2022.09.25, utolsó módosítás: 2025.01.13
Külső vakuk, fényképezőgépek, elemlámpák, játékkonzolok és egyebek működtetéséhez NiMH (nikkel-metál-hidrid) akkukat használunk. Ezeket sokan tévesen hidrid helyett hibridnek nevezik. Írásomban részletesen csak AA (LR6, HR6, MN1500, ceruza) és AAA (LR03, HR03, MN2400, mikró) méretű NiMH akkuk kezeléséről lesz szó. A továbbiakban az AA helyett a 2A, az AAA helyett a 3A rövidítést alkalmazom. Az itt leírtak értelemszerűen vonatkoznak az AAAA, A, SC, C, D méretű akkukra is.
Az itt tárgyalt akkuknak a névleges feszültsége 1,2 V, amely alatta marad a hagyományos (szén-cink) elem 1,5 V feszültségének, ezért az elemek nem minden esetben helyettesíthetők NiMH akkukkal.
Az akkumulátorok villamos energia tárolására szolgálnak. Feltöltéskor áramot vezetünk az akkuba, amely által a benne lévő kémiai anyagok átalakulnak, és ez az átalakulás eredményezi a beléjük vezetett elektromos energia egy részének eltárolását. Amikor az akkuban tárolt energiát visszanyerjük, akkor beszélünk kisütésről (lemerítésről). Használat közben az akku lemerül, felhasználódik a benne tárolt energia. A feltöltéskor átalakult vegyi anyagok a kisütés során visszaalakulnak, miközben az akku elektromos energiát szolgáltat. Az akkuk tehát vegyi úton működnek, bennük vegyi folyamatok zajlanak. A vegyi folyamatok sebessége általában függ a hőmérséklettől (melegben gyorsabban mennek végbe), ezért az akkuk működése is hőmérsékletfüggő.
A fenti ábrán egy Ladda (Ikea) 4 db-os akkucsomag környezetbarát csomagolásán láthatjuk, hogy újratölthető NiMH akkukról van szó (Rechargeable cell), és azt is, hogy az akkuk fontosabb jellemzői hogyan kerültek feltüntetésre a csomagoláson.
Az ilyen kis akkumulátorok kapacitását mAh-ban (milliamperórában) adják meg a gyártók. Ez tárolókapacitást jelent, azt, hogy mennyi elektromos energiát képes tárolni az akku. A tárolókapacitás a kisütéskori áramerősségnek, és annak az időnek a szorzata, amennyi ideig azt az áramerősséget a teljesen feltöltött akku biztosítani tudja. Ha például 100 mA erősségű áramot 10 órán keresztül képes szolgáltatni, akkor 100 mA x 10 óra = 1000 mAh az akku kapacitása. Másképp mondva az 1000 mAh kapacitás elvileg azt jelenti, hogy egy teljesen feltöltött akku 1 mA áramot 1000 óráig, 100 mA áramot 10 óráig, 1 A (1000 mA) áramot 1 óráig, 2 A áramot fél óráig stb. képes szolgáltatni. A valóságban azonban ez sem ilyen egyszerű, mert nagyobb kisütőáram esetén az akku kapacitása kisebbnek tűnik, azaz kevesebb energiát nyerhetünk ki belőle. Egy akku kapacitása nem állandó érték, ugyanis az elhasználódás, és az esetleges károsodás során is csökken a kapacitás, és függ a kisütőáram erősségétől is.
A feltöltéskor és kisütéskor alkalmazott áramerősséget legtöbbször nem abszolút értékben adjuk meg (pl. 100 mA), hanem praktikus okokból az akku névleges kapacitásához viszonyítjuk. Az akku névleges kapacitásának számértékével megegyező erősségű áramot "C"-vel jelöljük. Ha az akku névleges kapacitása 1900 mAh, akkor C értéke 1900 mA, és 1C erősségű áram 1900 mA áramerősséget, 0,1C (vagy C/10) 190 mA áramerősséget, 0,5C (vagy C/2) 950 mA áramerősséget, 2C 3800 mA áramerősséget jelent.
Az akkukon a szabvány szerinti kisütéskor mérhető kapacitást tünteti fel a gyártó. A szabvány szerinti kisütési áramerősség C/5, és pontosan előírt körülmények között (pl. hőmérséklet) kell elvégezni a teljesen feltöltött akku kisütését. Egy 2100 mAh kapacitású akku kapacitásának mérésénél mindössze 420 mA áramerősséggel kell kisütni az akkut (1 V-ra). Ha 10 órán képes biztosítani ezt az áramerősséget, akkor a kapacitása 2100 mAh. Ennyi a névleges kapacitás, ezt tünteti fel a gyártó az akkun.
Nem szabad az akku kapacitásának bűvöletében élni. A legtöbb ember azt hiszi, hogy egyértelműen a nagyobb kapacitású a jobb, mert tovább bírja. Valóban tovább bírja, azonban vannak olyan egyéb tényezők is, amelyek mellett nem lehet szó nélkül elmenni. Valójában azt mondhatjuk, hogy a kisebb kapacitású akkumulátorok előnyösebbek.
Régebben a NiMH akkuk önkisülése nagyon magas volt, amely azt jelenti, hogy az akku teljes feltöltés utáni tárolása során akár néhány hét alatt elveszítette a tárolt energia jelentős részét.
Néhány éve megjelentek az alacsony önkisülésű NiMH akkuk, amelyek az évek során egyre jobbak lettek. Ezeket sok esetben ellátják a Ready 2 Use (vagy Ready to Use, röviden R2U, azaz használatra kész) jelöléssel, de napjainkban már annyira elterjedtek az ilyen akkuk, hogy sokszor nem jelzik ezt az akkukon akkor sem, ha valójában alacsony önkisülésűek. Ismertetésekben találkozhatunk az LSD kifejezéssel is, amely az alacsony önkisülés angol nevéből származó rövidítés (Low Self-Discharge). Az ilyen teljesen feltöltött akkuk akár egy évig is megőrizhetik kapacitásuk akár 85%-át, de vannak olyanok is, amelyek akár öt évig is megőrzik energiájuk jelentős részét. Általában a gyártó weboldalán tudunk leginkább hiteles információra szert tenni. Ne vásároljunk olyan akkut, amely a tárolás során sok energiát veszít, azaz nem LSD. Nem éri meg megvenni.
Fontos tényező az akku élettartama is, amelyet a feltöltési-kisütési ciklusok lehetséges számával mérünk. Magyarul ez azt jelenti, hogy hányszor tudjuk feltölteni és lemeríteni az akkut úgy, hogy még élettartama végén is jelentős kapacitása legyen. Régebben a lehetséges ciklusok száma 100 körüli volt, napjainkban a leghosszabb élettartamú akkukat a gyártó szerint akár 2000-szer is fel lehet tölteni.
A sokszori feltöltés lehetősége azonban ideális feltételeket feltételez. A gyártók a szabványban rögzített feltételek mellett határozzák meg az akkuk várható élettartamát. Ne vásároljunk alacsony élettartamú akkukat, legalább 500 feltöltési ciklus legyen az élettartama. Ekkor heti gyakoriságú feltöltés esetén is csaknem 10 év élettartamra számíthatunk gondos kezelés esetén. Azonban ez is csak egy elméleti szám, öt évnél tovább várhatóan nem lesz használható, de ez is egy ideális szám, inkább ennél kevesebb a realitás, főleg ha az akkut a használat során károsodás éri. Károsodás esetén előfordulhat, hogy akár 100 feltöltést se bír ki, vagy akár teljesen tönkremegy. Az akku ugyanis nagyon könnyen károsodhat, vagy akár tönkre is mehet.
A NiMH akkumulátorok hátránya, hogy nagyon kényesek a megfelelő kezelésre, az elvárt élettartamot csak gondosan eljárva érhetjük el. Ezeket az akkukat nagyon könnyű károsítani vagy tönkretenni. Hogyan tudunk hosszú életet biztosítani a NiMH akkuknak? Tulajdonképpen erről szól ez az írás.
Amikor arról írok, hogy az akku károsodik, az nem feltétlenül jelenti azt, hogy azonnal tönkremegy, hanem jelentheti azt is, hogy csökken a tárolókapacitása, esetleg csökken az élettartama, vagy esetleg a nem károsodott társaitól eltérően viselkedik.
Napjainkban 1900-2100 mAh a "normál" kapacitású 2A méretű NiMH akku kapacitása, minél nagyobb ennél, annál inkább nagy kapacitású az akku. 3A méretű akku esetén a "normál" kapacitás 750 mAh körüli.
Nagy kapacitású akku esetén ugyanakkora helyre több anyagot kell bezsúfolni, amelyet kompromisszumok nélkül nem lehet megtenni. Az akku kapacitása ugyan nagyobb lesz, azonban egyéb jellemzői romlanak. Általában rövidebb az élettartamuk (pl. 1000 helyett 500 ciklus), nagyobb az önkisülésük, kényesebbek lesznek az óvatos kezelésre, könnyebben károsodnak, esetleg a maximálisan leadható áramerősségük is kisebb lesz. Inkább "normál" kapacitású akkukat érdemes vásárolni, mint nagy kapacitásúakat.
