Celým názvem lithium-železo-fosfátový akumulátor je nabíjecí baterie Li-Ion typu, která používá odlišnou katodu. Technologii LiFePO₄ katody vyvinul tým kolem profesora Johna Goodenougha z Texaské univerzity teprve v roce 1996 (stejný vědec stojí i za Li-Ion). Jistý šéf nejmenované jablečné společnosti by na adresu LiFePO₄ nepochybně prohlásil "it works like magic" a nebyl by daleko od pravdy. LiFePO₄ má prakticky samé klady: nízké výrobní náklady, netoxické materiály (splňuje RoHS), využití všude dostupného železa namísto vzácných kovů, skvělá tepelná stabilita, výborná bezpečnost, dobrý výkon daný vysokou kapacitou 170 mAh/g.

Protože jsou tyto akumulátory víceméně evolucí Li-Ion, zůstává zachována uhlíková anoda. U srovnání s li-Ion ale ještě zůstaňme. Ti z vás, kteří do foťáků strkají AA baterie, jistě vědí, že nejvhodnější (ač často dobře použitelné) nejsou ani tak alkalické tužkovky (vhodnější spíše pro méně náročná zařízení s menšími odběrovými nárazy) či Ni-MH akumulátory (s jejich nízkým nominálním napětím), ale Lithiové nedobíjecí AA baterie, jaké vyrábí například Energizer. LiFePO₄ jde dále. Nabízí schopnost dodávat vysoké proudy v širokém spektru okolních teplot (slabina Ni-MH) a současně oproti Li-Ion akumulátorům výrazně vyšší bezpečnost. S LiFePO₄ jednoduše prakticky nehrozí, že by se akumulátor přehřál vlastním dobíjením či začal chemicky reagovat a hořet či dokonce explodoval.

 

LiFePO₄ lze (dle konkrétního typu) používat v rozmezí pracovních teplot i -20 až 70 °C. Prakticky netrpí samovybíjením (tj. "nakopou zadnici" i NiMH článkům typu Sanyo Eneloop), nemají paměťový efekt. Nárazově jsou schopny dodat proud odpovídající až 10násobku své kapacity.

Mají jedinou teoretickou "vadu" z hlediska AA článků a tou je vysoké nominální napětí ~3,2 V. Vada je to ale jen hypotetická, mělo by např. v běžných foťácích stačit polovinu článků nahradit falešnými které jen propojí sekvenci, tj. do těla pro 4×AA dát 2× LiFePO₄ a 2× "dummy" atd. Víceméně to lze přirovnat k situaci s dříve používanými fotografickým bateriemi typu CR2 či 2CR5, které také disponují vyšším napětím (např. u SLR napájených 2CR5 bylo typicky možné dokoupit grip pro 4×AA a v obou případech šlo o napětí 6,0 V). Rozhodně jsou z tohoto hlediska LiFePO₄ akumulátory sympatičtější než NiMH, které mají typicky napětí kolem 1,25 V a už v čerstvě nabitém stavu se tak často pohybují ve spodním pásmu, kdy je foťák schopen se z takových akumulátorů živit. Pro srovnání: nenabíjecí lithiové AA baterie Energizer mají výchozí napětí cca 1,8 V.

LiFePO₄ akumulátory jsou dobře škálovatelné, takže například na Letních olympijských hrách v Číně poháněly tamní olympijské elektrobusy. Stejně tak již lze několik let kupovat velké LiFePO₄ akumulátory pro rozličné využití. Nyní míří na trh údajně jedny z prvních LiFePO₄ AA tužkových akumulátorů společnosti Coolook.

Ty nabízejí výchozí napětí 3,45 V, po krátkém "ojetí" pak nominální 3,2 V. Otázka kompatibility je záležitostí každého zařízení, já osobně mohu za zrcadlovku Pentax K200D říci, že jí nevadí ani 4×1,8 = 7,2 V ze sady lithiovek, naopak si "chrochtá blahem" bez ohledu na okolní teplotu.

Zní to báječně že? Tak vás na závěr musíme trochu zchladit. Tyto konkrétní LiFePO₄ od Coolooku mají jednu chybičku. Technologie je mladá a tak zatím nečekejme 2 500 mAh jako u NiMH akumulátorů typu Eneloop (nemluvě o čínských šmejdech, na které mají výrobci drzost dávat i nápisy jako 4 000 mAh). Nominální kapacita Coolookových LiFePO₄ je 600 mAh. To je papírově extrémně málo, ale díky vynikajícímu průběhu napětí (resp. jeho poklesu) skrze celou vybíjecí charakteristiku je akumulátor schopen dodávat svoji energii s napětím, které foťáky ještě uživí, i velice blízko svému úplnému vybití (což NiMH nezvládají). Reálně dostupná kapacita těchto 600mAh LiFePO₄ tak spíše odpovídá 2 000mAh NiMH akumulátorům. Ostatně vše demonstruje vybíjecí křivka dvou různých vzorků Coolook LiFePO₄:

Nabíjení LiFePO₄ AA si samozřejmě žádá specifickou nabíječku (tak jako tomu bylo s příchodem NiMH a tak jak platí pro Li-Ion či Li-Pol). K dispozici je vedle klasické zásuvkové i USB.

