Κάποια
στιγμή όλοι μας έχουμε κάνει τη δυσάρεστη διαπίστωση ότι κάποια
μπατταρία μας LiPo έχει φουσκώσει. Ακόμα και μια σωστά αποθηκευμένη -για
μεγάλο χρονικό διάστημα- μπατταρία, μπορεί να τη βρούμε φουσκωμένη.
Αμέσως, δυο σκέψεις περνούν από το νου μας:
- Έχει πέσει η χωρητικότητα της μπατταρίας, είναι ακόμα λειτουργική;
- Είναι επικίνδυνη;
Γιατί όμως φουσκώνουν οι μπατταρίες LiPo;
Όλες οι μπατταρίες είναι φτιαγμένες από 3 βασικά στοιχεία: την άνοδο, την κάθοδο και τον ηλεκτρολύτη. Το ηλεκτρικό ρεύμα άγεται από ιόντα (φορτισμένα σωματίδια) που οδεύουν από τον θετικό προς τον αρνητικό πόλο (ή αντίστροφα) μέσω του ηλεκτρολύτη. Οι μπατταρίες LiPo διαφέρουν από αυτές προηγούμενων τεχνολογιών στο ότι ο ηλεκτρολύτης τους δεν είναι υγρός, αλλά ένα στερεό, πολυμερές υλικό.
Το φούσκωμα των μπατταριών LiPo οφείλεται στην αποσύνθεση, τη διάσπαση του ηλεκτρολύτη στα στοιχεία από τα οποία είναι φτιαγμένος -και σε αυτά περιλαμβάνεται το οξυγόνο, όπως επίσης το μονοξείδιο και το διοξείδιο του άνθρακος. Σε αυτά τα αέρια οφείλεται το φούσκωμα της μπατταρίας.
Η αποσύνθεση του ηλεκτρολύτη είναι μια φυσική διαδικασία που συμβαίνει με το χρόνο σε όλες τις μπατταρίες LiPo και δεν μπορούμε να την αποφύγουμε. Ούτε και μπορούμε να κάνουμε κάτι για να επαναφέρουμε φουσκωμένες μπατταρίες LiPo.
Υπό ορισμένες όμως συνθήκες, η διαδικασία της αποσύνθεσης του ηλεκτρολύτη επιταχύνεται. Αυτές τις συνθήκες μπορούμε να τις αποφύγουμε. Ποιες είναι:
- Η υπερφόρτιση των μπατταριών (πάνω από τα 4.2 Volts/στοιχείο)
- Η ταχυφόρτιση των μπατταριών με μεγάλα ρεύματα , που προκαλούν υπερθέρμανση
- Η εκφόρτιση των μπατταριών κατά τη χρήση τους με πολύ υψηλά ρεύματα, που προκαλούν επίσης υπερθέρμανση
- Η εκφόρτιση των μπατταριών κάτω από το επιτρεπτό όριο
- Η αποθήκευση τους σε κάποιο μέρος με υψηλή θερμοκρασία
- Η αποθήκευση τους, πλήρως φορτισμένων (ή εκφορτισμένων)
Όπως θα καταλάβατε, η θερμότητα είναι εχθρός των μπατταριών LiPo και θα πρέπει όσο μπορούμε να την αποφεύγουμε. Η υψηλή θερμοκρασία επιταχύνει την διάσπαση του ηλεκτρολύτη.
Το οξυγόνο (που υπάρχει σε περίσσεια στη φουσκωμένη μπατταρία) είναι ένα αέριο που προκαλεί οξείδωση ή καύση των ουσιών, επομένως η απάντηση στο 2ο ερώτημα είναι "ναι", η φουσκωμένη μπατταρία είναι επικίνδυνη!
Ιδιαίτερα κατά την φόρτιση αλλά και κατά την χρήση με υψηλά ρεύματα, η μπατταρία μπορεί να πιάσει φωτιά!
Επειδή έτυχε και ο ίδιος να έχω μερικές φουσκωμένες μπατταρίες LiPo -τις οποίες μάλιστα χρησιμοποιούσα ακόμα- έψαξα με μεγάλη επιμονή
τη διεθνή βιβλιογραφία να βρω έστω και ένα άρθρο που να λέει ότι -εν
πάσει περιπτώσει- οι φουσκωμένες μπατταρίες δεν είναι και τόσο
επικίνδυνες και μπορούν να χρησιμοποιούνται άφοβα, αν εξαιρέσουμε τη
μειωμένη χωρητικότητα τους.
Τίποτα!