Számos tényező befolyásolhatja a NiMH akku töltési/kisütési ciklusokkal mért élettartamát, ezek a következők:
Nagyon fontos az akkuk homogenitása (egyformasága) is. Egyáltalán nem evidens, hogyha vásárolunk egy csomagban négy akkut, akkor azok teljesen egyformák lesznek. Bizonyos felhasználások esetén több akkut sorba kötve használunk, például vakukban általában 4 darabot. A kisütés és a feltöltés szempontjából is az a jó, ha az akkuk csak kevéssé térnek el egymástól. Azonban elő-elő fordul, hogy a négy megvásárolt akku között egy-egy gyengébb példányt találunk. Emiatt is kell "normális" minőségű akkukat vásárolni.
A NiMH akkumulátorok elvileg egyformák, azonos elven működnek, azonban az egyes gyártók termékei eltérnek egymástól. Egyik gyártó így, a másik úgy próbálja elérni a kívánt tulajdonságú terméket, és egy gyártó különböző típusai is eltérnek egymástól, akár más vegyi anyagokat is tartalmazhatnak. Emiatt a különböző gyártmányú, típusú termékek egymástól eltérően viselkednek. Az is megnehezíti a helyzetet, hogy az elhasználódás foka szerint is változnak az akkuk tulajdonságai, és az akku hőmérsékletétől is függenek. Ezek a tényezők nehézséget jelentenek az akkuk használatával, és feltöltésével kapcsolatban.
Ha több akkut együtt kell egy készülékben használnunk (pl. egy vakuban 4 db-ot), akkor az a jó, ha azok minél inkább egyformák, és minél kevésbé elhasználtak. Emiatt célszerű egyszerre vásárolt, azonos gyártó azonos típusú akkuit használni egy garnitúraként.
Itt arról lesz szó, hogy hogyan vásárolhatunk olcsón jó minőségű akkukat. Szóba jöhetnek bizonyos áruházláncok saját márkás termékei. Ezeknek elvileg jó minőségűeknek kellene lenniük, azonban én nem mindegyikkel voltam maradéktalanul elégedett. Sajnos a Tronic (Lidl), a Rubin (Rossmann), és az Activ Energy (ALDI) akkuk között is előfordul egy-egy kissé gyengébb példány, amely használatkor "lerontja" a másik három akku teljesítményét, ha mondjuk vakuba tesszük őket. A négy akku együtt csak annyira lehet jó, amennyire a "leggyengébb láncszem" jó. Ezeknek az akkuknak a homogenitásuk nem elég jó, pedig az nagyon fontos paraméter. Utoljára 5-6 éve vásároltam ilyen akkukat, azóta lehet, hogy sokat javult a helyzet.
Az Ikea által forgalmazott Ladda saját márkás akkuk viszont valóban jók, és jó az ár/érték arányuk is. Ez elsősorban az 1900 mAh kapacitású 2A, és a 750 mAh kapacitású 3A méretű akkukra vonatkozik. Leginkább ezeket éri meg megvenni. Mindkettő hosszú élettartamú (1000 ciklus) és alacsony önkisülésű (Ready to Use). Nekem ezek váltak be legjobban. Nem rosszabbak, mint a "márkás" termékek.
Ezeken az Ikea által forgalmazott akkukon a Made In Japan olvasható (lásd a fentebbi ábrán), ezek az akkuk Japánban készültek, ez meg is látszik a minőségükön, egyformaságukon. Állítólag ugyanabban a gyárban készülnek, ahol a jelenleg piacvezetőnek számító eneloop akkumulátorok.
Ne higgyünk a csodákban. Ha valamely gyártó 3A méretben 1600 mAh kapacitású akkut ígér, akkor gyanakodjunk, és ne vásároljunk ilyen és ehhez hasonló terméket, mert csalódást fog okozni. Ilyen kapacitású 3A méretű NiMH akkut egyik neves gyártó sem gyárt, nem véletlenül. Ne vásároljunk bóvli terméket. Nem az számít elsősorban, hogy mi van ráírva az akkura, hanem annak valódi minősége. Ma már nemcsak a nagynevű, hagyományos márkák jelenthetik a jó minőséget, hanem léteznek újabb jó, megbízható márkák is. Nem árt alaposan tájékozódnunk.
Akkor járunk jól, ha alacsony önkisülésű, hosszú élettartamú akkukat vásárolunk, ezért elsősorban ilyen akkukról szól ez az írás. Hagyományos NiMH akkukkal nem foglalkozom.
Az akkuknak működésük során két ciklusuk van, a feltöltés és a kisütés (más néven lemerítés).
Feltöltés után valamikor kisütjük az akkut, azaz elhasználjuk a benne tárolt energia egészét vagy annak egy részét. Az akkuk feltöltése akkutöltővel lehetséges. A feltöltés során az akkutöltő áramot vezet az akkuba, amelynek hatására az akku belsejében kémiai reakciók mennek végbe, amely az akkuba vezetett energia egy részének eltárolását eredményezi. Amikor elfogynak azok az anyagok, amelyek a töltés során átalakulva az energia eltárolását eredményezik (már mind átalakultak a kémiai reakciók során), akkor van teljesen feltöltve az akku. Ilyenkor már hiába vezetünk továbbra is áramot az akkuba, az említett kémiai reakciók a hozzájuk szükséges anyagok híján nem tudnak végbemenni, az akku nem tud több energiát tárolni.
Ha a teljes feltöltöttség elérése után tovább folytatjuk a töltést, akkor túltöltésről beszélünk. Túltöltés esetén számolni kell annak káros hatásával, annál inkább, minél nagyobb árammal töltjük túl az akkut, és minél tovább tart a túltöltés. A túltöltés egyértelműen károsítja az akkut, és sokszor ez a felelős az akku élettartamának jelentős csökkenéséért.
A túltöltés során az akkuban gázképződés kezd megindulni, és a "belepumpált" energia hővé alakul, az akku elkezd melegedni. A gáz nyomása az akkuban egyre nagyobb lesz, és egy idő után annak egy része eltávozik. Ennek lehetőségét szándékosan biztosítja a gyártó annak érdekében, hogy a túltöltött, nagy belső nyomású akkuk ne robbanhassanak fel. A gáz távozásával az akku működéséhez nélkülözhetetlen anyag egy része is távozik, ezért az akku kapacitása csökken. A melegedés miatt az akku hőmérséklete könnyen túllépheti a 40°C-ot, és ezáltal károsodhat. A károsodás megelőzése, és a hosszú élettartam érdekében a NiMH akkuk hőmérsékletét mindig ajánlatos 40°C alatt tartani. Bizonyára vannak, akik a ezt a hőfokot túl alacsonynak tartják, én azonban úgy gondolom, hogy ez az a hőfokhatár, amelynél kellő biztonsággal kijelenthető, hogy számottevő károsodást talán még nem okoz. Valójában az lenne a legjobb, ha az akku hőmérsékletét 30 °C közelében sikerülne tartani.
Az akku kisütése során a feszültség egy ideig folyamatosan, lassan csökken, majd meredeken csökkenni kezd, és a cella feszültsége eléri a kritikus, 1 V-os határt. Ez az a határ, ameddig károsodás nélkül le lehet meríteni a NiMH akkumulátort. Ha ennél kisebb feszültségre merítjük le, vagy tárolás során hagyjuk, hogy ez alá merüljön, akkor beszélünk túlzott lemerítésről, és ennek hatására akár súlyosan károsodhat, vagy akár tönkre is mehet az akku.
Nagyon nem mindegy a feltöltés és a kisütés közben folyó áram erőssége, főleg feltöltéskor van ez így, de kisütéskor is másképp viselkedik különböző áramoknál az akku, és a túl nagy töltőáram és kisütőáram egyaránt károsítja az akkut.
"Igazi" memória-effektussal a NiCd akkumulátoroknál találkozhattunk. Akkor fordult elő, amikor a cellákat nem teljesen merítették le, majd "rátöltöttek", és ezt rendszeresen ismételték. A memória-effektus tulajdonképpen az akku károsodása volt. Az akku belsejében bizonyos helyeken nagyobb méretű kristályok keletkeztek, és ez okozta a problémát. Hatására az akku "emlékezett" arra, hogy az újratöltés előtt mennyire "szokták" lemeríteni, és kisütéskor ezt a feszültséget elérve az akku feszültsége hirtelen lecsökkent, például 1,2 V-ról 1,08 V-ra. A hirtelen feszültségcsökkenés azt is jelentette, hogy elveszett az akku tárolókapacitásának egy része.
Helyesen használt és megfelelően kezelt NiMH akkuknál valódi memória-effektus nem fordul elő, inkább csak arra emlékeztető jelenséget tapasztalhatunk, amelyet feszültségcsökkenésnek nevezhetünk. Ez általában nem végleges károsodást jelent, hanem a változás visszafordítható, és a jelenség által elveszített tárolókapacitás nagy részét visszanyerhetjük.
Ennek érdekében a sűrűn használt, naponta töltött NiMH akkuknál havonta, a ritkábban használtakat félévente érdemes regenerálnunk az elveszített kapacitás visszanyerése érdekében.
