Pregled vrsta baterija završit ćemo tehnologijom za koju se očekuje da bi u skorijoj budućnosti mogla naći primjenu i kod mobilnih telefona. Gorive ćelije (eng. fuel cell) mogle bi doista biti prekretnica u općem poimanju električne energije, ne samo na području mobilne telefonije. Princip na kojem se teoretski zasnivaju iznimno je jednostavan, a temelji se na procesu suprotnom elektrolizi vode. Elektroliza vode je razlaganje vode na vodik i kisik provođenjem električne energije kroz nju. Ideja je obrnuti ovaj postupak te iz vodika i kisika dobiti vodu i električnu energiju. Ovaj ekološki savršen postupak izgleda vrlo jednostavno u teoriji, no praksa pokazuje da je ovaj proces u praksi znatno teže izvesti. Naravno, ovdje ne govorimo o oksidaciji vodika sagorijevanjem, već kontroliranim procesom uz pomoć katalizatora (tvari koja taj proces potiče). Postoje mnoge varijante gorive ćelije, od onih koje rade na elementarni vodik i kisik, do onih koje vodik dobivaju indirektno. Za mobilnu elektroniku zanimljive su gorive ćelije koje kao gorivo troše metanol. Umjesto da mobitel priključimo na punjač, gorivoj ćeliji bit će dovoljno doliti malo metanola i aparat će raditi tjednima. Za sada je ovo moguće tek u laboratorijskim uvjetima, dok će za komercijalnu upotrebu biti potrebno riješiti niz problema, a prvenstveno efikasnost, dimenzije i cijenu.
Život baterije
Velika većina novih ili duže nekorištenih baterija zahtijeva uhodavanje ili formiranje. Pod time se podrazumijeva nekoliko uzastopnih i potpunih ciklusa punjenja i pražnjenja baterije. Većina novih baterija postići će svoj puni kapacitet tek nakon 2-3 ciklusa, a ponekad ih je potrebno i više. Tijekom uhodavanja preporučljivo je bateriju puniti do kraja, i to bez prekida. Proizvođači obično naglase da prvo punjenje treba neprekidno trajati oko 14 sati (varira od proizvođača do proizvođača), unatoč tome što će mobitel punjenje proglasiti završenim. Većina punjača će nakon završenog punjenja bateriju održavati punom pomoću tzv. trickle-charge (u slobodnom prijevodu: punjenjem na kapaljku). Ovo je redovita praksa kod punjenja NiMH baterija budući da imaju veliko samopražnjenje, dok Li-Ion i Li-Poly baterije ovaj tretman ne trebaju.
Vjerojatno se čuli za nešto što se zove memorijski efekt. Recimo to odmah na početku - baterija vašeg mobilnog telefona od toga zasigurno ne pati. Memorijski efekt je fenomen koji se, u mjerljivom iznosu, javlja isključivo kod starijih generacija NiCd baterija. Uočen je kod baterija na jednom satelitu, a pojavio se iz jednog vrlo specifičnog razloga. U orbiti oko Zemlje, kako su solarni paneli satelita ulazili i izlazili iz njene sjene, baterija je uzastopno prolazila kroz potpuno jednake razine pražnjenja i punjenja. Iako se baterija u Zemljinoj sjeni nije uopće znatno praznila, nakon većeg broja ciklusa primijećen je znatan pad kapaciteta. Na kraju, kapacitet baterije smanjio se upravo na razinu do koje se baterija praznila prilikom svakog ciklusa, kao da baterija pamti razinu do koje se prazni. Otuda i ime - memorijski efekt. Rješenje ovog problema bilo je u povremenom punom ciklusu pražnjenja i punjenja, tj. bateriju je bilo potrebno nekoliko puta uzastopce potpuno isprazniti i napuniti, a taj postupak održavanja trebao se ponoviti svakih mjesec dana. Za sve današnje NiCd i sve NiMH baterije može se reći da nemaju mjerljivi memorijski efekt, a Li-Ion i Li-Poly uopće ne pate od tog fenomena. Za paranoične: čak i kada bismo u mobitelu imali stariju vrstu NiCd baterije, normalnom uporabom bilo bi gotovo nemoguće u bateriji izazvati memorijski efekt. Razlog tome je što bateriju gotovo nikad ne praznimo do potpuno iste razine.
No, danas se pod memorijskim efektom često spominje jedan drugačiji fenomen. Radi se o kristalizaciji unutar baterije. U NiCd bateriji kadmij je prisutan u obliku sićušnih kristala. U određenim uvjetima ti kristali se mogu povezati i narasti u veće kristale, čime im se smanjuje korisna površina, pa dolazi do pada napona i kapaciteta baterije. Nikal je takodjer podložan kristalizaciji. U ekstremnom slučaju, kristali mogu narasti u dendrite, dugačke lance koji mogu kratko spojiti + i - pol baterije, uzrokujući visoko samopražnjenje, kratki spoj i prividnu «smrt» baterije. NiCd baterija je podložnija kristalizaciji od NiMH jer kod nje kristalizaciji doprinose i nikal i kadmij.
