แบตเตอรี่ ลิเธียม ไอออน

จุดเริ่มต้นของแบตเตอรี่ชนิดลิเธียม มาจากการวิจัยในปี 1912 แต่กว่าจะออกมาเป็นแบตเตอรี่ให้ได้ใช้กันจริงๆ ก็เป็นปี 1970 ซึ่งตอนนั้นก็เป็นชนิดใช้ครั้งเดียวทิ้ง หรือที่เรียกว่า ไพรมารีเซลล์ (Primary Cell) ลิเธียม เป็นโลหะที่เบาที่สุด ให้แรงดันไฟฟ้าสูงที่สุด และยังมีความหนาแน่นพลังงานสูงที่สุดในน้ำหนักที่เท่ากัน

การนำโลหะลิเธียมมาใช้ในแบตเตอรี่ ในระยะแรกของการวิจัย พบปัญหาในเรื่องของความปลอดภัย มันไวต่อปฏิกิริยาเคมีมากๆ (ระเบิด!) โดยเฉพาะในขณะชาร์จไฟ ต่อมา จึงได้เปลี่ยนจากการใช้ลิเธียมในรูปของโลหะ มาเป็นรูปของไอออน แทน ซึ่งมีความปลอดภัยกว่า ในปี 1991 บริษัทโซนีเป็นผู้นำแบตเตอรี่ชนิดลิเธียมไอออนออกสู่ตลาดเป็นรายแรก

ความหนาแน่นพลังงานของเซลลิเธียมไอออน มีค่าสูงกว่าเซลชนิดนิเกิลแคดเมียม 2 เท่า เนื่องด้วยมีแรงดันที่มากกว่า และข้อดีตรงแรงดันที่สูงนี้เอง ปัจจุบันนี้ เซลในแพคแบตเตอรี่จึงใช้เพียงแค่เซลเดียวก็สามารถให้พลังงานกับโทรศัพท์มือถือได้อย่างเพียงพอ นอกจากนี้ยังไม่มีปัญหาเรื่องความจำของแบตเตอรี่ จึงไม่ต้องมีการ “ล้างแบตเตอรี่” หรือการใช้แบตเตอรี่ให้หมดเกลี้ยงประมาณเดือนละครั้ง อย่างที่ต้องทำในแบตเตอรี่ชนิดนิเกิลเมทัลไฮไดรต์ และนิเกิลแคดเมียม

แต่อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ลิเธียมก็มีข้อจำกัด คือ เสียหายได้ง่าย ถ้าใช้งานไม่ถูกวิธี จึงจำเป็นต้องมีวงจรป้องกันประกอบอยู่ในแพคแบตเตอรี่ เพื่อให้แบตเตอรี่ทำงานอยู่ในช่วงที่ปลอดภัย วงจรป้องกันจะจำกัดแรงดันสูงสุดของเซลขณะชาร์จ รวมทั้งป้องกันไม่ให้มีการใช้งานจนแรงดันต่ำลงจนเกินไป และป้องกันการลัดวงจร แรงดันที่ต่ำเกินไป สูงเกินไป และกระแสไหลที่สูงผิดปกติ เช่นการลัดวงจร ทำให้เซลลิเธียมสูญเสียความจุ หรือเสียหายเป็นการถาวร นอกจากนี้ ยังมีการวัดอุณหภูมิ เพื่อป้องกันไม่ให้มีการใช้งานที่อุณหภูมิสูงหรือต่ำผิดปกติ

ผู้ผลิตเซลแบตเตอรี่ มักไม่พูดถึงเรื่องอายุการใช้งานเลย แต่ตามปกติแล้วแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะสูญเสียความจุบางส่วนให้เป็นที่สังเกตได้เมื่อผ่านระยะเวลาไปประมาณ 1 ปี ไม่ว่าจะใช้งานมันหรือไม่ก็ตาม และก็จะใช้ไม่ได้หลังจากผ่านไป 2 หรือ 3 ปี

ถ้าต้องเก็บแบตเตอรี่เป็นเวลานาน การเก็บในที่เย็นจะชะลอการเสื่อมของแบตเตอรี่ทุกชนิดลงได้ ผู้ผลิตแบตเตอรี่แนะนำว่า อุณหภูมิการเก็บรักษาแบตเตอรี่ลิเธียมที่ดีอยู่ที่ 15 องศาเซลเซียส และต้องมีไฟประจุอยู่ 40 % (ประมาณ 3.7-3.8 โวลต์)