Sok akkutöltő rendelkezik regeneráló funkcióval. Ebben az üzemmódban a töltő lemeríti 1 V-ra az akkut, majd teljesen feltölti azt, és esetleg ezt megismétli egymás után többször (legalább még 3-szor). Az eljárás lényegi eleme az akku teljes, azaz 1 V-ra történő lemerítése. Ha töltőnknek van lemerítés-töltés funkciója (ezt sokszor "teszt"-nek nevezik), akkor már alkalmas regenerálásra, legfeljebb egymás után többször kell alkalmazni ezt a funkciót.
Ha akkutöltőnknek nincs regeneráló vagy teszt funkciója, akkor magunk is készíthetünk akkuink lemerítésére szolgáló készüléket.
A regenerálás funkciót nagyon sokan tévesen értelmezik. Azt hiszik, hogy azzal helyre lehet hozni a teljesen tönkrement vagy károsodott akkukat. Ha a megvásárolt töltő regeneráló funkciója nem hozta helyre a károsodott akkut, akkor azt a töltőt rossznak tartják, szerintük nem ér semmit a regenerálás funkció. A regenerálás funkció azonban részben arra szolgál, hogy segítségével jó állapotú akkuk esetén visszanyerhessük a feszültségcsökkenés jelensége miatt tapasztalható kisebb mértékű kapacitásvesztést, és esetleg megpróbálhatjuk "feltámasztani" 0 V-ra lemerült akkunkat. Az akku valódi károsodása semmilyen módon, semmilyen regenerálással sem hozható helyre, ezért kell törekednünk a károsodás megelőzésére.
Tekintsük át, hogy mik azok a tényezők, amelyek kerülendők, mert az akkuk károsodását, tönkremenetelét, vagy élettartamának csökkenését okozhatják:
Egyértelműen káros a túl nagy töltőáram, és a túl nagy kisütőáram.
Nézzük meg általánosságban egy NiMH akku kisütési karakterisztikáját, azaz a feszültségének változását a kisütés időtartama során.
Az ábrán 25 °C-on, C/10 áramerősséggel merítünk le egy teljesen feltöltött NiMH akkut. Kezdetben az akku feszültsége körülbelül 1,45 V. Ez elég hamar, körülbelül 2 óra alatt lecsökken kb. 1,3 V-ra, ezután lassabb a feszültségcsökkenés, kb. 8 órával később eléri az 1,2 V-ot, majd ismét felgyorsul a feszültség csökkenése, és kicsit több, mint egy óra alatt csökken le 1 V-ra.
Ha a kisütést tovább folytatnánk, akkor az akku feszültsége 1 V alá is csökkenne, ezt semmi sem akadályozná meg. Azért nem szerepel 1 V-nál kisebb feszültség a grafikonon, mert 1 V az a feszültséghatár, ameddig a nikkel-metál-hidrid akkukat le szabad meríteni káros következmények nélkül. Az ábrán is láthatjuk, hogy 1,1 V alatt már rohamosan csökken a feszültség, már alig nyerünk energiát, ezért semmi értelme ez alá meríteni az akkut. Ha 1 V alá lemerítjük, akkor helyrehozhatatlanul károsodhat.
Ha nagyobb árammal sütnénk ki az akkut (pl. 2C), akkor azt tapasztalnánk, hogy jóval kisebb idő alatt érné el a feszültség az 1,3 V-ot, jóval rövidebb lenne a görbe aránylag vízszintes szakasza, és még hirtelenebb lenne a feszültség 1 V-ra történő csökkenése.
Nem mindegy, hogy a kisütés milyen nagy áramerősséggel történik. A túl drasztikus kisütés egyértelműen káros hatású. 2C-nél nagyobb kisütőáramot lehetőleg ne használjunk, inkább kevesebbet. Ez nem jelenti azt, hogy a 2C nem lehet káros. Nem tudom, hogy mennyi az a kisütőáram, amely még egyértelműen nem okoz számottevő károsodást. Azonban ezen nem szabad görcsölni, mert úgyis annyi áramot vesz fel a készülék, amelyben használjuk az akkut, amennyit akar. Az akkut azért vesszük, hogy használjuk.
A NiMH akkuk használata során az egyik nagy probléma annak biztosítása, hogy az akkuk véletlenül se merüljenek 1 V alá. Vannak, akik megengedhetőnek tartanak 0,9 V vagy 0,8 V feszültségig történő lemerítést is, én azonban azt gondolom, hogy ha az a cél, hogy hosszú életet biztosítsunk az akkunak, akkor semmi értelme 1 V, sőt akár 1,1 V alá meríteni, mert úgysem nyerünk vele számottevő energiát.
Vannak olyan készülékek, amelyek jelzik, hogy az akku lemerült, cseréljünk akkut. Ez a jobbik eset. Általában ilyenek a vakuk és a kompakt (bridge) fényképezőgépek is. Vannak, amelyek nem is hajlandók tovább működni. Ha megjelent a hibaüzenet, vagy a készülék kijelzőjén látható ikon jelzi, hogy az akku lemerült, vagy rövidesen teljesen lemerül, inkább cseréljük ki az akkukat kissé hamarabb, mint később. Tekintsük teljesen lemerülteknek a kivett akkukat.
Nagyobb problémát jelentenek az elemlámpák, és a hozzájuk hasonló készülékek, amelyek semmilyen formában nem jelzik, ha az egyes akkuk feszültsége eléri az 1 V-ot. Láthattuk, hogy 1,2 V-ról 1 V-ra történő csökkenés elég hirtelen bekövetkezik, és ez az elemenkénti 0,2 V-os csökkenés szubjektíven nem túl jól érzékelhető, mert a készülék ennél a feszültségnél, sőt még alacsonyabbnál is jól működne. Ilyen esetben inkább hamarabb vegyük ki az akkukat és töltsük fel, mintsem túl sokáig használjuk azokat. Inkább hamarabb töltsünk, mint túl későn.
A gyártók az akku kapacitásának mérését a szabvány által előírt körülmények között, megfelelő hőmérsékleten végzik. A szabvány szerint az 1 V-ra lemerített akkut C/10 áramerősséggel, 16 órán keresztül töltik, ez jelenti a teljes feltöltést. A teljes feltöltés után az előírt ideig tartó pihentetés következik, majd megmérik, hogy C/5 árammal terhelve mennyi energiát ad le az akku addig, amíg le nem csökken a feszültsége 1 V-ra.
Vannak olyan akkutöltők, amelyekkel meg lehet mérni az akkuk kapacitását az akkuk teljes feltöltés után történő kisütése közben. Ne csodálkozzunk azon, ha esetleg nem akkora értéket kapunk, mint ami az akkun látható. A töltőkkel történő kapacitásmérés nem biztosítja a pontos méréshez szükséges, szabvány szerinti feltételeket, esetleg nem is teljesen töltik fel az akkut, csak majdnem teljesen (ez kíméli az akkut). A megbízható gyártók nem csalnak a kapacitással, a szabvány szerint mérve az akku a megengedett tűrésen belül minden bizonnyal tejesíti a rajta szereplő értéket. A bóvli termékekre ez nem vonatkozik, de ilyeneket ne vásároljunk.
Túltöltés akkor következik be, amikor a teljes töltöttség elérésekor nem hagyjuk abba az akku töltését, hanem tovább töltjük azt. A napjainkban gyártott akkuk rendelkeznek bizonyos fokú túltöltésvédelemmel. A védelem nem teljes körű, csak bizonyos mértékig képes megakadályozni azt, hogy a túltöltés károsítsa az akkut. A túltöltés elleni védelem hatásosságáról konkrét, hitelt érdemlő, kifejezetten az LSD akkukra vonatkozó információk nem állnak rendelkezésre. Hitelt érdemlő információ az lenne, ha a gyártók a különböző típusú akkuikhoz közölnék azt, hogy milyen áramerősségű túltöltést viselnek el hosszú időn keresztül. Ilyenről azonban nem olvashatunk. Ráadásul az akkutöltők tesztelésekor az derül ki, hogy az olyan gyártók, akik az akkuk károsodásának megelőzésére helyezik a hangsúlyt (pl. XTAR, LiitoKala stb.), csepptöltést egyáltalán nem alkalmaznak, és vagy egyáltalán nem alkalmaznak utótöltést, vagy csak nagyon csekély mértékűt. Ez óvatosságra int. Inkább arról lehet olvasni, hogy az LSD NiMH akkuk még érzékenyebbek a túltöltésre, mint a korábbi nem alacsony önkisülésű akkuk, ezért a teljes töltöttség észlelése után nem javasolnak semmilyen további töltést. Ez azt jelentheti, hogy a túltöltés elleni védelem sajnos csekély mértékű lehet.
A legnagyobb problémát jelentő terület az akkuk töltése. Egyrészt úgy kell töltenünk, hogy a töltés minél kevésbé károsítsa az akkut, másrészt az akku teljes feltöltése mellett feltétlenül el kell kerülni a túltöltést, a túlmelegedést.
