Typy akumulátorů používané v mobilních přístrojích

Většinu uživatelů notebooků, PDA či mobilních telefonů už patrně napadlo podívat se, jak vypadá akumulátor, který uvedené každodenně používané pomocníky udržuje při životě. Vývoj těchto článků jde stále kupředu, a tak vám nabízíme jejich malé srovnání.

K napájení většiny přístrojů, které si zaslouží přívlastek mobilní, či chcete-li přenosné, se používají baterie s možností opakovaného nabíjení. Opakované vybíjení a nabíjení baterie umožňuje vratný chemický proces probíhající v článku. A je úplně jedno, jde-li o článek niklo-cadmiový, niklo-metalhydridový, lithium-iontový, lithium-polymerový, či nedávno se objevivší lithium-manganový.

Staré dobré nikláky

Akumulátory Ni-Cd a Ni-MH jsou stále ještě nejrozšířenější a nejznámější „tužkovky“, „buřty“ či „mikrotužky“. Jeden takový článek, nebo chcete-li baterie, má jmenovité napětí 1,2 V. Nabíjí se zpravidla na 1,4 V. Rozšířeným mýtem o těchto akumulátorech je tzv. paměťový efekt. Ve skutečnosti nemá jev, ke kterému v praxi dochází, se skutečným paměťovým efektem mnoho společného. O co tedy skutečně jde? Když budete akumulátor nabíjet tak, že ho nabijete, pak vybijete jen z části, následně opět dobijete a zase jen z části vybijete, tak se časem sníží kapacita těchto akumulátorů. A to proto, že si zapamatují dolní mez, na kterou byly obvykle vybíjeny a celková využitelná kapacita akumulátoru tak bude jen od této meze do maxima. Tomuto jevu se dá částečně zamezit nepřebíjením a vybitím jednotlivých článků na minimální hodnotu danou výrobcem (obvykle 0,8V). Méně ne, protože potom hrozí přepólování akumulátoru.

Nevýhodou při používání v přenosných digitálních pomocnících je velká hmotnost akumulátorové sady. Proto se stále více rozšiřují akumulátorové sady složené z článků Li-Ion, a Li-Pol. Stále jsou však obory, kde díky možnosti rychlého nabíjení a schopnosti dodávat trvale velký proud, jsou Ni-Cd a Ni-MH akumulátory jen těžko nahraditelné. Některé články jsou schopny krátkodobě dodávat i 50–70 A. Nejsou to pochopitelně baterie, které běžně zakoupíte v prodejně elektra. Nejmasověji se tento typ akumulátorů využívá v digitálních fotoaparátech, diskmanech a podobně. Tedy tam, kde nahrazuje klasické alkalické baterie.

Lithium na všechny způsoby

Právě kvůli výše zmíněné hmotnosti a potřebné péči byly Ni-Cd a Ni-MH baterie vytlačeny v noteboocích, PDA a mobilech lithiovými akumulátory. Tyto akumulátory lze nejlépe přirovnat ke kondenzátoru, který také není před nabitím potřeba vybít a jenž se i po částečném vybití také pouze jen dobije na maximální kapacitu. Z tohoto přirovnání rovněž plyne, že lze bez jakýchkoli problémů spojovat tyto akumulátory sérioparalelně. Jediným výrazným nedostatkem této technologie je citlivost na přebití nad předepsaných 4,2 V (s odchylkou 0,5 %) na článek a vybití pod 2,4 V na článek, kdy dochází k poškození nebo přímo ke zničení akumulátoru.

Jako první zástupce těchto článků se objevil článek lithium-iontový. Li-Ion jsou na první pohled velmi podobné Ni-Cd a Ni-MH akumulátorům. Jmenovité napětí jednoho článku je však 3,6 V a nabíjí se na zmíněných 4,2 V. Výsledné akumulátorové sady nabízejí tedy stejnou kapacitu a napětí, při menších rozměrech a nižší hmotnosti než Ni-Cd a Ni-MH sady. Právě tyto akumulátory jsou momentálně nejrozšířenějším typem v akumulátorových sadách notebooků a v mobilních telefonech. Jejich nevýhodou je nutnost nabíjení proudem menším, než je kapacita článku. Tím pádem se prodlužuje doba nutná k nabití akumulátoru.

Jako další se začaly prosazovat lithium-polymerové baterie. Li-Pol článek by se dal popsat jako pytlík nabitý energií. Jmenovité napětí článku je 3,7 V, nabíjení je shodné s Li-Ion bateriemi. Díky tomu, že není nutno použít pevný kovový obal, mají Li-Pol velmi nízkou hmotnost. Vyznačují se i schopností dodávat proudy srovnatelné s Ni-MH články, možností nabíjení proudem shodným, nebo i mírně vyšším, než je jmenovitá kapacita článku a tím i zkrácením doby nabíjení. Zdá se, že mají snad jen samé klady, ale není to tak jednoznačné. Právě subtilní konstrukce článků je jejich slabinou. Jsou náchylné k mechanickému poškození. Při proražení obalu a vniknutí vzduchu do článku dojde k jejich zničení. Podle některých zdrojů dokonce hrozí vznícení článku. I přesto se články Li-Pol začínají stále častěji objevovat v PDA i mobilních telefonech. Jejich nízká hmotnost a vysoká kapacita je k tomu přímo předurčují.

Blýská se na lepší časy

Novinkou je článek lithium-manganový (Li-MnO). Baterie je opět zapouzdřena v kovovém obalu, jenž má tvar válcového pouzdra, které chrání článek před mechanickým poškozením. Články mají podobně jako Li-Ion tepelnou pojistku, která při přehřátí článku přeruší odběr proudu. Hmotnost sice není tak nízká jako u Li-Pol, ale Li-MnO zase slibují bezpečný provoz a dlouhou životnost. S Li-Pol mají společné velmi rychlé nabíjení.

Neuplyne ani půl roku, aby výrobci nepřišli s dalším zdokonalením technologií používaných v akumulátorech. Pravděpodobně nebude trvat dlouho a technologie lithiových článků zcela vytlačí Ni-Cd a Ni-MH akumulátory z trhu. Hlavní překážkou k ještě rychlejšímu rozšíření je právě rychlý vývoj a poměrně málo zkušeností s jejich využíváním. Je třeba si uvědomit, že počty nabíjecích cyklů u akumulátorů se pohybují řádově ve stovkách, a proto i odhalování nedostatků probíhá až souběžně s vývojem stále výkonnějších a odolnějších článků.

V současné době jsou na trhu Li-Pol články s označením HD, které jsou schopny dodávat stejné proudy jako velmi kvalitní Ni-MH akumulátory. A to při čtvrtinové hmotnosti a výrazně menších rozměrech. To je, zdá se, velmi slibná cesta.

Článek vznikl ve spolupráci s časopisem Computer a čerpá z čísla 7/05.

Diskuze (29) Další článek: Sound Blaster Audigy 4 Pro: v novém kabátu

Témata článku: , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,