Όλοι οι ειδικοί συμφωνούν στο ότι οι φουσκωμένες μπατταρίες είναι επικίνδυνες και πρέπει να αντικαθίστανται το ταχύτερο δυνατόν! Το διαθέσιμο καθαρό οξυγόνο μέσα τους, μπορεί εύκολα να προκαλέσει φωτιά!
Οι φουσκωμένες μπατταρίες έχουν μειωμένη χωρητικότητα, γεγονός που οφείλεται σε αυτή-καθαυτή την αποσύνθεση του ηλεκτρολύτη.
Όμως, εκτός από τη μειωμένη χωρητικότητα, αυξάνεται και η εσωτερική αντίσταση της μπατταρίας, επειδή τα παραγόμενα αέρια χαλούν την -ας την πούμε- σφιχτή συναρμογή των συστατικών της μπατταρίας, καθώς διεισδύουν στα στρώματα της.
 |
| Οποιαδήποτε μπατταρία παριστάνεται σαν μια "ιδανική" μπατταρία εν σειρά με μια αντίσταση, την εσωτερική αντίσταση της μπατταρίας. Όσο πιο μικρή είναι αυτή η αντίσταση, τόσο καλύτερη είναι η μπατταρία |
Στην πιο κάτω εικόνα-ακτινογραφία μιας μπατταρίας LiPo, φαίνεται καθαρά πως τα στρώματα της φουσκωμένης μπατταρίας έχουν απομακρυνθεί μεταξύ τους, λόγω διείσδυσης των αερίων.
 |
| Μια
φουσκωμένη μπατταρία LiPo: τα στρώματα δεν έχουν πλέον σφιχτή συναρμογή
μεταξύ τους, λόγω διείσδυσης των αερίων. Η εσωτερική αντίσταση έχει
αυξηθεί |
Όταν τα υλικά της μπατταρίας δεν είναι "σφιχτά" μεταξύ τους, δυσχεραίνεται η διέλευση του ρεύματος, αυξάνεται δηλαδή η αντίσταση στην διέλευση του ρεύματος. Αυτό πάλι έχει δυο συνέπειες:
1. Όταν συνδέσουμε ένα φορτίο (π.χ. ένα ηλεκτρικό μοτέρ) η μπατταρία έχει σημαντικά χαμηλότερη τάση, λόγω της πτώσης τάσης που προκαλεί η αυξημένη εσωτερική αντίσταση. Άρα στο ηλεκτρικό μοτέρ πηγαίνουν λιγότερα Volts, πέφτει λοιπόν η ισχύς του, η απόδοση του, τελικά οι στροφές της έλικας
 |
Στην εικόνα αριστερά φαίνεται μια LiPo ενός στοιχείου, που έχει εσωτερική αντίσταση 0.1 ΩΜ. Όσο δεν συνδέουμε τίποτα στη μπατταρία, όλα καλά, αν μετρήσουμε την τάση με ένα πολύμετρο (βολτόμετρο) θα δούμε 3.7 Volts.
Στην εικόνα δεξιά συνδέσαμε ένα ηλεκτρικό μοτέρ που τραβάει 10 Amperes. Τώρα όμως, αν μετρήσουμε την τάση στα άκρα του μοτέρ θα δούμε ότι είναι μόνο 2.7 Volts!
Γιατί;
Η εσωτερική αντίσταση της μπατταρίας προκαλεί μια πτώση τάσεως, που από τον νόμο του ΩΜ είναι
V = I x R = 10 x 0.1 = 1 Volt
Η ανεπιθύμητη αυτή πτώση τάσεως αφαιρείται από την τάση της μπατταρίας και έτσι θα έχουμε
3,7 - 1 = 2.7 Volts
Το μοτέρ δεν θα δουλέψει καλά με αυτή την μικρότερη τάση, η έλικα θα πάρει λιγότερες στροφές!
Και δεν είναι μόνο αυτό, διαβάστε και παρακάτω!
2. Πάνω στην εσωτερική αντίσταση αναπτύσσεται θερμότητα, επομένως η μπατταρία μας θερμαίνεται περισσότερο. Η αυξημένη θερμοκρασία προκαλεί περαιτέρω διάσπαση του ηλεκτρολύτη, ακόμα μεγαλύτερη εσωτερική αντίσταση κ.ο.κ. έως ότου η μπατταρία θερμανθεί τόσο πολύ που θα πάρει φωτιά!