Kako onda otkloniti pad kapaciteta nastao kristalizacijom? Vrlo jednostavno: NiCd bateriju je potrebno jednom mjesečno isprazniti do kraja (do točke gašenja mobitela), pa je zatim napuniti do vrha, dok je za NiMH ovaj postupak dovoljno prakticirati svaka dva do tri mjeseca. Li-Ion i Li-Poly baterije ne boluju od memorijskog efekta, a ne pate ni od problema kristalizacije, pa njima nije potreban nikakav postupak održavanja. Upozorenje: ne pokušavajte bateriju nasilno prazniti ispod granice gašenja mobitela. Većina baterija ima donju granicu napona ispod koje se ne smije prazniti.
Spomenimo i utjecaj načina punjenja na bateriju. Razlikujemo sporo i brzo punjenje. Razlika između sporog i brzog punjenja je jednostavna: sporo punjenje puni bateriju malom strujom pa za to treba više vremena, dok brzo punjenje traje znatno kraće ali koristi veću struju. Dok se pod sporim punjenjem podrazumijeva punjenje koje traje 10-20 sati, brzim punjenjem baterija se može napuniti već za sat vremena. Iako jače zagrijavanje baterije prilikom brzog punjenja može negativno utjecati na njen životni vijek, brzim punjenjem razbija se kristalizacija unutar baterije. Dodamo li tome i praktičnost kraćeg trajanja punjenja, vidimo da brzo punjenje ima više prednosti. Jedini uvjet je da je brzi punjač dovoljno inteligentan, tj. da zna prepoznati kada je baterija puna. NiMH i osobito Li-Ion baterije su vrlo osjetljive na prepunjavanje i izuzetno je važan pravi trenutak završetka punjenja. Ne brinite - elektronika za punjenje u vašem telefonu dovoljno je pametna za taj zadatak. Baterija se neće oštetiti ako ostane i danima priključena na takav inteligentni punjač. Današnji mobilni telefoni redovito sadrže inteligentne brze punjače.
Dok će veći dio korisnika puniti i prazniti bateriju ne opterećujući se previše problemom kristalizacije, neki će, gotovo fanatično, paziti da bateriju uvijek prazne do kraja, pa zbog toga uz mobitel uvijek sa sobom nose i punjač. Iako ni potpuni nemar nije pohvalan, pretjerana «briga» može donijeti više štete nego koristi. Štoviše, nepotrebno pražnjenje baterije samo nepotrebno skraćuje njen životni vijek. Pokazalo se da duboki ciklusi brže skraćuju životni vijek baterije od plićih, osobito kod NiCd i NiMH baterija. Baterija koja se ne prazni redovito «do kraja» dat će tijekom svog života više električne energije. Dodatna opasnost u dubokom pražnjenju baterije je u tome što baterije imaju specificiranu donju granicu napona. Ako se baterija isprazni ispod te granice, mogući su razni problemi. Može doći do trajnog gubitka dijela kapaciteta, punjač može odbiti punjenje, a u slučaju da se baterija sastoji od više serijski povezanih ćelija, može doći i do okretanja polariteta na jednom od članaka uslijed nejednolike napunjenosti. Ekstrem je Li-Ion baterija koje se na taj način može nepovratno izgubiti, jer njeno punjenje nakon predubokog pražnjenja postaje opasno, pa i nemoguće.
Najjednostavnije je pridržavati se sljedeće rutine: ako navečer procijenite da baterija neće izdržati cijeli sutrašnji dan, stavite da se puni preko noći. Ne bojte se prepunjavanja baterije: kao što smo već spomenuli, punjači današnjih mobitela dovoljno su pametni. Samo ukoliko imate NiMH bateriju, jednom u mjesec-dva se sjetite i ispraznite je "do kraja" - pustite da mobitel isprazni bateriju dok se sam ne ugasi, a nakon toga je bez prekida napunite "do vrha".
Spomenimo i kako ispravno čuvati baterije ako duže vrijeme neće biti u upotrebi. Kao prvo, svakako ih skinite s mobitela. Spremite ih na suho i hladno mjesto (no uvijek iznad 0o C). Hladnjak (ne zamrzivač!) nije loše rješenje, ali baterije treba dobro zapakirati da ne budu izložene vlazi. Ni sobna temperatura ne predstavlja osobit problem, no više temperature svakako nisu preporučljive. Obično se preporuča bateriju čuvati na 40% napunjenosti, ali napunjenost nije lako procijeniti. Za Li-Ion bateriju postoji opasnost ako se uslijed stajanja isprazni ispod svoje kritične razine, jer punjenje tada može postati nemoguće. Zato ćete manje pogriješiti ako je spremite nešto jače napunjenu. Nakon skladištenja najbolje je bateriju pustiti da se prirodno aklimatizira na sobnu temperaturu, te je tada napuniti. Nakon dužeg stajanja nužnim se može pokazati i ponovno uhodavanje baterije.
Autor: Željko Harjač 