Modern akkumulátorok: nikkel és lítium

Modern akkumulátorok: Nikkel és lítium – TARTALOM

1. A múlt a nikkelé volt
2. Lítium és különböző adalékok
3. A lítiumos akkumulátorok biztonságosak, mégis ne becsüld alá a kockázatot

A múlt a nikkelé volt

A nikkel-metálhidrid (NiMH) akkumulátorokat 1967-ben fejlesztették ki a Battelle-Geneva Research Centerben, de a kémiával kapcsolatos problémák miatt csak a 80-as években indult el a gyártás, amikor jobb ötvözeteket fedeztek fel, és az akkuk megbízhatóvá váltak. Az energiasűrűség 120 Wh/kg-ra nőtt, a hasznos ciklusszám 500 és nagyjából 2 000 között mozog, és léteznek akkumulátorok nagyon alacsony önkisüléssel is, ilyeneket kínál például az Eneloop – így kis fogyasztású eszközökhöz is jól jönnek.

Lítium és különböző adalékok

Cimrman híres mondása, miszerint a jövő az alumíniumé, eléggé félrement, mert ma már látjuk, hogy a jelen és legalább a közeli jövő a lítiumé. A lítium nagyon könnyű és reaktív fém, amely nagy energiasűrűséget kínál – és a kémiájára egy egész lítiumion-technológiai (Li-Ion) család épül, amelyek közül a legfontosabbak a lítium-kobaltos (LCO), a lítium-polimer (LiPO) és a lítium-vasfoszfát (LiFePO4) akkumulátorok. Ezek csak a legjelentősebb típusok: sokféle lítiumos akku létezik, és általában az adott alkalmazáshoz választják ki őket.

A klasszikus elektronikában – legyen szó notebookokról, telefonokról vagy hasonló eszközökről – többnyire lítium-kobaltos akkumulátorokat használnak. A lítium-kobaltos akkuk energiasűrűsége akár 265 Wh/kg is lehet, az élettartamuk pedig akár 1 200 ciklus, de mivel nagyon reaktív lítiumot és kobaltot is tartalmaznak, mindig megfelelően kell őket újrahasznosítani. Ezt a típust tönkreteheti a teljes lemerítés, de a túltöltés is: túlmelegedéskor hidrogén szabadulhat fel – és az akku annyira felhevülhet, hogy kigyulladhat, ritkán akár fel is robbanhat. Ezeket az akkukat – bár a gyulladás és a nehéz oltás kockázata létezik – járművekben is használják, mert egyelőre a legjobb energiasűrűséget adják.

A lítium-polimer (LiPO) akkumulátorok energiasűrűsége gyakorlatilag ugyanakkora, mint a lítium-kobaltosaké. Van viszont egy másik gondjuk: nincs merev burkolatuk, ezért gázszivárgás esetén megduzzadnak, felfújják a csomagolást – és az így keletkező nyomás tönkreteheti az elektronikát. Ez sajnos a múltban különösen az olcsóbb csereakkuknál fordult elő, amelyeknél nem volt elég jó a minőség. Ha a készüléked deformálódni kezd, repedezik, szétnyílik vagy hasonlót tapasztalsz, az akkumulátort sürgősen ellenőriztetni kell, és szükség esetén cserélni.

Sokkal stabilabbak a lítium-vasfoszfát (LiFePO4) akkumulátorok: alacsonyabb, 160 Wh/kg energiasűrűséget adnak, viszont nagyobb élettartamot – 3 000-től akár 10 000 ciklusig. Hő- és kémiailag stabilak, mechanikailag ellenállóbbak, de a nagyobb tömegük miatt főleg otthoni energiatárolóknál használják őket, például napelemek energiájának későbbi felhasználására. Az „inert” jellegük járművekben is vonzó, de a lítium-kobaltos akkukhoz képest az energiasűrűségben túl nagy a kompromisszum, ezért például elektromos repülőgépek hajtásához nem jönnek szóba.

A lítiumos akkumulátorok biztonságosak, mégis ne becsüld alá a kockázatot

A lítiumos akkumulátorok többnyire biztonságosak, de így is be kell tartanod az alapvető szabályokat: használj tanúsított akkumulátorokat és töltőket, amelyek védelmi mechanizmusokkal óvnak a túltöltéstől és a cellák túlmelegedésétől. A lítiumion-cellákat nem szabad felnyitni, átszúrni vagy más módon mechanikailag megrongálni. Az akkukat soha ne hagyd teljesen lemerülni; hosszabb tárolásnál 60–80%-os töltöttségi szint ajánlott. Ha az akkumulátor felpúposodik, vagy az elektronika azt jelzi, hogy gond van vele, cserélni és újrahasznosítani kell; ha nem cserélhető, a szerviz segíthet.

A lítiumos akkumulátorok a modern világ nélkülözhetetlen részeivé váltak: mindent meghajtanak a kis elektronikai eszközöktől a nagy energiarendszerekig. Bár vannak technikai korlátaik és biztonsági kockázataik, a fejlődésük folyamatosan a nagyobb hatékonyság, biztonság és élettartam felé halad. A megfelelő használat és az újrahasznosítás kulcsfontosságú ahhoz, hogy megmaradjon a teljesítményük, miközben minimalizálod a környezeti hatásokat.