Na początek parę ważnych uwag:

• akumulatorków "zamkniętych" nie należy nadmiernie ładować, powoduje to ich nieodwracalne uszkodzenie przy "gazowaniu";
• akumulatorków Li-ion nie wolno nadmiernie ładować, ogrzewać, ani zwierać, bo mogą wybuchnąć;
• akumulatorków Ni-MH nie należy ładować prądem stałym - to może je uszkodzić, nawet jeśli ten prąd ma małe natężenie - należy je ładować impulsami prądu (choćby z prostownika _jednopołówkowego_);
• Ni-MH mają niższe napięcie końcowe przy ładowaniu - chyba poniżej 1.5V przy małym prądzie - praktycznie nie widać końca ładowania!
• Ni-Cd mają większy efekt pamięci - należy je często rozładowywać "do końca" (np. do 0.9V/ogniwo), Ni-MH można 10 razy rzadziej, i nie należy zbyt często rozładowywać poniżej 1.1V, ponieważ zmniejsza to ich trwałość (rozładowywanie za każdym razem do 0.9V - takie, jakie bywa zalecane dla Ni-Cd - zmniejsza kilkakrotnie trwałość Ni-MH)
• w końcowej fazie ładowania akumulatorki się nagrzewają (na skutek rekombinacji wodoru i tlenu), co powoduje spadek napięcia - ładowarki procesorowe wykrywają moment, gdy napięcie osiąga maksimum i wtedy się wyłączają
• długie przechowywanie akumulatorków bez używania pogarsza ich parametry, potrzeba kilku cykli ładowania-rozładowania, by je poprawić
• akumulatory (nawet ołowiowowe) nie mogą pracować wyłącznie buforowo (to znaczy być jako rezerwa na wypadek braku prądu w sieci, i doładowywać się do stałego napięcia za każdym razem jak prąd na nowo jest) - muszą od czasu do czasu być rozładowane i na nowo naładowane, żeby miały dobre parametry
• no i chyba każdy wie, że akumulatory ołowiowowe nie lubią, jak je przechowywać w stanie rozładowanym - krystalizuje się trudno rozpuszczalny siarczan ołowiu, który utrudnia kontakt płyt z elektrolitem
• głębokie rozładowanie szkodzi również akumulatorkom manganowym i trochę Ni-MH

Najważniejsze rodzaje akumulatorów:

• ołowiowe (inaczej kwasowe)
  (+)PbO2/PbSO4, (-)Pb/PbSO4, elektrolit H2SO4;
  najstarsze (wynalazł je Plante w 1859 r.), a jednocześnie najczęściej stosowane akumulatory - np. w samochodach;
  nadmierne rozładowanie, i przechowywanie słabo naładowanych powoduje tworzenie się trudnorozpuszczalnych kryształów PbSO4;
  elektrody z ołowiu, z dodatkami polepszającymi wytrzymałość mechaniczną: najczęściej antymon (Sb, około 8%; problem: antymon powoduje większe gazowanie przy ładowaniu i większe samowyładowanie), ostatnio wapń (Ca, ułamek %; problem: akumulatorom jeszcze bardziej szkodzi głębokie wyładowanie);
  ostatnio konstruuje się je w wersji zamkniętej - np. żelowej (elektrolit zmieszany z krzemionką (SiO2), zmniejszona ilość elektrolitu tak, by zostawały "dziury" - po to, żeby elektrolit nie mógł się wylać nawet po rozbiciu obudowy, i żeby tlen i wodór powstające głównie podczas ładowania mogły się ze sobą połączyć);
  skonstruowano też akumulatory z elektrolitami takimi, jak HBF4 i H2SiF6, których sole ołowiu są łatworozpuszczalne - przy rozładowaniu elektrody (Pb, PbO2) rozpuszczają się, dlatego (+) jest z PbO2 na węglu, przy ładowaniu Pb i PbO2 wydzielają się roztworu; ryzyko skażenia środowiska solami ołowiu;
• żelazowo-niklowe (Ni-Fe)
  (+)NiO.OH/Ni(OH)2, (-)Fe(OH)2/Fe(OH)3, elektrolit KOH;
  wynalezione przez Edisona, obecnie prawie nie używane z powodu dużego gazowania - na żelaznej elektrodzie łatwo wydziela się wodór (z tego powodu nie można ich wykonać w wersji zamkniętej);
  na niklowej elektrodzie reakcja zachodzi bez istotnych zmian struktury kryształów (dochodzi tylko atom wodoru), co zwiększa jej trwałość; dotyczy to również innych akumulatorów z elektrodą niklową; nadmierne naładowanie zmienia strukturę krystaliczną, co powoduje obniżenie napięcia, i jednocześnie przyśpiesza niszczenie elektrody;
• kadmowo-niklowe (Ni-Cd)
  (+)NiO.OH/Ni(OH)2, (-)Cd/Cd(OH)2, elektrolit KOH;
  wynalezione przez Jungnera, zawierają silnie trujący kadm, z tego powodu próbuje się je zastąpić innymi; dobrze wytrzymują głębokie rozładowanie; przypisuje się im efekt pamięci - że jeśli akumulator nie zostanie całkowicie rozładowany, to traci część pojemności - to jest bardziej mit niż prawda;
• wodorkowo-niklowe (Ni-Mh)
  (+)NiO.OH/Ni(OH)2, (-)H (zwykle w LaNi5)/H2O, elektrolit KOH;
  ze względu na koszt zamiast LaNi5 często używa sie stopu niklu (Ni), kobaltu (Co), manganu (Mn) i glinu (Al);
• litowo-jonowe (Li-ion)
  (+)Li na różnych (CoO2, NiO2, MnO2), (-)Li (na C6), elektrolitem jest substancja przenosząca jony litu, w rozpuszczalniku organicznym;
  wysokie, w porównaniu z innymi akumulatorami, napięcie: około 3.6V;
  największa z dostępnych w handlu gęstość energii; małe samowyładowanie;
  nadmierne naładowanie, ogrzewanie, lub zwarcie może być niebezpieczne;
  zbyt głębokie rozładowanie powoduje zniszczenie akumulatora - nie daje się on więcej naładować;
  zwykle połączony z elektroniką sterującą ładowaniem i rozładowaniem, aby chronić akumulator;
• manganowo-cynkowe (Mn-Zn)
  (+)MnO2/MnO.OH, (-)Zn/Zn(OH)2, elektrolit KOH;
  napięcie 1.5V (tak, jak zwykłe "baterie"), małe samowyładowanie;
  mała trwałość - około 100 cykli, jeśli unika się głębokiego wyładowania, zaledwie 30, jeśli rozładowuje się całkowicie.

