Czy w nowoczesnych akumulatorach występuje efekt pamięci?
Wyjaśnimy, co kryje się za tzw. efektem pamięci i czy występuje on w nowoczesnych akumulatorach litowo-jonowych.
13.11.2023
Co kryje się za efektem pamięci?
Często słyszy się, że zasadniczo wszystkie akumulatory są narażone na tzw. „efekt pamięci” polegający na utracie pojemności energetycznej z powodu zbyt wczesnego ładowania. Jeśli poziom naładowania akumulatora spadnie, czas pracy urządzenia zasilanego akumulatorem zostaje automatycznie skrócony. A to oznacza, że w praktyce akumulator wymaga coraz częstszego ładowania. W najgorszym przypadku przedwcześnie staje się bezużyteczny. Ale czy rzeczywiście wszystkie akumulatory są dotknięte tą utratą pojemności? Nie: w przypadku nowoczesnych akumulatorów litowo-jonowych efekt pamięci już nie występuje. Dla użytkownika ma to tę ogromną zaletę, że akumulator może być ładowany w każdej chwili – niezależnie od jego stanu naładowania.
Efekt pamięci: odkryty w latach 60.
Pierwotny mit dotyczący akumulatorów ma prawdziwe korzenie i w przeszłości stanowił poważne wyzwanie. Efekt pamięci został odkryty już w latach 1960 przez inżynierów NASA. Zauważyli oni, że akumulatory zamontowane w satelitach z czasem tracą swoją pojemność. W ten sposób po wielokrotnym częściowym rozładowaniu akumulatory dostarczały tylko tyle energii, ile było naładowane wcześniej.
Efekt pamięci oznacza negatywną zmianę pojemności pamięci, która występuje w wyniku wielokrotnego częściowego rozładowania. Akumulator „zapamiętuje” przy tym stan częściowego rozładowania i podczas dalszego użytkowania udostępnia tylko tę „zapamiętaną” ilość energii. Możesz sobie to wyobrazić jak w przypadku pojemnika, w którym wsuwasz dno pośrednie – w ten sposób w pojemniku masz mniej miejsca, które możesz napełnić. Efekt pamięci objawia się elektrycznie spadkiem napięcia. Akumulator staje się niezdatny do użytku, jeśli napięcie spadnie poniżej minimalnego zapotrzebowania używanego urządzenia.
Efekt pamięci: których akumulatorów dotyczy?
Efekt pamięci występuje głównie w przypadku akumulatorów niklowo-kadmowych (NiCd), które są często montowane w narzędziach bezprzewodowych. Efekt ten jest wywoływany przez powstawanie kryształów na katodzie z kadmu. Jeśli akumulator nie zostanie całkowicie rozładowany, sprzyja to tworzeniu się kryształów w nierozładowanym obszarze. W tym przypadku wraz ze wzrostem wielkości kryształu spada napięcie, ponieważ wpływa to negatywnie na przewodność materiału. W mniejszym stopniu podobny efekt można zaobserwować również w przypadku akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych (NiMH), ale mówi się tutaj o efekcie lazy-battery. Akumulatory, które odpowiadają powszechnie stosowanemu rozmiarowi AA lub AAA, są często nadal akumulatorami NiMH. Dotyczy to również akumulatorów zamontowanych na stałe w małych urządzeniach elektrycznych. W przeciwnym razie akumulatory Ni-MH i NiCd są obecnie rzadko spotykane.
Jak powstaje efekt pamięci?
Według aktualnych badań efekt pamięci opiera się na dwóch procesach.
Podczas ładowania akumulatora niklowo-kadmowego powstają mikrokryształy kadmu. Rozładowanie akumulatora tylko do określonego stopnia „stałego podczas ładowania” sprzyja tworzeniu się w nierozładowanych obszarach z mikrokryształów większych kryształów. Ponieważ większe kryształy mają mniejszą całkowitą powierzchnię w porównaniu z mniejszymi kryształami o tej samej masie, reagują gorzej podczas rozładowywania: napięcie spada.
