Aku eesmärk on salvestada energiat ja vabastada see soovitud ajal. Selles jaotises uuritakse tühjenemist erinevate C-määrade korral ja hinnatakse tühjenemise sügavust, milleni aku võib ohutult minna. Dokumendis vaadeldakse ka erinevaid tühjenemise allkirju ja uuritakse aku kasutusaega erinevate laadimismustrite korral.
Elektrokeemilise aku eeliseks on teiste energiasalvestite ees see, et energia püsib suurema osa laadimise ajal kõrgel ja langeb seejärel laengu tühjenemisel kiiresti. Superkondensaatoril on lineaarne tühjenemine ning suruõhk ja hooratta salvestusseade on aku pöördväärtus, andes alguses suurima võimsuse.Joonised 1, 2 ja 3illustreerivad salvestatud energia simuleeritud tühjenemise omadusi.
Enamikku laetavaid akusid saab korraks üle koormata, kuid see peab jääma lühikeseks. Aku eluiga on otseselt seotud tekitatud pinge taseme ja kestusega, mis hõlmab laadimist, tühjenemist ja temperatuuri.
Kaugjuhtimispuldi (RC) harrastajad on eriline akukasutajate tõug, kes suurendavad "nõrkade" suure jõudlusega akude taluvust maksimaalselt, tühjendades neid C-kiirusega 30 C, mis on 30 korda suurem nimivõimsusest. Nii põnev kui RC-helikopter, võidusõiduauto ja kiirpaat võivad olla; pakkide eluiga jääb lühikeseks. RC-fännid on kompromissist hästi teadlikud ja on valmis nii hinda maksma kui ka täiendavate ohutusriskidega kokku puutuma.
Kaalu kohta maksimaalse energia saamiseks pöörduvad droonitootjad suure võimsusega rakkude poole ja valivad Energy Cell. See on vastupidine tööstusharudele, mis nõuavad suurt koormust ja pikka kasutusiga. Need rakendused sobivad väiksema võimsusega jõulisemale Power Cell'ile.
Tühjenemise sügavus
Pliihappe tühjendamine 1,75 V/elemendi kohta; niklipõhine süsteem kuni 1.{4}}V/rakk; ja enamik liitium-ioone kuni 3.{7}}V/element. Sellel tasemel kulutatakse ligikaudu 95 protsenti energiast ja pinge langeks kiiresti, kui tühjenemine peaks jätkuma. Aku liigse tühjenemise eest kaitsmiseks takistab enamik seadmeid töötamist üle määratud tühjenemise lõpu pinge.
Pärast tühjenemist koormuse eemaldamisel taastub terve aku pinge järk-järgult ja tõuseb nimipinge suunas. Erinevused metallide afiinsuses elektroodides tekitavad selle pingepotentsiaali isegi siis, kui aku on tühi. Parasiitkoormus või suur isetühjenemine takistab pinge taastumist.
Suur koormusvool, nagu elektritööriistaga betooni puurimisel, alandab aku pinget ja tühjenemise lõpu pinge lävi seatakse sageli madalamaks, et vältida enneaegset katkemist. Lõikepinget tuleks alandada ka väga külmal temperatuuril tühjenemisel, kuna aku pinge langeb ja aku sisetakistus tõuseb.
Pliiaku ülelaadimine võib tekitada vesiniksulfiidi, värvitu, mürgise ja tuleohtliku gaasi, mis lõhnab nagu mädamuna. Vesiniksulfiid tekib ka orgaanilise aine lagunemisel soodes ja kanalisatsioonis ning esineb vulkaanilistes gaasides ja maagaasis. Gaas on õhust raskem ja koguneb halvasti ventileeritud ruumide põhja. Alguses tugev, haistmismeel aja jooksul vaibub ja ohvrid pole gaasi olemasolust teadlikud.
Mis moodustab tühjendustsükli?
Tühjenemis-/laadimistsükli all mõistetakse tavaliselt laetud aku täielikku tühjenemist koos järgneva laadimisega, kuid see ei ole alati nii. Akud on harva täielikult tühjad ja tootjad kasutavad aku hindamiseks sageli 80-protsendilise tühjenemise sügavuse (DoD) valemit. See tähendab, et ainult 80 protsenti olemasolevast energiast tarnitakse ja 20 protsenti jääb reservi. Aku tsükliga töötamine alla täieliku tühjenemise pikendab kasutusiga ja tootjad väidavad, et see on väliesitlusele lähemal kui täistsükkel, kuna akusid laaditakse tavaliselt nii, et akusid on alles jäänud.
Puudub standardne määratlus selle kohta, mis on tühjendustsükkel. Mõned tsükliloendurid lisavad aku laadimisel täisarvu. Nutikas aku võib pärast laadimist nõuda 15-protsendilist tühjenemist, et kvalifitseeruda tühjendustsüklile; vähemat ei arvestata tsüklina. Satelliidi aku tüüpiline DoD on 30–40 protsenti enne akude laadimist satelliidipäeva jooksul. Uus EV aku võib laadida ainult 80 protsendini ja tühjeneda 30 protsendini. See ribalaius suureneb järk-järgult, kui aku tühjeneb, et tagada identsed sõidukaugused. Täislaadimise ja tühjenemise vältimine vähendab aku pinget.
Hübriidauto kasutab kiirendamisel vaid murdosa oma mahust enne aku laadimist. Sõiduki mootori väntamine võtab käivitusakust alla 5 protsendi energiat ja seda nimetatakse autotööstuses ka tsükliks. Viide tsüklite arvule tuleb teha kontekstis vastava tööülesandega.
Viide tühjenemistsüklile või tsüklite arvule ei ole võrdselt seotud kõigi akurakendustega. Üks näide, kus tühjendustsüklite loendamine ei kajasta eluiga täpselt, on salvestusseade (ESS). Need akud täiendavad tuule- ja fotogalvaanilisest energiast saadavat taastuvat energiat, pakkudes vajadusel lühiajalist energiat ja üleliigse koguse salvestades. Laadimise ja tühjenemise vaheline aeg võib olla millisekundites; tüüpiline aku laetuse tase on 40–60%. Tsükliloenduse asemel võib kulumise mõõtmise vahendina kasutada kulonide loendamist.