A túltöltés megakadályozása érdekében a teljes feltöltés elérésekor az akkuk töltését meg kell szakítani. Ennek módja jelenti az egyik legnagyobb problémát, mert a töltés vége a NiMH akkuknál nagyon nehezen érzékelhető. Azt a töltőt nevezzük intelligensnek, amely alkalmas a teljes töltöttség érzékelésére, és képes ekkor a töltés megszakítására.
Egyszerű módszerekkel a teljes feltöltöttséget nem lehet érzékelni. Egyszerű lenne például úgy, hogy a töltő folyamatosan mérné az akku feszültségét, és egy bizonyos konkrét feszültségértéknél azt teljesen feltöltöttnek minősítené. Azonban a különböző gyártójú és típusú akkuk különbözőképpen viselkednek, és amely lezáró feszültség az egyik típusnál jó lehet, egy másiknál már nem, mert nem ugyanannál a feszültségnél érik el a teljes töltöttségüket. Az is probléma, hogy az akku elhasználódása során is változik ez a feszültség, és az akku hőmérsékletétől is függ a feszültsége. Az egyszerű módszerek nem jók.
Nézzük meg egy akku töltésének jelleggörbéjét a továbbiak megértéséhez.
Az ábrán egy NiMH cella feszültségének és hőmérsékletének változását látjuk igen nagy árammal történő feltöltés során. A "T" a hőmérsékletet, "t" az időt jelöli. Piros nyilakkal jelöltem a töltés leállítására használható változásokat. A "d" jelölés utal a változásra, Pl. dV feszültségváltozás, dt időtartam, dT hőmérséklet-változás. Az ábrán nem a valóságos viszonyok láthatók, a jobb láthatóság érdekében a változások a valóságosnál nagyobbak.
A töltés során az akku feszültsége folyamatosan növekszik, majd elér egy maximumot, ezután a feszültség kismértékű (3-5 mV) csökkenése figyelhető meg. Kétféle módszer használatos a teljesen feltöltött akku töltésének leállítására:
Kis töltőáramok esetében a fenti ábrán látható feszültséggörbe nagyon ellaposodik, és ezáltal sehogyan sem lesz lehetséges a teljes töltöttség megállapítása, és a töltés megfelelő időpontban történő leállítása. Kis töltőáramon általában 0,2C (C/5) vagy kisebb áramot értünk.
Problémát az jelent, hogy sokféle töltő nem a megfelelő pillanatban szakítja meg a töltést, és így túltöltést okoz. Az is előfordulhat, hogy sikertelen az érzékelés, ezért tovább tölt.
Problémát jelenthetnek a teljes töltöttség érzékelése szempontjából a régi, károsodott, megnövekedett belső ellenállású akkuk. A belső ellenállás megnövekedése megnehezítheti a teljes töltöttség érzékelését főleg kis töltőáram esetén, és előfordulhat, hogy emiatt nem áll le a töltés.
Az akku töltése során kezdetben a bele vezetett energia szinte 100%-osan az akkuban történő energia tárolására hasznosul, ezért az akku hőmérséklete gyakorlatilag nem, vagy alig emelkedik. Az ábrán láthatjuk, hogy 70%-os töltöttségnél az akku hőmérséklete még nagy töltőáramnál is 30 °C alatt marad. Ha elérjük körülbelül a 70%-os töltöttségi szintet, akkortól egyre inkább romlik a töltés hatásfoka, és az akkuba táplált energia egy része hővé alakul, amely az akku hőmérsékletének emelkedését okozza. Ha nem állítjuk le a töltést (vagy valamiért nem áll le), akkor az akku nagyon felforrósodhat. Ez utóbbit láthatjuk pontozott vonallal jelölve. A folyamatos hőmérsékletvonal ezen a szakaszon azt jelzi, hogy a töltés leállításra került, és ezért az akku hőmérséklete nem emelkedett 55 °C fölé.
A hőmérséklet emelkedése elvileg jól mutatná a teljes töltöttség elérését, technikailag azonban nehéz megvalósítani a hőmérsékletmérésen alapuló leállítást, mert egyrészt az akkumulátor belső hőmérsékletének változását kellene érzékelnünk, másrészt az akku hőmérsékletének változását külső tényezők is okozhatják, és kis töltőáramoknál a melegedés csekély mértéke nem teszi lehetővé a megfelelő érzékelést. A nehézségek miatt a hőmérséklet-változás érzékelését csak vészleállításra használják. Az ábrán is láthatunk néhány ilyen biztonsági lehetőséget:
Vannak olyan töltők, amelyek 0dV/dt valamint -dV/dt érzékelést is alkalmaznak. Erre biztonsági okokból van szükség, azért, hogy a töltés leállítása biztosabban bekövetkezzen, és ne történjen túltöltés. A fentebb látható töltési jelleggörbén megfigyelhetjük, hogy a teljes töltöttség elérése előtt közvetlenül előbb a feszültségcsúcs (a feszültség maximuma), majd a feszültség nagyon kis mértékű csökkenése következik be. Ha nem volt sikeres a feszültségmaximum érzékelése, akkor a feszültség kis mértékű csökkenésének érzékelése állítja le a töltést, ha az érzékelés sikeres volt. Ha egyik érzékelés sem volt sikeres, akkor már csak biztonsági leállítás történhet (ha a töltő rendelkezik ilyennel), de ekkor a túltöltés már elkerülhetetlen.
Mint már említettem, a töltés hatásfoka alacsonyabb, mint 100%, ezért az akkuban tárolható energiánál többet kell töltéskor az akkuba juttatni. A szükséges többletenergia mennyisége a töltőáramtól is függ. Legyen egy 2100 mAh kapacitású akkumulátorunk, amely 1 V-ra van lemerülve (teljesen le van merülve). Ha a töltés során nem keletkezne veszteség, akkor 200 mA erősségű árammal 10,5 óráig kellene tölteni, mert 200 mA×10,5 óra=2100 mAh. Azonban van veszteség, ezért hosszabb ideig kell tölteni. C/10 töltőáramnál 1,6 vagy 1,5 töltési idő szorzótényező a szokásos, nagy, pl. 1C esetén 1,2 körüli, a kettő között pedig az áramtól és az akku típusától függően 1,3, 1,4, vagy 1,5 is lehet. Nagyobb töltőáramnál kisebb a szorzótényező (mert jobb a töltés hatásfoka).
Például a már említett 1900 mAh kapacitású Ladda akkuknál 190 mA (C/10) töltőáram mellett 16 óráig tartó töltést javasol a gyártó, a Varta gyártmányú, 2100 mAh kapacitású "Rechargeable ACCU" C/10 töltőáramnál javasolt töltési ideje 15 óra. Ha egy 2100 mAh kapacitású akkut 1C (2100 mA) árammal töltenénk, akkor veszteségmentes esetben 1 óra alatt töltődne fel az akku, azonban a veszteségek miatt ezt az időt 1,2-szeresére, 1,2 órára kell növelni.
Töltés közben az akkun mérhető feszültség megemelkedik (mert enélkül nem folyhatna az akkun keresztül a kívánt értékű töltőáram), a töltőáram nagyságától függően akár 1,5 V, esetleg 1,6 V fölé is. Ha megszűnik a töltőáram, akkor az akku üresjárási feszültsége leesik körülbelül 1,45 V-ra, majd néhány órás pihentetést követően beáll 1,35-1,4 V-ra. Ezek az értékek csak tájékoztató jellegűek, mert függenek az akku típusától, állapotától, és a hőmérséklettől is.
A leginkább ajánlott töltési mód az, amikor minden egyes akkut egymástól teljesen függetlenül töltünk. Mindenképpen erre kell törekednünk, ha kímélni szeretnénk az akkukat.
2A vagy 3A akkuk esetén legfeljebb 2 darab sorba kapcsolt töltése elfogadható, és ez is kompromisszumot jelent.
Kettőnél több akku soros töltése véleményem szerint kifejezetten kerülendő a fokozottan jelentkező hátrányok miatt.
Mekkora töltőárammal töltsük az akkut úgy, hogy ne következzen be az akku károsodása? Erről lesz itt szó.
Nem véletlen, hogy sok 2A vagy 3A NiMH akku esetén a gyártó által ajánlott töltési áramerősség C/10 körüli. A gyártó esetleg azt is odaírja, hogy gyors töltés is lehetséges, azonban azt nem, hogy az mennyire károsítja az akkut. Ne legyenek illúzióink, a túl gyors töltéssel valószínűleg közel sem fogjuk tudni annyiszor feltölteni akkunkat, amennyi a gyári specifikációban szerepel (pl. 1000-szer). A gyártók minden bizonnyal a szabvány szerinti feltöltést és lemerítést veszik figyelembe, amikor meghatározzák az akku élettartamát (feltöltési ciklusainak számát). A szabvány is C/10 töltőáramot ír elő 16 óráig tartó töltéssel.
A fenti ábrán látható 2450 mAh-s 2A (ceruza) méretű Ladda akkun az olvasható, hogy a gyártó ajánlása szerint 245 mA töltőárammal 16 órán keresztül kell tölteni (a teljesen lemerült akkut).
