Lithiové akumulátory nejsou zatím mezi robotiky příliš rozšířené. Podívejme se na další jejich vlastnosti.
Balancování článků
Máme-li více článků v sadě, jejich napětí není nikdy úplně přesně stejné, rozdíly jsou přinejmenším v řádu jednotek mV. Sadu nejde jednoduše připojit na zdroj, jehož napětí by bylo potřebným násobkem mezního napětí jednoho článku, tedy pro dva články Li-pol 8,4V, pro 3 články 12,6V atd. Problém je v tom, že některý z článků v sadě by dosáhl mezního napětí dřív, přebíjel by se a poškodil, zatímco ostatní by ani nedosáhly meze.
V průběhu nabíjení se hlídá napětí každého jednotlivého článku a porovnává s ostatními, k tomuto účelu mají sady kromě silových vývodů ještě takzvaný servisní kabel, který má vždy o jeden vodič víc, než je počet článků. Servisní kabel nebývá dimenzovaný na velký proud, stačí řádově stovky mA, některé nabíječe pracující jen s malými proudy do 1 A dokonce servisní kabel využívají přímo k nabíjení a silové vývody se k nim ani nemusí připojovat. Pokud nabíječ zjistí, že se napětí článků v sadě liší víc než asi tak o 0,005V, pak k těm, co mají vyšší napětí, připojí paralelně rezistory a tím jim „sebere“ část nabíjecího proudu. Slabší článek dostane možnost ty ostatní „dohnat“. Protože se napětí článků v průběhu nabíjení různě rozbíhá, ve vedení se nepravidelně střídají a balancer je stále dorovnává. Kdykoli nabíjení přerušíme, měly by být články srovnané. Balancovat lze i bez nabíjení, v tom případě balancer vybíjí silnější články na úroveň nejslabšího.
V počátcích využívání Li-pol se balancery prakticky nepoužívaly a místo toho se doporučovalo občas nabíjet články v sadě jednotlivě. Částečně to pomáhalo, nicméně rozšíření balancerů výrazně přispělo tomu, že dnes akumulátory v praxi vydrží nejméně 10x více cyklů. Balancery spojené s nabíječkami plní i bezpečnostní funkci, když sada obsahuje vadný článek a balancer svým působením nezvládá sadu vyrovnat, dá povel k vypnutí nabíjecího proudu a chybovému hlášení.
Podle čeho vybrat nabíječ
Režim nabíjení je vždy stejný, co se liší a těžko pozná na první pohled, je přesnost vyhodnocení napětí a kvalita stabilizace proudu. Nabíječe, jejichž měření napětí jednotlivých článků v rámci sady se lišilo o desítky mV, nebo nabíječe, které místo stabilizace napětí generovaly pulzy proudu plné velikosti, se mezi moderními výrobky už naštěstí vyskytují jen zřídka. Při volbě vycházíme především z požadovaného typu článků, jejich počtu v sadě a nabíjecího proudu. Je dobré volit o něco výkonnější nabíječ. Trend směřuje k akumulátorům, které lze nabíjet vyšším proudem (dobré články jsou schopné snést nabíjecí proud přes 6C). V praxi je velký rozdíl, jestli na nabití musíme čekat hodinu, nebo deset minut. Nabíječ by měl v každém případě být vybaven integrovaným balancerem, a to i z hlediska bezpečnosti, nejen komfortu práce.
Vyplatí se, pokud nabíječ nějak signalizuje přechod z fáze CC do fáze CV, potřebujeme-li sadu rychle použít, můžeme přerušit nabíjení hned za bodem přechodu. Naprostá většina energie (téměř 90%) už je doplněna a ušetří se tím při větších nabíjecích proudech asi třetina času.
Pokud má nabíječ automatické rozpoznání počtu článků ale současně nevyžaduje připojení servisního kabelu, dejte se na něj velký pozor. 1, 2 nebo 3 články se totiž rozpoznat podle celkového napětí dají, ale více už ne, a omyl nabíječe má pak fatální důsledky přinejmenším pro sadu, často i pro okolí.
Závěr
Správně udržované a používané kvalitní Li-pol nebo Li-ion akumulátory vydrží v praxi ideálně asi 1000 úplných cyklů respektive mívají životnost kolem 3 – 4 let, LiFe z produkce nejznámějšího amerického výrobce A123 system teoreticky 2000 – 4000 cyklů a předpokládaná životnost je 10 roků. Ukončení životnosti však neznamená, že by byly články nepoužitelné, obvykle se definuje jako stav, kdy kapacita poklesne o 20%. Většina článků bývá vyřazena dříve, protože jsou v provozu přetěžovány a postupně vzroste jejich vnitřní odpor, případně jsou mechanicky poškozeny.