ข้อดีของลิเธียมไอออน
– ความหนาแน่นพลังงานสูง
– ไม่จำเป็นต้องกระตุ้นก่อนใช้ หลังจากเก็บเป็นเวลานาน
– มีอัตราการคายประจุตัวเองต่ำ
– ไม่ต้องดูแลรักษามาก

ขีดจำกัดของลิเธียมไอออน
– จำต้องใช้วงจรป้องกันแรงดันและกระแสให้อยู่ในเขตปลอดภัย
– มีการเสื่อมอายุตามเวลาแม้ว่าจะไม่มีการใช้งาน
– อัตราการจ่ายกระแสไม่สูงมาก ไม่เหมาะกับงานที่ใช้โหลดหนักๆ

แบตเตอรี่ชนิดลิเธียมโพลีเมอร์
ลิเธียมโพลีเมอร์ ต่างจากลิเธียมไอออนธรรมดาตรงที่ชนิดของสารอิเลกโตรไลท์ ลิเธียมโพลีเมอร์ ใช้ฟิล์มคล้ายพลาสติกร่วมกับอิเลกโตรไลท์ชนิดเจล แทนที่จะใช้แผ่นเมมเบรนที่มีรูพรุน เป็นตัวส่งผ่านไอออน ลิเธียมโพลีเมอร์ง่ายต่อการผลิต มีความแข็งแรง ปลอดภัย และบาง สามารถทำให้บางได้ถึง 1 มิลลิเมตร สามารถผลิตให้เป็นรูปทรงต่างๆ ได้ตามความต้องการของการใช้งาน

ข้อดีของลิเธียมโพลีเมอร์

– สามารถทำให้บางมากๆ ได้ เช่น แบตเตอรี่ขนาดบางเท่าบัตรเครดิต
– ไม่จำกัดรูปแบบ ผู้ผลิตไม่จำต้องจำกัดอยู่แค่ขนาดเซลมาตรฐาน ขนาดที่ต้องการสามารถสั่งผลิตได้
– น้ำหนักเบา ใช้เพียงห่อแล้วซีลแบบง่ายๆ ไม่ต้องใช้ตัวถังโลหะ
– ปลอดภัย รับการชาร์จไฟเกินได้มากกว่า โอกาสของการรั่วของอิเลกโตรไลท์ลดลง

ขีดจำกัดของลิเธียมโพลีเมอร์

– ความหนาแน่นพลังงานต่ำกว่า และจำนวนรอบการใช้งานที่ต่ำกว่าลิเธียมไอออนธรรมดา
– ราคาแพงกว่า
– ไม่มีขนาดมาตรฐานให้เลือก จึงจำต้องสั่งจำนวนมากๆ
– อัตราส่วนค่าใช้จ่ายต่อพลังงานที่เก็บได้ มีค่าสูงกว่าลิเธียมไอออน

วงจรป้องกันในแบตเตอรี่รุ่นใหม่ๆ

แบตเตอรี่เป็นอุปกรณ์เก็บพลังงานที่ต้องการการปกป้องเพื่อหลีกเลี่ยงจากอันตรายที่จะเกิดขึ้น การป้องกันแบบง่ายสุดๆ คือ ฟิวส์ ซึ่งจะเปิดวงจรเมื่อมีกระแสไหลสูงเกินพิกัด และก็มีฟิวส์ซึ่งนอกจากจะขาดเมื่อกระแสกินแล้ว ยังสามารถขาดเมื่ออุณหภูมิสูงเกินอีกด้วย ฟิวส์ปกติจะขาดโดยถาวร ทำให้แบตเตอรี่ใช้การไม่ได้อีกต่อไป แต่ก็มีฟิวส์ชนิดพิเศษที่มีชื่อทางการค้าว่า โพลีสวิตช์ ซึ่งเป็นฟิวส์ที่ต่อกลับเองได้ หลังจากที่ตัดวงจรไปแล้ว