Milyen töltőárammal töltsünk? Ezzel kapcsolatban a következő megállapításokat tehetjük:
A gyakorlatban a töltőáram megállapításánál sok esetben kompromisszumra kényszerülhetünk, mert az akku hosszú élettartamánál fontosabb szempontok kerülhetnek előtérbe, azonban amennyire lehetséges, törekedjünk a kíméletes töltésre.
Az van elterjedve a köztudatban (mert rengeteg helyen ez olvasható), hogy a NiMH akkukat nagy töltőárammal ajánlatos tölteni.
Ez azonban kizárólag a teljes feltöltöttség jó érzékelésének szempontjából, azaz az akkutöltők tervezése, működése szempontjából a legelőnyösebb, és nem az akku élettartama szempontjából. Nagyobb áramnál jobban működik a 0dV/dt és a -dV/dt érzékelés, míg kis töltőáramnál lehetetlenné válik ezek érzékelése.
Egyes írásokban a teljes feltöltöttség biztos érzékelése kapcsán írnak arról, hogy ebből a szempontból a nagyobb töltőáram az előnyös (ez rendben is van), míg a legtöbb esetben csak egyszerűen kijelentik (bármiféle indok nélkül), hogy a NiMH akkuk nagy töltőárammal történő töltése a legjobb. Ezzel jó sok embert teljesen megtévesztenek, félrevezetnek. Ennek következménye is van. Egy webáruházban egy akkutöltő értékelésének indoklásában írta egy vásárló, hogy ennyi pénzért már olyan töltőt is lehet vásárolni, amely tizedannyi idő alatt is feltölti az akkut, és alaposan leminősítette a terméket. A töltő a valóságban az akkukat kímélő, jó töltő volt.
Ebben a részben néhány jó és kevésbé jó töltőt ismertetek a fentiek illusztrálására. Ezekben a példákban azt figyeljük meg, hogy melyek azok a tulajdonságok, amelyek megléte esetén jó egy töltő, és mik azok amelyek miatt rossz. Talán segít a megvásárlandó töltő kiválasztásában.
Elsőként nézzünk meg egy kis áramú akkutöltőt, mégpedig a Vapex VTE200 típusút.
Ez a töltő legfeljebb 4 db 2A vagy 3A méretű NiMH vagy NiCd akkuk töltésére alkalmas, valamint egyidejűleg legfeljebb 2 db 9 V-os (PP3) NiMH akkut tölthetünk vele. Most az 1,2 V-os névleges feszültségű NiMH akkuk töltése érdekel bennünket, csak azzal foglalkozom.
Ez a töltő kis árammal tölti az akkukat, amely nagyon előnyös az akkuk élettartama szempontjából. Nem állítja le a töltést, addig tölt, amíg ki nem kapcsoljuk az áramot, vagy ki nem vesszük az akkukat.
Az 2A vagy 3A akkukat csak párosával, sorba kapcsolva tölthetjük, tehát egy darab 2A vagy 3A akku önmagában nem tölthető. A párosával történő töltést az is jelzi, hogy a négy akkuhoz csak két állapotjelző LED tartozik. Egy párt vagy 2 db 2A, vagy 2 db 3A akku alkothat. A fenti ábrán a töltőben a bal oldali két akku, illetve a jobb oldali kettő alkot egy-egy párt. Vegyesen tölteni nem szerencsés, csak egyforma gyártmányú, típusú, és állapotú akkukat töltsünk párban, illetve azonos ideig.
A fenti ábrán a töltő hátoldalán lévő címke látható. A 2A méretű akkupárokat 140-190 mA árammal tölti, a kisebb kapacitású 3A párokat 55-75 mA-rel, a 9 V-os akkukat pedig 16-22 mA-rel. A 2A és 3A akkuk töltőárama nagyjából megfelel C/10, vagy az alatti töltőáramnak.
A töltés megkezdésekor (az akkuk töltőbe helyezésekor) a piros LED(ek) világítani kezdenek, és a töltő addig tölti az akkukat, amíg áramot kap, nincs semmi jelzés arról, hogy az akkuk fel vannak-e töltődve, a LED csak akkor alszik el, ha eltávolítjuk az akkukat, vagy a töltő nem kap áramot. Ne számítsunk semmilyen automatizmusra, ha bekapcsolva hagyjuk, akkor a végtelenségig (túl)tölti az akkukat. Használatához időzítő szükséges. Ez nagyon hátrányos.
A töltő védett a fordított polaritással behelyezett akkuk okozta meghibásodás ellen. A védelem mechanikus, fordított behelyezés esetén az akku negatív pólusa nem ér hozzá az akkutöltő érintkezőjéhez.
Az akkuk elfogadható mértékben melegszenek, leginkább langyosnak nevezhetjük a melegedést.
A gyártó szerint legfeljebb 2900 mAh kapacitású 2A, 1100 mAh kapacitású 3A, és 290 mAh kapacitású 9 V-os NiMH akku tölthető fel. Ez korlátozás azonban véleményem szerint LSD akkukra nem feltétlenül igaz.
A fenti ábrán láthatjuk a különböző kapacitású, teljesen lemerült akkuknak a töltő gyártója által ajánlott töltési időit. Ez a töltő használati útmutatójából származik. Megjegyzik azonban, hogy a szükséges töltési idő eltérhet az akku típusa, kapacitása, és állapota függvényében. Ez arra is figyelmeztet, hogy vegyük figyelembe az akku gyártójának ajánlását is. A táblázat adatai teljesen (1 V-ra) lemerült akkukra vonatkoznak. Kevésbé lemerült akkukat természetesen kevesebb ideig kell tölteni, azonban nem tudjuk, hogy mennyivel kevesebb ideig. Ha a táblázatban megadott ideig töltjük, akkor túltöltjük azokat. Ez a nagy hátránya ennek és az ehhez hasonló töltőknek.
Véleményem szerint az egyértelműen ellenjavallt, hogy csak azért merítsük le minden alkalommal pontosan 1 V feszültségre akkuinkat, hogy utána a gyártó által javasolt idő alatt túltöltés veszélye nélkül feltölthessük őket. Ezt nem érdemes csinálni. Ez az akkutöltő egyébként sem alkalmas lemerítésre.
Leginkább akkor használhatunk biztonsággal ilyen töltőt, ha olyan készülékben használjuk együtt a négy akkut, amelyet rendszeresen használunk, és amely jelzi, hogy mikor kell akkut cserélni. Ha ily módon mindig 1 V körüli feszültségre merülnek le az akkuk, és utána rövid időn belül az akkutöltő gyártója által ajánlott ideig töltve, időzítőt használva töltjük fel az akkukat, akkor használhatjuk leginkább úgy az ehhez hasonló töltőket, hogy ne okozzanak számottevő akkukárosítást. Más esetben számolnunk kell bizonyos mértékű károsodással.
A mechanikus időzítők 24 órán belüli időtartamra programozhatók negyedórás vagy félórás felbontásban, ezért csak 24 óránál rövidebb idők állíthatók be. Ha például 21 órás töltési időtartamot állítunk be, akkor ennek leteltével 3 óránk lesz arra, hogy az akkukat kivegyük a töltőből, illetve az időzítőt kihúzzuk a konnektorból, mert ha ezt elmulasztjuk, akkor a 3 óra elteltével ismét elkezdené 21 órán keresztül tölteni az akkukat. Az elektronikus időzítőnél ilyen korlát nincs, akár több napos időtartamot is beállíthatunk percnyi pontossággal. Az elektronikus időzítők általában hetente ismétlik a beállított programot, ezért bőven lesz időnk kivenni a feltöltött akkukat.
Ha nem teljesen lemerített akkukat töltünk, akkor a túltöltés veszélye miatt ez, és az ehhez hasonló töltők csak akkor ajánlhatók, ha elfogadjuk, hogy így lecsökkenhet az akkuk élettartama. Az időzítő beállításánál próbáljuk jól megbecsülni a szükséges töltési időt, és ha ez sikerül, akkor kisebb mértékű károsodás érhető el. Azt a lehetőséget is választhatjuk, hogy mindig egy meghatározott ideig, például 8 óra hosszan töltjük az akkukat. Ezzel a módszerrel ugyan nem mindig fogjuk teljesen feltölteni az akkukat, ugyanakkor kevésbe valószínű a túltöltés is.
Sokféle ehhez hasonló töltő van használatban, ezeket sokszor egy éjszakás töltőnek is nevezik, annak ellenére, hogy közel sem biztos, hogy a töltés egy éjszaka alatt befejeződik, akár jóval hamarabb vagy később is befejeződhet. Számos gyártó ilyen töltővel együtt is árulja akkuit. Ha megtehetjük, inkább intelligens töltőt használjunk.
Az XTAR cég nagy hangsúlyt fektet arra, hogy kíméletesen töltő, az akkuk élettartamát minél kevésbé rontó töltőket gyártson. Az előzőleg ismertetett töltőnél nagyobb töltőáramú, nagyon jó intelligens töltő az XTAR VC4. Ezt a töltőt is úgy tervezték, hogy minél kíméletesebb töltést tegyen lehetővé.