Πράγματι, αφού από την εσωτερική αντίσταση 0.1 Ω της μπατταρίας περνούν 10 Amperes, γίνεται πτώση τάσεως 1 Volt πάνω σε αυτή την αντίσταση, όπως είδαμε παραπάνω. Η ισχύς λοιπόν που καταναλώνεται πάνω στην εσωτερική αντίσταση της μπατταρίας θα είναι
P = V x I = 1 x 10 = 10 Watt
Η
μπατταρία κυριολεκτικά θα "ψηθεί" με αυτή τη μεγάλη ισχύ που
καταναλώνεται επάνω της! Με τη μεγάλη θερμοκρασία που θα αναπτυχθεί,
αυξάνεται ο κίνδυνος η LiPo να πιάσει φωτιά!
Και εδώ ακριβώς υπεισέρχεται η ποιότητα των μπατταριών LiPo που αγοράζουμε. Δεν έχουν όλες οι μπατταρίες LiPo την ίδια εσωτερική αντίσταση, οι καλής ποιότητας LiPo έχουν πολύ χαμηλότερη αντίσταση.
Έτσι, αν την επόμενη φορά που θα βρείτε -στην Ελλάδα ή το εξωτερικό- μια φτηνή LiPo σκεφθείτε πόσο έξυπνη αγορά κάνατε, καλύτερα ξανασκεφθείτε το!
Οι σύγχρονοι, καλής ποιότητας φορτιστές έχουν λειτουργία που μετράει την εσωτερική αντίσταση των μπατταριών LiPo. Αλλά ακόμα και αν δεν την έχει ο φορτιστής σας, υπάρχουν ειδικοί αναλυτές μπατταρίας, σε λογικές τιμές, που κάνουν αυτή ακριβώς τη δουλειά. Πιστεύω ότι είναι πολύ χρήσιμα όργανα, τόσο για να μας δείξουν την ποιότητα μιας μπατταρίας, όσο και για να δούμε την μεταβολή της εσωτερικής αντίστασης με τον χρόνο και να κρίνουμε κατά πόσον η μπατταρία μας είναι ακόμα λειτουργική.
 |
| Αυτό το οργανάκι κοστίζει μόνο 10 Ευρώ και μετράει (μεταξύ άλλων) την εσωτερική αντίσταση της μπατταρίας |
 |
| Δυο ολοκαίνουργιες,
όμοιες μπατταρίες LiPo, τρίσελες, 2200mAh. Η "BRAIN" κοστίζει 19 Ευρώ
και η "SOARING" 29 Ευρώ. Η ποιότητα τους όμως δεν είναι ίδια |
 |
| Η
εσωτερική αντίσταση των τριών στοιχείων της "ακριβής" μπατταρίας
SOARING, σε κατάσταση Storage, όπως την μετράει ο καλούτσικος φορτιστής
ULTIMATE D260 της SKYRC |
 |
| ...και
η εσωτερική αντίσταση της "φτηνής" μπατταρίας BRAIN, επίσης σε
κατάσταση Storage, μετρημένη από τον ίδιο φορτιστή. Όπως διαπιστώνετε
υπάρχει τεράστια διαφορά από την προηγούμενη μπατταρία, οι εσωτερικές
αντιστάσεις των τριών στοιχείων είναι πολύ μεγαλύτερες! |
Το θέμα της εσωτερικής αντίστασης των μπατταριών LiPo παρουσιάστηκε υπερ-απλουστευμένο στα προηγούμενα, στην πραγματικότητα όμως δεν είναι δυστυχώς τόσο απλό. Η εσωτερική αντίσταση των μπατταριών μεταβάλλεται από την στάθμη φόρτισης τους (όταν είναι εντελώς φορτισμένες είναι μικρότερη), από την θερμοκρασία, ακόμα και από το ρεύμα που τη δεδομένη στιγμή περνάει από μέσα τους.
Η μέτρηση από τα ειδικά όργανα όμως είναι χρήσιμη, αφενός για να συγκρίνουμε 2 ίδιες καινούργιες μπατταρίες, αφετέρου για να συγκρίνουμε την κατάσταση της καινούργιας μπατταρίας μας με αυτήν μετά από κάποια χρήση. Δηλαδή σημειώνουμε κάπου την εσωτερική αντίσταση της μπατταρίας μας π.χ. στην κατάσταση Storage και την συγκρίνουμε με αυτήν μετά από ένα έτος χρήσης.
Σαν συμπέρασμα λοιπόν καταλήγουμε ότι:
- Πρέπει το ταχύτερο να απαλλαγούμε από τις φουσκωμένες μπατταρίες μας LiPo γιατί είναι επικίνδυνες
- Δεν έχουν όλες οι LiPo την ίδια ποιότητα κατασκευής
Γιώργος Καρασούλας