แบตเตอรี่ชนิดลิเธียมไอออน ต้องมีระดับการป้องกันที่สูง เพื่อแน่ใจว่าจะมีความปลอดภัยในทุกสภาวะการใช้งานและกับผู้ใช้ทุกคน โดยจะใช้ Field Effect Transistor หรือ FET เพื่อตัดวงจรออกเมื่อแรงดันไฟฟ้าในเซลสูงถึง 4.3 โวลต์ และมีฟิวส์อีกตัวที่ตัดวงจรเมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 90 องศาเซลเซียส และยังมีสวิตช์ความดันที่อยู่ในเซลเอง ซึ่งจะตัดวงจรตัวเองเมื่อความดันในตัวเซลสูงเกิน 10 บาร์ (10 เท่าของความดันอากาศ หรือ 150 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) และเพื่อป้องกันไม่ให้มีการจ่ายไฟออกจนแรงดันต่ำเกินไป วงจรควบคุมจะตัดวงจรออกเมื่อแรงดันไฟฟ้าในเซลต่ำกว่า 2.5 โวลต์ การเก็บเซลไว้เฉยๆ เป็นเวลานานโดยที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า 1.5 โวลต์ จะทำให้เซลลิเธียมเสียหายถาวร และอาจจะมีอันตรายจากการระเบิดถ้าพยายามชาร์จไฟกลับเข้าไปด้วย

ถ้าหากแบตเตอรี่ไม่มีวงจรป้องกัน หรือวงจรป้องกันอิเลกทรอนิกส์เกิดเสียหาย ต่อวงจรค้างไว้ตลอดเวลา แบตเตอรี่จะยังทำงานได้ตามปกติ แต่ไม่มีการป้องกันใดๆ เลย ถ้าผู้ใช้ ใช้ชาร์จเจอร์ราคาถูกๆ ซึ่งโยนความรับผิดชอบการตัดชาร์จด้วยวงจรป้องกันในแบตเตอรี่ หรือชาร์จเจอร์มีปัญหาไม่ตัดชาร์จ การชาร์จจะเกินระดับปลอดภัย เซลจะบวมด้วยกาซที่เกิดภายใน เซลอาจจะแตกระเบิดออกพร้อมกับเปลวไฟลุกท่วม ซึ่งเหตุการณ์นี้ก็จะเกิดเหมือนกันในกรณีที่เซลถูกลัดวงจรด้วย

อันตรายจะใกล้ตัวผู้ใช้มาก ถ้าหากผู้ใช้ไปซื้อแบตเตอรี่ลิเธียมราคาถูกๆ ที่อาจจะไม่มีวงจรป้องกันภายใน และการประกอบอย่างไม่มีมาตรฐานมาใช้งาน ซึ่งเมื่อทำตก ถูกกระแทก หรือแม้แต่เมื่อระบบสั่นของโทรศัพท์มือถือทำงาน ขั้วต่อไฟฟ้าภายในอาจจะลัดวงจรกันเองโดยไม่ผ่านวงจรป้องกัน และระเบิดขึ้นเมื่อไรก็ได้

การชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

การชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียม มีวิธีเดียว คือ ชาร์จตามข้อแนะนำของผู้ผลิตเซล ไม่มีชาร์จเจอร์ไหนสามารถดึงเอาความจุไฟฟ้าที่เสียไปแล้วคืนมาได้เลย

เซลชนิดลิเธียมไม่จำเป็นต้องกระตุ้นก่อนใช้ เหมือนอย่างที่ต้องกระตุ้นเซลตระกูลนิเกิล (นิเกิลแคดเมียม , นิเกิลเมทัลไฮไดรต์) แบตเตอรี่ลิเธียมไม่มีข้อแตกต่างของความจุที่ได้ ไม่ว่าจะเป็นการชาร์จครั้งที่ 1 หรือครั้งที่ 5 แม้แต่ครั้งที่ 50 ก็ไม่แตกต่าง ข้อแนะนำการใช้งานที่ระบุให้ชาร์จครั้งแรกนาน 8 ชั่วโมงหรือมากกว่าควรจะถูกลบออกไปจากความทรงจำได้แล้ว นั่นมันของแบตเตอรี่ตระกูลนิเกิลสมัยโบราณโน่น…

เซลส่วนใหญ่ชาร์จเต็มที่ 4.2 โวลต์ โดยมีค่าคลาดเคลื่อน +/- 0.05 โวลต์ต่อเซล การชาร์จด้วยแรงดัน 4.1 โวลต์ จะได้ความจุต่ำกว่าปกติ 10 % แต่ได้อายุการใช้งานที่ยาวนานกว่า รูปต่อไปนี้แสดงแรงดันและกระแสของเซลลิเธียม ขณะชาร์จ

