... A je na baterky (4)

aktualizováno 
Primární články jsme vám představili v minulém díle tohoto seriálu - dnes si povíme o článcích sekundárních.

Jak vlastně primární články fungují?

Jestliže se elektrody z dvou různých kovů ponoří do vodivého roztoku svých solí - elektrolytu, vznikne mezi nimi potenciální rozdíl. Uzavře - li se mezi elektrodami elektrický okruh, bude jím protékat stejnosměrný elektrický proud a aktivní látky se začnou nenávratně vyčerpávat, Když se spotřebují úplně, je článek vybitý - proto je naprostým nesmyslem pokoušet se takové články nabíjet - zkrátka už v baterii neexistuje žádný nositel elektrického proudu. V závislosti na druhu elektrod, elektrolytu a jejich kombinacích lze vytvořit několik typů článků složených například ze dvou různých elektrod ponořených ve dvou odlišných elektrolytech, respektive v jednom společném, či ze dvou stejných elektrod ve dvou různých oddělených elektrolytech, případně ve shodném elektrolytu odlišné koncentrace.

Praotcem většiny dnešních suchých článků je Leclanchéův zinkouhlíkový článek. Ten se skládá z rozpustné zinkové elektrody ve tvaru dutého válce, vyplněného elektrolytem, v němž je umístěna uhlíková elektroda, obklopená práškovým oxidem manganičitým, tzv. burelem a uhlím. I když se elektrolyt různě zahušťoval pískem, moukou, sádrou či pilinami, případně se kombinoval s papírem, ani tyto přísady nezabránily tomu, aby přes zeslabený zinkový kalíšek nevytékal ven a neleptal vše, s čím přišel do styku. Původní zinkouhlíkové články proto byly postupně různě zdokonalovány až na současné typy s elektrolytem z chloridu amonného. Ty jednak snížily kolísání napětí při zátěži, jednak zredukovaly riziko vylití elektrolytu. V nich se totiž při vybíjení voda nevytváří, ale naopak spotřebovává, takže elektrolyt má tužší konzistenci a v konečné fázi své životnosti je úplně tvrdý.

Novější, modernější a dokonalejší články s alkalickým elektrolytem, nejčastěji z hydroxidu draselného, mají jednu elektrodu z práškového železa uloženu v gelu prosáknutém elektrolytem a druhou z práškového kysličníku manganičitého nanesenu na vnitřní stěně pouzdra. Toto řešení ještě zmenšuje vnitřní odpor, zlepšuje provoz za nižších teplot a výrazně snižuje riziko poškození obalu, a tím i vylití elektrolytu. Zatím nejvýkonnější, ale také nejdražší lithiové články, vyráběné především v miniaturních provedeních, využívají elektrody z lithia a z grafitu s oxidem manganičitým oddělené separátorem. Protože všechny tři jejich složky jsou velmi lehké, je i hmotnost těchto zdrojů velmi nízká. Tolik tedy asi k jejich funkci. Možná by stálo za to, abychom si také řekli, jaké nevýhody přestavují tyto články v praxi.

Vzhledem k tomu, že v nich probíhá elektrochemický proces nepřetržitě, jejich už tak ne příliš vysoká kapacita se ještě snižuje samovybíjením. Z tohoto důvodu se je nevyplatí nakupovat do zásoby ani je dlouho skladovat, neboť po určité době jejich napětí klesne natolik, že jsou nepoužitelné. Rozhodnete - li se primární články uchovávat (kratší dobu), určitě je uložte na chladnější místo, protože vyšší teploty samovybíjecí proces urychlují.

Sečteno a podtrženo, standardní články, jejichž hlavní předností je nízká pořizovací cena, jsou vhodné především pro zařízení s nižšími a středními proudovými nároky, např. rozhlasové přijímače, diktafony, osobní přehrávače. Nehodí se pro výrobky jak s velmi malým odběrem proudu, např. kalkulačky, hodiny, dálkové ovladače, tak s vysokým odběrem, např. videokamery, elektronické blesky, fotografické přístroje, elektromotorické hračky atd. V prvním případě proto, že se mohou víc vyčerpat samovybíjením a pokud to uživatel včas nezjistí, uvolnit i žíravý elektrolyt. V druhém případě proto, že jsou nadměrně namáhány, takže se velmi rychle vyčerpají. Všude, kde je zapotřebí vyšší proud, dlouhodobější zatížení a spolehlivější provoz, je lepší sáhnout do peněženky trochu hlouběji a zakoupit alkalické baterie. To platí zvlášť při napájení dálkových ovladačů, bezdrátových sluchátek, hodin, diářů a organizérů. Teď jsme se však dostali od popisu technologie spíše k nákupním radám a ty nejsou předmětem našeho článku. Raději se vrhněme do oblasti, která v dnešní době zažívá obrovský boom - do oblasti sekundárních článků alias akumulátorů.

