Underhåll och laddning av batterier

Underhåll och laddning av batterier

Det går att ladda batterier på flera olika sätt. Det gör att det finns många olika typer av laddare på marknaden. Skillnaden ligger i hur lång tid laddningen tar samt hur avancerad övervakningsteknik laddaren har. Övervakningsfunktionen blir viktigare ju snabbare batteriet ska laddas. Följande avsnitt beskriver laddning av NiMH-batterier.

Övervakningsprocessen

När ett batteri laddas blir det varmt. Ju högre laddström som används, desto ­snabbare går laddningen. Vid snabbladdning ökar dock även värmeutvecklingen och därmed risken att batteriet går sönder. Uppladdningsprocessen övervakas för att batteriet inte ska ta skada. Det kan göras på flera olika sätt.

Timerövervakning

Det enklaste sättet att övervaka laddprocessen är med en timer (begränsa laddtiden). Enkla laddare brukar använda den övervakningsmetoden. Genom att ladda med en konstant laddström under en begränsad tid, går det att tillverka billiga men ändå väl fungerande laddare. Laddning med timer sker med låg laddström för att inte riskera för hög värmeutveckling. Nackdelen med timerladdning är att om användaren laddar batterier med högre kapacitet än vad laddaren är tillverkad för, finns risken att laddningen upphör innan batterierna har nått sin fulla laddning. Timerfunktionen kan även finnas som komplement till andra övervakningstekniker i snabbare laddare. Detta för att skydda batteriet om den ordinarie övervakningsfunktionen inte skulle fungera.


Det enklaste sättet att övervaka laddprocessen är med en timer (begränsa laddtiden). Enkla laddare brukar använda den övervakningsmetoden. Genom att ladda med en konstant laddström under en begränsad tid, går det att tillverka billiga men ändå väl fungerande laddare. Laddning med timer sker med låg laddström för att inte riskera för hög värmeutveckling. Nackdelen med timerladdning är att om användaren laddar batterier med högre kapacitet än vad laddaren är tillverkad för, finns risken att laddningen upphör innan batterierna har nått sin fulla laddning. Timerfunktionen kan även finnas som komplement till andra övervakningstekniker i snabbare laddare. Detta för att skydda batteriet om den ordinarie övervakningsfunktionen inte skulle fungera.

Övervakning av spänningstoppvärde (Peak Voltage Detection)

Spänningen sjunker när batteriet används. På samma sätt ökar spänningen när batteriet laddas. Laddaren kan känna av när spänningen blivit tillräckligt hög och därefter avbryta laddningen.

Övervakning med negativ delta-volt (-∆V)

Vid laddning av ett NiMH-batteri ökar spänningen tills batteriet är fulladdat. När ­laddningen är fullbordad sjunker spänningen något. Det är denna förändring från hög till något lägre spänning i laddningens slutfas som kallas för -∆V. Så länge spänningen ökar vet laddaren att batteriet inte är fulladdat, men när spänningen plötsligt sjunker lite är det dags att avbryta.

Det är mycket viktigt att avbryta laddningen i tid vid snabbladdning. Annars finns risken att batteriet tar skada. Vid laddning med -∆V-övervakning avbryts laddningen vid precis rätt tidpunkt, och därför används tekniken i de flesta avancerade laddare. Efter att -∆V har detekterats är det vanligt att laddaren övergår till underhållsladdning.

Övervakning med delta temperatur (∆T)

Temperaturen ökar när ett batteri laddas eftersom det sätts i arbete. När batteriet är fulladdat kan det inte ta åt sig mer ström. Fortsätter laddaren då att ladda kommer den tillförda energin att övergå till oönskad värme. Med temperaturövervakning kan laddaren slå av när en viss temperatur är nådd. En annan mer avancerad temperatur­övervakningsmetod är delta-temperatur (∆T). När temperaturen stiger mycket på kort tid vet laddaren att batteriet är fullt. Vid all typ av snabbladdning rekommenderas minst två övervakningsmetoder.

Teoretisk spännings- och temperaturutveckling vid laddning av ett NiMH-batteri. Kurvorna visar endast principen.

Beräkna laddström och laddtid för NiMH

Genom att känna till kapaciteten på ett NiMH batteri är det enkelt att räkna ut en lämplig laddström. Batteriets totala kapacitet beskrivs som 1C (Nominal Capacity).

Idealisk laddström för ett NiMH batteri är 0,1C (10% av batteriets kapacitet). Vid 0,1C tar det ungefär 14-16 timmar att ladda upp batteriet.