รูปที่ 1 คุณลักษณะการชาร์จของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน การใช้กระแสที่สูงเพื่อชาร์จไม่ได้ช่วยเร่งความเร็วให้ชาร์จเต็มเร็วขึ้นมากนัก แม้ว่าแรงดันจะขึ้นถึง 4.2 โวลต์เร็วขึ้นก็ตาม แต่ระยะเวลาส่วนใหญ่ที่ใช้อยู่ที่ช่วงที่สองมากกว่า

ระยะเวลาที่ใช้ชาร์จจะประมาณ 3 ชั่วโมง แบตเตอรี่เล็กๆ อย่างที่ใช้ในโทรศัพท์มือถือ สามารถชาร์จโดยแหล่งจ่ายแรงดันคงที่ 4.2 โวลต์ จำกัดกระแส 1C* (1 เท่าของความจุเซล) ได้ ส่วนแบตเตอรี่ใหญ่ๆ อย่างในแลบทอปคอมพิวเตอร์ ควรจะชาร์จที่ 0.8 C ค่าพลังงานสูญเสียระหว่างการชาร์จอยู่ที่ 0.1 % ดังนั้นแบตเตอรี่ลิเธียมจะไม่เกิดความร้อนเลยขณะชาร์จ การดูว่าเต็มหรือยัง จะดูที่แรงดันคร่อมแบตเตอรี่สูงขึ้นจนถึงแรงดันที่จ่ายให้ คือ 4.2 โวลต์ และกระแสที่ไหลลดลงเหลือ 3 % ของกระแสที่ตั้งไว้

* ค่า xC คือ จำนวนเท่าของความจุ (Capacity*) ถ้าแบตเตอรี่มีความจุ 650 mAh กระแสชาร์จ 1C คือ กระแส 650 mA กระแสชาร์จ 0.8 C คือ กระแส 0.8 x 650 = 520 mA

* Capacity คือ ความจุของแบตเตอรี่ (คนละตัวกับความหนาแน่นพลังงาน ซึ่งคิดเป็นกำลังต่อน้ำหนัก หรือ วัตต์ต่อกิโลกรัม) ความจุคือ ความสามารถการจ่ายกระแสในเวลา 1 ชั่วโมง ถ้ามีแบตเตอรี่ 1000 mAh จะสามารถจ่ายโหลดที่ดึงกระแส 1000 mA ได้ต่อเนื่องเป็นเวลา 1 ชั่วโมง หรือ สามารถจ่ายโหลด 500 mA ได้ต่อเนื่องเป็นเวลา 2 ชั่วโมง หรือ จ่ายโหลดที่ดึงกระแส 2000 mA ได้เป็นเวลาครึ่งชั่วโมง

ถ้าชาร์จไฟเกินจะเกิดอะไรขึ้น ? แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนถูกออกแบบให้ใช้งานได้อย่างปลอดภัยในช่วงแรงดันทำงานปกติ แต่จะเกิดความไม่มีเสถียรภาพถ้าชาร์จให้แรงดันสูงกว่านั้น เมื่อชาร์จจนแรงดันสูงถึง 4.3 โวลต์ ภายในเซลจะเกิดการก่อตัวของโลหะลิเธียมบนขั้วลบ ส่วนที่ขั้วบวกจะเกิดสารออกซิไดส์ สูญเสียความจุ และเกิดกาซออกซิเจนขึ้น การชาร์จเกินทำให้เซลร้อนขึ้น ถ้าทิ้งไว้โดยไม่ได้ดู เซลจะแตกและเกิดไฟลุก (โลหะลิเธียมไวต่อปฏิกิริยาเคมีมาก โดยเฉพาะเมื่อทำปฏิกิริยากับออกซิเจน)

นอกจากแรงดันชาร์จเกินแล้ว ยังต้องระวังการใช้งานจนแรงดันตกต่ำลงกว่าค่าต่ำสุดที่ยอมรับได้ วงจรป้องกันถูกออกแบบให้ตัดวงจรออกเมื่อแบตเตอรี่ถูกใช้งานจนแรงดันต่ำกว่า 2.5 โวลต์ต่อเซล เมื่อวงจรตัดไปแล้ว แบตเตอรี่ไม่สามารถใช้งานได้อีก การนำไปชาร์จโดยชาร์จเจอร์ตามปกติไม่สามารถทำได้ แต่มีวิธีแก้ไขอยู่ ซึ่งจะกล่าวต่อไป

