Dobré rady

Lithiová baterie obecně

Vývoj budoucnost

Ekologie

Typy baterií

 

Dobré rady

    • Baterii vypínejte (pokud nemá automatické vypínání).
    • Nechte si jednou ročně baterii i nabíječku zkontrolovat kapacitu, vyvážení článků a zda BMS plně funguje. Předejdete tak mnoha problémům a finančním výdajům.
    • Baterii používejte. Čím více budete jezdit, tím lépe pro baterii. Jestliže baterii nepoužíváte postupně degraduje. Životnost je cca 8 let.
    • Pokud možno baterii nenechávejte dlouhodobě na nabíječce. Když se rozsvítí zelená kontrolka, je baterie téměř nabitá. Pro úplné nabití ji můžete nabíjet ještě asi 1 hodinu. Dlouhodobým nabíjením ohrožujete její bezpečnost.
    • Nevystavujte elektrokolo ani baterii vysokým teplotám nad 50°C. Takové teploty ničí krystalickou mřížku článků a vyvolávají jejich degradaci.
    • Nenabíjejte baterii při teplotách pod 0°C. Hořet baterie sice nezačne, ale můžete ji zničit. BMS v takovém případě nabíjení ani nedovolí. Pokud máte baterii promrzlou, nechte ji před nabíjením nejdříve aklimatizovat.
    • V měsících, kdy na elektrokole nejezdíte, skladujte baterii na suchém temném místě při teplotách okolo 10°C. Čím vyšší skladovací teplota, tím větší míra samovybíjení. Při 35°C může být i dvojnásobná. Baterii uskladněte nabitou přibližně na 70% kapacity. Skladováním plně nabité lithiové baterie po dobu jednoho roku při 25° C poklesne její kapacita asi o 20 procent, při skladování baterie nabité pouze na 40% je ztráta kapacity jen asi 4 procenta. Jedná se o trvalou a nevratnou ztrátu akumulační schopnosti baterie, nikoli o její vybití.
    • Používejte originální nabíječky. Každé ochranné BMS je nastaveno na určité nabíjecí napětí a proud. Neoriginální nabíječkou můžete poškodit BMS i bateriové články.

 

Lithiová baterie obecně

Nejpoužívanější baterie pro elektrokola jsou dnes na bázi lithia. Tyto typy se vyznačují vysokou měrnou specifickou energií. Můžou mít 100–265 W/kg. Pro porovnání běžná olověná autobaterie disponuje měrnou specifickou energií 30–40 W/kg.

Baterie pro elektrokola mají malý až žádný paměťový efekt. To znamená, že tento druh baterie se nemusí plně vybíjet a nabíjet, aby nedošlo k jeho degradaci a snížení kapacity. Výhodou je také nízké samovybíjení. Pokud baterii nepoužíváte, samovolně se z ní uvolní 1-3% kapacity za měsíc. Olověná baterie za stejný čas ztratí až 30%. Další výhodou je počet cyklů nabíjení, než baterie degraduje na zhruba 80% své původní kapacity. To se bere jako limit, kdy baterie již není schopná uchovávat energii a ani při vysokých odběrových proudech vašeho elektrokola na ni mnoho neujedete. Lithiové baterie mají nejčastěji okolo 500 cyklů u nejlepších výrobců bateriových článků. Za jeden nabíjecí cyklus je považováno plné vybití a nabití baterie. Pokud s kolem ujedete pouze pár kilometrů, kdy baterii vybijete jen z poloviny a poté ji plně dobijete, je to považováno za ½ cyklu. Pokud vám někdo bude prodávat baterii s 1000 cykly, buď vám lže, nebo má na mysli uživatelské cykly, kdy nedochází k úplnému vybití. Málokdo z nás bude jezdit na doraz baterie.