Mechanizmy powodujące zużycie lub niszczenie akumulatorów:

• uszkodzenia mechaniczne - na skutek uderzenia (szkodzi to wszystkim, nawet małym akumulatorom - nie należy ich upuszczać na podłogę, bo może pęknąć obudowa, lub jakiś element konstrukcji wewnętrznej - wiele typów akumulatorów ma elektrody z materiału o dużym ciężarze właściwym i małej wytrzymałości); akumulatory z płynnym elektrolitem są bardziej wrażliwe (bo łatwo dochodzi do przemieszczenia elektrod) i na dodatek może im szkodzić im praca w niewłaściwym położeniu, jeśli prowadzi to do zetknięcia się elektrolitu z odrębnych cel (bo to oznacza zwarcie) lub wylania elektrolitu z akumulatora, lub nawet tylko nie zapewnia ciągłego zanurzenia elektrody w elektrolicie (bo wtedy część elektrody nie uczestniczy w działaniu akumulatora);
• nadmierne nagrzanie, które może nastąpić na skutek:
  • zwarcia akumulatora, bądź bardzo dużego prądu płynącego przez jakiś czas (jaki, zależy od prądu); akumulatory mają zwykle mały opór wewnętrzny, dlatego prąd zwarcia jest dla nich niebezpieczny;
  • ładowania naładowanego akumulatora dużym prądem - akumulator nie może już zamieniać energii elektrycznej na chemiczną, wiec zamienia ją na ciepló;
  • rozładowania wyładowanego akumulatora dużym prądem - zmienia się znak napięcia na akumulatorze, i zaczyna on pobierać energię z układu, zamieniając ją na ciepło (zwykle nie może w nim zachodzić reakcja elektrochemiczna magazynująca energię przy odwrotnym znaku napięcia);
  to nagrzanie może spowodować wyparowanie elektrolitu, lub degradację albo nawet stopienie elektrod; w przypadku akumulatorów litowych może to (i nie tylko to) prowadzić do eksplozji;
• zużycie elektrod, które może nastąpić przez:
  • utratę masy (okruchy elektrod odrywają się na na skutek gazowania, lub jeśli reakcja wydzielania materiału elektrody tworzy go w postaci skrajnie porowatej - zdarza się to na skutek ładowania prądem stałym); poza zmniejszaniem pojemnosći na skutek utraty z elektrody substancji czynnej może się zdarzyć, jeśli elektrolit jest ciekły, że na dnie naczynia nazbiera się tyle okruchów z elektrod, że doprowadzi to do zwarcia elektrod; jeśli akumulator można rozmontować, to obsługa może temu zapobiec przez systematyczne czyszczenie naczynia; nowsze akumulatory chroni przed tym użycie żelu zamiast ciekłego elektrolitu lub separatory elektrod, które nie pozwalają opadać okruchom masy elektrod;
  • wypaczenie elektrod (złaszcza płyt dodatnich w akumulatorach ołowiowych), prowadzące do ich zetkniecią się z drugą elektrodą i w rezultacie zwarcia akumulatora (z tego powodu akumulatory ołowiowe mają płyty dodatnie zawsze pomiędzy ujemnymi - to zmniejsza paczenie);
  • zmianę struktury (degradację) elektrody, zmniejszającą dostęp do substancji uczestniczących w magazynowaniu energii - na skutek tworzenia się dużych kryształów (np. siarczanu ołowiu w akumulatorach ołowiowych, tlenków metali w alkalicznych, metalu), lub zamykania por;
  • zatrucie elektrody (przez przeniesienie materiału z drugiej elektrody, bądź zatrucie substancjami z zewnątrz, albo wytworzonymi na skutek ubocznej reakcji) - powoduje, że obok normalnych reakcji zachodzą inne, które nie uczestniczą w magazynowaniu energii, bądź powodują samowyładowanie akumulatora; ogniwo cynkowo-miedziowe zatruwa się, gdy do elektrody cynkowej przedostanie się miedź, akumulator ołowiowy ulega zatruciu antymonem dodawanym do elektrod dla polepszenia wytrzymałości - w obu przypadkach prowadzi to do samowyładowania akumulatora;
