LI-ION BATERIE A MRÁZ

Li-ion články podobně jako všechny jiné nabíjecí baterie nemají rády mráz. Nízká teplota zvyšuje vnitřní odpor baterie a snižuje kapacitu. Li-ion baterie v mrazu fungují, dokonce i v -20°C, jejich využitelná kapacita je však nižší (nikoliv ale drasticky) a takovým používáním se ničí (stárnou). Dlouhodobým používáním v mrazu baterii nenávratně poškodíte a dostupná kapacita bude nižší.

JAKÁ JE TEPLOTNÍ HRANICE?

Ve všech našich zalepených (=neotevíratelných) bateriích najdete li-ion články Samsung INR18650-35E. Výrobce u nich udává rozmezí teplot - 10°C až 60°C (Operating temperature - discharge), ve kterých se baterie mohou používat (vybíjet) a kde je garantovaná jejich funkčnost. Panasonic, další velký výrobce skvělých 18650 baterií udává rozmezí vybíjení až do -20°C. Dle mého názoru je Samsung pouze ve specifikaci přísnější (opatrnější), obě baterie i v -20°C fungují. Své tvrzení podpořím odkazem na test baterií na stránkách https://lygte-info.dk/, kde dánský tester velmi podobnou baterii Samsung INR18650-36G (3350mAh) vybíjel v mrazáku při -21°C a ta podala velmi solidní kapacitu. Dále funkčnost potvrzuje v -20°C i pdf dokument od NASA s názvem Performance and Safety of COTS 18650 Li-ion cells from Various Manufacturers detailně zkoumající článek Panasonic NCR18650A (3100mAh). Vlastní test si můžete provést sami v mrazáku, kde je obyčejně -18°C.

Nedávné studie dokonce udávají, že jsou li-ion použitelné i v -40°C za předpokladu velmi nízkých vybíjecích proudů.

SNÍŽENÍ KAPACITY V MRAZU

Jak moc je snížená kapacita baterie v mrazu? Na to vůbec není jednoduchá odpověď, jelikož kapacita závisí i na vybíjecím proudu. A z grafů je vidět i to, že pokud je vybíjecí proud extrémně vysoký (např. 4A) pak se baterie postupně zahřeje na normální teplotu a udrží si ji.

Panasonic NCR18650GA - při vybíjení proudem 4A při 0°C má baterie 3080mAh, tedy 92.6% kapacity oproti 25°C. [5]

Panasonic NCR18650GA - při vybíjení proudem 4A při -10°C má baterie 2920mAh, tedy 88% kapacity oproti 25°C [5]

Panasonic NCR18650B - při vybíjení proudem 3.3A při 0°C má baterie 2950mAh, tedy 90% kapacity oproti 25°C. [4]

Panasonic NCR18650B - při vybíjení proudem 3.3A při -10°C má baterie 2800mAh, tedy 85% kapacity oproti 25°C. [4]

Panasonic NCR18650B - při vybíjení proudem 3.3A při -20°C má baterie 2190mAh, tedy 67% kapacity oproti 25°C. [4]

Panasonic NCR18650A - při vybíjení proudem 0.62A při 0°C má baterie 2550mAh, tedy 86% kapacity oproti 25°C. [2]

Panasonic NCR18650A - při vybíjení proudem 0.62A při -10°C má baterie 2400mAh, tedy 80.5% kapacity oproti 25°C. [2]

Panasonic NCR18650A - při vybíjení proudem 0.62A při -20°C má baterie 1400mAh, tedy 47% kapacity oproti 25°C. [2]

Panasonic INR18650-35E - při vybíjení proudem 3.4A při -10°C má baterie 40% kapacity oproti 25°C. [3]

NÍČÍTE BATERII POUŽÍVÁNÍM V MRAZU?

Ano, používáním li-ion baterie pod 0°C ji nenávratně ničíte (baterie stárne). Čím nižší teplota, tím více baterie stárne. Pokud je vybíjecí proud nízký (např. C/10 = 0.34A) není poškození velké. V případě velkých vybíjecích proudů už je poškození významné. Avšak existují i studie, které uvádějí, že vyšší vybíjecí proudy nutně nezpůsobují větší poškození než malé vybíjecí proudy, a to proto, že se baterie vysokým procházejícím proudem dokáže postupně zahřát až na plusovou teplotu. Každopádně, ať je pravda kdekoliv, tak baterie je použitím v mínusové teplotě poškozená.

Mnohem vyšší poškození způsobuje nabíjení článků v mrazu, díky němu na povrchu elektrod vznikají vrstvy, které snižují dostupnou kapacitu.

JAK BATERIE CHRÁNIT PŘED MRAZEM?

Vždy musíte vyhodnotit podmínky sami. Na krátké (30min) výběhy není třeba baterii schovávat, za tak krátkou dobu pravděpodobně nevychladnou. Na jakékoliv delší aktivity v podmínkách, kdy je zima a třeba i fouká vítr (pocitová teplota je ještě nižší), tak je nutné baterii buď schovat pod svrchní vrstvu oblečení nebo ji nějak izolovat od mrazu, např. použitím naší softshellové kapsy. 

Pokud jste ve vážné situaci a potřebuje svítit, tak samozřejmě na baterie kašlete a zachraňujte svůj život, jedno použití v mrazu Vám baterii nezničí ani znatelně nepoškodí. Tak ji poškodí teprve až dlouhodobé používání.

ZDROJE

[1] Battery University - Battery Testing and Safety, https://batteryuniversity.com/learn/article/battery_testing_and_safety

[2] Performance and Safety of COTS 18650 Li-ion cells from Various Manufacturers, PDF, NASA, 2013

[3] Specification of product Samsung INR18650-35E, PDF, Samsung SDI, 2015

[4] Specification of product Panasonic/Sanyo NCR18650B, PDF, Panasonic/Sanyo

[5] Specification of product Panasonic/Sanyo NCR18650GA, PDF, Panasonic/Sanyo

[6] Performance and Safety Testing of Panasonic 2.9Ah Li-ion NCR 18650 Cells, PDF, NASA, 2009