Spis treści:
Sporo mówi się o rzekomych niebezpieczeństwach związanych z akumulatorami LiPo oraz praktykami ich ładowania, używania i przechowywania. Niektóre z tych krytycznych uwag są uzasadnione, inne zdecydowanie nie.
Akumulatory litowo-polimerowe
Akumulatory litowo-polimerowe (AKA “LiPo”) to rodzaj akumulatorów stosowanych obecnie w wielu urządzeniach elektroniki użytkowej. W ciągu ostatnich kilku lat zyskały na popularności zwłaszcza w branży sterowania radiowego (RC) i są najpopularniejszym wyborem dla każdego, kto szuka długiego czasu pracy i dużej mocy. Akumulatory LiPo oferują szeroki wachlarz korzyści, ale jak to zwykle bywa każdy użytkownik musi zdecydować, czy korzyści przeważają nad wadami. Dla coraz większej liczby osób tak właśnie jest. Ogniwo LiPo ma napięcie nominalne 3,7 V. W przypadku akumulatora 7,4 V oznacza to, że dwa ogniwa są połączone szeregowo (co oznacza, że napięcie jest sumowane).
Dlatego też czasami słyszy się, że mówi się o zestawie akumulatorów “2S” – oznacza to, że w szeregu znajdują się 2 ogniwa. Tak więc pakiet z dwoma ogniwami (2S) ma napięcie 7,4 V, pakiet z trzema ogniwami (3S) ma napięcie 11,1 V i tak dalej. Dla jasności – napięcie nominalne to domyślne napięcie spoczynkowe akumulatora. W ten sposób branża akumulatorów postanowiła omawiać i porównywać akumulatory. Nie jest to jednak napięcie pełnego naładowania ogniwa. Akumulatory LiPo są w pełni naładowane, gdy osiągną 4,2 V / ogniwo, a ich minimalne bezpieczne ładowanie wynosi 3,0 V / ogniwo. 3,7 V jest prawie pośrodku i jest to nominalne naładowanie ogniwa.
Akumulatory LiPo - wady i zalety
Spójrzmy na potencjalne atuty i kłopoty w zestawieniu z akumulatorami NiMH. W przypadku akumulatorów LiPo są to z pewnością znacznie mniejsza waga i możliwość wykonania w niemal dowolnym rozmiarze lub kształcie, wyższa pojemność pozwalająca na przechowywanie znacznie większej ilości energii i wyższe wskaźniki rozładowania, co oznacza, że są bardziej wydajne.
Wady to natomiast znacznie krótsza żywotność, bo dla LiPo to średnio tylko 150-250 cykli, wrażliwa chemia, która może tworzyć ryzyko pożaru, gdy bateria zostanie przebita i generalny wymóg szczególnej ostrożności podczas ładowania, rozładowywania i przechowywania.
Baterie NiMH natomiast charakteryzuje większa żywotność niż LiPo – zwykle do 1000 cykli, mniejsza wrażliwość i prostsze procedury ładowania z prostszymi ładowarkami. Trzeba jednak liczyć się z dużo większym ciężarem i ograniczonym rozmiarem, niższą średnią pojemnością i ogólnie mniejszą wydajnością.
Charakterystyka akumulatorów LiPo
We “wczesnych dniach” akumulatorów LiPo można było spotkać się z pakietem akumulatorów opisywanym jako “2S2P”. Oznaczało to, że w akumulatorze znajdowały się w rzeczywistości cztery ogniwa – dwa ogniwa połączone szeregowo i dwa kolejne połączone równolegle z pierwszymi dwoma akumulatorami .Ta terminologia jest stosowana coraz rzadziej. Nowoczesna technologia pozwala na przechowywanie znacznie większej ilości energii w poszczególnych ogniwach, niż było to możliwe jeszcze kilka lat temu. Mimo to znajomość starszych terminów może być przydatna na wypadek, gdyby natkniemy się na coś, co ma co najmniej kilka lat albo ktoś będzie nadal stosował nieco zwietrzałe już określenia.
Jak to jest w pojazdach? Napięcie akumulatora zasadniczo determinuje prędkość pojazdu. Napięcie bezpośrednio wpływa na obroty silnika elektrycznego – silniki bezszczotkowe są oceniane według kV, co oznacza “RPM na wolt”. Jeśli więc masz silnik bezszczotkowy o napięciu znamionowym 3500 kV, będzie on obracał się z prędkością 3500 obrotów na minutę na każdy przyłożony do niego wolt. Na akumulatorze LiPo 2S silnik ten będzie obracał się z prędkością około 25 900 obrotów. Na akumulatorze 3S będzie zaś obracał się z prędkością 38 850 obrotów na minutę – tak więc im większe napięcie, tym szybciej można jeździć.
Ładowanie i użytkowanie LiPo
Akumulatory LiPo wymagają specjalistycznej opieki. Ważne jest, aby używać ładowarki kompatybilnej z akumulatorami. Są one ładowane przy użyciu systemu zwanego ładowaniem CC/CV, z ang. Constant Current/Constant Voltage. Zasadniczo ładowarka będzie utrzymywać prąd lub szybkość ładowania na stałym poziomie, dopóki akumulator nie osiągnie napięcia szczytowego (4,2 V na ogniwo w zestawie akumulatorów). Następnie utrzyma to napięcie i jednocześnie zmniejszy natężenie prądu. Z drugiej strony akumulatory NiMH i NiCd najlepiej ładują się przy użyciu metody ładowania impulsowego. Ładowanie akumulatora LiPo w ten sposób może mieć szkodliwe skutki, dlatego ważne jest, aby mieć ładowarkę kompatybilną z LiPo. Inny powód to równoważenie, czyli termin, którego używamy do opisania czynności wyrównywania napięcia każdego ogniwa w zestawie akumulatorów.
Balansujemy akumulatory LiPo, aby zagwarantować, że każde ogniwo rozładowuje się w takim samym stopniu. Pomaga to zwiększyć wydajność akumulatora. Jest to również kluczowe ze względów bezpieczeństwa. Inna kwestia to fakt, że część akumulatorów LiPo jest wyposażona w złącze JST-XH. Jednym z największych problemów z tym złączem jest brak powierzchni, czy raczej: brak możliwości dobrego uchwycenia złącza. Sprawia to, że trudno jest odłączyć złącze, użytkownik zazwyczaj po prostu ciągnie za przewody i może to spowodować uszkodzenie albo nawet potencjalne zwarcie baterii. Większość akumulatorów LiPo należy ładować raczej powoli, w porównaniu do akumulatorów NiMH lub NiCd. Podczas gdy akumulator NiMH o pojemności 3000 mAh rutynowo ładujemy prądem o natężeniu czterech lub pięciu amperów, akumulator LiPo o tej samej pojemności powinien być ładowany prądem nie większym niż trzy ampery.
W chłodniejszych miesiącach akumulatory warto przed użyciem podgrzać. Napięcie rozładowanego ogniwa wynosi 3,2 V. Często modele operują z napięciem 3,3-3,5 V na ogniwo. Jeśli napięcie ogniwa spadnie poniżej 2,5 V, może ono zostać nieodwracalnie uszkodzone. Nie należy także przekraczać maksymalnego prądu rozładowania akumulatora. Zbyt wysokie prądy powodują nagrzewanie się akumulatora i duży spadek napięcia, a z czasem taka bateria może ulec rozładowaniu. Jeżeli zachowamy wymienione, dobre praktyki użytkowania, to z pewnością akumulator litowo-polimerowy posłuży nam przez naprawdę długi czas.