Velkou nevýhodou těchto typů baterií je jejich bezpečnost. Lithiové baterie jsou všeobecně rizikové při přebíjení a přehřátí. V takovém případě může baterie začít hořet a v extrémních případech i explodovat. Také jsou velmi náchylné na podbití. Pokud se baterie vybije pod svou nejnižší možnou úroveň, může dojít k obrácení polarity nebo zničení bateriových článků, ze kterých se baterie skládá. Aby se předešlo těmto rizikům, je baterie vybavena ochrannými obvody, takzvaným BMS. BMS zajišťuje ochranu proti hlubokému vybití, přebití a tepelnou ochranu. Též zajišťuje, aby jednotlivé články akumulátoru byly rovnoměrně vybíjeny a nabíjeny. Každý bateriový článek má svou ochranu před těmito vlivy. To dělá z lithiové baterie poměrně drahé zařízení, které potřebuje zvláštní péči.

Vývoj v budoucnosti

Nová generace akumulátorů bude mít bluetooth. Přes něj se připojíte a zjistíte informace, které dnes získáte pouze diagnostikou. Také je kladen velký tlak na vývoj nového složení bateriových článků. Poptávka po lithiových článcích je obrovská v širokém spektru. Zde nemám na mysli jenom nářadí a elektromobilitu, ale třeba zájem velkých logistických firem po lithiových bateriích do vysokozdvižných vozíků.  Tady už se jedná doslova o změnu energetické závislosti z ropy na elektřinu. Na otázku, jestli to unese přenosová soustava, možná brzy dostaneme odpověď.

Ekologie

Dnes se používají nejvíce dvě složení lithiových baterií.

Lithium-nikl oxid kobaltu manganu (NMC) a Lithium-nikl kobalt oxid hlinitý (NCA). Nejvíce nebezpečné pro životní prostředí je zpracování niklu a kobaltu. Tyto typy složení lithiových baterií patří do kategorie nebezpečných odpadů, avšak jsou považovány za bezpečné pro spalovny a skládky, protože neobsahují toxické kovy jako je olovo nebo kadmium. Co se týče recyklace, je těžba a výroba stále o mnoho levnější. Nejcennějším prvkem je kobalt. V Evropě jsou zatím dvě velká recyklační centra. V Itálii a ve Francii. Bohužel lithium je zatím nerecyklovatelné. Ze starých článků se získávají pouze těžké kovy v čele s kobaltem. Starou baterii můžete vrátit výrobci nebo uložit do sběrného dvora. Odtud si ji odveze specializovaná firma, která má příslušnou licenci ( u nás jsou tři).

I proto je pochopitelný zájem o těžbu lithia v Krušných horách. Lithium je prvek, který vypadá jako hustší bláto a v přírodě se ho vyskytuje mnoho. Většinou je však rozpuštěný v mořské vodě. Jeho pevné skupenství je vzácné. Z tohoto důvodu bude jeho recyklace brzy nezbytná.

Typy baterií

Lithium-iontová baterie (li-on) je nejpoužívanější typ. Skládá se z několika bateriových článků zapojených vzájemně sériově a paralelně. Tyto články mají nejčastěji tvar válce o rozměru 18×65 mm. Stejné bateriové články se třeba používají v některých elektronických cigaretách. Jeden článek má napětí 3,6 V a pracuje s rozpětím 34,2 V. Kapacitu může mít 2,2–3,4 Ah podle výrobce. V případě, že má vaše baterie 10 článků zapojených sériově nad sebou, dává výsledné napětí 36 V a pracuje s rozsahem 30–42 V. Dejme tom, ,že v takové baterii je zapojeno ještě 5 článků vedle sebe v každé řadě. Pak bude kapacita vaší baterie 12,5 Ah a celkový počet článků bude 50.


Lithium-polymerová baterie ( li-po) – pro elektokola dnes méně často používaný typ. Tato baterie má takzvaný gelový polymerový elektrolyt a její specifická měrná energie je vyšší než u li-ion baterií. Další rozdíl od li-ion je, že používá měkké obaly, které můžou mít téměř libovolný tvar. Jsou výrazně lehčí a využívají se především tam, kde je hmotnost důležitá. Své uplatnění mají v rádiem řízených modelech, telefonech a tabletech. Jejich obal je zároveň velkou nevýhodou, protože se může snadno poškodit.