Page 15 - Puskás Híradó 2021 őszi lapszám

Puskás Híradó

feszültséget állítanak elő az oxidos változatoknál.
1996-ban Padhi és Goodenough megállapította,
hogy a lítium-vas-foszfát (LiFePO4) és néhány ro-
kon vegyülete is megfelelő katódnak.
A lúgos akkumulátor. Thomas A. Edison 1904-ben
alkotta meg. A lúgos akkumulátorok elektrolitban
(kálilúg, KOH) lévő különféle fém elektródák-
kal rendelkeznek. A nikkel-vas, (NiFe) a nikkel-
cadmium (Ni-Cd) elektródák vannak leginkább
használatban, de a nagyobb kapacitásmennyiség
12V/40Ah akkupakk a védőáramkörökkel eléréséhez, például katonai hordozható készülé-
kekben a drágább cink-ezüst elektródákkal volt le-
A legtöbb okostelefonban 1-4Ah (1000- hetséges. Katonai felhasználásuk jelentős volt, mi-
64000mAh) kapacitású akkumulátor van és mind- vel jól bírták a szélsőséges körülményeket, a teljes
egyikbe beépítették a töltésvezérlő áramkört, kisütést, a gyorstöltést. Ma is széles körben hasz-
amely egyben a töltöttséget %-ban írja ki az előlap- nált akkumulátorfajta.
ra. Töltéskor a kivett energiamennyiséget kell visz- A lúgos akkumulátor előnye, hogy nagy a faj-
szatölteni. Az USB töltők árama 0,5A. Tehát szám- lagos energiatároló képessége, hosszú az élettarta-
szakilag egy 1Ah kapacitásút elvileg minimum 2 ma, üzembe helyezése egyszerűbb, a túltöltés és az
órán át (2x0,5=1) kell tölteni, de ehhez hozzá kell elégtelen töltés, ill. a mélykisütés kevésbé károsítja,
adni a 20% körüli töltési veszteséget, tehát valójá- a mechanikai szilárdság nagy. Mindezek mellett
ban 2,6 óra alatt töltődik fel az akkumulátorunk. igénytelen és hosszú az üzemi ciklusa. Igen nagy
Ez kémia+fizika, amit nem tanácsos figyelmen kí- hátrányuk, hogy főleg töltéskor sok hidrogén ke-
vül hagyni! Ha gyorsabban éri el a készülékünk letkezett, a töltőfeszültség normál töltéshez a cel-
kijelzőjén a 100% töltöttségi szintet, ez azt jelenti, lafeszültség kétszeresét is igényelte. Az elektrolitot
hogy nem töltöttük vissza az energiamennyiséget. legalább évente egyszer ki kell cserélni, mert a le-
„Gyorsabban feltöltődött” de valójában nincs ben- vegő szén-dioxid tartalma tönkreteszi alacsony a
ne a megfelelő energiamennyiség. hatásfoka, ami alig éri el a 70%-ot, ezért a névleges
Más. Amikor a telefonunkat, laptopot „kikap- amperóra-kapacitásának 1,4-szeresével kell feltöl-
csoljuk” akkor azt csak logikailag (!!) kapcsoljuk teni az amperóra kapacitás 1/10-ének megfelelő
ki, fizikailag nem, mert a beépített figyelő áramkör árammal az élettartam kíméléséért. Hosszú élettar-
némi energiát vesz fel, tehát ajánlott 4-6 hetenként tamuk ellenére a kezelés nehézségei és a nagy fe-
a „kikapcsolt” készüléket töltőre tenni. Ezek taná- szültségingadozása, valamint a külső töltés igénye
csok az akkumulátorunk élettartamának megvédé- miatt a technika fejlődésével kiszorultak. A cellák
sére. Nem kötelező betartani, csak tanácsos. névleges feszültsége 1,2-1,5V között mozgott az al-
A Lí-ion akkumulátor létrehozásával először M. kalmazott elektródáktól függően.
S. Whittingham foglalkozott az 1970-es években. A savas akkumulátor. Nagyon elterjedt típus.
Ezek még költséges titán-szulfid katódot és fémes A savas akkumulátort Gaston Planté, francia fizi-
lítium anódot tartalmaztak. A fémes lítium kisebb kus találta fel 1859-ben. Ez volt az első újratölthető
üzemzavar hatására is hajlamos volt villámsebesen áramforrás, amely kereskedelmi forgalomba ke-
felforrósodni, és ez az akkumulátor felrobbanásá- rült. Számos előnyének köszönhetően mára a világ
hoz vagy elolvadásához vezetett. legismertebb akkumulátor típusává vált. Széles
A veszélyek ellenére több gyártó is belefogott a körben alkalmazzák belsőégésű motorral szerelt
Lí-ion akkumulátorok fejlesztésébe, mivel ennek járművek indító akkumulátoraként, szünetmentes
a típusnak a legnagyobb a kapacitása – a nikkel- tápegységekben, hajók, fő áramforrásaként, kismé-
kadmium (NiCd) akkumulátoroknak kétszerese retű elektromos járművekben.
– és cellafeszültsége. Használható formában a Bell Felépítését tekintve egyszerű, két elektrolit-
Labs-nél a nyolcvanas években sikerült ilyen akku- ba merített nagy felületű ólomlapból és a tároló
mulátorokat előállítani grafitanód alkalmazásával. edényből áll. A felület növelése érdekében egy
Kereskedelmi bevezetését a John Goodenough ólomlap helyett gyakran alkalmaznak sűrű ólom-
által vezetett kutatócsoport munkája tette lehető- rácsot vagy több vékonyabb lapot, ezáltal sokkal
vé, amely a katódot többrétegű lítium-kobalt-oxid nagyobb érintkezési felület jön létre az ólom és
(LiCoO2) anyaggal valósította meg. Erre alapozva az elektrolit között. Az elektrolit kénsav (H2SO4)
az első lítiumion-akkumulátorokat a Sony jelentet- amely maró kémhatása miatt elővigyázatosságot
te meg 1991-ben. 1989-ben Arumugam Manthiram igényel. Mivel a tiszta ólom (Pb) egy rendkívül
és John Goodenough kimutatta, hogy a polianiont puha fém ezért minden esetben valamilyen ötvöző
– például szulfátot – tartalmazó katódok nagyobb anyag segítségével teszik ellenállóbbá a fizikai be-

15
XIX. évfolyam 2. szám