Kaj je spominski učinek?

KAJ SE SKRIVA ZA SPOMINSKIM UČINKOM?

Pogosto slišimo, da imajo vse baterije spominski učinek in da se s predčasnim polnjenjem njihova kapaciteta manjša. Če se kapaciteta baterije manjša, se posledično krajša tudi čas uporabe naprave, v kateri je ta baterija. Zato je treba baterijo pogosteje polniti, v najslabšem primeru pa postane tudi predčasno neuporabna. Ampak, ali res drži, da so vse baterije podvržene izgubi kapacitete? Ne. Pri sodobnih litij-ionskih baterijah spominskega učinka ne zaznavamo več. Za uporabnike to pomeni, da lahko baterijo kadar koli polnijo, ne glede na stanje napolnjenosti.

SPOMINSKI UČINEK: ODKRILI SO GA V 60. LETIH PREJŠNJEGA STOLETJA

Mit o bateriji ima resnični izvor in je nekoč predstavljal resen izziv. Spominski učinek so prvi odkrili inženirji pri NASI že v 60. letih prejšnjega stoletja. Opazili so namreč, da baterije v satelitih skozi čas izgubljajo svojo kapaciteto. Baterije so ob ponavljajočem delnem praznjenju zabeležile le še toliko energije, kot je je bilo prej napolnjene.

Spominski učinek zato označuje neke vrste negativno spremembo v kapaciteti shranjevanja, do katere pride pri ponavljajočem se delnem praznjenju. Baterija si pri tem »zapomni« stanje delnega praznjenja in pri nadaljnji uporabi zagotovi samo še to »zapomnjeno« količino energije. Najlažje si to predstavljamo s posodo, ki ji naredimo vmesno dno – v posodi imamo nato na voljo manj prostora, ki ga lahko napolnimo. Spominski učinek se navzven izraža v obliki upada napetosti. Baterija postane neuporabna, če napetost zaradi njenega upada pade pod najnižjo možno potrebno napetost, ki jo naprava potrebuje.

SPOMINSKI UČINEK: KATERE BATERIJE TO ZADEVA?

Spominski učinek se najpogosteje pojavi pri nikelj-kadmijevih baterijah (NiCd), ki so pogosto vgrajene v orodja brez kablov. Ta učinek povzroči nastajanje kristalov na katodi iz kadmija. Če se baterija ne izprazni v celoti, deluje to pozitivno na nastajanje kristalov v prostoru, ki se ne izprazni. Pri tem velja, da z naraščanjem velikosti kristalov pada napetost, saj to negativno vpliva na prevodnost materiala. V nekoliko manjšem obsegu se podoben učinek pojavlja tudi pri nikelj-metalhibridnih baterijah (NiMH), vendar pa temu pravimo učinek »lene« baterije. Baterije, ki ustrezajo velikostim baterij AA ali AAA, so pogosto še baterije NiMH. To velja tudi za baterije, ki so fiksno vgrajene v manjše električne naprave. Sicer pa baterije NiMH ali NiCd danes le še redko najdemo.

KAKO PRIDE DO SPOMINSKEGA UČINKA?

Raziskave so pokazale, da spominski učinek temelji na dveh postopkih.

NASTAJANJE KRISTALOV V BATERIJAH NICD

Ko se baterija NiCd polni, nastajajo mikrokristali iz kadmija. Če se baterija izprazni do določene mere, ki ostane s polnjenji vedno enaka, to omogoča nastajanje večjih kristalov iz mikrokristalov v neizpraznjenih predelih. Ker imajo večji kristali v primerjavi z manjšimi kristali ob enaki masi manjšo skupno površino, ob praznjenju slabše reagirajo: pride do upada napetosti.

PREKRISTALIZACIJA NA ELEKTRODI CD

Starejše tehnologije polnjenja nimajo možnosti spremljanja stanja baterije. Polnijo nek določen čas in delno izpraznjeno baterijo prekomerno napolnijo. Tako pride do prekristalizacije na elektrodi Cd. Zaradi postavitve kadmija v elektrokemični napetostni vrsti je prekristalizacija povezana z manjšo izhodno napetostjo in s tem manjšo kapaciteto.