Co je článek a co baterie? Obecně používané slovo baterie je často využíváno i v okamžiku, kdy by měl být správně vyřčen termín článek. Rozdíl mezi nimi je velice jednoduchý. Zatímco článek je jednoduchý produkt, který vytváří elektrickou energii na základě elektrochemických procesů, baterie je soustavou těchto článků. Články v baterii jsou přitom zapojeny sériově.
Primární, nebo sekundární článek Většinu běžných druhů článků a baterií lze získat jak v primární tak v sekundární podobě. Komu toto označení nic neříká, možná svitne v okamžiku, kdy ke slovu sekundární přidáme výrazy nabíjecí či akumulátorové. Z toho vyplývá, že primární články lze využít pouze jednou, avšak do sekundárních lze ještě elektrickou energii doplnit. Jinými slovy, chemická reakce, která v primárních článcích slouží pro tvorbu el. energie, je nevratná a vybité články pak lze pouze odevzdat do sběrny. Naproti tomu sekundární (nabíjecí, akumulátorové) články lze využívat opakovaně, neboť jsou po vybití schopny pojmout znovu elektrickou energii. Do sběru s nimi půjdete až po konci jejich životnosti. U primárních článků se lze nejčastěji setkat se zinko-uhlíkovou chemickou směsí, s lithiovými či s alkalickými články. Ty alkalické mají zhruba dvoj- až trojnásobně vyšší kapacitu než zinko-uhlíkové a proto se více hodí pro napájení náročnějších zařízení typu digitální fotoaparát či PDA. Jsou také dražší. Napětí primárních článků odpovídá 1,5 V. U sekundárních článků je na výběr mnohem více technologií. Kdysi nejrozšířenější Ni-Cd (Niklo-kadmiové), je již téměř opuštěna, neboť nedostačovala minimálně z hlediska ekologického. U běžného typu baterií ji tak vystřídala technologie Ni-MH (Nikl-metal-hydridové), která disponuje vyšší kapacitu. Kdo chce však získat ještě vyšší kapacitu musí se poohlédnout výrobcích vyrobených na bázi Lithia. V součastné době jsou k dispozici speciální akumulátory Li-Ion (Lithium-iontové) a Li-Pol (Lithium-iontové-polymerové). Jmenovité napětí je u sekundárních článků 1,2 V.
Sledované vlastnosti První hledisko, pode kterého se uživatel může orientovat, je kapacita akumulátorových článků. Ta je udávána v mAh a čím je vyšší, tím větší má článek výdrž. Nezapomíná se také na počet nabíjecích cyklů, které je schopen každý článek schopen vydržet. Další důležité faktory sekundárních článků, které jsou u jednotlivých technologií sledovány, jsou poměr výkonu a váhy (watt-hodina/kilogram) a výkon versus objem (watt-hodina/litr). Čím vyšší je výsledná hodnota, tím lépe.
Nejvyužívanější formáty baterií:
|
Mezinárodní značení IEC (další značení) |
R3 (AAA) |
R6(AA) |
R14(C) |
R20 (D) |
3R12 |
6F22 (9V) |
CRV-3 |
|
Slovní značení |
mikrotužka |
tužka |
baby monočlánek |
monočlánek |
Plochá baterie |
blokový článek |
|
|
Napětí (V) |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
4,5 |
9 |
3 |
|
Rozměry (mm) |
44 x 10 |
50 x 14 |
50 x 26 |
61 x 34 |
67 x 62 x 22 |
49 x 26 x 17 |
50 x 29 |
Jak s články skladovat
Jak primární tak sekundární články jsou relativně citlivé na skladovací podmínky. Jejich životnost bývá uvedena na nich samotných, nebo na obalu. Je nevhodné články skladovat na přímém slunci či u zdrojů tepla. Platí pravidlo, že čím vyšší je skladovací teplota, tím rychleji se články vybijí. Suché, tmavé prostory s teplotami mírně pod nulou až po 25 ° Celsia jsou ideálním Při provozu pak články zvládnou pracovat při teplotách od bodu mrazu po 50 ° Celsia, ale většinou zvládnou i širší rozsah.Jak články používat Elektrické zařízení, které je napájeno více než jedním článkem, by nemělo být zároveň osazeno starými a novými akumulátory. Vyměňovat by se tedy měly všechny baterie najednou. Akumulátorové články, by se měly před prvním použitím tzv. naformátovat. Tento proces znamená, že baterii několikrát za sebou nabijete na plnou kapacitu a poté ji zcela vybijete. Tento proces je možné opakovat jednou za tři měsíce, aby se udržela kapacita baterie. Ta totiž u některých technologií (Ni-Cd, Ni-MH), může být snížena v důsledku „paměťového efektu“. Paměťový efekt nastává v okamžiku, kdy je dlouhodobě článek nabíjen v okamžiku, kdy ještě není zcela vybitý. Baterie si tuto hodnotu „zapamatuje“ a postupně se k ní blíží jako k nejnižší hodnotě. Akumulátor se pak může jevit jako že ztrácí kapacitu, rychleji než je obvyklé. Právě již zmíněné pravidelné formátování by mělo tento efekt omezit.