 

Tak nevím jak vy, ale já se moc těším na den, kdy se tento typ akumulátorů objeví na českém trhu. Připojím ještě na závěr jeden drobný orientační přehled cen:

Aktuální ceny AA tužkovek (11/2011):

• Panasonic Evoia: jedny z (nej)lepších alkalických vyjdou na ~25 Kč/ks
• Low-self-discharge NiMH (typu Sanyo Eneloop): ~70 až 120 Kč/ks dle značky a kapacity (2 000 až 2 500 mAh) - viděli jsme ale již i 2 100mAh Bateria Slaný za 50 Kč/ks (máte někdo? :-) a také 3 000mAh Nosram VTEC (prodáván jako přednabitý, ale e-shop neudává míru samovybíjení, možná tedy nejde o low-self-discharge typ).
• Energizer Lithium: zhruba 45 Kč/ks - za tyto baterie dám ruku do ohně. Poslední sadu jsem do žravé D-SLR Pentax K200D založil v červnu na dovolené. Od té doby "nastříleno" zhruba 700 fotek a tyto lithiovky se stále tváří jako plné. Vynikající investice pokud víte, že nebudete moci déle dobíjet.
• Duracell Ultra Lithium: ~45 Kč/ks - nemám vyzkoušeno
• Raver Lithium: ~30 Kč/ks - nemám vyzkoušeno

Samozřejmě zcela v přehledu ignoruji zinko-uhlíkové AA baterie. Při dnešních cenách alkalických nemá smysl se jimi pro 99 % způsobů použití zabývat. Budu však velmi zvědav, jakou cenu nasadí prodejci za AA akumulátory typu LiFePO₄. Znovu musím totiž zdůraznit, že LiFePO₄ nepoužívá na rozdíl od Li-Ion vzácné kovy a výrobně jde tedy o (velmi) levnou záležitost. Hlavními prvky pro výrobu jsou železo a fosfor a na oba prvky je Země velice, velice bohatá. Na druhou stranu nečekejme zázraky. Coolook je jistě nějaký místní čínský výrobce. Pokud by se této technologie pro AA chopily zavedené značky jako Sanyo, Duracell, Panasonic, Ansmann apod., tak čekejme ceny vyšší oproti Coolooku (jehož ceny nemá smysl na Kč vůbec přepočítávat, natož zjišťovat), ale za renomé osobně ověřené značky si klidně připlatím. Pro orientační představu můžeme sloužit cenou za 1100mAh 3,3V  LiFePO₄ akumulátor o rozměrech (válec) 18,4 × 65 mm (tedy o něco větší než AA baterie; jde o verzi akumulátoru s pájecími očky) v nabídce firmy Conrad: 359 Kč/ks.

PS: notebooky XO projektu One Laptop per Child využívají LiFePO₄ již několik let.

A jedna perla na závěr. Těmto šmejdům se vyhněte, máte-li rádi své blízké a svá elektronická zařízení:

Aktualizace 10.11.2011, 10:45.

„LiFePO₄ akumulátory se používají mezi modeláři už nejméně 3 roky. Za tu dobu jsme také zjistili, že není LiFePO₄ jako LiFePO₄. V podstatě jediným rozumným výrobcem těchto akumulátorů byla firma A123, která měla nějakou patentovanou technologii na to, aby články vydržely. Ostatní výrobci stojí za houby, bohužel taky A123 s těmito akumulátory pro modeláře končí. Po 3 letech provozu (a to nemilosrdného, vybíjecí proud cca 30 A při 11 V ze 4 článků v sérii, nabíjení 10A) jsou skoro jako nové, úbytek kapacity nepozoruji, jen jsou "měkčí", nedají už takové proudy bez poklesu napětí jako na začátku.

U jiných výrobců si kolegové stěžují, že akumulátor nepřežije ani jednu leteckou sezónu. Kapacita námi používaných akumulátorů je 2,3 Ah při nominálním napětí 3,2 V. Velkou nevýhodou oproti Li-Pol je vyšší hmotnost, v podstatě o článek a navíc nižší napětí, takže těch LiFePO₄ je potřeba použít na ekvivalentní výkon o jeden článek navíc, aby se srovnalo napětí s Li-Pol sadou.

Jinak co se ještě týče modelářství, tak se zpět vracíme k Li-Pol, začaly se dělat takové, co jdou nabíjet také 10 A, takže je to rychlé a u Li-Pol je tradice i na 100A vybíjecí proudy. Ještě pak jedna věc k těm A123 (jak se jim podle té firmy říká): jdou skladovat nabité a neničí se, na rozdíl od Li-Pol, který jsou za rok až dva zničené i při nepoužívání.“

Lukáš Hejtmánek