Ez egy USB töltő, hagyományos, csak 5 V-os feszültséget szolgáltató USB tápegységet kell vásárolnunk hozzá, ha nem rendelkezünk ilyennel. Célszerű a gyártó által ajánlott, legalább 2,1 A-es USB tápegységgel használni. Mindenképp jó minőségű tápegységet érdemes beszerezni, de a jó minőség nem feltétlenül jelent magas árat. Például a LIDL-ben korábban 2000 Ft-ért volt kapható, 1 db USB portos, 2,1 A-es tápegység is jó minőségű, jól működik vele ez a töltő, valamint nemrég vásároltam ott jó minőségű, 2 db USB portos, 2x2,4 A-es USB tápegységet 2500 Ft-ért. Az ilyen USB tápegységeket gyakran töltőnek nevezik, mert lehet vele telefont, tabletet is tölteni.
Ha olyan tápegységünk van, amely 2,1 A-nél nagyobb áramot is képes szolgáltatni, pl. 2,4 A-es, az nem probléma, mert a töltő akkor is legfeljebb 2,1 A-rel működik. Ha csak kisebb áramerősséget képes szolgáltatni a tápegység, akkor kisebb áramerősséggel tölti az akkukat, a töltés tovább tart, és a teljes töltöttség észlelése nehezebb lesz. A tápegységtől függően a töltőáram akkunként 100 mA és 1000 mA közötti lehet. Nem ajánlatos azonban kisebb teljesítményű tápegységet használni a töltőhöz. Az alábbiakban feltételezem, hogy legalább 2,1 A-es a tápegység.
A töltő alkalmas különféle (4A, 3A, 2A, A, SC, C, D) NiMH, valamint bizonyos 3,6 és 3,7 V-os Li-ion akkuk töltésére. A töltő automatikusan felismeri az akku típusát (Li-ion vagy NiMH), és azt jelzi is a kijelzőn. 2 V alatt NiMH akkut feltételez.
Az akkukat egyesével, egymástól teljesen függetlenül kezeli. A fenti ábrán látható, hogy ennek megfelelően négy töltési csatornája van (CH1, CH2, CH3, CH4). A névleges töltőáram kétféle lehet, mégpedig 1000 mA vagy 500 mA. A töltőáram attól függ, hogy mely "csatornában" (helyen) vannak akkuk. Ha csak a két szélső helyre (CH1 és CH4) vagy csak ezek valamelyikébe teszünk akkut, akkor a töltőáram erőssége 1000 mA lesz. Amennyiben a CH2 és CH3 valamelyikében van akku, akkor 500 mA töltőárammal tölt. Tehát 1000 mA-rel egyszerre legfeljebb két akkut tölthetünk, ha kettőnél több akkut teszünk a töltőbe, akkor a töltőáram mindig 500 mA lesz. A 2A és 3A méretű akkukat mindenképpen 500 mA-rel kell tölteni, mert így sokkal kíméletesebben tölthetünk, és nem melegszenek túl az akkuk. Lehetőleg ne töltsük őket 1000 mA áramerősséggel. Az 1000 mA nagy méretű akkukhoz való inkább (pl. C vagy D méret). A továbbiak az 500 mA-rel történő töltésre vonatkoznak.
Az 500 mA-es töltőáram 2A méretű és 1900 mAh kapacitású akkuknál 0,26C töltőáramot jelent, 2500 mAh-s akkuknál 0,2C-t, 750 mAh kapacitású 3A akkuknál 0,66C, 950 mAh kapacitás esetén pedig 0,56C-t.
A kijelzőn egyszerre A kijelzőn felül középen a töltés áramerősségét láthatjuk, alatta jobbra és balra két csatornában lévő akku aktuális adatait. Vagy a CH1 és CH4, vagy a CH2 és CH3 adatai láthatók, váltani a kijelző alatt középen látható gombbal lehet. Ha ezt a gombot hosszabb ideig nyomjuk, kikapcsolja a kijelző háttérvilágítását. Láthatjuk az akkuk aktuális feszültségét, és az akkuba betöltött energiamennyiséget mAh-ban.
Töltés alatt a CH1, CH2, CH3, CH4 pirosan világít, ha az akkuk feltöltődtek, akkor a megfelelő csatorna színe zöldre vált.
A töltő megakadályozza az akkuk túltöltését, túlmelegedését, védett a fordítva behelyezett akkuk, és a rövidre zárás káros hatása ellen is. Ez azt jelenti, hogy védve van a töltő egy esetlegesen zárlatos akku behelyezésekor fellépő zárlat esetén.
A töltő megpróbálja újraaktiválni a 0 V-ra lemerült akkut. A csatorna kijelzése ekkor zölden világít, mintha nem lenne benne akku, de ennek ellenére a töltő működik. Ha nem sikerült, akkor a "null" felirat jelenik meg 10 perc elteltével a kijelzőn. Ez azt jelenti, hogy az akku véglegesen károsodott, nem lehet helyreállítani.
A töltési eljárás és a töltő kialakítása az akkuk élettartamának megőrzésére van optimalizálva. Sem a töltő, sem az akkuk nem melegszenek túlságosan. A gyártó szerint az akkutöltő felületének maximális hőmérséklet-emelkedése 15 °C 1000 mA töltőáram esetén. Azonban 4 db NiMh akku 500 mA-rel történő töltése esetén ennél jóval alacsonyabb, az akkuk csak kissé melegszenek a töltés végén.
Ennél a töltőnél a NiMH akkuk töltésének három fázisa van:
Ha teljesen feltöltött akkut teszünk a töltőbe, akkor az akku feltöltött állapotának észlelése csak 12-16 perc alatt következik be, miután a töltő az előtöltés után normál töltésre kapcsolt, és érzékelte a teljes töltöttséget. Emiatt ne tegyünk bele teljesen feltöltött akkut.
A töltővel tetszés szerint a legkülönbözőbb akkukat tölthetjük egyidejűleg, akár Li-ion és NiMH akkukat vegyesen.
A töltő megvásárlásakor vigyázni kell, mert előszeretettel hamisítják. A termék dobozán egy lekaparható címke található biztonsági kóddal. A biztonsági kód alapján lehet a gyártó weboldalán ellenőrizni, hogy az adott példány eredeti-e. Ha nincs biztonsági címke a termék csomagolásán (esetleg magán a terméken), az nem jót jelent.
A LiitoKala Engineer LII-500 is közkedvelt, nagyon jó intelligens töltő. Az XTAR töltőhöz hasonlóan 3,6 és 3,7 V-os Li-ion, valamint 1,2 V névleges feszültségű 2A, 3A, valamint C méretű NiMH akkuk töltésére alkalmas. Forgalmazzák tápegységgel és anélkül is, erre figyeljünk. 12 V 2 A-es tápegységet mellékel hozzá a gyártó.
A töltő védett a rövidzárlat, az akkuk fordított polaritással történő behelyezése ellen, védi az akkukat a túltöltés, a túlzott lemerítés, és a túlzott felmelegedés ellen.
A töltővel akár vegyesen is tölthetünk Li-ion és NiMH akkukat. 1,6 V feszültség alatt a behelyezett akkut NiMH akkunak tekinti, a 2,2 V felettieket Li-ionnak.
LiitoKala Engineer LII-500 töltő
Az akkukat egymástól teljesen függetlenül kezeli. Legfeljebb négy akkut tehetünk egyszerre a töltőbe, az egyes helyeket (akkukat) az 1...4 számok jelzik. A kijelzőn egyidejűleg egy akku összes adatát láthatjuk, a kijelző felett látható nyomógombokkal válthatunk az akkuk között. A fenti ábrán egyszerre látható az összes lehetséges kijelzés.
A készülék tápegységét dugjuk be a konnektorba, majd egymás után helyezzük be a tölteni kívánt akkukat. Amíg nem nyomjuk meg az 1...4 jelű gombok valamelyikét, addig a MODE (üzemmód) és a CURRENT (áramerősség) gombokkal az összes behelyezett akkura vonatkoztatva választhatjuk ki az üzemmódot és a töltőáramot. Ha megnyomjuk az 1...4 gombok valamelyikét, akkor arra az egy akkura vonatkoztatva végezhetünk beállítást. Ily módon akár mind a négy akku beállításai eltérhetnek egymástól. A beállításokra az utolsó akku behelyezését követő néhány másodpercben lesz lehetőségünk.
A fenti ábrán a kijelző felső sorában az 1...4 gombok egyikével kiválasztott akku száma lesz látható (1...4).
A kijelző bal oldalán látható a háromféle üzemmód: CHARGE (töltés), FAST TEST (gyors teszt), NOR TEST (normál teszt). Töltés esetén elkezdi tölteni az akkut. Gyors teszt esetén először lemeríti az akkut 1 V körüli feszültségre, majd feltölti. Gyors teszt esetén az akkuba töltött energia mennyiségét láthatjuk a kijelzőn, amely jóval több, mint az akku tényleges kapacitása. Például egy 2100 mAh kapacitású akkunál akár 2600 mAh-t is mutathat (ez függ a töltőáram erősségétől is). A gyors teszt alkalmas a gyengébb akkuk regenerálására is, ha egymás után többször végrehajtjuk. Normál teszt esetén először feltölti az akkut, ha nem volt teljesen feltöltve, majd teljesen lemeríti, végül ismét teljesen feltölti. Ez utóbbi mód a legalkalmasabb az akku kapacitásának megmérésére (a lemerítés alatt), a teszt befejeztével a lemerítéskor mért kapacitásértéket írja ki a töltő. Ha regenerálni szeretnénk, akkor célszerű először 2-3 gyors tesztet végrehajtani, majd egy normál tesztet, és annak végén láthatjuk az akku adott körülmények között mért valóshoz közeli kapacitását.