ถ้าเซลถูกปล่อยให้แรงดันตกลงมาจนเหลือ 1.5 โวลต์ต่อเซลหรือต่ำกว่าเป็นเวลาเพียงสองสามวัน ควรหลีกเลี่ยงการชาร์จเข้าไปอีก เพราะภายในเซลจะเกิดการก่อตัวของโลหะทองแดง ซึ่งอาจทำให้เกิดลัดวงจรภายในเซล แบตเตอรี่นั้นจะไม่มีเสถียรภาพ อาจจะเกิดการลัดวงจรในก้อนเซลเมื่อไรก็ได้ ซึ่งทำให้มีความร้อนสูงขึ้นได้เองและไม่ปลอดภัยต่อการใช้งาน

การชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เหมือนกับการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมโพลีเมอร์ ซึ่งปกติแล้วก็สามารถใช้ชาร์จเจอร์ร่วมกันได้

ตารางเปรียบเทียบสิ่งที่ควรทำ และไม่ควรทำของแบตเตอรี่แต่ละชนิด
แบตเตอรี่แต่ละชนิดมีความต้องการการดูแลที่ต่างกัน เพื่อที่จะให้อายุการใช้งานยาวนานที่สุด ตารางนี้จะสรุปเปรียบเทียบข้อแนะนำของแบตเตอรี่ชนิดต่างๆ ที่ถูกต้อง

การดูแลรักษาอย่างถูกวิธีโดยสมบูรณ์อาจจะไม่สามารถทำได้ในชีวิตจริง ซึ่งการขาดการดูแลหรือใช้งานผิดไปบ้างก็จะทำให้อายุการใช้งานลดลงบางส่วน โดยเฉพาะการปล่อยให้แบตเตอรี่ถูกความร้อนสูงๆ เช่น ทิ้งไว้ในรถตากแดด จะทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพเร็วขึ้นมาก

ทำอย่างไรจึงใช้งานแบตเตอรี่ลิเธียมได้นานๆ 

อายุการเก็บรักษาของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นสิ่งหนึ่งที่มักถูกมองข้าม มันขึ้นกับระดับไฟที่มีและอุณหภูมิการเก็บ แบตเตอรี่ลิเธียมมีอายุการเก็บประมาณ 2-3 ปี (นานกว่านี้ถ้าชาร์จไว้บางส่วนและเก็บในที่เย็น) นาฬิกานับวันเสียของมันเดินตั้งแต่ออกจากโรงงานผลิต การสูญเสียสภาพเกิดจากการเพิ่มของความต้านทานภายใน ที่เพิ่มขึ้นเองจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่น ซึ่งถ้าความต้านทานภายในเพิ่มถึงจุดหนึ่ง เซลนั้นก็จะไม่สามารถจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ของเราได้ แม้ว่าการวัดความจุจะยังวัดได้สูงอยู่ก็ตาม

ตารางนี้แสดงการสูญเสียความจุตามเวลาโดยมีตัวแปรคืออุณหภูมิ และพลังงานที่เก็บอยู่ในเซลแบตเตอรี่

ตารางที่ 2 แสดงการสูญเสียความจุถาวรของเซลลิเธียมตามฟังก์ชั่นของอุณหภูมิและระดับการชาร์จ

ไม่มีวิธีการใดที่จะดึงเอาความจุที่เสียไปแล้วของแบตลิเธียมคืนมาได้ จะมีก็แต่การลดความต้านทานภายในเป็นการชั่วคราวโดยอุ่นให้แบตเตอรี่ร้อนขึ้น แบตเตอรี่อาจใช้ได้ปกติ แต่เมื่อมันเย็นลง ความตานทานภายในก็กลับสูงขึ้นเหมือนเดิม ใช้ไม่ได้อย่างเก่า

ถ้าเป็นไปได้ ควรเก็บแบตเตอรี่ในที่เย็น โดยประจุไฟไว้ประมาณ 40 % วัดแรงดันตัวเปล่าได้ 3.75 – 3.8 โวลต์ ระหว่างการเก็บอาจจะต้องนำมาชาร์จซ้ำ เพราะวงจรป้องกันจะดึงกระแสไปใช้เล็กน้อยระหว่างการเก็บทำให้แรงดันลดต่ำลงจนอาจจะถึงจุดที่วงจรป้องกันตัดวงจรออก สิ่งที่ทำอันตรายได้มากที่สุดคือการชาร์จไฟจนเต็มที่อุณหภูมิสูง ซึ่งเกิดขึ้นในการชาร์จไฟและเก็บแบตเตอรี่ไว้ในรถร้อนๆ