  w akumulatorach otwartych, jeśli nie zniszczył ich wypadek lub błędy obsługi, to zużycie elektrod było ograniczeniem ich trwałości;
• zamknięcie akumulatora chroni go przed zatruciem z zewnątrz, i przed wylaniem się elektrolitu, natomiast powoduje nowe problemy z gazowaniem: w otwartym akumulatorze wystarczyło zadbać o odpowiednią wentylację pomieszczenia (żeby nie gromadził się wodór), i o dolewanie wody do akumulatora; zamknięty wydzielające się gazy mogą rozsadzić, często powodując przy tym wyciek elektrolitu; aby temu zapobiec dodano wentyl bezpieczeństwa, który wypuszczał nadmiar gazów, a nie wypuszczał elektrolitu; wcześniej jednak produkowano akumulatory Cd-Ni w postaci "tabletek" bez takiego wentyla, które szybko ulegały uszkodzeniu;
• ładowania akumulatora - jeśli próbuje się do naładować do pełna, zwykle powoduje gazowanie - prąd rozkłada wodę na wodór i tlen; wentyl bezpieczeństwa wypuszcza je, ale to powoduje stopniową utratę wody z elektrolitu, której w akumulatorze zamkniętym nie ma jak uzupełnić; żeby odzyskiwać wodę traconą przez elektrolizę, trzeba wodór i tlen z powrotem łączyć, zamiast wypuszczać je przez wentyl (nazywa się to rekombinacją); spróbowano w górnej części akumulatora ołowiowego umieszczać katalizator, żeby tam następowała rekombinacja, ale wydajność była za mała; skuteczniejsza okazała się rekombinacja na jednej z elektrod, uzyskana w ten sposób, że elektrody mają asymentrię pojemności, dzięki czemu najpierw na jednej wydziela się gaz, przepływa do drugiej, i tam reaguje z nią - dzięki temu na tej drugiej gaz się nie wydziela (przykłady: akumulator Ni-Cd, elektroda kadmowa ma większą pojemność, więc przy ładowaniu wydzieła się jedynie tlen na elektrodzie niklowej, przepływa do kadmowej, i tam utlenia kadm, dzięki czemu prąd ładowania zamiast spowodować wydzielanie się wodoru może redukować kadm; akumulator Ni-MH ma nadmiar wodoru, więc wodór przepływa do elektrody niklowej i tam utlenia się zamiast niklu, dzięki czemu nie wydziela się tam tlen);
  te mechanizmy ochrony akumulatora przed skutkami nadmiernego ładowania mają ograniczoną skuteczność - jeśli prąd ładowania będzie większy, niż szybkość rekombinacji, to nastąpi gazowanie, prowadząc do ubytku elektrolitu, i to będzie nieodwracalne uszkodzenie; niektóre firmy produkujące akumulatory podają, jakim prądem można ładować akumulator w sposób ciągły, i dla akumulatorków o rozmiarach baterii R6 są to prądy od pojedyńczych mA do dziesiątek mA:
  • SAFT - prąd około C/40, wyjątkowo seria VHT, specjalnie dostosowana do ciągłego ładowania i podwyższonej temperatury, wytrzymuje ciągły prąd 55mA mając pojemność 1100mAh;
  • Sanyo i Panasonic zalecając doładowanie akumulatora mały prądem po szybkim naładowaniu podają, że prąd ładowania ma być od C/30 do C/20, i czas ma być ograniczony (Sanyo 0,03C przez 48h, Panasonic 20h);
  • Camelion wymaga ograniczenia ciągłego prądu ładowania do 40-60mA dla Ni-MH, i do 17-40mA dla Ni-Cd (dla ogniw R6=AA);
  • Duracell wymaga ograniczenia ciągłego prądu do C/300;
