Kam z uničenimi Li-xx akumulatorji?

Mehanizmi degradacije in vzroki za odpoved akumulatorjev

Preden se LiPo paket označi kot odpadek, ki ga je treba varno izprazniti in reciklirati, preide skozi fazo degradacije. Ta faza je lahko dolgotrajna, če se z baterijo ravna strokovno, ali pa izjemno kratka, če uporabnik krši osnovna fizikalna pravila delovanja litijeve kemije. Največ baterij v RC modelarstvu ne konča svoje življenjske dobe zaradi doseganja maksimalnega števila ciklov polnjenja in praznjenja, temveč zaradi napačne uporabe, zlorab in fizičnih poškodb. 

Kritična nevarnost preglobokega praznjenja (Prepraznjenje)

Prepraznjenje ali pregloboko praznjenje LiPo paketov spada med najbolj pogoste in najbolj uničujoče napake, ki jih naredijo zlasti začetniki v modelarstvu.

Kemična struktura LiPo celice je zasnovana tako, da deluje v strogem napetostnem oknu, običajno med 4,20 V (popolnoma polno) in absolutnim minimumom 3,0 V na člen. Padec napetosti pod to spodnjo mejo povzroči oksidacijo bakrove anode; baker se začne raztapljati v elektrolit, kar trajno poruši zmožnost celice za shranjevanje in oddajanje elektronov.

V praksi se ta napaka najpogosteje zgodi pri modelih avtomobilov ali čolnov, ki jih uporabniki vozijo, vse dokler se motor popolnoma ne ustavi, ali pri modelih letal, ki letijo do točke, ko elektronski krmilnik obratov (ESC – Electronic Speed Controller) samodejno, grobo izklopi motor.Ob analizi takšnih dogodkov, na primer pri pregledu tričeličnega (3S) paketa Gens Ace Soaring 30C, strokovnjaki pogosto ugotovijo, da sta dva od treh členov padla globoko pod kritično mejo 3,0 V, medtem ko je tudi tretji člen nevarno blizu tej uničujoči vrednosti. Ob ponovnem poskusu polnjenja takšnega prepraznjenega paketa se notranji razpad manifestira v obliki napihovanja (puffing) ovojnice zaradi sproščanja plinov, v najslabšem in ne tako redkem primeru pa lahko baterija med polnjenjem celo zagori!

Rešitev tega problema je v teoriji preprosta: dovolj zgodaj je treba končati vožnjo ali letenje. Vendar pa je tehnična izvedba tega preventivnega ukrepa pogosto neustrezna zaradi tovarniških nastavitev RC opreme. Večina krmilnikov obratov (ESC), tudi tistih v srednjem in višjem cenovnem razredu, ima tovarniško nastavljen napetostni izklop pri nevarno nizkih 3,0 V na člen. To je absolutno prenizko, še posebej pri dinamičnih obremenitvah, kjer se napetost hitro spreminja. Priporočilo stroke in proizvajalcev, kot je Gens Ace, je reprogramiranje krmilnika na izklop pri približno 3,4 V na člen. Pod napetostjo 3,3 V je popolni minimum, saj se pod to mejo pod obremenitvijo napetost popolnoma sesede in v paketu ni na voljo več nobene uporabne kapacitete oziroma energije. Velikokrat za zagotovitev dolge življenjske dobe zadostuje že konservativna nastavitev izklopa na 3,5 V na člen. 

Tekmovalci v RC disciplinah predstavljajo specifičen primer, saj pogosto zahtevajo, da jim paket odda vsak “atom energije”, kar jih vodi v nevarno prakso, da popolnoma izključijo napetostni izklop na krmilniku. Za preprečitev uničenja se v takšnih in vseh ostalih primerih močno priporoča uporaba telemetrije na RV (radijsko vodeni) napravi, ki omogoča pilotu spremljanje napetosti posameznih členov v realnem času na zaslonu oddajnika.3 Alternativno in izjemno stroškovno učinkovito rešitev predstavljajo zvočni opozorilniki napetosti, t.i. LiPo piskači (na voljo za pakete od 1S do 8S v zaščitni skrčki ali trdem belem ohišju, po dostopnih cenah okoli 4,99 €), ki ob padcu napetosti oddajo prodoren zvok in pravočasno opozorijo uporabnika na pristanek.3

Za zagotovitev maksimalne življenjske dobe, ki lahko ob pravilnem ravnanju doseže tudi do 1000 ciklov, strokovnjaki svetujejo, naj se uporabniki izogibajo mirovnim napetostim (napetost paketa, ko ni pod obremenitvijo) pod 3,6 V na posamezen člen. Idealno je, da po končanem letu ali vožnji mirovna napetost ostane nad 3,7 V na člen. Praznjenje pod 3,5 V na člen v mirovanju dokazano in izredno hitro degradira akumulator, kar se najprej opazi kot trajno povečanje notranje upornosti (IR). 

