elektrody separator. Akumulatory różnią się między sobą rodzajem materiału z którego zrobione są elektrody oraz rodzajem elektrolitu. Z różnic w budowie wynikają odmienne właściwości każdego typu akumulatora istotne podczas jego eksploatacji.
- NiCd - Niklowo-kadmowy. W tym typie elektroda dodatnia składa się ze związków niklu natomiast ujemna z kadmu. Elektrolitem jest ług potasu. W akumulatorach tego typu występuje niekorzystny efekt pamięciowy. Zaletą akumulatorów NiCd
jest ich duża trwałość, mały współczynnik spadku pojemności powodowany pracą w niskich temperaturach (<5°C), oraz niewielki
prąd samorozładowania dzięki czemu można je długo przechowywać, zachowując pojemność.
- NiMH - Niklowo-metalowo-wodorkowy. Elektroda dodatniej zawiera związki niklu - w ujemnej stosuje się stopy metalu gromadzące wodór. Elektrolit zawarty w komórkach akumulatora to ług potasu. Akumulator NiMH ma wyższą pojemność przy tym samym ciężarze co akumulator typu NiCd. Efekt pamięciowy występuje tu w minimalnym stopniu. Ten typ jest czuły na przegrzanie podczas ładowania. Z tego powodu należy używać jedynie oryginalnych ładowarek z układami kontrolnymi zabezpieczającymi ogniwa akumulatora przed nadmiernym przegrzewaniem. Wadą akumulatorów NiMH jest mniejsza trwałość od NiCd oraz duży prąd samorozładowania. Spadek pojemności jest zauważalny nawet po okresie kilku dni nieużywania akumulatora.
- LiIon - Litowo-jonowy. Dodatnia elektroda tego akumulatora zawiera metalotlenek litu, zaś ujemna to gromadząca jony litu elektroda węglowa. W tym typie akumulatora jako elektrolitu użyto soli litu. Akumulator jest w stanie zgromadzić więcej energii niż tej samej wagi akumulator NiCd i NiMH. Efekt pamięciowy nie występuje tu w ogóle, w związku z tym akumulator może być doładowywany w każdym momencie bez uszczerbku dla jego pojemności i żywotności. Wymagają specyficznych układów w ładowarkach.
2. Efekt pamięciowy - zapobieganie
Występuje w akumulatorach NiCd i w minimalnym stopniu w akumulatorach typu NiMH. Powstaje wtedy gdy akumulator zostanie poddany ładowaniu przed jego całkowitym rozładowaniem. Skutkuje to obniżeniem pojemności akumulatora. Przykładowo: jeżeli początkowo naładowany w 100% akumulator został rozładowany do 70% swej pojemności i w tym momencie poddany powtórnemu ładowaniu to do dyspozycji pozostaje tylko owe doładowane 30%. Akumulator "zapamiętuje" stan wyjściowy stan naładowania.
Gdy doładowywanie baterii nie zdarzało się często w długim okresie to efekt pamięciowy jest odwracalny wystarczy całkowicie rozładować akumulator (przy normalnym obciążeniu!) i poddać go powtórnemu ładowaniu. Całkowite rozładowanie akumulatora przed powtórnym ładowaniem to sytuacja idealna, rzadko zdarzająca się w praktyce. Dlatego przy codziennym użytkowaniu akumulatora warto raz w tygodniu przeprowadzić ładowanie akumulatora po uprzednim całkowitym rozładowaniu go.
 Kondycjonowanie akumulatorów
Jeśli opisana wyżej "higiena" eksploatacji akumulatora nie jest przestrzegana dochodzi do obniżenia wydajności. Dzieje się tak za sprawą procesów krystalizacji zachodzących na elektrodach, kryształy tworzą z czasem coraz grubszą warstwę zmniejszającą pojemność ogniwa. W zaawansowanym stadium krystalizacji wydajności nie da się przywrócić poprzez rozładowanie i naładowanie w standardowej ładowarce. Wymagane jest wtedy kondycjonowanie akumulatora w specjalistycznej ładowarce-kondycjonerze, w którym cały proces rozładowywania i ponownego ładowania zachodzi pod ścisłą kontrolą.
W krańcowych przypadkach gdy dochodzi do przerwania separatora oddzielającego elektrody przez wytworzoną warstwę krystaliczną akumulator zostaje nieodwracalnie zniszczony.
Idealną sytuacją jest posiadanie zapasowego akumulatora. Pozwala to na pełne rozładowanie akumulatora w radiotelefonie, który po zamianie trafia do ładowarki. W praktyce taka sytuacja możliwa jest jedynie w przypadku pracy w pobliżu stałego źródła zasilania do którego podpięta jest ładowarka.
4. Ładowanie
Każdy typ akumulatora wymaga odmiennego sposobu ładowania, obecnie ładowarki do radiotelefonów do których dostępnych jest kilka typów akumulatorów mają układy elektroniczne rozpoznające rodzaj ładowanego akumulatora. Dzięki temu dobierają tryb ładowania o odpowiednich charakterystykach prądowo-czasowych dla danego typu akumulatora.
 Relacja maksimum krzywej napięciowej do maksimum krzywej temperaturowej
Podczas ładowania istotne jest by akumulator nie został przeładowany bowiem dochodzi wtedy do wzrostu temperatury w komórkach mogącego doprowadzić do uszkodzenia akumulatora. Takie niebezpieczeństwo praktycznie nie istnieje w przypadku tzw. ładowarek wolnych w których proces ładowania trwa kilkanaście godzin a prąd ładowania na tyle mały że przeładowanie nawet o kilka godzin nie jest szkodliwe. W ładowarkach szybkich niebezpieczeństwo przeładowania jest wyeliminowane dzięki układowi elektronicznemu, który wykorzystuje zjawisko obniżenia napięcia akumulatora po naładowaniu go do maksymalnej pojemności a jeszcze przed wzrostem temperatury do wartości szkodliwej dla ogniw. Układ ten rozpoznaje maksimum krzywej napięciowej i tuż po jego wystąpieniu przełącza ładowarkę w tryb ładowania podtrzymującego małym prądem.
Należy jednak pamiętać iż włożenie świeżo naładowanego "do pełna" akumulatora do ładowarki może doprowadzić do przeładowania bowiem układ odłączający prąd ładowania potrzebuje od kilku do kilkunastu minut by wykryć spadek napięcia będący sygnałem do wyłączenia ładowania.
Nowy akumulator lub taki, który był nieużywany przez okres kilku miesięcy warto uformować czyli dwu-trzykrotnie poddać cyklowi rozładowanie-naładowanie. Po takim zabiegu akumulator osiąga pełnię swych możliwości.
Kolejnym czynnikiem istotnym w trakcie ładowania akumulatora jest temperatura otoczenia. Zaleca się aby proces ładowania odbywa się w temperaturze pokojowej. Nie wolno ładować akumulatorów w temperaturze niższej niż 5°C oraz akumulatorów nagrzanych do temperatury wyższej niż 40°C.
5. Magazynowanie
Każdy akumulator w trakcie przechowywania stopniowo traci swoją pojemność. Choć w trakcie typowej eksploatacji długie okresy magazynowania zdarzają się rzadko to warto wiedzieć, że dla akumulatorów Nicd i NiMH stan naładowania przy magazynowaniu przez okres kilku miesięcy jest bez znaczenia. Jeśli zachodzi konieczność magazynowania akumulatorów przez okres dłuższy niż pół roku zalecane jest przechowywać akumulator w stanie naładowanym. Inaczej jest z akumulatorami LiIon, które po okresie 12 miesięcy muszą być powtórnie naładowane.
(psc)
|
|
 |