  wyjątkowo wrażliwe na nadmierne naładowanie są akumulatory Li-ion: nawet prąd o natężeniu pojedyńczych mikroamperów niszczy je, jeśli doładowuje całkowicie naładowany akumulator (powoduje reakcję, która jest nieodwracalna, a która niszczy materiał elektrody);
  dodatkowo, ładowanie akumulatora prądem stałym grozi tworzeniem "dendrytów", które łączą elektrody powodując zwarcie akumulatora;
• akumulatory różnie reagują na nadmierne rozładowanie:
  • dla każdej chemii z elektrodami z materiału stałego głębokie rozładowanie oznacza zmianę jego struktury, i przyśpieszenie zużycia;
  • NiCd są najodporniejsze, ale nawet one mogą ulec uszkodzeniu, jeśli zostaną przebiegunowane - to znaczy napięcie na akumulatorze zmieni znak na przeciwny (zdarza się to przy rozładowaniu baterii akumulatorów, jeśli naładowanie było nierówne - akumulatory, które były bardziej naładowane, rozładowują aż do przebiegunowania te mniej naładowane);
  • najbardziej wrażliwe są akumulatory Li-ion - przy rozładowaniu poniżej 2,4V utlenia się jedna z elektrod, i jest to proces nieodwracalny; producent (Toshiba) zaleca odciąć dalszy pobór prądu z akumulatora, gdy napięcie (pod obciążeniem) spadnie poniżej 3V;
  • niektóre typy akumulatorów z Ni-Cd i Ni-MH są "elektrochemicznie zabezpieczone" - oznacza to, że po rozładowaniu akumulatora do określonego napięcia (1,1V dla NiCd/NiMH) określonym prądem (zwykle C/10) dalszy przepływ takiego samego prądu przez taki czas, żeby przepłynął ładunek równy połowie pojemnośći, nie spowoduje uszkodzenia akumulatora (nie jest jasne, czy to uwzględnia utratę elektrolitu na skutek gazowania - akumulator nie ma jak gromadzić ładunku, więc zachodzi w nim elektroliza wody; niektóre akumulatory mają możliwość rekombinacji gazów i w takim przypadku - mechanizm rekombinacji przy ładowaniu tu nie działa);
  • akumulator ołowiowy w stanie głębokiego rozładowania wytwarza na elektrodach kryształy siarczanu ołowiu, które trudno rozpuścić; zdaje się, że większe znaczenie ma tu czas, niż napięcie;
  • w akumulatorze NiCd występuje migracja kadmu, przypuszczalnie jest ona znacznie szybsza przy głebokim rozładowaniu - kadm przedostaje się poza elektrodę, i później tworzy "dendryty" - metaliczne połączenia między elektrodami, zwierając w ten sposób akumulator; wypracowano techniki naprawiania tak uszkodzonych akumulatorów przez przepalanie połączeń impulsem prądu; obok uszkodzeń mechanicznych i cieplnych, degradacji elektrod i utraty elektrolitu jest to jeden z głównych mechanizmów ich uszkadzania;
  • w akumulatorach Ni-Cd i Ni-MH przebiegunowanie powoduje wydzielanie się gazów wewnątrz akumulatora i jego nagrzewanie się; (wciąż nie mam informacji, jaki proces w Ni-MH powoduje, że szkodzi im głębokie rozładowanie bez przebiegunowania - być może są to reakcje uboczne materiałów elektrod, zachodzące przy niskich napięciach, i są one nieodwracalne, powodując utratę materiału elektrody, lub zatrucie);
  • w akumulatorze Mn-Zn redukcja manganu poniżej 3+ jest nieodwracalna, głębokie rozładowanie powoduje utratę dającego się używać manganu;
  • akumulatory Li-ion i Mn-Zn mają dużą skłonność do tworzenia "dendrytów", wyrastających z elektrody ujemnej i zwierających elektrody, co powodowało trudności z ich skonstruowaniem; z tego powodu nie udało się skonstruować akumulatorów cynkowo-niklowych.