A bal alsó sarokban az End felirat jelzi, hogy a kiválasztott művelet befejeződött.
Középen felül látszik a kiválasztott akku feszültsége. A feszültség kijelzése a töltés befejezése után nem frissül. Alatta látható a beletöltött (töltéskor), illetve kinyert (kisütéskor) energia mAh-ban, Alatta balra az adott művelet kezdete óta eltelt idő látható, tőle jobbra az akku belső ellenállása milliohmban.
A töltési áramerősséget a CURRENT gomb nyomogatásával állíthatjuk be, amely 300, 500, 700, vagy 1000 mA lehet. A kiválasztott töltési áramerősség egyúttal meghatározza a lemerítéskor alkalmazandó áramerősséget is. Ha 300 mA vagy 500 mA töltőáramot állítunk be, akkor a kisütési áram gyors vagy normál teszt módban egyaránt 250 mA lesz, 700 mA vagy 1000 mA töltőáram esetén pedig 500 mA.
Ha a behelyezett akku feszültsége kisebb 0,3 V-nál, akkor azt nem ismeri fel, de elkezdi tölteni 3 mA áramerősséggel. Ez arra jó, hogyha jó az akku, és bizonyos idő után már meghaladja az akku feszültsége a 0,3 V-ot, akkor elindul a beállított áramerősséggel történő töltés.
Az akkuk behelyezése után a töltő megméri az akkuk belső ellenállását, majd 8 másodpercig várakozik arra, hogy beállítsuk a kívánt paramétereket. Ha a beállítások után 8 másodpercig nem nyomunk meg semmit, akkor elkezdi végrehajtani a beállított műveletet. A töltés pulzáló árammal történik, minden 2 másodperces periódusban rövid megszakítással.
Töltéskor az akkutöltő 0dV/dt (feszültségcsúcs) észlelés alapján állítja le a töltést. Ekkor a töltés teljesen leáll, tovább nem folyik töltőáram. A 0dV/dt (feszültségcsúcs) észlelése alapján picivel hamarabb bekövetkezik az akkuk töltésének leállítása, mintha az -dV/dt (a csúcs után a feszültség kis mértékű csökkenésének) észlelésével történne. Ennél a töltőnél nincs se előtöltés, se utótöltés, csak egy töltési fázis van. A töltés leállítása az alkalmazott módszer sajátosságai miatt egy picit korai, még egy picit tölthetné az akkukat. Így viszont a töltő megelőzi, hogy túltöltés következzen be. Ezzel a módszerrel a töltés vége biztosabban érzékelhető, mert jobban lehet érzékelni azt, hogy a feszültség nem nő tovább, mint az utána bekövetkező 3-5 mV-os csökkenést. Ráadásul a túltöltés megelőzésére inkább 3 mV csökkenésnél kellene érzékelni mint 5 mV-nál. Ebből a szempontból a töltő működése véleményem szerint nagyon rendben van. Az akku feltöltött állapotának érzékelése a legalacsonyabb, 300 mA-es töltőáram esetén is jól működik 2000 mAh körüli kapacitású, jó állapotú 2A-s akkukkal is (ez mindössze 0,16C töltőáramot jelent!). Ez nagyszerű tulajdonság, mert nagyon kíméletes töltést tesz lehetővé úgy, hogy teljes töltöttségnél valóban le is állítja a töltést.
Nagy töltőáramnál a töltőbe rakott teljesen feltöltött akku felismerése gyors, mindössze néhány percig tart, de alacsony, 300 mA töltőáram mellett akár több mint húsz percbe is beletelhet, mire észreveszi, hogy az akku teljesen feltöltött, és ezért nem kell tölteni. Lehetőleg ne tegyünk teljesen feltöltött akkut ebbe a töltőbe se.
4 db NiMH 2A akku és 1000 mA töltőáram esetén a töltés során az akkuk akár 43-48 °C-ra is felmelegedhetnek. A töltő maga is túl meleg lehet nagyobb töltőáramnál. A 2A-s akkukhoz 500 mA, 3A-s akkuknál pedig a legalacsonyabb, 300 mA töltőáram a leginkább ajánlott, így kíméletesen tölthetünk, és az akkuk csak kissé melegszenek. 1000 mA töltőárammal inkább csak C méretű NiMH akkukat töltsünk.
A töltővel tetszés szerint a legkülönbözőbb akkukat tölthetjük egyidejűleg, akár Li-ion és NiMH akkukat vegyesen is.
Az XTAR L4 nem drága töltő, körülbelül 5-6000 forintért megvásárolható. Az egyes akkukat egymástól teljesen függetlenül tölti. Alkalmas 2A és 3A méretű NiMH akkuk, valamint szintén 2A és 3A méretű 1,5 V-os Li-ion akkuk töltésére. Az XTAR L4 töltő a NiMH akkuk töltésére újszerű töltési módszert alkalmaz, amellyel pontosan a megfelelő időben leállítja a töltést, a hagyományos hasonló áramerősségű töltőknél gyorsabban tölt, és megakadályozza az akkuk túlmelegedését is. Hatékonyabban aktiválja a 0 V-ra lemerült NiMH akkukat. A töltő mindenféle védelemmel el van látva. Nagyon jó intelligens töltő. Talán csak az a hátránya, hogy nem rendelkezik kijelzővel, és nem alkalmas akkuk lemerítésére, regenerálására.
Nézzük meg röviden, mik azok a 1,5 V-os Li-ion akkuk. Régen csak 1,5 V névleges feszültségű cink-szén elemeket lehetett vásárolni. Ma ezeket féltartós elemként árulják. A készülékek is 1,5 V-tal, vagy annak többszörösével működtek. Ez nagyjából a mai napig megmaradt, azonban már megjelentek a NiMH akkukkal is működőképes eszközök, de továbbra is vannak olyanok, amelyek mindenképpen 1,5 V-os elemeket igényelnek a megfelelő működéshez. Ezekhez az utóbbi eszközökhöz jelentek meg az utóbbi években a sokszor feltölthető 1,5 V-os Li-ion akkuk. Ezáltal a 1,5 V-os elemmel működő készülékek legalább egy része (közepes áramerősséget igénylő készülékek) számára lehetővé vált sokszor (akár 1200x) feltölthető akkuk használata. Ennek környezetvédelmi okokból van nagy jelentősége. Ezekben az akkukban 3,7 V feszültségű Li-Ion akku van, és egy elektromos áramkör csökkenti le a feszültséget 1,5 V-ra. Az ilyen akkuk töltése speciális töltőt igényel, ilyen speciális töltő az XTAR L4 is.
Térjünk vissza a NiMH akkuk töltéséhez. NiMH akkuk töltésekor a névleges töltőáram 500 mA. Ez a töltő úgynevezett CVSA technológiát alkalmaz a NiMH akkuk töltésére. Pontosan nem árulják el, hogy mit csinál a töltő, azonban kíméletesebben tölt másfajta, hagyományos intelligens töltőkhöz képest, közben gondoskodik arról is, hogy az akkuk hőmérséklete csak kissé emelkedjen (nem melegszenek fel érzékelhető mértékben), a töltés leállításához nemcsak -dV/dt eljárást használ, hanem valamilyen módon nagy pontossággal az akku teljesen feltöltött állapotában állítja le a töltést, ezáltal megakadályozza a túltöltést, ráadásul valamivel rövidebb idő alatt tölti fel az akkukat. Az akkuk élettartama a kíméletes töltés, a teljes töltöttség nagyon pontos észlelése, és a csekély melegedés miatt nagyobb lesz.
Ehhez a töltőhöz is szükség van 2 A terhelhetőségű, 5V-os USB tápegységre (töltőre), hasonlóan a fenti XTAR töltőhöz. A töltőnek USB-C csatlakozása van.
NiMH akkuk feltöltésének három fázisa van:
Sok szolgáltatást nyújt. Négy 2A vagy 3A méretű NiCd vagy NiMH akkuk töltésére alkalmas. A négy akkut egymástól teljesen függetlenül kezeli.
A DISPLAY gombbal a látni kívánt paramétert választhatjuk ki, az akkuk feszültségét, a töltő vagy kisütő áramot, a művelet kezdete óta eltelt időt, illetve a töltés és kisütés során az akkuba betöltött, illetve abból kivett energiát.
Négyféle üzemmódja van: töltés, kisütés + feltöltés, regenerálás, és teszt. Ezeket az akkuk behelyezését követő 8 másodpercen belül választhatjuk ki a MODE gomb nyomogatásával.
Szintén 8 másodpercen belül a CURRENT gomb nyomogatásával kiválaszthatjuk a töltőáramot, amely 200, 500, vagy 700 mA lehet. A töltőáram egyúttal a kisütő áramot is meghatározza, amely mindig a kiválasztott töltőáram fele.