Malý pohled do budoucnosti Mnohé ze zmiňovaných problémů a doporučení mohou být zanedlouho pasé. Nové přicházející technologie totiž budou vyžadovat zcela jiné zacházení. Odhlédneme-li od solárních panelů, jedná se především o zařízení na bázi palivových článků, které již neslouží jako pouhé úložiště elektrické energie. Jejich úlohou je elektrickou energii přímo vyrábět spalováním média, kterým může být například vodík. Takové palivové články se již podařilo zmenšit na rozměry, které je umožňují spojení s notebooky či PDA. Jediné, o co se při jejich provozu musíte starat, je mít při delší cestě v zásobě dostatek kapslí s pohonnou látkou. Jedna by měla vystačit k napájení notebooku na deset a více hodin. Zatímco palivové články jsou technologií, která je již na trhu, jsou jiné, jenž zatím dlí v laboratořích. Mnohé z nich se zaměřují na jiné složení chemické směsi akumulátorů, která má udržet dostatek energie a přitom být schopna nabití ve zlomcích současného času. O baterii, jejíž nabití trvá třicet sekund jsme psali například zde. Nově byla například vyvinuta směs Lithia a Síry. Firma Sion Power, která ji představila na letošní akci WinHEC, o ní tvrdí, že baterie s touto směsí budou mít o polovinu větší výdrž při čtvrtinové váze v poměru k Li-Ion bateriím. Li-S baterie však zatím zvládnou jen 150 nabíjecích cyklů (Li-Ion přes 600), ale firma počítá s rozšířením až na 300 cyklů.
Pár rad na závěr Každá z technologií pro akumulátorové baterie má svá specifika. Například Ni-Cd články, které paměťovým efektem trpí nejvíce, mají na druhou stranu vysoký počet nabíjecích cyklů. Tento druh je také potřeba co nejvíce používat, jinak se zkracuje životnost. Ni-MH články jsou méně náchylné k paměťovému efektu a při stejném objemu a podobné váze dosahují větších kapacit než Ni-Cd baterie. Má však zhruba poloviční počet nabíjecích cyklů než modely s Ni-Cd. Obě dvě technologie pak negativně nesou stav, kdy dojde k jejich přebití. To se však stává u nekvalitních nabíječek, které nejsou vybaveny kontrolními obvody. Zcela jiná situace nastává u baterií na bázi lithia. Zde je paměťový efekt v podstatě zanedbatelný, ale na druhou stranu je potřeba se smířit s vyšší cenou a v případě Li-Ion i s kratší životností (cca 2 roky) a u Li-Pol menším počtem nabíjecích cyklů. K dispozici jsou však vyšší kapacity při stejném objemu, což platí především pro Li-Pol. Tento akumulátor je navíc prvním z představovaných, který místo kapalné sloučeniny využívá pevnější skupenství, které lze přirovnat k rosolu či gelu. Velké riziko této technologie plyne ze špatného dobíjení či při úplném delším vybití akumulátorů. I když jsou tyto baterie vybaveny kontrolními mechanismy, může se stát, že dojde k jejich přebití, které ve speciálních případech může vést až k výbuchu. V opačném případě, tedy při absolutním vybití, je zde zase riziko okamžitého znehodnocení nabíjecího článku, zvláště pokud je v tomto stavu ponechán určitou dobu. Na druhou stranu je možné tyto akumulátory nechat i několik měsíců bez využití, pokud jsou nabité na maximální kapacitu.