O "efekcie pamięci":

• odkryto go na statku kosmicznym krążacym wokół Ziemi - po dużej ilości okrążeń, w trakcie których zużywano prąd z akumulatorów kiedy statek był w cieniu Ziemi, i doładowywano je, gdy z niego wyszedł, okazało się, kiedy było potrzeba więcej energii, że akumulatory wyglądały na wyładowane po pobraniu z nich zaledwie części tej energii, która powinna być w nich zgromadzona; nazwano to "efektem pamięci";
• próby odtworzenia tego efektu w labolatorium okazały się trudne - do jego wystąpienia potrzeba było kilkudziesięciu cykli częściowego rozładowania i potem doładowania akumulatora, za każdym razem tak samo - kilkuprocentowe różnice rozładowania powodują brak tego efektu;
• "efekt pamięci" nie powoduje, że z akumulatora nie da się pobierać prądu; powoduje, że jego napięcie jest o kilka lub kilkanaście procent niższe, niż normalnie przy takim samym naładowaniu; spowodowany jest wytworzeniem większych kryształów materiałów elektrod, które są mniej aktywne; jednorazowe głębokie rozładowanie akumulatora znacznie zmniejsza ten efekt, kilkakrotne usuwa go prawie całkowicie;
• biorąc pod uwagę, że dla jego uzyskania trzeba dość dokładnie trafiać w taki sam poziom rozładowania, uzyskanie tego efektu przy normalnym użytkowaniu jest właściwie niemożliwe - chyba, że w tym "pomoże" elektronika sterująca rozładowaniem i odłączająca pobór prądu z akumulatora na jakimś poziomie rozładowania; można to uzyskać w telefonie komórkowym, jeśli za każdym razem rozładowuje się jego akumulator... "do końca"! autor miał taki efekt, w akumulatorze Ni-MH;
• "efekt pamięci" odkryto w akumulatorach Ni-Cd, inne powszechnie uważa się za wolne od niego (ołowiowe, Li-ion, Mn-Zn), lub znacznie mniej wrażliwe (Ni-MH); jest to efekt reklamy, która dąży do zwiększenia popytu na nowe typy akumulatorów; naprawdę ołowiowe maja "efekt pamięci" znany jako "zasiarczenie" - tylko uzyskuje się go przez rozładowanie akumulatora i trzymanie rozładowanego - wtedy tworzą się kryształy trudnorozpuszczalne siarczanu ołowiu, parametry Mn-Zn pogarszają się szybciej przez normalne zużycie, niż Ni-Cd przez ten efekt, a w Ni-MH występuje on w porównywalnym stopniu, jak w Ni-Cd;
• "efekt pamięci" można też uzyskać pozostawiając akumulator na długi czas w ładowarce doładowującej go małym prądem (tak małym, by go to nie uszkodziło) - zmienia się wtedy struktura krystaliczna NiO.OH na elektrodzie (z beta na gamma), co powoduje spadek napięcia o 40-50mV; to nie powinno występować w Ni-MH, bo w nich jest niedobór tlenu.

Zasadnicze typy dostępnych ładowarek do akumulatorów:

• najprostsza - daje stały prąd około C/10, wymaga żeby przypilnować i wyłączyć ją, zanim spowoduje nadmierne naładowania akumulatora; jeśli się tego nie zrobi, ładowarka uszkadza akumulator;
• z ograniczeniem czasu ładowania przy stałym prądzie - ogranicza się w ten sposób całkowity ładunek, jaki otrzyma akumulator; sprawdza się, jeśli czas i prąd są dobrze dobrane do pojemności akumulatora, i był on przedtem prawie całkowicie rozładowany; uszkadza akumulator, jeśli był on częściowo naładowany, lub miał mniejszą pojemność;
• z prostym ograniczeniem napięcia ładowania - takie ładowarki są dla akumulatorów ołowiowych, prąd maleje ze wzrostem napięcia, i przy całkowitym naładowaniu jest kilkanaście razy mniejszy niż początkowo;
  wielu producentów akumulatorów ołowiowych zaleca ładowanie CC/CV - stałym prądem do uzyskania określonego napięcia, potem trzymania stałego napięcia; nie jest jasne, czy taka metoda jest dobra, nie spotkałem ładowarek używających tej metody, prawdopodobnie używają jej UPS-y (i wygląda na to, że dość szybko niszczą akumulatory);
• z procesorowym wykrywaniem końca ładowania - metoda "-delta V" - kiedy akumulator Ni-Cd lub Ni-MH jest całkowicie naładowany, zaczyna się on nagrzewać, co powoduje spadek napięcia (niewielki, zwłaszcza dla Ni-MH jest to zaledwie kilkanaście miliwoltów), co procesor wykrywa i wyłącza ładowanie; dla Ni-Cd spadek napięcia pochodzi też od zmiany struktury krystalicznej wodorotlenku niklowego, dlatego łatwiej go wykryć; zwykle potem ładowarka daje niewielki prąd ładowania podtrzymującego; UWAGA, niektóre, zwłaszcza starsze ładowarki procesorowe wykrywające koniec ładowania metodą "-delta V" nie wykrywają końca ładowania Ni-MH, bo zmiana napięcia jest za mała, by zareagowały; a doprowadzanie do zmiany struktury krystalicznej może znacznie przyśpieszyć zużycie akumulatora;
  inna metodą wykrywania jest "delta T" - ładowarka wykrywa wzrost temperatury akumulatora, i wtedy wyłącza ładowanie; oprócz tego jest wykrywany nadmierny wzrost napięcia, i ograniczony jest czas ładowania; ładowarka może mieć wszystkie te metody kończenia razem; tego typu ładowarki prawdopodobnie są najbezpieczniejsze, zwykle ładują typowe akumulatory w ciągu 3-4 godzin;
• superszybkie ładowarki procesorowe - o czasie ładowania rzędu godziny - różnią się od poprzednich większym prądem; są wygodne, jeśli jest istotne szybkie naładowanie, ale bardziej zużywają akumulatory;
• żaden z tych typów ładowarek nie nadaje się do akumulatorów Li-ion ani Mn-Zn - wymagają one kończenia ładowania przy określonym napięciu na akumulatorze, i dużej precyzji pomiaru tego napięcia; są do nich specjalne ładowarki, inne niż do Ni-Cd i Ni-MH - dla Li-ion stosuje się metodę CC/CV, Mn-Zn potrzebuje ładowania impulsowego.

