Vytáhli jste ze šuplíku svítilnu po dvou letech a článek v ní ukazuje na multimetru 1,2V? Nebo nabíječka hlásí chybu a odmítá článek nabít? V obou případech jde nejspíš o hluboce vybitý Li-ion článek. Rovnou odpovídáme: takový článek už znovu nenabíjejte a neoživujte. V článku vysvětlujeme proč, jak se do tohoto stavu dostane a jak mu předejít.
Co znamená „hluboce vybitý“
Každý výrobce uvádí v datasheetu koncové napětí vybíjení (anglicky discharge cut-off voltage). Je to nejnižší napětí, na které se článek smí v provozu vybít. Pod ním už výrobce za vlastnosti článku neručí. Hluboké vybití (také podvybití) tedy znamená stav, kdy napětí článku kleslo pod koncové napětí z datasheetu – a v praxi často i výrazně níž, klidně k 1V nebo k nule.
Koncové napětí není u všech článků stejné. U většiny běžných typů je to 2,5V, ale jsou výjimky:
| Článek | Koncové napětí podle datasheetu |
|---|---|
| Samsung INR18650-25R | 2,5V |
| LG INR18650-MJ1 | 2,50V |
| DMEGC INR18650-25P | 2,5V |
| EVE INR21700-50E | 2,50V (zkouška životnosti se dělá do 3,00V) |
| Samsung INR18650-35E | 2,65V |
| DMEGC INR18650-26E | kapacita měřena do 2,75V, minimum podle pokynů výrobce 2,5V |
Pokud tedy chcete vědět, kde je hranice u vašeho článku, podívejte se do jeho datasheetu. Jaké napětí odpovídá jakému stavu nabití, popisujeme v článku Napětí Li-ion článku: 3,6V, 3,7V, 4,2V a co z nich vyčtete.
Jak se článek do takového stavu dostane
Zařízení s Li-ion baterií by mělo mít ochranu, která vybíjení zastaví dřív, než napětí klesne pod koncovou hodnotu. Výrobci článků to v datasheetech přímo požadují. Přesto se to stává, nejčastěji takto:
- Zapomenuté zařízení. Svítilna, čelovka nebo nářadí se vybije do vypnutí a pak leží měsíce v šuplíku. Článek se dál pomalu samovybíjí a napětí klesá pod bezpečnou hranici.
- Dlouhé skladování bez dobití. Samsung SDI v datasheetech výslovně upozorňuje, že samovybíjení během dlouhého skladování může článek podvybít.
- Malý trvalý odběr. Některá zařízení odebírají proud i ve vypnutém stavu (hodiny, displej, elektronika). Za týdny až měsíce to může stačit na úplné vybití.
- Článek bez ochrany v zařízení bez ochrany. Nechráněný článek v jednoduché svítilně bez hlídání napětí se vybije tak hluboko, jak mu zátěž dovolí.
Pozor také na klam: po odpojení zátěže napětí článku samo trochu vyskočí nahoru. Článek, který „ukazuje 2,7V“ hodinu po vypnutí svítilny, mohl být při svícení už pod koncovým napětím.
Proč je nebezpečné takový článek znovu nabíjet
Problém není v tom, že článek „nemá energii“. Problém je, co se při hlubokém vybití děje uvnitř. Záporná elektroda Li-ion článku je nanesená na tenké měděné fólii, které se říká proudový kolektor. Při běžném provozu je měď v bezpečí. Když ale napětí článku klesne hodně nízko, potenciál záporné elektrody vzroste natolik, že se měď začne rozpouštět do elektrolytu (oxiduje na ionty Cu²⁺).
Dokud článek leží vybitý, je to „jen“ trvalé poškození. Nebezpečí přichází při dalším nabití: rozpuštěná měď se začne usazovat zpátky jako kov – na elektrodách a v separátoru, tedy tenké vrstvě, která od sebe odděluje kladnou a zápornou elektrodu. Měděné výrůstky (dendrity) mohou separátorem prorůst a vytvořit vnitřní zkrat. Tento mechanismus popsala například studie publikovaná v časopise Scientific Reports (Guo a kol., 2016), podle níž ke zkratu došlo u článků vybitých ještě hlouběji, než odpovídá nulovému stavu nabití.
Vnitřní zkrat zvenku neuvidíte a žádná ochrana v nabíječce ani v článku ho nezastaví, protože proud teče uvnitř článku. Může se projevit:
- zvýšeným samovybíjením – článek po nabití za pár dní „sám“ ztratí napětí,
- zahříváním během nabíjení nebo i v klidu,
- v horším případě přehřátím, únikem plynů a požárem, a to klidně až po několika cyklech, kdy už článek zdánlivě funguje.
Výrobci se k tomu vyjadřují stručně: podvybití může zhoršit vlastnosti článku, a proto musí mít každé zařízení ochranu proti vybití pod koncové napětí.
