Súčasný technologický pokrok a snaha o mobilitu a nezávislosť od elektrickej siete vedú k častejšiemu využívaniu batérií ako zdroja energie pre rôzne zariadenia. Tento článok sa zameriava na porovnanie nabíjateľných batérií a adaptérov, pričom analyzuje ich výhody a nevýhody.
Kapacita batérií
Kapacita batérie je jedným z najdôležitejších parametrov, ktorý sa zvyčajne udáva v miliampérhodinách (mAh). Jednotka mAh predstavuje elektrický náboj, ktorý sa vypočíta ako C = I * t (náboj = prúd * čas). Napríklad, batéria s kapacitou 2600 mAh dokáže napájať zariadenie s odberom 26 mA po dobu 100 hodín. Vo všeobecnosti platí, že čím väčšia je kapacita batérie, tým dlhšie dokáže zariadenie fungovať bez potreby nabíjania.
Hustota energie
Hustota energie je ďalší kľúčový parameter, ktorý udáva, koľko energie môže batéria uschovať na 1 kg. Vyššia hustota energie je dôležitá najmä pre mobilné zariadenia, elektrické autá a drony, kde hrá hmotnosť významnú úlohu.
Vybíjací prúd
Vybíjací prúd je maximálny prúd, ktorý je možné z batérie získať. Bežné 18650 Li-Ion batérie môžu mať kapacitu 2000 mAh pri vybíjacom prúde 5C. V takom prípade je možné z batérie získať maximálne 10 ampérov (5 * 2000 mAh = 10000 mA = 10 A). Ak zariadenie potrebuje vyšší prúd, je potrebné použiť batériu s väčšou kapacitou alebo s vyšším vybíjacím prúdom.
Technológie batérií
Každá moderná batéria sa skladá z troch základných častí: anódy, katódy a elektrolytu. Technológia výroby a vlastnosti batérií sa líšia v závislosti od materiálov použitých na výrobu týchto častí. Každý typ batérie má svoje výhody a nevýhody.
Prečítajte si tiež: Parametre batérie 18650
Li-Ion
Li-Ion batérie patria medzi najrozšírenejší typ batérií vďaka ich výbornému pomeru hustota energie/cena. Používajú sa v notebookoch, smartfónoch a elektrických autách. Medzi najpoužívanejší typ patrí batéria 18650 (18 mm priemer, 650 mm výška). Automobilka Tesla predstavila nový Li-Ion článok 4680 (46 mm priemer, 80 mm výška) s tabless dizajnom, ktorý znižuje prehrievanie a zvyšuje životnosť batérie.
Li-Pol
Hlavný rozdiel medzi Li-Ion a Li-Pol batériami spočíva v tom, že Li-Pol batérie používajú pevnú katódu a sú o niečo bezpečnejšie.
Ni-Mh
Ni-Mh batérie sú nabíjateľné, ale majú nižšiu energetickú hustotu v porovnaní s lítiovými batériami. Ich hlavnou výhodou je cena. V súčasnosti ustupujú do minulosti, ale stále sa s nimi môžete stretnúť v hračkách a lacných zariadeniach.
Alkalické
Alkalické batérie patria medzi staršiu technológiu, ale vďaka cene a dobrej energetickej hustote sú stále pomerne časté. Existujú dve varianty: nabíjateľné (RAM) a nenabíjateľné (Zn/MnO2LR).
Olovené
Olovené batérie sa používajú hlavne v autách kvôli vysokému vybíjaciemu prúdu. Sú však nebezpečné kvôli použitému tekutému elektrolytu (kyselina sírová). VRLA batérie používajú netekutý gélový elektrolyt, čo eliminuje riziko vytečenia.
Prečítajte si tiež: RCR123A 3V batérie - recenzia
LiFePO4
LiFePO4 batérie majú dobrú nabíjaciu a vybíjaciu charakteristiku. Ich napätie kolíše v závislosti od nabitia menej v porovnaní s Li-Ion alebo Li-Pol batériami, čo zjednodušuje ich použitie v projektoch, kde nie sú nutné stabilizátory napätia.
Battery packs
Spájaním batérií do série alebo paralelne je možné meniť výslednú kapacitu a napätie. Pri sériovom zapojení sa napätie sčítava, pri paralelnom zapojení sa sčítava kapacita. Je dôležité, aby boli batérie rovnako nabité a vyrobené rovnakou technológiou, inak môže dôjsť k ich poškodeniu. Označenie battery pack-ov sa používa v tvare xSxP (napr. 3S2P).
Nabíjanie článkov
Každý typ batérie má iné požiadavky na nabíjanie. Na správne nabíjanie sú citlivé hlavne lítiové články, pri ktorých môžu pri nesprávnom spôsobe dôjsť až k ich poškodeniu. Životnosť batérií sa uvádza v počte nabíjacích cyklov.
