Základní typy baterií a správné nabíjení

Baterie jsou dnes nedílnou součástí našeho každodenního života. Jak správně s bateriemi zacházet, aby jejich životnost byla co nejdelší? Jak je správně nabíjet? Nejprve si představme nejpoužívanější typy baterií v našich elektronických zařízeních, noteboocích, kamerách, vrtačkách apod.

Mezi základní skupiny patří: NiCD, NiMH, Li-Ion, Li-Polymer baterie, olověné skupině článků bude věnován samostatný článek.

Baterie s NiCD články

Jedná se o vývojově nejstarší typ článků. Dříve se používaly v mobilních zařízeních. Baterie osazené tímto typem článků se vyznačují možností dodávat velký proud bez výraznějšího poklesu napětí. Poměrně dobrá funkčnost i v nižších teplotách (-10°C až -15°C). Nevýhodou těchto článků je větší hmotnost, krátká životnost (cca 200 cyklů), výrazný „paměťový efekt“, který snižuje kapacitu baterie. Další nevýhodou je přítomnost škodlivých látek v článcích (Kadmiu). Tento typ byl používán v prvních elektromobilech, dnes se používají pouze pro aku nářadí, kde je potřeba vyšších proudů za dosažení vyšších výkonů, v jiných přístrojích dnes už nemají uplatnění.

Baterie s NiMH články

Základní technologie je z článků NiCD. Konstrukčně vycházejí z předchozího typu, ovšem při výrobě bylo nahrazeno škodlivé Kadmium slitinou Metal Hydrid, čímž se docílilo menšího znečištění životního prostředí. Nový výrobní postup zlepšil některé vlastnosti. Například menší samovybíjení, nižší hmotnost, vyšší životnost (cca 300- 400 cyklů), ale bohužel některé negativní vlastnosti stále přetrvávají jako je „paměťový efekt“. Proto musí být dbáno na správnost nabíjení. Tento typ se používají pro aku nářadí a dále jako dobíjecí baterie (AA, AAA).

Baterie s Li-Ion články

Dnes nejrozšířenější typ článků v elektronických zařízeních. U tohoto typu článků bylo docíleno zlepšení vlastností a výhod oproti NiCD a NiMH. Jednou z největších výhod je snížení hmotnosti až o 50%. Další výhody jsou malé samovybíjení, delší životnost až kolem 1 000 cyklů a téměř zcela je potlačen „paměťový efekt“. Uvádí se, že v článku probíhá degradační proces a životnost je omezena na 2 až 2,5 roku. Značnou nevýhodou těchto článků je, že nedosahují tak velkých vybíjecích proudů jako předešlé Ni články. Tyto články jsou závislé teplotně, jejich vlastnosti se změnou teploty mění jak pro nižší tak pro vyšší teploty. Použití ve většině moderních elektronických zařízení.

Baterie s Li-Pol články

Nejmodernější články, které by měly v brzké budoucnosti nahrazovat Li-Ion články. Hlavní rozdíl od Li-Ion článku je v elektrolytu, kde místo tekutého je použit pevný, což vede ke zvýšení bezpečnosti a dalšímu snížení hmotnosti. Velkou konstrukční výhodou těchto článků je lepší tvarovatelnost pro zařízení. Jinak články Li-Pol mají stejné výhody a vlastnosti jako předchozí Li-Ion. Jednou z posledních výhod je i zachování vlastností při nižších teplotách (-15°C). Nevýhodou těchto článku je rychlejší stárnutí, bez ohledu na to jestli článek používán či nikoliv.

Jak správně nabíjet a prodloužit životnost baterií?

Všeobecně lze konstatovat, že nejoptimálnější nabíjení baterií probíhá nízkým proudem po dostatečně dlouho dobu. Takový způsob je ovšem velmi časově náročný, proto výrobci volí kompromis mezi časem potřebným k nabíjení a životností baterie. Ve většině zařízeních jsou jednotlivé články sesazeny do jednoho celku baterie či akublok, které jsou nerozebiratelné. Tyto celky mají ve většině případů integrovanou řídící elektroniku, která řídí nabíjení automaticky ve spolupráci s externí nabíječkou. Tento proces nejde nikterak ovlivnit a vše je zcela automatizováno, výhodou je, že jediná nabíječka může nabíjet více různých zařízeních.

U skupiny NiCD a NiMH je nutno mít na paměti, že trpí „paměťovým efektem“, který zkracuje dobu života a kapacitu baterie. To znamená, že před započetím nabíjení je dobré tyto články vybít a až poté začít nabíjet. Další vlastností je tzv. „samovybíjecí efekt“, pokud zařízení není delší dobu používáno např. v zimním období. Před opětovným používáním zařízení je vhodné baterii šetrně vybít a poté nechat plně nabít.

U skupiny Li-Ion a Li-Pol se předpokládá častější používání. V současné době jsou zařízení vybaveny i ukazatelem stavu nabití. Výrobci doporučují baterii nabíjet při stavu 30 % až 50 % celkové kapacity a baterii nabít až do její plné kapacity. Při nedodržení této podmínky se zkracuje životnost.

Závěrem si představme jak nabíjet dobíjecí články AA a AAA a další typy pouzder. Zásadní je rozlišovat běžné alkalické články, které jsou na jedno použití, od dobíjecích. Dobíjecí články musí mít na svém těle uvedeno, že jsou dobíjecí (rechargable), dále na nich může být uvedena kapacita v mAh (např. 1800 mAh). Pokud na baterii není zmínka o možnosti jejich nabití, jedná se o články na jedno použití a nelze je tedy nabíjet, hrozí poškození baterie i nabíječky.

Pro dobíjecí články je nutné pořízení nabíjecí stanice, ty se pohybují v různých cenových třídách. Od nejlevnějších s předem nastaveným nabíjecím proudem, řízených časovačem a spínačem, který automaticky ukončí nabíjení při plné kapacitě nabití článku a základním typem ochran detekující vadné a zkratované články. Ty nejdražší jsou řízené mikropočítačem a mnohdy obsahují i diagnostickou stanicí. Dále jsou vybaveny mnoha dalšími funkcemi, jako vybíjení baterie, testování, oživování apod. S pokročilými funkcemi, je možné zachovat delší životnost článků, díky možnosti dovybít články na požadovanou mez a teprve poté začít s nabíjením.