Škodljive prakse pri polnjenju in neupoštevanje opozorilnih znakov

Prezgodnje staranje akumulatorja ni nujno le posledica njegove zlorabe pri ekstremnih praznilnih tokovih; zelo pogosto celice propadejo preprosto zato, ker so prepogosto in predolgo puščene v polno napolnjenem stanju (4,20 V na člen).4 Kemična napetost pri polni kapaciteti povzroča konstanten oksidacijski stres na katodo in elektrolit. Baterija, ki večkrat stoji polna nekaj dni, utrpi kumulativno škodo. Strokovnjaki opozarjajo, da je škoda seštevalna – deset ločenih dni shranjevanja pri polni napetosti naredi enako škodo kot en neprekinjen desetdnevni cikel.5 Zato velja zlato pravilo: baterije se napolnijo izključno na dan, ko se bodo tudi uporabile.

Drugi zelo razširjen in uničujoč dejavnik je t.i. “vroče polnjenje”. Toplota je eden najlažjih in najhitrejših načinov za skrajšanje življenjske dobe litijeve baterije.  Baterija, ki je pravkar prestala naporen let ali trdo vožnjo po terenu, je v notranjosti jedra izjemno topla. Če uporabnik takšen paket neposredno in takoj priklopi nazaj na polnilnik, povzroči ogromen dodaten toplotni stres, še preden so se notranje komponente uspele ohladiti in stabilizirati. Preprosta in dragocena navada je, da se paketom po uporabi vedno omogoči čas za ohlajanje. Takojšnje polnjenje vročega paketa ga morda ne bo uničilo v enem dnevu, a ponavljajoči se toplotni šoki so natanko tista vrsta majhnega, habitualnega stresa, ki sčasoma kumulativno uniči uporabno vrednost baterije.

K temu prispevajo tudi slabe navade pri polnjenju: izbira napačnega kemičnega programa (npr. polnjenje LiPo baterije na programu za svinec ali NiMH, kar lahko povzroči katastrofo in požar), preskakovanje nujnega balansirnega polnjenja ali uporaba nezanesljivih polnilnikov. LiPo baterije ne odpuščajo lenobe pri vzdrževanju. Tudi če paket preživi nekaj napačnih polnjenj, se to kasneje manifestira kot hudo napetostno neravnovesje med členi, povečano segrevanje med delovanjem, zmanjšan čas uporabe ali pa izguba tistega “čistega” občutka moči pod obremenitvijo. 

Mnogi uporabniki naredijo usodno napako s tem, da ignorirajo očitne opozorilne znake in jih obravnavajo kot zgolj “kozmetične” napake. Rahla napihnjenost (puffing), polnilnik, ki se muči in potrebuje nenormalno veliko časa za uravnoteženje celic (balansiranje), baterija, ki se med običajno vožnjo pregreje veliko hitreje kot nekoč, ali neobičajen, sladek kemičen vonj po litiju in topilih, so kritični indikatorji razpadanja.

Teh znakov se ne sme odpraviti z mislijo, da je “verjetno še vedno v redu”. Ti simptomi so jasen znanilec, da se je baterija premaknila iz faze “težave z zmogljivostjo” v fazo “neposredne varnostne grožnje”.  Vztrajanje pri uporabi takšnega paketa zgolj zato, ker model še vedno deluje, je igra z ognjem.

Diagnostika in odločitev o izločitvi akumulatorja iz uporabe

Prepoznati točen trenutek, kdaj LiPo baterija ni več varna za letenje ali vožnjo in jo je potrebno izločiti, je ključna kompetenca vsakega RC modelarja. Poleg vizualnih znakov napihnjenosti se strokovna odločitev opira na empirične meritve, predvsem na merjenje notranje upornosti (IR).

Kvalitetna, nova baterija kapacitete 5Ah in več, pripravljena za tekmovalne obremenitve, bo imela izjemno nizko notranjo upornost, običajno 1  mΩ ali manj na posamezen člen. Takšna baterija omogoča prosto pretakanje stotin amperov toka z minimalnim segrevanjem in minimalnim padcem napetosti. Vendar pa se s staranjem, neprimernim shranjevanjem in toplotnimi šoki ta upornost postopoma povečuje. Ko notranja upornost celice preseže mejo 10 miliohmov, to pomeni, da so kemične poti v notranjosti močno ovirane. Pri visoki obremenitvi se bo takšna celica kritično segrela in povzročila hud padec napetosti (voltage sag), kar bo aktiviralo krmilnik, da prekine let. Za visokozmogljive aplikacije, kot je FPV dirkanje, se baterije z IR nad 20 miliohmov redno in sistematično izločajo iz letenja. 

