המדריך המלא לשימוש בסוללת ליתיום

אם ניסיתם לחפש מידע על סוללות ליתיום ועל אופן הטעינה האידיאלי שלה, בוודאי נתקלתם, כמונו, בהרבה חוסר מידע. אין באמת הרבה חומר מהימן ברשת על כך. בדיוק מסיבה זו בחרנו לפרסם את המאמר הבא. על מנת שכל מי שרוצה ללמוד מעט על סוללת הליתיום ועל אופן השימוש בהן. יוכל למצוא את מבוקשו בצורה ערוכה וסדורה.

אולי נכביד עליכם מעט בהסברים על אודות סוללות הליתיום ועל המבנה הכימי שלהם, זאת על מנת שתבינו טוב יותר למה, כמה ואיך חשוב להטעין את הסוללה. אז נתחיל?

תאי ליתיום – מה זה?

סוללת הליתיום מורכבת מתאי סוללה. מה מכיל כל תא סוללה? תא הסוללה הוא למעשה תא אלקטרו כימי. כלומר התא מכיל תרכובת כימית והיא מגיבה למתכת וכך בעצם נוצר הזרם החשמלי.

בעת פריקה של הסוללה ישנם שינויים בהרכב הכימי של תא הסוללה עד שבו היא כבר לא מייצרת יותר זרם חשמלי. בשלב הזה הסוללה מגיעה למצב 'סוללה ריקה'.

בסוללות ליתיום, מצב של סוללה ריקה זה לא באמת מצב בו כבר אין יותר מתח בסוללה. עדיין קיין מתח ברף מינימלי אך אין אפשרות לעשות שימוש נוסף בסוללה עד שמטעינים אותה מחדש. עובדה זו נכונה אך ורק לסוללות ליתיום. בסוללות מסוגים אחרים כמו קדמיום / ניקל מטל וכדומה. הסוללה מתרוקנת עד תום עד שהיא כביכול מכריזה על 'סוללה ריקה'. ההבדל בין הסוללות הוא שסוללות ליתיום יש לבם תחום תחתון שאותו הם לא יכולים לעבור. במקרה והסוללה עוברת את הסף התחתון, אי אפשר יהיה יותר להטעין את הסוללה. זאת בניגוד לסוללות האחרות שמקבלות טעינה גם לאחר הן התרוקנו כליל.

בקר BMS – המחשב של הסוללה

למעשה סוללות הליתיום מצוידות בבקר מובנה השומר ומגן עליה מפני חריגות של תחומי המתח.

לסוללת ליתיום יש סף מתח עליון וסף מתח תחתון. אם הסוללה מקבל טעינה מעבר לתחום העליון, תא הסוללה עשוי להיהרס. אם הסוללה מתרוקנת עד מתחת לתחום התחתון. לא תהיה לה תקנה ואי אפשר יהיה להטעין אותה שוב לשימוש חוזר.

בקר הטעינה למעשה אחראי על ניתוק הטעינה בזמנים של מתח גבוה. והוא גם אחראי על ניתוק הפריקה והגבלת זרם הפריקה כאשר הסוללה נמצאת קרוב לתחום המתח הנמוך של התא.

שלושה מצבי מתח של תאי הסוללה

למעשה ישנם שלושה מצבי מתח לתאי הסוללה.

• מתח תחתון – זהו המתח המינימלי המותר לסוללה וירידה ממתח זה עשוי להוביל להרס של תא הסוללה.
• מתח נומינלי – זהו מתח במצב אמצע. זה המתח מתאים כאשר לא עושים שימוש בסוללה ורוצים לאחסן אותה למשך זמן מה. גם סוללות המגיעות מהמפעל מגיעים עם רמת מתח נומינלי. כך למעשה נשמרות הסוללות מפני חימום יתר או אפילו מפני התפוצצות והתלקחות.
• מתח עליון – זהו המתח המקסימלי. אם המתח בסוללה הוא גבוה מסף זה, תא הסוללה נהרס.

נפרט מעט על אודות כל אחת מרמות המתח הללו.

מתח נומינלי

המתח הנומינלי הוא מצב סטטי של הסוללה אשר בו תא הסוללה נמצא במצב מאוזן. זו הנקודה האמצעית של המתח בסוללה. נקודה זו היא נקודה אידיאלית עבור הסוללה למען השמירה על חיי המדף שלה. כאשר כך היא מסוגלת להישאר משך זמן רב עד שהיא תיכנס לפעולה.

במצב זה הסוללה יכולה להישאר גם אם אין בה שימוש.

מתח עליון

אם תא הסוללה נמצא זמן ארוך מידי כאשר הוא בטעינה מלאה, ישפיע הדבר על אורך חיי הסוללה. כי במצב הזה נוצר מצב של פריקה עצמית של התא. המתח הפנימי של תא הסוללה מפעיל את הכימיה שלה. ובמצב הזה נמצאים המבודדים בעומס יחסית גדול עבורם.

מתח תחתון

במצב של מתח נמוך, נמצא התא במצב של מינימום מתח. הסיכון במצב הזה הוא שהפריקה העצמית תשפיע על ירידה מתחת למתח המותר לתא הסוללה וכך התא ייהרס. מסיבה זו ישנו ניתוק מבוקר מצד בקרי ה – BMS. זאת על מנת למנוע מצב בו הסוללה תישאר ריקה. ועוד תמשיך לפרוק את עצמה עד מתחת לסף המתח המותר.

בכל תא סוללה מכל סוג קיים מושג של פריקה צמית, מעין דליפה של המתח גם כאשר אין כל שימוש בסוללה.