Proč nedoporučujeme oživování
Na internetu najdete návody, jak hluboce vybitý článek „probudit“: nabíjet ho velmi malým proudem, krátce ho připojit k jinému článku nebo zdroji, případně použít nabíječku s režimem pro obnovu. Tyto návody nedoporučujeme, a to z několika důvodů:
- Nevratné změny uvnitř nevidíte. Malý nabíjecí proud může pomoci, aby nabíječka článek „přijala“, ale rozpuštěnou měď nevrátí na místo.
- Riziko se odkládá, nemizí. Článek může projít testem kapacity a selhat až v zařízení.
- Ušetříte málo. Cena nového článku je zanedbatelná proti škodě, kterou může způsobit požár v bytě, autě nebo dílně.
- U packů je to ještě horší. V baterii s více články stačí jeden poškozený, aby ohrozil celý pack. Zasahovat do packů nedoporučujeme vůbec.
Naše doporučení je proto jednoduché: článek, který naměříte pod koncovým napětím z datasheetu, už nenabíjejte. Totéž platí pro článek, který je nafouklý, má poškozený obal, je teplý bez zjevné příčiny nebo po nabití rychle ztrácí napětí. Pokud vaše nabíječka článek odmítá nabít a hlásí chybu, berte to jako varování, ne jako překážku, kterou je třeba obejít.
Jak hlubokému vybití předejít
Prevence je jednoduchá a stojí jen trochu pozornosti:
- Neodkládejte zařízení vybité. Když se svítilna nebo čelovka vypne kvůli slabé baterii, dobijte článek co nejdřív, ne až před další sezónou.
- Na delší dobu články ze zařízení vyndejte. Odstraníte tím trvalý odběr elektroniky. Volné články ukládejte do krabičky, aby se nedotýkaly kovových předmětů.
- Skladujte s částečným nabitím. Samsung dodává články nabité zhruba na 30–50 % (podle typu) a podobný stav je vhodný i pro dlouhodobé uložení. Plné nabití na dlouho není ideální, vybití do nuly je ještě horší.
- Skladujte v chladu a suchu. Samsung doporučuje pro dlouhodobé skladování teplotu pod 25 °C. V teple probíhá samovybíjení rychleji.
- Kontrolujte napětí. Uložené články jednou za několik měsíců změřte multimetrem a v případě potřeby dobijte na skladovací úroveň.
- Používejte vhodnou nabíječku. Samsung v datasheetech uvádí, že nabíječka má hlídat napětí článku a podle něj zvolit postup nabíjení.
Podrobněji se skladování věnujeme v článku Jak správně skladovat Li-ion články a baterie a správnému nabíjení v článku Jak nabíjet Li-ion články 18650 a 21700.
Co s hluboce vybitým článkem udělat
Hluboce vybitý článek patří do zpětného odběru. Nevyhazujte ho do komunálního odpadu ani do tříděného plastu – poškozený Li-ion článek může v kontejneru nebo ve svozovém voze začít hořet.
- Přelepte póly izolační páskou, aby se článek nemohl zkratovat o jiné baterie nebo kovové předměty.
- Uložte ho odděleně na nehořlavé místo, mimo dosah dětí, a nenechávejte ho ležet ve vozidle nebo na slunci.
- Odevzdejte ho na místě zpětného odběru. Použité přenosné baterie musí bezplatně přijmout každý prodejce baterií, a to bez ohledu na značku a bez povinnosti cokoli kupovat. Sběrná místa najdete také v mapě kolektivního systému ECOBAT na jeho webu.
Pokud článek koupený u nás chcete odevzdat nám, napište nám předem, domluvíme se, jak to provést. Víc o tom, jak zpětný odběr funguje, najdete v článku Kam s použitými bateriemi: zpětný odběr a recyklace.
Shrnutí
| Situace | Co udělat |
|---|---|
| Zařízení se vypnulo kvůli slabé baterii | Článek co nejdřív dobít, nenechávat ho vybitý ležet. |
| Článek uložený na měsíce | Vyndat ze zařízení, skladovat při 30–50 % nabití v chladu, napětí občas zkontrolovat. |
| Napětí pod koncovým napětím z datasheetu | Nenabíjet, neoživovat, přelepit póly, odevzdat do zpětného odběru. |
| Nabíječka článek odmítá nabít | Nepokoušet se ochranu obejít, článek odevzdat. |
| Článek se zahřívá, nafukuje nebo rychle ztrácí napětí | Přestat používat, uložit na nehořlavé místo, odevzdat. |
Hluboce vybitý Li-ion článek je levná ztráta, ale drahé riziko. Místo oživování sáhněte po novém článku – v e-shopu najdete Li-ion články 18650, například Samsung INR18650-25R nebo kapacitní Samsung INR18650-35E, dále články 21700 a nabíječky. Nevíte si rady s konkrétním článkem? Napište nám na obchod@baterie-roznov.cz nebo zavolejte na +420 735 346 075.