fbpx

Akumulátory v domácnosti – technologie a použití0

Li-iontové akumulátory

V současné době jsou li-iontové akumulátory asi nejpoužívanějším zdrojem pro mobilní telefony, tablety, fotoaparáty a podobné přístroje. Li-iontový akumulátor je poměrně choulostivé, za jistých okolností i nebezpečné a bohužel poměrně drahé zařízení. Nedávno se v novinách hodně psalo o potížích společnosti Boeing s lithiovými akumulátory v jejich novém letadle Dreamliner.

Pro zvýšení bezpečnosti a životnosti mají lithiové akumulátory zpravidla v sobě integrovanou elektroniku, která zajistí správné nabíjení a také ochranu před přílišným vybitím nebo zkratem. Například nabíjecí baterie AW 18500 má elektronické obvody jež zabraňují přebití článku (situaci, kdy u klasických Li-ion baterii existuje riziko exploze). Dále je chráněn proti přílišnému vybití (akumulátor by pak nešel znovu nabít), proti zkratu či vysokému proudovému odběru, který by mohl akumulátor poškodit. Pokud elektronika baterie vyhodnotí dosažení limitních hodnot, odpojí článek. Další je pak ochrana proti přehřátí a v článku je osazen i speciální protivýbuchový ventil. Ten v případě, kdy tlak plynu v článku překročí určitou mez, oddělí elektrody uvnitř baterie a tím přeruší exotermickou reakci a vypustí přetlak plynu mimo akumulátor.

Běžná li-ion baterie pro domácí elektroniku (fotoaparát). Baterie má většinou vestavěné kontrolní obvody, aby se zamezilo explozím v důsledku špatné údržby. (Foto: autor)

Výrobce tvrdí, že díky kombinaci elektronické a mechanické (teplotní a tlakové) ochrany patří AW baterie k těm nejbezpečnějším dostupným Li-ion akumulátorům, stojí ovšem 350 Kč. Ve většině případů dnes firmy dodávají své výrobky s akumulátorem a nabíječkou. Na trhu jsou ale i samostatné baterie pro obecné využití.

Technologie li-ion akumulátorů

Anoda je zpravidla vrstevnatá grafitová a v ní jsou uloženy atomy Li. Katoda je tvořena vrstevnatým oxidem (zpravidla LiCoO2 ) a jako elektrolyt je používán komplex LiPF6 rozpuštěný v nepolárním rozpouštědle (ethylenkarbonát). Při vybíjení se na anodě oxidují atomy lithia na Li+ a ve formě komplexní sloučeniny LiPF6 jsou elektrolytem převedeny na katodu. Při nabíjení se děj obrátí – více například zde.

Můžeme se setkat s několika různými typy lithiových akumulátorů – nejčastěji se používají s Li-ion a lithium-železo-fosfátové (LiFePO4) baterie, které mají trochu menší napětí, snáší větší vybíjecí proudy a jsou bezpečnější při používání.

V nedávné době jsem začal používat Li-ion akumulátory do LED svítilny a pro napájení telefonu a tabletu na delších cestách (obr.6). Zásadní výhodou je, že pro napájení LED diody stačí jeden článek na rozdíl od NiMH, kde jsou třeba 3 nebo 4 články zapojené v sérii.

Autor: Karel Murtinger