Prav tako je treba izločiti vsako baterijo, ki je utrpela hude mehanske poškodbe pri trčenju, na primer, če se je zaščitni ovoj pretrgal in so posamezne plasti celic (pri 6S paketih na primer) jasno vidne in deformirane.6 Uporaba ali celo običajno polnjenje takšne baterije je strogo prepovedano, saj lahko poškodovani separatorji znotraj celice kadarkoli povzročijo nepredvidljiv notranji kratek stik. Če nova ali rabljena baterija oddaja rahel vonj po litiju ali topilih – četudi je morda prisotna le komaj opazna bulica – to neizpodbitno potrjuje puščanje nevarnega plina in razpoko v hermetičnem ovoju. Takšen paket je izjemno nevaren za nadaljnjo uporabo in zahteva takojšnjo pripravo na uničenje.

Strokovne metodologije varnega praznjenja (Priprava na uničenje)

Ko je sprejeta nepreklicna odločitev o upokojitvi LiPo paketa, ga uporabnik ne sme preprosto odložiti v smeti ali takoj odnesti v zbirni center, če je v njem še vedno shranjena električna energija. Baterija, ki ima še vedno določeno napetost (tudi če je to le napetost praznega stanja, npr. 3,0 V na člen), predstavlja ogromno požarno nevarnost. Ob stiskanju v smetarskem vozilu ali ob fizičnem preboju v sortirnici se sprosti preostala energija, kar vodi v buren termični pobeg.

Zato je absolutna dolžnost modelarja, da LiPo baterijo pred odstranitvijo popolnoma izprazni do absolutne ničle (0,0 V). Pri napetosti 0,0 V na vseh členih v bateriji ni več nobene preostale električne energije. V tem stanju baterija ni več električno reaktivna in je izjemno malo verjetno, da bi eksplodirala ali se vnela, celo če bi skoznjo namerno zabili kovinski žebelj.6 Ostajajo seveda vnetljiva topila, zato paketa še vedno ne smemo izpostavljati odprtemu ognju, vendar je nevarnost samovžiga ali električnega vžiga v celoti odpravljena.6

Za doseganje tega povsem varnega stanja stroka predpisuje in uporablja več preizkušenih in varnih metod, pri čemer se izogiba tistim, ki ne morejo zagotoviti popolne izpraznitve.

Uporaba standardnih polnilnikov proti polnilnikom s funkcijo “Destroy”

Večina pametnih LiPo polnilnikov na trgu (npr. osnovni modeli proizvajalcev, kot je SkyRC) je sposobna prazniti baterije, vendar pa ti programi niso namenjeni popolnemu uničenju  Zasnovani so bili za doseganje napetosti za shranjevanje (storage voltage, običajno 3,8 V na člen) ali za kontrolirano cikliranje. Zaradi vgrajenih strogih varnostnih algoritmov imajo standardni polnilniki trdo programirano mejo napetostnega izklopa (cut-off voltage), ki preprečuje praznjenje pod približno 3,0 V na člen.6 Zato takšni polnilniki ne morejo baterije pripeljati do zahtevanih 0,0 V. Druga omejitev polnilnikov je njihova zmožnost disipacije toplote; pogosto lahko praznijo le z zelo nizkimi tokovi (npr. 0,2 A), kar pomeni, da bi praznjenje velikega večceličnega paketa trajalo izjemno dolgo, na koncu pa bi se ustavilo pri varnostnih 3,0 V, kar še vedno pušča baterijo v nevarnem stanju.

Zavedajoč se tega problema, so naprednejši proizvajalci polnilnikov v modelarsko industrijo uvedli specifično rešitev.

Praznjenje z zunanjimi ohmskimi bremeni (Sistem halogenskih žarnic)

Druga, za mnoge najlažja, najbolj dostopna in izredno zanesljiva metoda za  “ubitje” poškodovane ali stare baterije je uporaba fiksnega ohmskega bremena. V modelarski praksi se za to najpogosteje uporabljajo avtomobilske halogenske žarnice. 

Za večje in močnejše baterije, kot so 6S paketi (z nominalno napetostjo 22,2 V in polno napetostjo 25,2 V), je preizkušena rešitev vezava dveh standardnih 12-voltnih avtomobilskih halogenskih žarnic (na primer za žaromete) v zaporedno vezavo.6 Zaporedna vezava dveh 12 V žarnic ustvari breme, ki varno prenaša 24 V. Na konca žic se prispajka ustrezen baterijski konektor (najpogosteje XT60), ki se priklopi neposredno na poškodovano baterijo.6 Na trgu so na voljo tudi že pripravljeni industrijski adapterji z žarnico (t.i. “light bulb smoke stopper”), ki enostavno povzročijo nadzorovan kratki stik skozi žarnico.11

Prednosti te metode so večplastne in ključne za varno ravnanje, zlasti pri tistih baterijah, ki so fizično poškodovane in jih uporabnik upravičeno ne želi več priklapljati na drago in občutljivo polnilno opremo v zaprtih prostorih 6:

1. Stalno in neprekinjeno praznjenje: Za razliko od kakršnekoli elektronske komponente (na primer priključitev motorja, svetilke s krmilnikom ali ventilatorja), ki bo prenehala delovati in se izključila, ko bo napetost preveč padla (in s tem omogočila, da se baterija kemično stabilizira in njena napetost ponovno naraste), bo čisto ohmsko breme halogenske žarnice neusmiljeno in kontinuirano črpalo energijo. Vezja se ne prekinejo, dokler se ne izčrpa zadnji elektron.
2. Jasna vizualna indikacija: Žarnice delujejo kot preprost in nezmotljiv vizualni indikator napolnjenosti. Ko so priklopljene, močno svetijo. S padcem napetosti začne svetloba bledi. Ko žarilna nitka popolnoma ugasne in se ohladi, je to nedvoumen znak, da je napetost padla na ali tik nad 0 V in je baterija izpraznjena in varna. Priporočljivo je, da se na koncu kontakti za kratek čas še fizično premostijo, s čimer se dokončno uniči vsakršen mikroskopski preostanek naboja.
3. Varnost oddaljenega postopka: Poškodovane baterije s pretrganimi celicami in vonjem po elektrolitu je izredno tvegano puščati v hiši. Metoda z žarnico omogoča, da uporabnik takšno nevarno baterijo postavi zunaj, na ognjevarno površino (na primer na beton, betonirano dvorišče ali stran od vnetljivih materialov), jo priključi na žarnico in preprosto odide. Proces praznjenja lahko, odvisno od kapacitete in moči žarnic, traja od nekaj ur do celotne noči. Ker praznjenje poteka počasi in brez iskrenja, ni nevarnosti, baterija pa je naslednje jutro popolnoma varna za odstranitev.

Nevarne, nesprejemljive in nestrokovne prakse praznjenja

V določenih, pogosto neinformiranih krogih FPV in RC skupnosti krožijo nasveti o hitrem in brutalnem uničevanju starih baterij. Nekateri uporabniki svetujejo metanje baterij v betonske jame in opuščene zgradbe (“bando” letenja), neposredno streljanje z zračnimi in malo kalibrskimi puškami, povzročanje nenadzorovanih kratkih stikov z rezanjem obeh žic hkrati ali sekanje paketov s sekiro.

Vse te metode so izjemno nevarne, skrajno neodgovorne in v popolnem nasprotju z vsemi varnostnimi in okoljskimi normativi. Takšno ravnanje povzroči takojšen, agresiven termični pobeg. Baterija eksplodira, pri čemer izbruhne steber ognja, v zrak pa se sprostijo ogromne količine strupenega, gostega dima, bogatega s fluoridi, ogljikovim monoksidom in drugimi kancerogenimi spojinami. Takšno početje ne le ogroža zdravje in življenje tistega, ki to izvaja, in tistih okoli njega, temveč tudi povzroča hudo onesnaževanje okolja ter izjemno škoduje ugledu celotne modelarske skupnosti v javnosti. Edina pravilna pot z močno poškodovano ali preluknjano celico (če pušča elektrolit) je, da z njo sploh ne manipuliramo električno ali jo praznimo z žarnico, ker lahko vsak majhen tok vznemiri kemično reakcijo; takšno baterijo je treba v negorljivi posodi in pesku neposredno predati pristojni komunalni službi za nevarne odpadke.12

Znanstvena in tehnična dekonstrukcija “slane vode” kot metode uničenja

Nobena tema v zvezi z ravnanje z LiPo baterijami ne sproža toliko zmede in ne povzroča toliko napačnega ravnanja kot mit o potapljanju baterij v slano vodo z namenom praznjenja. Ta praksa je neverjetno zakoreninjena na različnih spletnih forumih, kljub temu, da jo sodobna elektrokemija in inženirska stroka popolnoma zavračata. Analiza izvora tega mita in kemičnih procesov, ki se pri njem dejansko odvijajo, je nujna za zaščito modelarjev pred nevarnostjo in razočaranjem.

Zgodovinski izvor priporočila o slani vodi

Da bi razumeli, zakaj toliko ljudi še vedno prisega na kopel iz slane vode, je treba pogledati v temne, zgodnje dni uporabe LiPo tehnologije v RC modelarstvu. To je bil čas, ko je bil paket z zmožnostjo praznjenja zgolj 8C obravnavan kot drag tehnološki čudež, kapacitete so bile majhne, balančno polnjenje pa se je šele uveljavljalo s pomočjo ločenih, zunanjih naprav za balansiranje, saj polnilniki še niso imeli te integrirane funkcije V tistem obdobju so bila poročila o požarih LiPo baterij skoraj vsakodneven pojav.

V tem pionirskem času je zelo priznani strokovnjak Fred Marks (ki je kasneje ustanovil znano podjetje FMA Direct in razvil odlično serijo polnilnikov Cellpro) spisal uradni dokument z navodili za odstranjevanje za podjetje Kokam, enega prvih proizvajalcev visokokakovostnih LiPo baterij za modelarje. V te dokumentu je Fred Marks dejansko priporočil odlaganje baterij v slano vodo. Vendar pa je dokument vseboval en gigantski, ključen in izjemno nevaren pogoj, ki so ga ljudje kasneje pri prenašanju informacij redno spregledali: dokument je zahteval, da se pred potopitvijo v vodo ovojnica (pouch) posamezne celice z nožem fizično prereže.Namen rezanja ovojnice je bil omogočiti slani vodi, da dejansko prodre v samo notranjost paketa in tam neposredno kemično nevtralizira litijev elektrolit.