Amíg nem nyomjuk meg az 1...4 nyomógombok egyikét, addig a beállítás az összes akkura vonatkozik. Az 1...4 nyomógomb az akku behelyezését követő 8 másodpercen belüli megnyomása után lehetséges lesz a kiválasztott akkuhoz üzemmódot és töltőáramot választani. Akár mind a négy akku beállítása más lehet.
A töltési áramerősség a 2., 3., és 4. akkunál nem lehet nagyobb, mint az 1. helyen beállított. Az 1. helyre kell tenni azt az akkut, amelyet a legnagyobb árammal szeretnénk tölteni.
A teljes töltöttséget -dV/dt érzékeléssel állapítja meg. A töltés végén csepptöltésre vált, ilyenkor a töltőáram kb. 5%-ával tölti az akkukat. Ha a DISPLAY gombbal a töltőáram kijelzésére váltunk, ezt láthatjuk is.
A töltő elvileg túlmelegedés elleni védelemmel is rendelkezik.
Ezt és egyéb márkanéven található hasonló vagy ezzel egyező töltőket (pl. La Crosse BC700) korábban a létező legjobb töltőknek tartották. Véleményem szerint ez a töltő nagy tudása ellenére meglehetősen problémás.
Az egyik probléma a csepptöltés alkalmazása. Napjainkban szinte csak alacsony önkisülésű NiMH akkukat vásárolhatunk, amelyeknek egyáltalán nincs szükségük csepptöltésre, sőt erősen ellenjavallt, mert túltöltést okoz.
Általánosságban is elmondhatjuk, hogy olyan töltőt nem szabad NiMH akkuk töltésére használni, amelyeket NiCd akkuk töltésére is ajánl a gyártó, és a töltés végén csepptöltést alkalmaz. Gyakorlatilag mindegyik ilyen töltő alkalmaz csepptöltést akkor is, ha NiMH akkut teszünk bele.
A másik probléma az, hogy a túlmelegedés érzékelő valójában nem védi meg az akkukat a túltöltéstől. Én még nem tapasztaltam, hogy ez a védelem egyáltalán működésbe lépett volna. Ha szétszedjük a töltőt, akkor láthatjuk, hogy olyan megoldást alkalmaztak, amely nem lehet kellően hatásos.
Az egyik fő probléma az akkuk túlmelegedése, már 500 mA töltőáramnál is. Az akkuk határozottan melegebbek, mint a szintén 500 mA töltőáramot alkalmazó XTAR VC4 esetén, és ez nem jó jel. Maga a töltő is nagyon melegszik más töltőkhöz képest, és melegíti az akkukat is.
Az akkuk négyszeres áramerősséggel történő impulzustöltését sem tartom eléggé kíméletesnek. Ha például 700 mA töltőáramot állítunk be, akkor egy egységnyi ideig ennek a négyszerese, azaz 2800 mA töltőáram folyik, majd három egységnyi ideig semmi. Ez átlagosan ugyan 700 mA áramnak tekinthető, de nekem ez nem tetszik, számomra ez kizáró ok, ezt a töltőt egyáltalán nem használom töltésre. Az lenne a jó, ha mint az XTAR VC4 vagy a LiitoKala LII-500 esetében, semmikor sem lépné túl a töltőáram a beállított névleges értéket.
Az is komoly probléma, hogy az évek során, nem túl gyakori használat mellett is már több alkalommal előfordult az akkuk "megsütése". Szinte új, csak néhány alkalommal feltöltött akkuk esetében is előfordult, minden alkalommal más típusú akkukkal.
A fenti ábrán látható, hogy az akku eredetileg sima átlátszó műanyagbevonata megolvadt, és hepehupás lett, mindenütt, az ábra alsó részén is olyan, csak a fotón nem látszódik olyannak. Mind a négy akku egyformán felforrósodott, mire észrevettem. Mindez mindössze 500 mA töltőáramnál. Egy jó töltő nem tesz ilyet.
A túlmelegedés oka nyilván az, hogy a töltő nem érzékelte, hogy az akkuk már teljesen fel vannak töltve, tovább töltötte őket, ami miatt nagyon felforrósodtak. A túlmelegedés elleni védelem se működött.
A legkisebb, 200 mA-es töltőáram 2A akku esetén mindössze 0,1C vagy az alatti töltőáramot jelent, és ilyen kis töltőáramnál nem várható el, hogy a töltő érzékelje a pici feszültségesést, és leállítsa a töltést. Ez nem tekinthető hibának, inkább arra kell gondolni, hogy 200 mA-es töltőáramot csak 3A akkukhoz használjunk. Hiába lenne jó és kíméletes a kis töltőáram 2A akkuk esetén is, ezzel a töltővel (és általában más töltőkkel sem) nem alkalmazható biztonsággal. Bármilyen töltő esetén is általában csak 0,2C és afeletti töltőáramok esetében várható el, hogy az intelligens töltő leállítsa a töltést.
A fentiek miatt nem tudom ajánlani ezt a töltőt, én magam sem használom töltésre. Véleményem szerint ez tipikus példája a jónak látszó, de valójában nem jó, problémás, nem elég gondosan tervezett töltőnek. Ez a töltő csak egy kiragadott példa. Sajnos nemcsak ez a töltő problémás, más típusú problémás töltővel is könnyen találkozhatunk. Fontos az alapos tájékozódás és a tudatos döntés.
Használjunk olyan intelligens töltőt, amely egymástól teljesen függetlenül tölti az egyes akkukat, kíméletesen tölt, nem melegszenek az akkuk töltés közben. Ne használjunk olyan töltőt, amely NiCd akkuk töltésére is alkalmas. Nagyon ajánlom kijelzővel rendelkező töltő használatát, amelyről minden fontos információ leolvasható. Ez lehetővé teszi az akkuk állapotának felmérését, megállapíthatjuk, hogy melyik akku milyen állapotban van, csökkent-e a kapacitása stb. Kijelzővel rendelkező töltő például a fentebb ismertetett XTAR VC4, vagy a LiitoKala LII-500. A két töltő azonban ebből a szempontból nem egyformán jó. A LiitoKala LII-500 a jobb, mert teszt módokban alkalmas lemerítésre, és lemerítés közben történő kapacitásmérésre is. A teszt módok miatt alkalmas regenerálásra is. Az XTAR VC4 töltésre nagyon jó, azonban lemerítésre, tesztelésre nem alkalmas. Célszerűbb olyan töltőt vásárolni, amely lemerítésre is alkalmas. Nagyon fontos, hogy vásárlás előtt alaposan tájékozódjunk.
Ha megtehetjük, ne használjunk kis áramú, nem intelligens, "egy éjszakás" töltőt.
Az akkutöltés nem tűnik veszélyes műveletnek. Legtöbbször nem is az. Ennek ellenére szerencsétlen esetben előfordulhatnak problémák, például az akkutöltő tönkremegy, vagy az akku felrobban. Én magam is láttam tönkrement akkutöltőt, amelyben égett valami, a műanyag háza megolvadt, lyuk keletkezett rajta, és csak a szerencsén múlt, hogy nem gyújtotta fel a lakást. Legyünk óvatosak, és csak akkor töltsük az akkukat, ha ellenőrzésünk alatt tudjuk tartani a folyamatot, és észrevesszük, ha probléma adódik. Éjszakára semmiképpen sem javaslom a töltőt bekapcsolva hagyni. Azonban vannak olyan műveletek, amelyek igen sokáig tartanak. Például a regenerálás akár két-három napig is eltarthat. A legbiztosabb, ha addig megszakítjuk a műveletet, amíg nem tudjuk valami miatt felügyelni, és inkább később folytassuk. Ha semmiképpen sem szeretnénk megszakítani a műveletet, akkor legalább tegyünk meg mindent a biztonság érdekében.
Vannak olyan töltők, amelyek nem szellőznek elég jól, ezért túlságosan melegszenek, és ettől az akkuk is melegedhetnek. Ha az alábbi ábrán látható rácsra helyezve használjuk a töltőket, akkor jelentősen jobb lesz a hűtésük, és távolabb is kerülhetnek az éghető anyagoktól.
Ami elromolhat, az el is romlik, tartja a közismert mondás. Számos lakástüzet okoztak már például telefontöltők is. A tűz megelőzését az segítheti, ha megbízható termékeket vásárolunk, például ne vásároljunk bóvli USB telefontöltőt, és akkutöltőt sem. És a legfontosabb az, hogy a lehető legjobban különítsük el az akkutöltőt az éghető környezetétől. Ha például a grillrácsra helyezett vas tepsibe helyezzük el az elosztót, amelyből a töltő kapja az áramot, és magát a töltőt is, és az egészet minél távolabb helyezzük el az éghető anyagoktól, máris tettünk egy nagy lépést lakásunk épsége felé. Azt mindenképpen biztosítani kell, hogy éjszaka, vagy amikor nem tartózkodunk otthon, ne keletkezhessen lakástűz. Ilyenkor inkább ne kapcsoljuk be a töltőt, az a legbiztosabb.