Hluboké vybíjení akumulátorových baterií

U jednočlánkových NiCd nebo NiMH akumulátorů můžeme akumulátor vybíjet až do 0,0 V, aniž by došlo k poškození akumulátoru. Avšak, kapacita dodaná akumulátorem při běžných proudech mezi napětím 1,0 V a 0,0 V je minimální (viz vybíjecí charakteristiky). U lithiových akumulátorů je však dolní mez konečného vybíjecího napětí kritická a při překročení dané hodnoty dochází ke zničení akumulátoru.

Při vybíjení více než jednočlánkových baterií je nutno dodržovat povolenou mez, která je při malých a středních vybíjecích proudech obvykle 1,0 V na 1 článek u NiCd a NiMH hermetických akumulátorů a kolem 2,5–3,0 V na 1 článek u Li – akumulátorů. Při velmi velkých proudových odběrech, jako např. u akumulátorového nářadí, může být konečné vybíjecí napětí u NiCd a NiMH akumulátorů stanoveno na nižší hodnotu např. na 0.8 V na 1 článek. Je třeba znovu zdůraznit, že ve všech těchto případech se jedná o napětí měřené při zatížení, tedy při protékajícím vybíjecím proudu. Při hlubokém vybíjení baterií může být některý článek přepólován a tím zcela zničen. Přepólování článku, který není opatřen pojistným ventilem, může zapříčinit až jeho výbuch, zvláště nebezpečné je hluboké vybíjení velmi malými proudy, při kterém dochází k náhlému poklesu napětí akumulátorového článku po vyčerpání jeho kapacity. Takto jsou často poškozovány akumulátorové baterie sloužící jako náhrada primární 9V baterie 6F22, které jsou sestaveny z diskových hermetických akumulátorů (viz kapitola Knoflíkové akumulátory). Nesmí se zapomenout ani na to, že vybíjení akumulátoru ze 100 % snižuje jeho životnost (viz kapitola Vybíjení akumulátoru před jeho nabíjením).

Z praxe je možno uvést několik případů. Akumulátor v telefonu se nám při volání vypne (elektronické hlídání konečného napětí v telefonu) a my přesto ještě telefon zapneme a chceme si ještě jednou zavolat nebo poslat ještě jednu SMS. Pokud máme NiMH akumulátor, tak by přepólování článku sice hrozit nemělo, protože dnes se používají v baterii většinou 3 – 4 články a telefon vypíná v hodnotách, kdy k přepólování ještě nemůže nastat, ale ve starších NMT telefonech k tomu docházelo, protože obsahovaly i 10 - 12 článků. V případě lithiového akumulátoru se může stát, že neustálým zapínáním telefonu s vybitou baterií zareaguje bezpečnostní elektronika a baterii již nelze běžným nabíječem nabít, protože díky elektronice se baterie chová jako rozpojený obvod a nabíječe, pokud nezaregistrují minimální napětí na svorkách baterie nabíjet nezačnou. Dalším příkladem, kdy dochází k hlubokému vybíjení, je akumulátorové nářadí nebo hračky. Vrtačka nám již nechce utáhnout ani jeden šroub nebo vyvrtat díru, ale po chvíli odpočinku ještě jeden utáhne. Nebo autíčko na akumulátory se již zastaví, ale znovu a znovu se pokoušíme popojet. Tyto situace nejvíce poškozují sériově zapojené akumulátory.

Velkými ničiteli NiCd nebo NiMH akumulátorů jsou spotřebiče, které neumožňují indikovat konečné vybíjecí napětí. Hračky a akumulátorové nářadí také nevypínají při určitém napětí, ale poznáme, že akumulátor je vybitý, protože vrtačka nevrtá nebo autíčko nejezdí, ale nejhorším příkladem jsou svítilny. Ne že by zákazník nepoznal, že svítilna přestala svítit, často se stává, že svítilnu prostě nevypnou a vybíjecí proud pouze žhaví vlákno nebo se jenom do vlákna žárovky vybíjí aniž by to bylo na vlákně vidět. Pro svítilny, protože mají velký proudový odběr jsou akumulátory velice výhodné, ale problém spočívá v tom, že dochází na konci vybíjení k rychlému poklesu napětí a často uživatel neví, jestli došlo k vybití akumulátorů nebo jen k nějakému „studenému spoji“ uvnitř svítilny. Hlavně u svítilen, které mají kolébkový vypínač a nemají označené pozice vypnuto – zapnuto, se samozřejmě zapomene, jestli je svítilna zapnuta nebo ne, a podle zákona, který praví, že krajíc padá na zem vždy namazanou stranou, se nechá svítilna v poloze zapnuto. Podobně jsou na tom i svítilny, které dlouho nepoužíváme, a v době, kdy ji použít chceme, ztratil akumulátor již kapacitu samovybíjením a pak nevíme, jestli svítilna byla zapnuta či nikoliv. Stejné problémy mohou nastat i u zapnutých radiopřijímačů nebo walkmanů ponechaných bez dozoru.

I při vybíjení NiCd a NiMH akumulátorů malými proudy je přepólování akumulátorů velice nebezpečné. Zde totiž dochází k tomu, že napětí akumulátoru na konci nabíjení velice rychle klesá na nulu. Sice se doporučuje hlídat napětí 1,0 V na článek, ale u proudů velmi malých (menších 0,05 I_t) a v bateriích, kde je 6 nebo více článků, se tato hranice musí upravit směrem nahoru. Proč? Máme-li 6článkovou baterii a konečné vybíjecí napětí je stanoveno na 6,0 V, může se stát, že 5 akumulátorů bude mít napětí větší než 1,2 V (a při malém proudu toto není problém) a jeden článek se již bude pohybovat na hranici 0,0 V nebo pod ní. Čím je více článků v baterii, tak je tato pravděpodobnost vyšší. O typickém problému akumulátoru, který je náhradou za 9V baterii jsme již psali, dalším příkladem mohou být svítilny, které používají LED-diody nebo jsme se s tímto jevem setkali u dávkovačů inzulínu, kde jsou také malé vybíjecí proudy. Východiskem je, buď zvýšit hranici konečného vybíjecí napětí, ale to jde jen v omezené míře (u 6 až 10 článků). Elektronické hlídání konečného vybíjecího napětí jednotlivých článků bývá ekonomicky nákladné. Vhodnější je baterii rozdělit do dvou shodných částí a porovnávat jejich napětí. Při zjištění rozdílu napětí, které se blíží k 1 V, se vybíjení přeruší. Nejlevnější ale nejméně spolehlivé řešení je poučení obsluhy zaškolením, nebo zdůrazněním v návodu k používání, že nesmí docházet k vybití akumulátorové baterie ze 100 %. Tomu lze zabránit např. tím, že bude akumulátorová baterie dobíjena každý den.