Smrtna nevarnost rezanja celic in napačna interpretacija

Kot je kmalu postalo grozljivo jasno, je poskus zarezovanja v napolnjeno ali delno napolnjeno LiPo baterijo ekstremno nevarno dejanje. Modelarji in eksperimentatorji, ki so poskušali natančno slediti tem zgodnjim navodilom in so zarezali v celico z nožem, so doživeli katastrofe. Baterije so eksplodirale ljudem neposredno v obraz, prerezane celice so izbruhnile v curek plamtečih plinov, kar je povzročalo opekline in poškodbe. Še huje, če so takšno reagirajočo, prerezano baterijo vrgli v slano vodo z namenom, da bi pogasili reakcijo, je stik vode in reaktivnega litija proces le še dramatično intenziviral in povzročil še silovitejši ogenj.

Zaradi teh nevarnosti in številnih poškodb je bil Fred Marks in drugi strokovnjaki prisiljeni ta nasvet popolnoma in izrecno umakniti. Slana voda torej v svoji izvirni zasnovi z razrezanimi celicami ni bila namenjena praznjenju elektrike, temveč kemični nevtralizaciji notranjosti, a se je postopek izkazal za absolutno prenevarnega. Ker so ljudje ugotovili, da celic ne smejo rezati, so začeli v vodo potapljati cele, nepoškodovane baterije, zmotno prepričani, da bo slana voda, ki je prevodnik, povzročila rahel kratki stik in paket varno izpraznila na 0 V. To pa nas pripelje do osrednjega kemičnega problema.

Elektroliza, korozija in nastanek nevarnih plinov

Na prvi pogled se ideja zdi smiselna: slana voda prevaja elektriko, torej bo potopitev baterijskih kontaktov vanjo sklenila električni krog in počasi porabila energijo. Vendar pa, ko priključimo napetost vira (baterije) v elektrolit (slano vodo), sprožimo kemični proces, imenovan elektroliza slane vode. 

V trenutku, ko napolnjena LiPo baterija konča v posodi s slano vodo, se začne intenzivna kemična reakcija. Baterija se ne prazni zgolj z ustvarjanjem toplote, temveč opravlja električno delo ločevanja molekul vode (H2O) in soli (NaCl). Takšna improvizirana “kopel” v resnici predstavlja kloratno elektrolizno celico. Na elektrodah se začnejo intenzivno mehuriti plini. Na katodi se sprošča vodik (ki je visoko vnetljiv), na anodi pa klor (ki je izjemno strupen plin) in kisik.Medtem v raztopini nastaja natrijev hidroksid (NaOH, lug) in druge spojine, kar pomeni, da preostala tekočina v posodi postane izjemno močno jedka. Če se ta tekočina posuši, pusti za sabo vnetljive in korozivne kristale.

Še bistveno huje za sam proces praznjenja pa je dejstvo, da slana voda pod vplivom električnega toka izjemno hitro in agresivno raztaplja kovine.Tanki aluminijasti in bakreni priključki (t.i. “tabs”), ki povezujejo notranje plasti celic in vodijo iz ovojnice ter dejansko omogočajo prevajanje elektrike iz baterije, so prvi na udaru te galvanske korozije.Prične se tvoriti oksidna plast, ki deluje kot popoln izolator, in aluminij se začne fizično razkrajati (na primer korozija žic, prevlečenih z bakrom ali CCA aluminijastih žic, ki se spremenijo v bel, krhek prah).8

Zaradi te hitre korozije in izgradnje izolacijskega sloja okoli kontaktov se ustvari nepremostljiv fizikalen problem: kovinski priključki, ki so edina pot za praznjenje baterije, se popolnoma raztopijo in razpadejo daleč preden se celice v notranjosti baterije dejansko izpraznijo.Rezultat tega procesa je najslabši možen scenarij. Uporabnik je prepričan, da je po dveh tednih v slani vodi njegova baterija varna.V resnici pa ima pred seboj nabreknjen paket, obdan s toksično, jedko brozgo. Znotraj paketa pa celice še vedno zadržujejo ogromen električni naboj, saj ni bilo poti, da bi elektrika ušla. Takšna baterija ostaja polno požarno tveganje, hkrati pa ji ni več mogoče priključiti žarnice ali polnilnika, ker nima več priključkov.

Industrijske izjeme in znanstveni pogled na praznjenje z raztopinami

Pomembno je opozoriti, da se v visoko specializirani znanstveni in industrijski literaturi o recikliranju litij-ionskih baterij dejansko občasno omenja praznjenje baterij v raztopinah (hidrometalurški procesi).Vendar pa ti dokumenti prav tako potrjujejo, da je glavni problem pri procesih praznjenja z raztopinami odlaganje sedimentov in hitra korozija elektrod, ki ustavi proces.

