O Li-ionkách bez pohádek

 K napsání tohoto článku nás motivoval balíček, který se jednoho dne objevil na našem servisním oddělení. Našli jsme v něm naši ultravýkonnou čelovku Fenix HL60R spolu se záhadným akumulátorem o deklarované kapacitě 9900 mAh a rozhořčeným průvodním dopisem naší zákaznice, v němž si stěžovala, že čelovka je vadná, protože udrží při plně nabitém akumulátoru nejvyšší režim pouhých 10 minut. Samozřejmě jsme čelovku okamžitě prozkoušeli a zjistili, že je plně funkční. Následně jsme tedy zaměřili naši pozornost na akumulátor. Přestože jsme byli na ledacos připraveni, zjištění nás šokovalo.

Ta kapacita!

Kapacita je v souvislosti s akumulátory jedno z nejdiskutovanějších témat. Nejvíce se řeší zejména otázka, jaká může být nejvyšší kapacita toho, kterého akumulátoru. Přitom omezení, které v tomto směru musíme brát na zřetel je samotná fyzická velikost akumulátoru. Někteří výrobci si sice pomáhají tím, že tělo akumulátoru nepatrně zvětší a mohou se následně honosit i větší kapacitou, ale vy pak až doma zjistíte, že se do vaší svítilny nevejde. Prostě jsou určité hranice jakou maximální kapacitu při současném stavu technologií je možné do jednotlivých typů akumulátoru dostat.

Mnoha mýty je v tomto směru opředen zejména typ 18650, kterému se na různých pochybných webech připisují až neskutečné hodnoty. Vězte, že výrobci umí do tohoto článku nyní dostat maximum cca 3500 mAh. Vyšší kapacita je nesmysl. U akumulátorů RCR123A se reálné maximum pohybuje kolem 700-800 mAh. U ARB-L14-1600U je to ještě trochu jinak ...

A protože poptávka po vyšší kapacitě nikdy neskončí, rozhodli se výrobci na to jít od lesa. Přiznali, že k navýšení kapacity je prostě potřeba zvětšit i velikost a vytvořili zcela nový typ Li-ion akumulátoru pod označením 21700. Ten je nepatrně větší nežli tradiční 18650, ale kapacitně se dokáže dostat až na úroveň 5000-5100 mAh. Následně začaly vznikat i svítilny, do kterých se tento akumulátor vejde, protože na ty dosavadní je příliš velký. U Fenixu je to například Fenix PD36R, Fenix HT18 nebo obě varianty svítilny TK22, Fenix TK22 V2.0 a Fenix TK22 UE.

Nejvyšší kapacity Li-ion akumulátorů značky Fenix

Li-ion technologie vítězí

Pojďme si blíže představit Lithium–iontovou technologii, která je v těchto akumulátorech použita. Renomovaní výrobci jako je Fenix na ni sázejí už téměř ze 100 %. V současnosti představuje to nejlepší z hlediska výdrže, hmotnosti, proudového odběru nebo poměru kapacity a velikosti článku. Pro zapřísáhlé survivalisty sice dále udržuje LD řadu, která je převážně na tužkové nebo mikrotužkové baterie, ale dominantní už jsou svítilny na různé typy Li-ion akumulátorů.

Hlavní výhody Li-ion akumulátorů:

• Velmi vysoká hustota energie – 250 Wh/kg (2-2,5x více než u NiMH)
• Netrpí samovybíjením
• Netrpí paměťovým efektem, takže lze akumulátory kdykoliv dobíjet
• Akumulátory mají vysoké nominální napětí (3,6-3,7 V) a jsou schopné dodávat vysoké proudy
• Vysoká životnost (500 a více nabíjecích cyklů)
• Náplň Li-ion akumulátoru nevyteče jako např. u alkalických baterií. Můžete jej dlouhodobě ponechat ve svítilně.

Fenix opatřuje své Li-ion akumulátory ochrannou elektronikou

Ochrana proti přebití: zabrání přebití akumulátoru v případě závady na nabíječce.
Ochrana proti podbití: Li-ion akumulátory by se neměly vybíjet cca pod 2,5-2,8 V dle typu. Při poklesu napětí pod tuto hranici elektronika akumulátor odpojí a zabrání tak jeho poškození.
Ochrana proti zkratu: Li-ion akumulátory dokáží dodat velmi vysoké proudy, ochrana proti zkratu akumulátor odpojí při jeho vyzkratování.