ข้อแนะนำ

– หลีกเลี่ยงการใช้แบตเตอรี่จนหมดก้อน เพราะจะทำให้เกิดคราบสะสมบนอิเลกโตรดในก้อนเซล การใช้งานไปเพียงบางส่วนและชาร์จบ่อยๆ ดีกว่าการใช้ให้หมดและชาร์จครั้งเดียว การชาร์จขณะไฟยังไม่หมดไม่ก่อให้เกิดความเสียหายใดๆ ไม่มีปัญหาเรื่องความจำในแบตเตอรี่ ส่วนเรื่องอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ของคอมพิวเตอร์แลบทอปที่สั้นกว่าปกติ ไม่ได้เกิดจากรูปแบบการใช้งาน หากแต่เกิดปัญหาเพราะความร้อนจากตัวเครื่องมากกว่า
– แบตเตอรี่ที่มีระบบวัดพลังงาน (แลบทอป) ควรปรับตั้งให้สเกลตรงโดยการใช้ให้หมดก้อนโดยอุปกรณ์นั้นสัก 1 ครั้ง ทุกๆ การชาร์จ 30 ครั้ง ถ้าไม่ได้ทำ สเกลแบตอาจจะไม่ตรง ในบางกรณีอาจทำให้เตือนแบตหมดก่อนเวลาที่ควรจะเป็น
– เก็บแบตเตอรี่ในที่เย็น หลีกเลี่ยงการทิ้งไว้ในรถ ถ้าจำเป็นต้องเก็บไว้นานๆ ควรชาร์จไว้ 40 % ก่อนเก็บ
– ควรถอดแบตเตอรี่ออกจากเครื่องแลบทอปถ้าใช้พลังงานจากไฟบ้าน
– อย่าซื้อแบตเตอรี่เก็บสำรองไว้ใช้ ก่อนซื้อให้ดูวันที่ผลิต อย่าซื้อของเลหลังโละสต็อก แม้ว่าจะราคาถูกก็ตาม
– ถ้าคุณมีแบตเตอรี่ลิเธียมสำรอง ให้ใช้ก้อนหนึ่งให้เต็มที่ และเก็บอีกก้อนห่อใส่ถุงเก็บไว้ในตู้เย็น ห้ามแช่แข็ง และเพื่อผลที่ดีที่สุด ให้ชาร์จไว้ 40 % (3.75 – 3.8 โวลต์)

—

ค่า C คืออะไร

เมื่อก่อนค่า C มีเพื่อเอาไว้เพื่อคิดหาระยะเวลาการชาร์จของแบตเตอร์รี่นั้นๆเช่น แบตเตอร์รี่ก้อนนี้ปกติจะดิสชาร์จที่ 1C (สมัยก่อนแบตเตอร์รี่ยังชาร์ทได้แค่ 1C )

แสดงว่าแบตเตอร์รี่ก้อนนี้สามารถดิสชาร์จหมดในเวลา 1 ชั่วโมง และก็เช่นเดียวกันสามารถชาร์จเต็มได้ในระยะเวลา 1 ชั่วโมง

ทำไมคือ 1 ชั่วโมง เพราะมันมาจาก mAh (mili-ampere hours)

2C จะจ่ายกระแสหมด(mAh)ใน 1/2 ชั่วโมง = 30 นาที

20C จะจ่ายกระแสหมด(mAh)ใน 1/20 ชั่วโมง = 3 นาที

ต่อมา..