Da bi industrijski obrati premostili ta problem, ne uporabljajo preprostega namakanja. Uporabljajo visoko napredne procese, kjer so celice vertikalno potopljene, rešitve za preprečevanje korozije in sedimentacije pa vključujejo aktivno ultrazvočno kavitacijo (ultrasonication). Ultrazvočni valovi nenehno fizično razbijajo in odstranjujejo nastajajoče izolativne plasti sedimentov na elektrodah, kar omogoči, da se čas praznjenja drastično skrajša in se baterije zanesljivo izpraznijo. Ti visoko specializirani hidrometalurški industrijski postopki za masovno predelavo e-odpadkov  seveda nimajo popolnoma nobene tehnološke ali praktične povezave s poskusom modelarja, ki doma v plastično vedro nasuje kuhinjsko sol in potopi RC baterijo.

Temeljni sklep: Praznjenje LiPo paketov v slani vodi je tehnološko popolnoma zgrešena in nevarna praksa, ki jo je treba v celoti opustiti.

Pravno obvezujoče in okoljsko odgovorno odstranjevanje e-odpadkov v Sloveniji

Ko je modelar svojo izrabljeno LiPo ali LiIon baterijo varno in strokovno izpraznil s pomočjo pametnega polnilnika ali halogenskih žarnic na zahtevano raven 0,0 V, je neposredna požarna in električna nevarnost odpravljena. S tem pa se odgovornost modelarja do baterije in narave še ne konča.

Mrtva litij-polimerna celica je kompleksen produkt, ki vsebuje težke kovine (kot so kobalt, nikelj in mangan, odvisno od specifične kemije posamezne generacije celic), aluminij, baker, komplekse polimerov, litijeve soli ter zelo močna in potencialno toksična organska topila. Na območju Republike Slovenije in v skladu z zakonodajo Evropske unije so prenosne baterije in akumulatorji ter izrabljena električna in elektronska oprema (OEEO) strogo klasificirani kot nevarni gospodinjski odpadki.

Absolutno nesprejemljivo in nezakonito je takšne baterije, tudi če so popolnoma prazne, odvreči v običajne posode za mešane komunalne odpadke (črni zabojniki), zabojnike za mešano embalažo ali v naravo. Razkrajanje litijevih baterij na klasičnih deponijah vodi do izpiranja težkih kovin in toksinov v zemljino ter posledično v podtalnico, kar predstavlja neposredno grožnjo virom pitne vode.16 Za ilustracijo obsega te težave: povprečno slovensko gospodinjstvo na leto kupi kar 35 kilogramov nove elektronske opreme, v ustrezne sisteme za recikliranje in obdelavo pa organizirano odda nazaj le 12 kilogramov teh e-odpadkov. Ogromna razlika pogosto konča na napačnih in okolju škodljivih mestih.

Za pravilno obravnavo in reciklažo teh dragocenih in nevarnih surovin so v Sloveniji vzpostavljeni učinkoviti, brezplačni in dostopni komunalni ter specializirani sistemi, v katere se morajo aktivno vključevati tudi vsi RC modelarji.

Mreža zbirnih centrov lokalnih komunalnih podjetij (Primer JP VOKA SNAGA Ljubljana)

Za uporabnike, ki imajo večjo količino odpadnih baterij ali zraven oddajajo še večje neuporabne kose e-opreme, so najbolj zanesljiv naslov lokalni zbirni centri za ravnanje z odpadki, ki jih vodijo javna komunalna podjetja. Za širše območje prestolnice (Mestna občina Ljubljana in okoliške primestne občine, kar zajema infrastrukturo za več kot 154.000 gospodinjstev) te storitve opravlja javno podjetje VOKA SNAGA d.o.o..

Modelarji na tem področju morajo svoje varno izpraznjene LiPo pakete pripeljati v osrednji zbirni center, ki je strokovno opremljen za sprejem in ravnanje z vsemi vrstami nevarnih snovi.16