Součástí Li-ion akumulátorů Fenix je i ochranná elektronika

Od tužkovek po 18650ky

Li-ion akumulátory mohou mít buď podobu klasických baterií nebo jsou vestavěny přímo do svítilny. Vestavěné častěji pracují na Lithium – polymerové bázi, protože ta umožňuje akumulátory lépe tvarovat podle designu svítilny nebo čelovky. Vyměnitelné Li-ion akumulátory dodržují tvar běžných válcových baterií nebo se mu alespoň maximálně přibližují. Jako například typ 18650, což je vlastně mírně přerostlá tužkovka. Naopak RCR123A tvarově kopíruje baterii CR123A známou jako foťáková baterie. Akumulátor typu 14500 je vlastně Li-ion tužkovka (velikostně, napětí má 2,5x vyšší).

K označení Li-ion akumulátrů se většinu používá číselná řada, kdy první dvojčíslí označuje v milimetrech průměr článku a druhé jeho délku. Např. u typu 18650 to znamená 18 mm na šířku a 65 mm na výšku. Je nutné zdůraznit, že po osazení ochrannou elektronikou mohou být akumulátory delší. Nejčastěji se to projevuje u chráněných Li-ion typu 18650, které mohou mít délku až 70 milimetrů.

Li-ion akumulátoru Fenix typu 18650 je 18 mm široký a cca 69 mm dlouhý.

Nabíječky do důchodu

Hitem poslední doby jsou akumulátory s vestavěným micro-USB konektorem, které je možné nabíjet rovnou přes kabel, kterým nabijete např. svůj telefon. Jsou přibližně o 1 mm delší než stejné akumulátory bez USB vstupu, protože přibyl konektor a elektronika řídící nabíjení. U novějších svítilen a čelovek to nebývá problém, protože s jejich velikostí již výrobce počítal. Pokud byste s nimi chtěli vybavit starší svítilnu je potřeba vše nejprve pečlivě přeměřit. Optimální je přijít se starší svítilnou přímo k nám do prodejny nebo například na některou z výstav nebo veletrhů, kde býváme s naším stánkem.

Další pokrok se projevil u nejnovějšího typu akumulátoru 21700, který je osazen modernějším konektorem USB-C. Ten vám jednak uleví od přemýšlení jak správně zapojit kabel a hlavně umožňuje rychlejší nabíjení.

Umístění micro-USB konektoru na Li-ion akumulátorech Fenix

Nouzovka

Pokud se nejedná o vestavěné akumulátory dá se místo Li-ion akumulátorů použít záložní varianta napájení v podobě jiných jednorázových baterií. Například jeden akumulátor typu 18650 můžete ve většině svítilen nahradit dvěma jednorázovými lithiovými bateriemi CR123A. Ty mají výhodu zvláště v extrémní mrazuodolnosti, nenechají vás potmě ani v teplotách kolem -30°C. Jejich skladovatelnost je 10 let, takže je můžete mít přibaleny jako nouzovou zálohu ve vašem vybavení na cesty.

Ve svítilnách a čelovkách Fenix lze nouzově použít na místo akumulátoru typu 18650 i dvě jednorázové CR123A baterie.

Pár tipů a triků na prodloužení životnosti

• Skladujte Li-ion akumulátory nejlépe v teplotách 0-25°C. Dlouhodobé skladování za výrazně vyšších teplot jim může zkracovat životnost.
• Pokud používáte akumulátory pravidelně, můžete je i po kratším použití dobít na plnou kapacitu. Pokud je však používáte zřídka, je lepší je dlouhodobě skladovat nabité spíše na 20–80 %.
• Neskladujte akumulátory zcela vybité, pokud je během použití vybijete až do vypnutí ochranné elektroniky, tak je poté nabijte alespoň na třetinu.

A jak to nakonec dopadlo se záhadným akumulátorem? Nejprve jsme jej zvážili.

Běžný Li-ion akumulátor Fenix typu 18650 o kapacitě 2600 mAh váží 48 gramů, zkoumaný článek s uváděnou kapacitou 9900 mAh pouhých 24 gramů. Zřejmě jsme narazili na technologický průlom, kterým se zatím nikdo nepochlubil :-)

Následně jsme provedli měření jeho kapacity tak, že jsme jej nabili a následně vybili (při nabíjecím a vybíjecím proudu 1A). Naměřili jsme hodnotu "uctyhodných" 277 mAh. :-) Na našem Facebooku jsme rozjeli tipovačku, jaká je skutečná kapacita zmíněného zázraku a potěšilo nás, že řada z účastníků se nenechala napálit a byla proti podobným vykukům odolná. Jak už píšeme výše, aktuální maximální hodnota zatím u žádného výrobce nepřesáhla 3600 mAh.

Náměřený výsledek byl 277 mAh.