Nabíjanie lítiových batérií
Nenabitá Li-Ion batéria môže mať od 2-2.5V, plne nabitá má zvyčajne až 4.2V. Na výstup je nutné pripojiť stabilizátory napätia, ktoré však znižujú efektívnosť. Batérie by sa mali nabíjať pod presnou nabíjacou krivkou. Ak je v sérií zapojených viac článkov, bude potrebný aj balančný obvod. Obvody, ktoré ukrývajú balančný obvod a slúžia zároveň slúžia aj ako ochranný obvod pred prílišnym vybitím či skratovým prúdom na výstupe, sa označujú ako BMS (Battery Management System).
Porovnanie batérií
| Technológia članku | Energetická hustota [Wh / kg] | Typické napätie [nominálna hodnota] | Používané od | Nabíjateľná | Plusy | Mínusy | Poznámka |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Olovená / VRLA | 35 | 1.75V - 2.3V [2.1V] | 1881 | Áno | + vysoký vybíjací prúd | - nízka energetická hustota, - náročná na manipuláciu, - toxicita | Najčastejšie sa vďaka vďaka vysokému vybíjaciemu prúdu používajú v autách. |
| Carbon-zinc | 35 | 0.65V - 1.7V [1.5V] | 1898 | Nie | + cena | - nízka kapacita | Veľmi lacné batérie, ktoré sa často nájdu v hračkách či nenáročných zariadeniach. |
| Alkalická | 150 | 0.9V - 1.6V [1.5V] | 1949 | Nie | + cena, + vyššia energetická hustota | - nenabíjateľnosť | Batérie sú o niečo drahśie ako Carbon-Zinc avšak ich hlavnou nevýhodou je nenabíjateľnosť. Niektoré varianty alkalických batérií pri použití Mangánu na katóde však môžu byť aj nabíjateĺné |
| Ni-Mh | 100 | 0.9V - 1.6V [1.5V] | 1990 | Áno | + cena | - nižšia kapacita ako alkalické batérie | Batéria je parametrami podobná alkalickej avšak jej výhodou je, že je nabíjateľná. Momentálne sa však už na trhu objavuje čoraz menej, keďže je vytláčaná lítiovými článkami |
| LiFePO4 | 140 | 2.7V - 3.4V [3.2V] | 1996 | Áno | + plochá nabíjacia a vybíjacia krivka | - cena, - oproti iným lítiovým technológiám majú nižšiu kapacitu | Batériové články často používané v solárnych batériách. V niektorých aplikáciách je možné ich použiť bez výstupného stabilizátora vďaka ich plochej vybíjacej krivke. |
| Li-Ion [kobalt] | 190 | 2.5V - 4.2V [3.7V] | 1991 | Áno | + vysoká kapacita, + malé rozmery | - cena, - môže byť nebezpečná | Batérie sa používajú v smartfónoch, elektrických autách či notebookoch. |
Nabíjateľné 1,5 V lítiové AA a AAA batérie
Nabíjateľné 1,5 V lítiové AA a AAA batérie sú na trhu relatívne nové a stávajú sa čoraz obľúbenejšími vďaka svojej vysokej kapacite a dlhšej životnosti v porovnaní s tradičnými alkalickými batériami. Majú nízku rýchlosť samovybíjania a dlhšiu životnosť.
Prečítajte si tiež: Výber batérií do kúpeľne z Merkury Market
Výhody
- Dlhšia životnosť: Môžu byť nabíjané mnohonásobne viac ako 1,2 V NiMH batérie.
- Bezpečnosť: Zabudovaná viacnásobná ochrana proti prehriatiu a nadmernému nabitiu.
- Rýchle nabíjanie: Doba nabíjania je oveľa rýchlejšia ako typické 1,2V NiMH AA a AAA batérie.
- Konštantné napätie: Poskytujú výstupné konštantné napätie 1,5 V až do úplného vybitia.
Nabíjanie
Vyžadujú špecifický spôsob nabíjania, ktorý sa líši od tradičných nabíjateľných batérií. Štandardné 3,6 alebo 3,7 V lítium-iónové nabíjateľné batérie zvyčajne používajú metódu nabíjania konštantným prúdom / konštantným napätím (CC / CV), zatiaľ čo tieto 1,5 V batérie vyžadujú spôsob nabíjania len konštantným prúdom.
Praktické využitie nabíjateľných batérií
Obnovenie mobility laptopu
S batériou Greencell môže laptop získať nový život. Použitie najkvalitnejších komponentov a dokonalé zladenie obnoví mobilitu laptopu. Batéria komunikuje s laptopom a poskytuje informácie o stave nabitia, zostávajúcej prevádzkovanej dobe alebo čase do úplného nabitia.
Ostrovné systémy na dodávku elektrickej energie
Nabíjateľné batérie sú ideálne pre ostrovné systémy na dodávku elektrickej energie všade tam, kde nie je prístup k rozvodnej sieti.
Kempingové pomôcky
Sú ľahké a ľahko sa prenášajú, čo z nich robí vynikajúcu voľbu na zníženie hmotnosti batohu.
tags: #nabijatelna #bateria #namiesto #adapteru