Uwagi co do ładowania akumulatorów:

• akumulatory "otwarte": gazowanie powoduje utratę elektrolitu, który trzeba uzupełniać (zwykle przez dolanie wody destylowanej); nie należy dopuszczać do wynurzania się elektrod;
• akumulatory "zamknięte": gazowanie występujące w końcowej fazie ładowania, jeśli przekracza możliwość rekombinacji, powoduje utratę elektrolitu na skutek wypuszczania wodoru i tlenu przez wentyl bezpieczeństwa, i przez to pogarszanie parametrów akumulatora; zdarza się też pęknięcie obudowy na skutek ciśnienia gazów; dlatego trzeba ograniczać prąd ładowania, kiedy akumulator jest prawie naładowany;
  akumulatory "zamknięte": w końcowej fazie ładowania akumulator nagrzewa się (bo już nie może przyjmować energii, która jest mu dostarczana) - unikać nadmiernego nagrzania akumulatora;
• akumulatory ołowiowe: przede wszystkim nie rozładowywać poniżej 1.85V, ani nie trzymać słabo naładowanych; poza tym unikać nadmiernego gazowania przy ładowaniu (bo to uszkadza elektrody mechanicznie);
• akumulatory ołowiowe "otwarte" (z płynnym elektrolitem): nadmierne gazowanie powoduje odpadanie kawałków elektrod, po jakimś czasie może się ich zebrać tyle, że zrobią zwarcie;
• akumulatory zasadowe (czyli wszystkie oprócz kwasowych) "otwarte": elektrolit pochłania dwutlenek węgla z powietrza, co szkodzi akumulatorowi - nie należy bez potrzeby dopuszczać powietrza do elektrolitu;
• akumulatory Ni-*: nie należy rozładowywać poniżej zera (może się to zdarzyć, jeśli kilka akumulatorów jest połaczonych szeregowo, i jeden był mniej naładowany), bo od tego może zrobić się w nich zwarcie;
• akumulatory Ni-Cd: ze względu na efekt pamięci zaleca się często (raz na miesiąc) rozładowywać je do 0.9V przed ładowaniem - podobno inaczej tracą część pojemności;
  nie pozostawiać w ładowarce dłużej niż 2 dni nawet jeśli jest to ładowarka, która nie ładuje nadmiernie;
• akumulatory Ni-MH: nie rozładowywać do końca za każdym razem (choć co jakiś czas trzeba to zrobić, bo też są trochę podatne na efekt pamięci), bo to kilkakrotnie zmniejsza ich trwałość; raczej unikać rozładowania poniżej 1.0V;
  nie ładować prądem stałym (płynącym przez cały czas) prawie naładowanego akumulatora; zamiast tego można doładowywać go impulsami prądu o większym natężeniu w dużych odstępach czasu;
  nie pozostawiać w ładowarce dłużej niż 2 dni nawet jeśli jest to ładowarka, która nie ładuje nadmiernie;
  trudniejsze niż dla Ni-Cd wykrywanie końca ładowania metodą delta-V (mniejszy spadek napięcia na akumulatorze przy wzroście temperatury);
• akumulatory Mn-Zn: nie rozładowywać do końca, bo to im szkodzi;
  minimalne w miarę bezpieczne napięcie przy rozładowaniu to 1.1V;
  również nie ładować do napięcia wyższego, niż 1.7V;
• akumulatory Li-ion: raczej unikać głębokiego rozładowania, często ładować - to zwiększa trwałość;
  jeśli bateria nagrzeje się przy ładowaniu nie używać jej;
  ładowanie trzeba kończyć przy podanym przez producenta napięciu (zwykle od 4.1 do 4.2V) - inaczej mogą wybuchnąć; nie jest dozwolone ładowanie podtrzymujące małym prądem, ale mogą pozostawać w ładowarce dającej stałe napięcie.
• Ni-Cd i Ni-MH mogą być ładowane szybciej, niż ołowiowe i Li-ion;
• na ogół nowoczesne akumulatory "zamknięte" Ni-Cd i Ni-MH mogą być ładowane z prostownika jednopołówkowego (żeby nie stałym prądem) bez ograniczania naładowania (ale nie czasu - ten nie powinien przekroczyć 2 dni), o ile ten prąd nie jest za duży; niektórzy producenci dopuszczają prąd ładowania do C/10 (czyli pojemność akumulatora / 10 godzin - jeśli akumulator ma 700mAh, to jest to 70mA), ale inni znacznie mniejszy - żadna z renomowanych firm produkujących takie akumulatory nie podaje, żeby ich akumulatory można było ładowac w ten sposób prądem większym niż C/20.