ความหมายที่บนแบตเตอร์รี่บอกว่า 30-60C หรือ 65-130C

ตัวเลขที่อยู่ด้านหน้า=ค่าจ่ายกระแสต่อเนื่อง หรือ Continuous load
เลขด้านหลัง=ค่าโหลดสูงสุด หรือ Peak load

ถ้าเราเอาแบตเตอร์รี่ระหว่างที่ค่า C น้อยๆและค่า C มากๆ มาเล่น ฮอ 3D แบบแรงๆ หลังเล่นเสร็จแบตเตอร์ที่มีค่า C น้อยกว่า ตัวแบตเตอร์รี่จะมีร้อนกว่า แบตเตอร์รี่ที่มีค่า C สูงกว่า จะเลือกซื้อแบตเตอร์รี่ก็ขอให้ดูว่าเราจะเอาเล่นแบบไหนด้วย

ถ้าแบตเตอร์รี่ที่มีค่า C สูงๆ ค่าแอมป์ที่จะปล่อยออกมาก็จะเยอะ แบตเตอร์รี่ก็จะหมดได้เร็วกว่า แต่ก็จะได้มาซึ่งความแรง นี่แหละเป็นที่มาว่า C สูงๆฮอจะแรง

—

battery นั้นชาร์จได้ที่กี่แอมป์

battery ชาร์ทได้ที่ 1C =จ่ายกระแสเข้า (ชาร์จ)ได้เท่าเดียวเท่านั้น
ที่ 1C มันจะชาร์จได้กี่แอมป์?

battery 2200mAh
22000mAh=2.2Ah
เอา (h)hours ออก ก็จะได้ค่าA ที่ 1C

ถ้าแบตเตอร์รี่นั้นชาร์จสูงสุดได้ที่  1C  = ชาร์จได้  2.2A

1. batt 2200mAh ที่ 1C จะจ่ายกระแส 2200mAh      >>>>c จะชาร์ทได้ 2.2A
2. batt 2200mAh ที่ 5C จะจ่ายกระแส 11000mAh     >>>>5c จะชาร์ทได้  11A
3. batt 2200mAh ที่ 10C จะจ่ายกระแส 22000mAh >>>>10c จะชาร์ทได้ 22A

การหาค่า C เราจะเอาค่าความจุของแบตเตอร์รี่มาคิดเท่านั้น

ถ้าแบตเตอร์รี่เขียนว่าชาร์จได้ 5c เราจะสามารถชาร์จแบตเตอร์รี่ก้อนนั้นสูงสุดได้ได้กี่แอมป์ หรือถ้าแบตเตอร์ก้อนไหนไม่ได้เขียนบอกไว้ว่าสามารถชาร์จได้เท่าไหร่เราก็ต้องคิดไปว่าชาร์จได้ไปไม่เกิน 1-2C นะครับ แต่ส่วนใหญ่ถ้าไม่แปะบอกไว้ก็อาจจะมีฉลากอยู่ด้านหลังนะครับ ต้องลองดูดีๆ

อย่าสับสน ค่า C ที่หมายถึงอัตราการชาร์จ และค่า C ที่หมายถึงความสามารถในการจ่ายกระแส

—

ขีดความสามารถในการดึงพลังงานจากแบตเตอรี่ออกมาใช้งาน
ตัวอย่าง
1.ถ้าเราดึงพลังงานออกมาใช้จนหมดในเวลา 60 นาที จะเรียก 1C
2.ถ้าเราดึงพลังงานออกมาใช้จนหมดในเวลา 30 นาที จะเรียก 2C
3.ถ้าเราดึงพลังงานออกมาใช้จนหมดในเวลา 20 นาที จะเรียก 3C
สูตร ค่าC = 60/เวลาที่ใช้งาน(นาที)
ดังนั้น 60C ก็คือเราสามารถใช้พลังงานแบตเตอรี่ให้หมดได้ใน 1 นาที

—

2600 mAh 60c
ถ่านก้อนนี้ จุมาก แต่มีความต้านทานภายในสูง
สามารถจ่ายโหลด 43mA ได้นานถึง 60ชั่วโมง
ความจุ 43*60 = 2600mAh

—

ผมเข้าใจผิดมาตลอด  คิดว่า  60 c คือ จำนวนเท่าของค่าความจุ เพราะตอนชาร์จแบต Ni-Cd ขนาด 2600 mAh. ใช้กระแส c/10 ผมก็จะชาร์จด้วยกระแส 260 mA. ตอน Discharge ด้วยกระแส 10 c ก็ทำการ Discharge ด้วยกระแส 26A. ซึ่งจะหมดภายใน 6 นาที
ผมเองยังคงเข้าใจว่า 60 c คือความสามารถในการจ่ายกระแสวิกฤต ของแบตเตอร์รีนั้นๆ โดยที่ตัวแบตฯไม่ชำรุดเสียหาย เท่าที่ผมเจอมาแบตที่สามารถจ่ายกระแสวิกฤตได้ ขนาด 60 c ก็คือแบต Ni-Cd. ซึ่งเป็นแบตที่มีความต้านทานต่ำมากๆ และมาจ่ายกระแสได้สูงมากๆ เพราะความต้านทานภายในมันต่ำ