Sekundární články

Z předchozích řádků je jasné, že tam, kde je zapotřebí větších proudů přijdou ke slovu sekundární články (hlavně u kamer, notebooků, digitálních foťáků, mobilních telefonů apod.). Standardní články a baterie s nižší kapacitou totiž nedokáží jednorázově vyvinout vyšší proud potřebný k "rozjezdu" takových proudově náročných zařízení. Alkalické zdroje jsou na tom sice o něco lépe, ale ani ony si s proudovými špičkami neporadí bezezbytku. Například běžná videokamera, napájená z 6V akumulátoru, která se při natáčení spokojí s proudem 1,2A, při startu vyžaduje po několik desetin sekundy až čtyřnásobně vyšší špičkový proud. Podobně se chovají i notebooky - jak při startu, tak např. při zápisu dat. Zvýšené proudové nároky přenosných přístrojů tak kromě síťových zdrojů, připoutaných kabelem k zásuvce, dokáží plně uspokojit jen akumulátory. To ovšem není jejich jediná přednost. Další, možná ještě důležitější, představuje jejich vysoká provozní efektivnost z  hlediska nákladů na jednotku energie. Relativně vysoká pořizovací cena akumulátorů se tak vrátí již po několika málo nabíjecích cyklech.

Akumulátory se podle použité kombinace elektrochemických komponent dělí na několik druhů. Z nich mají dnes absolutní převahu tyto tři: niklkadmiové, niklmetalhydridové a lithiumiontové. O nich si ale povíme až příště.

 

Nejčtenější

Ochranka prezidenta Putina mate GPS. Lodě se přemístily na pevninu

Obrázek ukazuje pozice rušených lodí na letišti ruského města Gelendžik, ležící...

Americká nezisková organizace C4ADS si všimla, že když se ruský prezident Vladimir Putin přiblíží k přístavu, satelitní...

Hodinky, které zachránily astronautům život, když vše ostatní selhalo

Budoucí legenda. Omega Speedmaster za nedlouho těmto hodinkám nikdo neřekne...

Před čtyřiceti devíti lety se ve vesmíru odehrála jedna z nejnapínavějších událostí. Havárie Apolla 13 mohla lehce...

Vědci nejspíš objevili nový druh člověka. Žil před 50 tisíci lety

Kost z prstu zřejmě nově objeveného druhu člověka, Homo luzonensis. (11.4.2019)

Vědci nejspíš objevili další druh člověka. Ten žil na ostrově Luzon na Filipínách před 50 tisíci lety. Podle jejich...

Neuvěřitelné množství chyb! Jako zázrakem většina lidí havárii přežila

Pohled na kokpit, patrný je splasklý skluz. Boeing 707 společnosti BOAC...

Piloti letu BA712 společnosti BOAC udělali koncem šedesátých let jednu fatální chybu. Neaktivovali hasicí zařízení...

Černé díry mohou ovlivnit celé galaxie, řekl astrofyzik v Rozstřelu

Astronom Jiří Svoboda v diskusním pořadu Rozstřel (12. dubna 2019)

Ve středu astronomové z projektu Event Horizon Telescope ukázali vůbec první fotografii černé díry. Co to pro vědu...

Další z rubriky

Bláznivý nápad, nebo dobré řešení? Vysunutím klávesnice zlepšíte chlazení

Predator Helios 700

Z nově představených modelů herních notebooků Predator nás nejvíce zaujal Helios 700 s výsuvnou klávesnicí. Tou uhnete...

Ticho, výkon, kalibrované barvy. Acer uvedl zbrusu novou značku počítačů

ConceptD 500

ConceptD je nová značka stolních počítačů, notebooků a monitorů Acer, určená zejména pro tvůrce obsahu a náročné...

Do Česka míří nová značka notebooků. Huawei uvede hned tři modely

Do Česka míří notebooky čínské firmy Huawei.

Dva notebooky z loňské edice a zatím jediný letošní model. To bude startovací nabídka společnosti Huawei, která se v...

Najdete na iDNES.cz