• akumulatorów (z wyjątkiem Ni-Cd, które dobrze znoszą rozładowanie do końca) najlepiej nie rozładowywać więcej, niż do 80% ich pojemności;
• opinie na temat rozładowywania akumulatorów dla uniknięcia efektu pamięci są różne: od takich, że Ni-Cd trzeba rozładowywać do 0.9V za każdym razem, a Ni-MH co 3-5 ładowań, do takiej, że Ni-Cd trzeba raz na miesiąc rozładować całkowicie, a Ni-MH raz na 3 miesiące; w każdym razie Ni-Cd mogą być rozładowywane do końca za każdym razem, a Ni-MH wytrzymują do 200 pełnych wyładowań, i efekt pamięci niewiele pogarsza ich działanie (obniża napięcie o 0.1V), więc nie należy ich rozładowywać do końca za każdym razem, bo szybciej się zniszcza.

Układy ładowania akumulatorków GalaxyPower robią coś takiego:

• na początek krótkie impulsy prądu w dużych odstępach czasu (to ze względu na dużą oporność rozładowanego akumulatorka);
• ładowanie zasadnicze - po kolei impuls ładujący około sekundy, 4ms przerwy, impuls rozładowujący 2.5 raza większym prądem przez 5ms (wbrew pozorom te impulsy rozładowujące przyśpieszają ładowanie), 4ms przerwy, pomiar napięcia, i decyzja czy kontynuować ładowanie (zakończenie gdy przestaje wzrastać napięcie, lub akumulator się grzeje);
• doładowywanie - jak zasadnicze, ale 9-sekundowe przerwy po impulsie rozładowującym;
• podtrzymanie - przerwy wydłużają się do około 40 sekund;

Według NASA, ten sposób ładowania zapewnia najlepszą trwałość i niezawodność akumulatorów, dlatego tylko taki sposób jest stosowany na satelitach i sondach, gdzie trudno byłoby wymienić akumulator.

Jak ładować akumulatory zasadowe. (wedlug not aplikacyjnych dla układów ICS17xx formy GalaxyPower)

Technika ładowania z impulsami rozładowującymi.

Impulsy okolo 5ms, prąd około 2x większy od prądu ładowania. Powoduje to bardziej równomierne ładowanie - w rezultacie: lepsze wykorzystanie pojemności, mniejsze nagrzewanie podczas ładowania (to pozwala ladować większym prądem) - ma to znaczenie zwłaszcza dla akumulatorów Ni-Cd, ale akumulatorom Ni-MH i litowo-jonowym też to wychodzi na dobre.

Koniec ładowania (wykres jest dla Ni-Cd, Ni-MH).

Akumulator jest mniej więcej naładowany, kiedy napięcie osiąga 1.6V; dalsze ładowanie powoduje wydzielanie się wodoru i tlenu, i egzotermiczną reakcję ich łączenia się w akumulatorze, co prowadzi do wzrostu ciśnienia, a nieco później temperatury (ciśnienie - bo się wydziela gaz, temperatura - bo wodór i tlen się łączą; pierwsze proporcjonalne do ilości gazu, drugie do kwadratu ilości gazu, stąd przesunięcie w czasie); napięcie osiąga 1.75V i potem spada na skutek przegrzania akumulatora; jeśli ładowanie będzie trwało nadal, akumulator ulega zniszczeniu.