ส่วนในแบตฯรถยนต์ จะไม่บอกเป็นค่า c แต่จะบอกเป็น CCA แทน นั้นคือความสามารถ จ่ายกระแสสูงสุดเพื่อทำการสตาร์ทรถภายใต้อุณภูมิต่ำได้

—

C rate คือ ค่า discharge / charge ของแบตเตอรี่นั้น เช่น แบตฯ 40 Ah

1C =การ discharge 40 A ภายใน 1 hour
0.5 C  = 40A ภายใน 2 hour

60C  =40×60 A ภายใน 1 hour
40A ภายใน  60 hour

—

จาก http://en.wikipedia.org/wiki/Battery_(electricity)

The C-rate is the multiple of the current over the current that a battery can sustain for one hour.[28] A rate of 1 C means that an entire 1.6Ah battery would be discharged in one hour at a discharge current of 1.6 A. A 2C rate would mean a discharge current of 3.2 A, over one half-hour.

ดังนั้น แบตเตอรี่ 2600 mAh 60c จะจ่ายกระแสได้ 2.6*60 A ในเวลา 1/60 hr (1 นาที)

—

60c คือค่า กระแสดิสชาร์ท    2600 mAh X 60c = 156A  บอกให้รู้ว่าสามารถใช้กับมอเตอร์ที่กินกระแสกี่ A
2600 mAh  คือค่า ความจุ

—

lipo 3cell ชาร์จเต็มจะอยู่ประมาณ 12.4v

—

***การชาร์จ***
– อย่าให้แรงดันต่อเซลล์สูงกว่า 4.2V [2 cell ก็ 8.4V] ไม่งั้นแบตจะบวมและระเบิดเป็นลูกไฟครับ
[ถ้าใช้เครื่องชาร์จที่ออกแบบมาให้ชาร์จ Li-Po ก็สบายใจได้ครับ]
– ควรชาร์จแบบบาลานซ์เซลล์ครับ
– ตั้งค่ากระแสชาร์จไม่เกิน 1C [1 เท่าของความจุ] เช่น 2200mAh ก็ชาร์จไม่เกิน 2200mA หรือ 2.2A ครับ
[ยกเว้นแบตแบบพิเศษที่ออกแบบมาให้ชาร์จได้มากกว่า 1C]
– เครื่องชาร์จแบบดิจิตอล ราคาประมาณ 1000 บาทก็ใช้ได้ดีครับ ชาร์จแบตได้แทบทุกประเภทครับ
เล่น Robot ก็ควรมีไว้ใช้ครับกองทัพเครื่องชาร์จของผมครับ
แถวกลางที่มีจอแสดงผล มี 4 ปุ่มนั่นแหละครับ เครื่องชาร์จที่ชาร์จแบตได้แทบทุกชนิด
มีโหมด Discharge และ โหมด Storage ด้วยครับ

***การใช้งาน***
– อย่าดึงกระแสเกินค่า C Rate ที่กำหนด เช่น แบตระบุว่า Discharge Rate 20C ก็ไม่ควรดึงกระแสเกิน 20 เท่าของความจุ
[Robot ตัวนี้ดูแล้ว ดึงกระแสอย่างมากก็ไม่น่าเกิน 5A ไม่มีปัญหาแน่ ๆ ครับ เพราะว่า 20C ของ 2200mAh ก็ 44A โน่นครั้บ]
– อย่าให้แรงดันต่อเซลล์ต่ำกว่า 3.0V [2 cell ก็ 6.0V] ไม่งั้นแบตจะเสื่อมครับ

***การเก็บรักษา***
– ควรคลายประจุให้เหลือประมาณ 60% ของความจุก่อนเก็บครับ
[เครื่องชาร์จ digital จะมีโหมด Storage ให้ครับ]
– ถ้าเก็บขณะ แบตเต็ม หรือหมดเกลี้ยง ไม่ถึง 7 วันก็จะเริ่มบวมแล้วครับ [1-2 วันยังพอได้อยู่ครับ]
– เก็บรักษาในร่ม