W przypadku starszych technologii ładowania nie ma możliwości monitorowania stanu naładowania akumulatora. Ładuje się go przez określony czas i w ten sposób przeładowuje tylko częściowo rozładowany akumulator. W efekcie dochodzi do rekrystalizacji na tak zwanej elektrodzie CD. Ze względu na położenie kadmu w szeregu napięcia elektrochemicznego, rekrystalizacja wiąże się z niższym napięciem wyjściowym, a tym samym ze zmniejszoną pojemnością.
Brak efektu pamięci w przypadku akumulatorów litowo-jonowych STIHL
Firma STIHL wykorzystuje wyłącznie nowoczesne akumulatory litowo-jonowe. Są one nie tylko lżejsze i mocniejsze od swoich poprzedników, ale także praktycznie pozbawione opisanego powyżej efektu pamięci. W ten sposób nawet po wielokrotnym częściowym rozładowaniu nie wykazują one znacznego spadku napięcia. Jest to zagwarantowane przez materiały zastosowane w ogniwach akumulatora oraz najnowocześniejszą technologię. Ładowanie akumulatorów litowo-jonowych STIHL jest możliwe w każdej chwili. Nie jest więc ważne, aby akumulator był zawsze używany aż do jego całkowitego rozładowania. Również krótkie ładowanie pośrednie podczas przerw w pracy nie stanowi problemu.
Co oznacza efekt pamięci w przypadku akumulatorów?
Jeśli akumulatory niklowo-kadmowe (NiCd) lub niklowo-metalowo-wodorkowe (NiMH), które były często używane w przeszłości, zostaną tylko częściowo rozładowane, następuje utrata pojemności. Efekt ten nazywany jest efektem pamięci. W wyniku częstego częściowego rozładowania akumulator „zapamiętuje” zapotrzebowanie na energię z ostatnich procesów ładowania i ładuje tylko tę „zauważoną” ilość energii zamiast pierwotnie dostępnej pojemności. Prowadzi to do przedwczesnego spadku napięcia, co sprawia, że akumulator na dłuższą metę staje się niezdatny do użytku.
Podsumowanie: Efekt pamięci
- Brak efektu pamięci w przypadku akumulatorów litowo-jonowych w produktach STIHL
- Efekt pamięci powstaje na skutek zbyt wczesnego ładowania jeszcze nie (całkowicie) rozładowanych akumulatorów.
- Efekt pamięci zmniejsza pojemność energetyczną częściowo, a nawet całkowicie.
Efekt pamięci to utrata pojemności w przypadku akumulatorów niklowo-kadmowych spowodowana przedwczesnym ładowaniem. Jeśli taki akumulator nie zostanie całkowicie rozładowany przed ponownym ładowaniem, „zapamiętuje” zapotrzebowanie na energię z ostatnich procesów ładowania i ładuje tylko tę ilość energii. Dzięki temu szybko traci swoją pojemność i staje się niezdatny do użytku. Natomiast akumulatory litowo-jonowe w urządzeniach STIHL nie mają efektu pamięci.
To, czy akumulatory mają efekt pamięci, zależy od zastosowanej technologii. Stosowane w przeszłości akumulatory niklowo-kadmowe lub niklowo-metalowo-hybrydowe mają na przykład efekt pamięci. Dlatego należy je zawsze całkowicie rozładować przed ponownym naładowaniem. Natomiast akumulatory litowo-jonowe STIHL nie mają efektu pamięci.
Nie, akumulator litowo-jonowy nie ma znaczącego efektu pamięci. Te akumulatory można łatwo naładować w dowolnym momencie bez utraty ich pojemności. STIHL wykorzystuje wyłącznie akumulatory litowo-jonowe z najnowocześniejszą technologią.