• Zbirni center Barje: Ta primarni center je lociran na naslovu Cesta dveh cesarjev 101, 1000 Ljubljana. Tukaj usposobljeni delavci prevzamejo nevarno strojno in kemično opremo, vključno z odsluženimi akumulatorji in prenosnimi baterijami.16 Center ponuja zelo ugoden obratovalni čas za občane: v poletnem obdobju (od 9. marca do 31. oktobra) je odprt od ponedeljka do sobote z daljšim urnikom med 6:00 in 20:00 uro. V zimskem obdobju (od 1. novembra do 31. marca) so vrata za odlaganje odprta od ponedeljka do sobote med 6:00 in 18:00 uro.V primeru dodatnih informacij so uslužbenci centra na voljo na kontaktni telefonski številki 01 580 81 00.16
• Status Zbirnega centra Povšetova: Številni modelarji iz centralne Ljubljane so bili v preteklih letih vajeni oddajati manjše količine nevarnih odpadkov v začasni zbirni center na Povšetovi ulici 2. Vendar pa uradne informacije javnega podjetja VOKA SNAGA določajo, da je ta lokacija do nadaljnjega zaprta.Odlaganje odpadkov tam ni več mogoče, zato se mora vsako oddajanje nevarnih in e-odpadkov preusmeriti izključno na lokacijo Zbirnega centra Barje.
• Sistem premičnih zbiralnic: Ker se komunalna podjetja zavedajo, da vsi prebivalci nimajo ustreznega transporta do velikih zbirnih centrov na obrobju mesta, organizirajo tretjo, zelo priročno možnost za odlaganje nevarnih gospodinjskih odpadkov. To je sistem posebnih premičnih zbiralnic – specialno opremljenih tovornjakov, ki se med pomladjo in jesenjo ustavljajo na različnih vnaprej določenih in objavljenih lokacijah v Ljubljani in vseh primestnih občinah. Modelarji lahko počakajo na ta kamion v svoji četrti in varno predajo pakete. Nevarni odpadki (ali zabojniki zanje) so pri predaji vedno jasno označeni s standardiziranimi in prepoznavnimi simboli za nevarne snovi (najpogosteje s piktogramom prečrtanega zabojnika na kolesih), kar opozarja na zahtevano previdnost pri nadaljnjem postopanju.16

Projekt LIFE in sistem uličnih zbiralnikov za drobne E-odpadke (shema ZEOS)

Za zelo priročno, hitro in vsakodnevno odstranjevanje manjših kosov električne opreme in izključno prenosnih baterij in akumulatorjev (kamor LiPo paketi za FPV drone, letala in avtomobile po svoji velikosti naravno spadajo) se je v Sloveniji uveljavila in izjemno dobro razvila specializirana mreža uličnih zbiralnikov.Ta sistem upravlja specializirana shema za ravnanje z električno in elektronsko opremo, podjetje ZEOS, d.o.o. (s sedežem na Šlandrovi ulici 4 v Ljubljani-Črnuče), v sklopu širšega evropskega in nacionalnega projekta LIFE (LIFE14 GIE/SI/000176) za gospodarjenje z e-odpadki.

Ulični zbiralniki sheme ZEOS so gospodinjstvom in modelarjem izjemno prijazna in dostopna oblika zbiranja. Prepoznati jih je mogoče po značilni sivi obliki z zelenimi detajli in jasnimi grafičnimi navodili o dovoljeni vsebini. Zbiralniki so fizično zaklenjeni in varovani ter imajo specifično dimenzionirane vstopne odprtine, ki preprečujejo odlaganje prevelikih ali neustreznih mešanih odpadkov.17 Modelarjem omogočajo, da varno izpraznjene baterije odložijo med rednim sprehodom, brez obiska deponije.

V te ulične zbiralnike je strogo dovoljeno in zaželeno odlagati:

• Vse tipe prenosnih baterij in akumulatorjev, ne glede na kemijsko sestavo (od klasičnih valjastih baterij AA, AAA, C, D in 9V do naprednih modelarskih celic, litij-ionskih paketov in manjših svinčenih akumulatorjev). 
• Malo zabavno in računalniško elektroniko (mobilne telefone, miške, tipkovnice, zvočnike in računalnike), prenosne naprave, polnilce, fotoaparate in elektronske igrače. Če se polnilnik za RC baterije pokvari in ustreza velikosti odprtine, se ga lahko zavrže skupaj z baterijami v isti ulični zabojnik.
• Prepovedano pa je v te zbiralnike tlačiti in odlagati velike gospodinjske aparate (kot so hladilniki ali pralni stroji), neonske in varčne sijalke ali mešane smeti; ti veliki kosi še vedno sodijo v komunalne zbirne centre (npr. center Barje) ali v za to predvidene kotičke v trgovinah z elektroniko.

Dostopnost in lokacije teh uličnih zbiralnikov so odlično dokumentirane, razširjeni pa so po vsej državi in vključujejo številne občine z močno modelarsko prisotnostjo.Kot primer, uporabniki iz občin Domžale, Mengeš, Trzin, Moravče in Lukovica (kjer deluje JKP Prodnik), lahko vedno preverijo točne lokacije zbirnih mest bodisi neposredno na hrbtni strani svojih mesečnih položnic za komunalne storitve bodisi s pomočjo interaktivnega spletnega zemljevida na portalu e-odpadki.zeos.si. S pomočjo takšnega sistema je odlaganje postalo decentralizirano in izredno enostavno, zato ni nobenega upravičljivega razloga, da bi kakšna nevarna celica končala v okolju ali mešanih smeteh.

Sklep in tehnične usmeritve za varno prihodnost hobija

S tehnološkim razvojem RC modelarstva in obvladovanjem neverjetnih tokovnih zmogljivosti sodobnih LiPo baterij se mora enako hitro razvijati in dvigati tudi tehnična ter okoljska ozaveščenost njihovih uporabnikov. Zanesljivo delovanje, ohranjanje varnosti opreme in skrb za trajnostno ohranitev naravnega okolja so medsebojno neločljivo povezani.

