Temperatura a pojemność akumulatora

Od lat spotykam się z pytaniami o to jak bardzo skraca się czas pracy naszych akumulatorów w zimnej wodzie. Konkretnie chodzi o wpływ niskiej temperatury wody na najważniejszy parametr akumulatora czyli jego pojemność.

Kwestia utraty pojemności jest podnoszona od lat. Przeze mnie słyszana jest przynajmniej od 20 lat, czyli od początku mojej kariery nurkowej, kiedy to najpopularniejszym typem akumulatorów były akumulatory Ni-Mh

Dziś praktycznie jedynym typem akumulatorów zasilających oświetlenie i ogrzewanie nurkowe są akumulatory Li-Ion, ale kwestia utraty pojemności przetrwała i jest dalej obecna wśród nurków. Technologia się zmieniła, ale obawy przetrwały. Dlaczego są one jak najbardziej niesłuszne? Wyjaśniam poniżej.

W starszym sprzęcie elektrycznym powszechnie używane były akumulatory Ni-Mh. Pomimo licznych zalet, posiadają one kilka istotnych wad.

Wbrew powszechnym opiniom posiadają efekt pamięci, co prawda zredukowany w stosunku do starych Ni-Cd, ale jednak. Cechują się znacznym samorozładowaniem – ich ładunek wyraźnie spada, kiedy nie są używane - wymagają więc doładowywania, a doładowywanie to efekt pamięci, więc koło się zamyka.

Nie są trwale – zwłaszcza w pakietach. A więc pakiety oparte o ogniwa Ni-Mh bardzo szybko padają.

Jedyną niezaprzeczalną zaletą baterii Ni-Mh jest bezpieczeństwo. Akumulatory Ni-Mh można całkowicie bezstresowo przewozić samolotem bez obawy o „zaaresztowanie” takiego akumulatora, ale o tym w oddzielnym tekście.

Czasy się zmieniły, a wraz z nimi technologia i dziś. Najpowszechniejszym źródłem energii dla systemów nurkowych są pakiety akumulatorów Li-Ion.

Ten rodzaj akumulatora długo torował sobie drogę do zastosowań w sprzęcie nurkowym. 

Znam nawet przykłady firm z branży oświetlenia podwodnego, które zarzekały się, że nigdy nie użyją akumulatorów Li -Ion w swoim sprzęcie i dziś nie ma już ich na rynku.

Ale wróćmy do kwestii niskich temperatur i spadku pojemności. Skąd wzięło się to przekonanie?

Najprawdopodobniej przetrwało ono w skutek połączenia dwóch sytuacji – a mianowicie pozostawienia sprzętu, a wraz z nim akumulatorów w chłodną jesienną lub zimową noc w „nurkowozie” i użycia akumulatorów Ni-Mh.

Akumulatory Ni-Mh przy temperaturze poniżej 0°C wykazują znaczny spadek napięcia. Staje się ono na tyle niskie, że część urządzeń przestaje działać lub przechodzi w tryb awaryjny. I mogło się tak zdarzyć, że akumulator, który przed spakowaniem go do samochodu w warunkach temperatury pokojowej, był całkowicie naładowany, odpowiednio wychłodzony w temperaturze poniżej 0°C zaliczał spadek napięcia o kilkanaście a w skrajnych przypadkach, kilkadziesiąt procent.

Działo się tak, kiedy pozostawiliśmy nasz sprzęt na całą noc w aucie i poszliśmy się dobrze bawić, w nocy temperatura spada do - 8 stopni, a na porannym nurkowaniu nasza latarka nie „współpracowała”.

Tak więc myślę, że ten mit bierze się stąd, że to, co było prawdą w odniesieniu do akumulatorów Ni-Mh przetrwało w odniesieniu do akumulatorów Li-Ion i to pomimo tego, że ze względu na ewolucję elektrycznych systemów nurkowych. Akumulatory Ni-Mh praktycznie już nie egzystują w sprzęcie nurkowym.  

Zatem co charakteryzuje akumulatory litowe, tak obecnie popularne w odniesieniu do niskich temperatur?

Akumulatory Li-on świetnie radzą sobie w zakresie od +5°C do -5°C, a więc w typowy jesienny lub zimowy dzień oraz w wodzie poniżej termokliny.

W tym zakresie temperatur tracą maksymalnie do 10% pierwotnej pojemności. Dla porównania klasyczne niklowo-wodorowe Ni-Mh, aż do 30%. A im zimniej tym gorzej.

Baterie litowe nie wykazują znacznego spadku pojemności praktycznie aż do -20°C.

Oczywiście - to sytuacja ewentualnego przechowywania akumulatorów, a nie nurkowania, bo woda ma zawsze temperaturę dodatnią.

Po pierwsze, możemy opóźnić ten i tak niewielki efekt spadku pojemności poprzez przechowywanie sprzętu bezpośrednio przed nurkowaniem w odpowiednio ogrzewanym pomieszczeniu.

Po drugie, sama konstrukcja obudowy i pakietu jest naszym sprzymierzeńcem.

Ze względów fizycznych pakiet akumulatorów można porównać do pojemnika z cieczą. 

Pytanie jak długo trwa ochłodzenie takiego pojemnika? Wie każdy kto próbował w ciepły dzień schłodzić butelkę piwa, wrzucając ją na sznurku do jeziora.

Po trzecie, pamiętajmy pakiet akumulatorowy, zamknięty jest przeważnie w okrągłej obudowie, która izoluje go od otoczenia, zwłaszcza jeżeli wykonana jest z tworzywa sztucznego. A dodatkowo ze względu na kanciasty kształt pakietu, jest on dodatkowo otoczony warstwą powietrza.

Upłynie więc bardzo dużo czasu by wychłodzić akumulator do temperatury otoczenia (woda) czyli ok 4°C.

Na koniec jeszcze o przechowywaniu akumulatorów, kiedy nie nurkujemy. A teraz przeważnie nie nurkujemy.

Akumulatory Li-Ion „nie lubią mieć za ciepło” – idealna do ich przechowywania temperatura to 8-12°C.

W tej temperaturze utrata pojemności naładowanego do 40% nieużywanego, akumulatora to zaledwie do 2%. Ale jeżeli naładujemy akumulator do 100% to może on stracić podczas „leżakowania” nawet do 6%.

Nie lubią też być ładowane do 100%. 

Jest to co prawda informacja dla tych, którzy bardzo dbają o swój sprzęt, bowiem trafiające do nas po 5-6 latach na serwis akumulatory cechuje spadek pojemności do 20%, warto jednak wiedzieć że ładując akumulator do 80% pojemności, można wydłużyć jego żywotność dwukrotnie.

Dbajcie o wasze akumulatory, a będą Wam służyć lata.