Snabbladdning sker normalt vid 1C och tar cirka en timme.

Exempel på laddström för ett 2500-mAh (2,5 Ah) AA-batteri.

Normalladdning:

0,1C = 2,5 ∙ 0,1 = 0,25 A = 250 mA

Snabbladdning:

1C = 2,5 ∙ 1 = 2,5 A = 2500 mA

Laddkanaler

En laddare kan vara utrustad med olika många laddkanaler. De enklaste laddarna för fyra batterier har bara två laddkanaler. Gemensamma laddkanaler betyder att batterierna måste laddas i par. Mer avancerade laddare brukar ha en laddkanal för varje enskilt batteri.

Flera batterier per laddkanal

Om två batterier samsas om en laddkanal måste de alltid laddas i par. Det går alltså inte att ladda ett batteri åt gången, något som kan vara önskvärt till exempelvis en mp3-spelare. Det gör också att övervakningen inte blir lika exakt. Batterier med olika egenskaper (t.ex. kapacitet, ålder och fabrikat) bör därför inte laddas tillsammans.

Exempel på en laddare som övervakar varje batteri individuellt

Individuella laddkanaler

Med en laddkanal per batteri kan övervakningen göras noggrannare. Då kan laddningen kontrolleras individuellt för varje batteri utan att något batteri riskerar att bli halv­laddat eller överladdat. Funktionen finns i de mer avancerade batteriladdarna. Genom att ha individuella laddkanaler kan ett udda antal batterier laddas oberoende av fabrikat, ålder, kapacitet och storlek.

Individuella laddkanaler är att föredra men inte alltid nödvändigt. Om batterierna som laddas sedan används parvis i en apparat, fungerar det bra med två laddkanaler istället för fyra.

Skötsel av batterier

Batteriet och ackumulatorn har en komplicerad uppbyggnad. Det måste skötas på rätt sätt för att fungera under lång tid med bibehållen kapacitet. Här följer några enkla skötselråd:

Följ instruktionerna.
På vanliga batterier står det oftast att de ej får laddas eller kortslutas. Försök aldrig heller att öppna batterier och låt inte barn leka med dem.

Förvara inte batterier varmt.
Batterier fungerar dåligt när det blir kallt. Vissa batterier fungerar inte alls vid minusgrader. Det beror på att den kemiska reaktionen i batteriet stannar av. Apparaten som batterierna sitter i kan då inte få den energi som behövs.

Om batterierna inte ska användas direkt, bör de av samma anledning förvaras i sval rumstemperatur eller något under. Låg temperatur bromsar självurladdningen vilket är positivt vid förvaring. Ibland sägs det att batterier ska förvaras i kylskåpet. Det kan vara positivt tack vare den låga temperaturen. Den ökade luftfuktigheten är dock inte optimal för batterier. Enligt batteriföreningen är det bäst att förvaring sker i rumstemperatur1.

Blanda inte använda och nya batterier.
Varningen om att blanda gamla och nya batterier brukar stå i manualen till de flesta produkter som använder mer än ett batteri. Det är viktigt att inte heller blanda batterier av olika fabrikat eller batterier som är olika gamla. Det kan leda till att batteriet som är mest urladdat börjar läcka med följden att apparaten det sitter i skadas. I exempelvis fjärrkontroller ska alltså alla batterierna bytas samtidigt.

Ta ut batterierna ur apparaten
Om du inte kommer att använda apparaten under en längre period, är det lämpligt att plocka ur batterierna. Gamla urladdade batterier riskerar att börja läcka.

Förvara batterierna i sin förpackning
Detta för att undvika att batteriernas poler kommer i kontakt med varandra. Det gäller särskilt batterier med lödöron. Om lödöronen ligger mot varandra och kortsluts finns det risk för brand. Kortslutningsströmmen hos ett batteri kan nämligen bli så stor att polerna börjar glöda.

Apparater med inbyggda uppladdningsbara batterier bör förvaras uppladdade om de inte ska användas på ett tag.

Nya uppladdningsbara batterier ska laddas före användning.
Detta gäller inte NiMH-batterier av andra generationen. Alla andra batterier levereras oladdade (eller med grundladdning från fabriken) och ska laddas fullt före första användningen.

Referenser

1 Batteriföreningen. Användningsråd. Webbartikel hämtad 2009-07-02. www.batteriforeningen.se/Anvaendningsraad.htm

Senast ändrad: 2014-07-01