טעינה מהירה

קיימים בשוק מטענים לסוללות ליתיום המציעים טעינות מהירות באופן משמעותי ביחס למטענים המסורתיים.

אי אפשר לומר שמטענים אלו לא מפתים. אך חשוב לדעת שמטען מהיר הוא לא באמת טוב ובריא עבור הסוללה. הסוללה זקוקה לטעינה איכותית ואיטית הנעשית בהתאם לאופן הייצור שלה. על כן, ממש לא מומלץ להתפתות ולרכוש את המטענים מהסוג הזה. גם במחיר של טעינה איטית האורכת זמן רב יחסית שעשויה לעכב אתכם.

במכשירי הטלפון הניידים קיימים היום מטענים מהירים שעשויים באופן כזה שהם לא מזיקים לסוללה היות וגם הסוללה כבר בנויה לסוג כזה של טעינה. ייתכן ובעתיד יהיו לנו מטענים כאלה גם לאופניים החשמליות. אך כל עוד זה לא כך, הטעינו במטען שלכם ואל תהרסו את הסוללה שלכם בידיים חבל על הכסף שלכם…

מעבר לכך חשוב שהמטען יהיה מותאם לדרישות הסוללה ויעניק לסוללה את המתח בדיוק ברמה הדרושה ובקיבול המתאימה לסוללה.

מטען שאינו מתאים עשוי להסב נזק בלתי הפיך לסוללה וחבל.

הסוללה זקוקה למנוחה

זה אולי נשמע מוזר, אבל, כן! הסוללה שלכם משרתת אתכם נאמנה אך מנוחה לא רק שלא תזיק לה אלא שהיא תתרום לאיכות חייה ולתפוקה שהיא תעניק לכם.

מסיבה זו חשוב לאפשר לאופניים מנוחה בין רכיבה לרכיבה. מעבר לכך, בעת רכיבה רציפה, תוכלו לפדל עם יותר כוח ובכך תקלו על המאמץ של הסוללה. זוהי גם כן סוג של מנוחה רצויה עבור הסוללה.

גם במצבי טעינה אפשר להעניק מנוחה לסוללה על ידי הפסקה של חצי שעה באמצע הטעינה ואחר כך לשוב לטעינה. לא תמיד יהיה זה מצב נוח וריאלי עבור המשתמש אך במידת האפשר זוהי גם כן המלצה.

מתי כדאי להטעין את הסוללה?

יש כאלה המנסים לחשב מהי הטעינה היעילה יותר עבור הסוללה. האם זו שמתחילה מהמתח התחתון ועד המתח הנומינלי או שמא הטעינה מהמתח הנומינלי עד המתח העליון.

ייתכן מאוד שיש הבדלים בין הטעינות השונות. אך לא כל אחד יכול להתחשב בתוצאות המחקר הזה אם ישנן. מה שכן, חשוב להקפיד על טעינה איטית ועקבית, על שמירה מפני הגעה למצבי חום קיצוניים שעם הזמן עלולים להסב נזקים לסוללה.

חשוב להקפיד על מטענים איכותיים המתאימים לסוללה ולא לרכוש מטענים זולים שיכניסו טעינות יתר או גרף הטעינה שלהם לא מותאם לסוללות הליתיום.

איך מאחסנים סוללה שאינה בשימוש?

אם נוצר מצב בו אתם מעוניינים לאחסן את הסוללה למשך זמן מה מסיבות שונות. כמו נסיעה לחו"ל או חוסר שימוש במוצר בגלל שהילד גדל וכדומה. חשוב שתפרקו את המתח של הסוללה עד שיא תגיע למצב הנומינלי שלה. זה אומר 3.7V כפול מספר התאים. כך לדוגמא המתח הנומינלי של סוללה שהיא בעלת 10 תאים, לצורך אחסון יהיה עליכם להטעין אותה עד 37V.

איך מגיעים למתח הרצוי? פשוט מאוד! עושים שימוש בסוללה עד שהיא מגיעה למתח הנומינלי. ואחר כך ממתינים כשעה עד שהמתח מגיע למצב יציב. אחר כך יש לנתק את הסוללה מהאופניים ולאחסן אותו במקום יבש, חשוך וקריר.

הסוללה פולטת עם הזמן את החומרים שנמצאים בתוכה. גם אם במצב רגיל הדבר לא באמת מורג, אך באחסון בארון סגור למשל, הדבר בהחלט עשוי להיות מורגש בייחוד אם הסוללה תשכון בארון הסגור למשך שבועות וחודשים. מסיבה זו חשוב להקפיד גם על אוורור המקום בו מאחסנים את הסוללה מעבר לשמירה על המקום מפני לחות או טמפרטורה גבוהה.

בסוללות גדולות מאוד המיועדות לקלנועיות עם טווח נסיעה גדול וכדומה, מומלץ לטעון את הסוללה עם הפסקת מנוחה לסוללה על מנת שהיא לא תגיע לחימום רב מידי שישפיע על אורך חייה של הסוללה.

את זה וכלו לכנן גם בעזר שעון שבת שישבית א פעילו הטעינה לאחר שעיים שלוש ותחדש אוה שוב לאחר שעה, כאשר הסוללה תתקרר.

טעינה בטוחה

תמיד חשוב להטעין את הסוללה בחלל מאוורר. ולא בקרבת חפצים עד לרדיוס של שתי מטר ממנה. כך שאם חלילה הסוללה תתלקח, לא ייגרמו נזקים נוספים. מעבר לכך מומלץ להטעין את הסוללה בשעות היום או כאשר משגיחים עליה. על מנת לשלוט במצבים של חימום יתר.

המדריך לכיבוי והטענת סוללת ליתיום