Sa ładowarki, ktore wyłączaja się, kiedy napięcie zaczyna spadać (to się nazywa "negative delta V algorithm") - akumulator jest już wtedy nadmiernie naładowany, ale jeszcze nie na tyle, by się przegrzał - jego temperatura osiąga około 30 stopni C, a ciśnienie 40-50% tego, przy którym zacząłby wypuszczać nadmiar gazu na zewnątrz. Nie można w ten sposób określać końca ładowania akumulatorów litowo-jonowych, powodowałoby to nadmierne naładowanie, grożąc wybuchem akumulatora; zamiast tego określa się, do jakiego napięcia można go naładować, i jaki prąd przy tym napięciu oznacza koniec ładowania (jak jest mniejszy - wyłącza się).

Według GalaxyPower optymalne jest ładowanie do osiągnięcia maksimum napięcia - ich układy scalone ICS17xx do sterowania ładowaniem wyliczają, kiedy jest to maksimum, i w tym momencie przerywają ładowanie.

Doładowywanie naładowanego akumulatora (podtrzymanie naładowania):

• akumulator Ni-Cd - można prądem około 1/20 prądu C/1
• akumulator Ni-MH - prąd C/1 przez 1/30 czasu (np. 1 sekunda na 30)
  (uwaga: doładowywanie prądem stałym może zniszczyć akumulator Ni-MH)

Fazy ładowania przy użyciu układu ICS17xx:

• miękki start - tylko dodatnie impulsy, początkowo 200ms, długość stopniowo zwiększana, by napięcie nie było za duże
• szybkie ładowanie - przez większość czasu ładowanie, przerwy na impuls rozładowujący (2.5 raza większy prąd) i pomiar napięcia, czasy: 1048ms ładowanie, 4ms przerwy, 5ms rozładowywania, 4ms przerwy, 16ms pomiaru napięcia, razem 1077ms
• "dopychanie" - po impulsie rozładowującym opóźnienie na tyle długie, by średni prąd ładowania był C/10 - czyli nominalny
• podtrzymywanie - analogicznie, ale średni prąd C/40

Rozpoznawianie końca ładowania/rozładowania akumulatora Ni-MH:

• ładowanie: akumulator zaczyna się nagrzewać (przy małym prądzie ładowania - próbowałem C/20 - brak innych oznak naładowania!)
• rozładowanie: oporność wewnętrzna akumulatora rośnie, w rezultacie maleje napięcie pod obciążeniem (bez obciążenia 1.15V/ogniwo)

Informacje o akumulatorach ze starego podręcznika:

	ołowiowowy (PbO2-Pb)	zasadowy (Ni-Fe, Ni-Cd)
ładowanie Up/Uk	2.1 / 2.7	1.5 / 1.82
U ładowanego akum.	2.05	1.48
wyładowanie Up/Uk	2.0 / 1.85	1.35 / 0.9
granica wyładowania	1.79	0
praca buforowa	2.15-2.18	1.56-1.60

Uwagi:

• Up/Uk - napięcie początkowe/końcowe;
• napięcia podane przy przepływie prądu ładowania/rozładowania - przy ładowaniu małym pradem (C/80) akumulator ołowiowowy osiągnie około 2.4V;
• wyładowanie poniżej granicy uszkadza akumulator;
• praca buforowa = akumulator podłączony do stabilizowanego napięcia, z zasilacza sieciowego, działa jako źródło prądu jeśli brak prądu;
• nawet akumulator ołowiowowy wymaga przy pracy buforowej od czasu do czasu wyładowania i normalnego naładowania (np. raz na 3 miesiące)
• inny podręcznik zaleca pracę buforową przy 2.25V dla akumulatora ołowiowowego - większe gazowanie, ale mniejsze zasiarczenie; obecnie producenci akumulatorów ołowiowych zalecają 2.275V;

Materiały:

• Extend the Life of Your Battery - wykres1
• Current Interrupt Charging Algorithm - Extending Deep Cycle Life of Valve-Regulated Lead Acid Batteries (pdf)
• LT1510 Battery Charger IC Supports All Battery Types Including Lithium-Ion (p.3) (pdf)
• LTC1325 Battery Management System Offers Unparalleled Flexibility (p.17) (pdf)
• Galaxy Power - ICS17xx (patented algorithms implementations) manufacturer
• MAXIM MAX712/MAX713 - QuickView Data Sheet
• MAXIM MAX712/MAX713 - Data Sheet (pdf)