Temeljna ugotovitev strokovne analize je, da je najboljši način reševanja problemov z LiPo baterijami ta, da se njihova degradacija prepreči ali vsaj močno upočasni že med samo vsakodnevno rabo. Skrbna in varna operativna uporaba se prične z nastavitvijo elektronskih sistemov (ESC) na varen in visok prag odklopa pri obremenitvi (vsaj 3,4 V do 3,5 V na posamezen člen) ter dosledno uporabo telemetrije ali zvočnih LiPo opozorilnikov (piskačev) pri tekmovalnih naporih, kjer je strojni odklop izključen.3 Preprečevanje uničujočih napetostnih padcev se neposredno nadgrajuje z upoštevanjem termodinamike; baterije morajo biti pred ekstremno obremenitvijo, kot je vožnja ali letenje z zahtevnimi FPV droni in 3D helikopterji, optimalno segrete na 38 °C do 40 °C, s čimer se zmanjša notranja upornost in omogoči stabilna dobava elektrike, kot dokazujejo tudi strokovna merjenja kapacitet in upornosti pri znamkah Gens Ace in Tattu. Prav tako se zahteva doslednost pri preprečevanju polnjenja vročih celic in izogibanje shranjevanju baterij na maksimalni napetosti. Ko upornost posameznih celic zaradi staranja ali mikro poškodb nepovratno in stabilno preseže mejo 20 miliohmov, postane takšna baterija termično tveganje za letenje in mora biti nemudoma umaknjena z modela.

Proces umika baterije zahteva dosledno strokovno ukrepanje. Absolutno in neizpodbitno dejstvo je, da metoda potapljanja baterij v slano vodo ne deluje, temveč povzroči hudo korozijo električnih priključkov s postopkom elektrolize, ne da bi ob tem izpraznila samo baterijo. Mit o razrezu celic ali potapljanju je treba v interesu preprečevanja požarov in nesreč izkoreniniti iz prakse. Namesto teh amaterskih improvizacij se morajo za nadzorovano in popolno izpraznitev baterije do stopnje 0,0 V uporabiti preverjene tehnike; bodisi specializirani polnilniki z omogočeno in posodobljeno varnostno funkcijo “Destroy” (naprave proizvajalca ISDT) bodisi varni zunanji namenski ohmski priključki s setom serijsko vezanih avtomobilskih halogenskih žarnic.6 Ko se proces zaključi in indikator (žarnica ali zaslon polnilnika) potrdi popolno odsotnost napetosti, baterija preneha biti elektrokemična grožnja in postane zgolj nevaren odpadek z vsebnostjo kemikalij in litijevih topil.

Zaključni in ključni okoljski korak za vsakega posameznika je zavedanje, da so ti odpadki tesno regulirani. Izpraznjeni paketi ne sodijo v navadne smeti. Oddati jih je treba v za to zasnovan, uradni in brezplačen lokalni sistem za reciklažo prenosnih baterij in e-odpadkov. Za večino slovenskih modelarjev to pomeni oddajo baterij neposredno v vsem dostopne ulične zbiralnike podjetja ZEOS, ki so po celi državi posebej namenjeni drobnim elektronskim in kemičnim e-odpadkom 17, ali obisk uradnih komunalnih zbirnih centrov z ustrezno infrastrukturo za ravnanje z nevarnimi snovmi, kot je osrednji center na Barju pri podjetju VOKA SNAGA (ob jasnem upoštevanju pomembnega dejstva, da stara lokacija na Povšetovi ulici ne obratuje več).

S kombinacijo tehničnega predznanja o dinamiki in napetostih izpraznitve ter trdno zavezo h kemično varni, pametni in zakoniti ekološki obravnavi ostankov teh naprav bo modelarska skupnost zagotovila, da bo uporaba izjemnih zmogljivosti modernih LiPo rešitev ostala tehnično blesteča, materialno dolgotrajna in za ljudi ter naravno okolje popolnoma varna izkušnja.

Junsi iCharger

11 Izdelki

Gens Ace

15 Izdelki

(Pre)praznjenje LiPo paketov

Skoraj vsi modeli/igrače na tržišču, ki uporabljajo za napajanje LiPo pakete brez elektronike le-te uničujejo!

11
Apr

2. življenjsko obdobje LiPo akumulatorjev

Kaj narediti z LiPo paketi, ko niso več dovolj zmogljivi za napajanje modela?

21
Maj

Hitro polnjenje Gens Ace LiPo paketov

Kako hitro se lahko polni Gens Ace pakete? Primerjava praznjenj po počasnem in hitrem polnjenju...

2 Comments

30
Mar

LiPo piskač 1-8S v skrčki

4,99 € Na zalogi

Dodaj v košarico

LiPo piskač 1-8S v belem ohišju

4,99 € Na zalogi

Dodaj v košarico

Prosimo upoštevajte: