Baterie a akumulátory: hlavní typy, účel, tipy pro výběr

Historie baterií začala v 19. století. „Průkopníkem“ byl Alessandro Volta, který vynalezl první galvanický článek (tzv. Voltovu elektrárnu). Brzy se začaly objevovat další podobné produkty, ale všechny generovaly elektřinu jen několik minut. Dnes trh nabízí obrovskou škálu baterií a akumulátorů, které dokáží „napájet“ elektrická zařízení po dlouhou dobu. V tomto článku vám povíme o moderních galvanických článcích a pomůžeme vám s výběrem na základě jejich technických vlastností a vlastností.

Typy chemických zdrojů energie

Chemické zdroje proudu jsou zařízení založená na přeměně chemické energie na energii elektrickou. Podle principu činnosti je lze rozdělit na:

• primární (baterie) — obsahují aktivní látky, jejichž vnitřní procesy jsou nevratné. Po úplném spotřebování energie je nutné je zlikvidovat a nahradit novými. Hlavní výhodou je dostupná cena. Mezi nevýhody patří nemožnost dobíjení.
• sekundární (baterie, akumulátory) — obsahuje součástky, které se během nabíjení obnovují. Výhoda — možnost vícenásobného použití. „Slabé stránky“ — vysoká cena a nutnost zakoupení nabíječky.

Upozorňujeme, že používání baterií není vždy opodstatněné. Pokud zařízení spotřebovává málo energie, je lepší koupit běžné baterie. Výhoda používání baterií je obzvláště patrná u „náročných“ zařízení. Pravidelná výměna jednorázových baterií ve fotoaparátech, joystickych nebo elektronických hračkách může být velmi drahá a dobíjecí baterie, zakoupené jednou, při správném používání vydrží poměrně dlouho.

Elektrochemické obvody používané v bateriích a akumulátorech

Elektrochemický obvod se obvykle chápe jako technologie pro výrobu galvanických článků. Každá z nich má své výhody a nevýhody.

Níže jsou uvedeny hlavní typy jednorázových baterií.

Fyziologický roztok (R). Jsou nejlevnější, ale nejméně dokonalé. Byly mezi prvními, které se objevily, a zůstaly prakticky nezměněny, takže v mnoha ohledech zaostávají za modernějšími analogy (viz níže). Baterie se vyznačují nízkou kapacitou a rychlým samovybíjením. Zpravidla se skladují až 3 roky a do konce záruční doby může ztráta energetické kapacity dosáhnout 30–40 %.

Alkalické (LR) Takové baterie jsou často označeny nápisem „Alkalické“, proto se jim také říká alkalické. Hromadná výroba začala v polovině 1950. let 3. století. Vyznačují se velkým energetickým zdrojem a sníženou úrovní vybíjení. Doba použitelnosti je v průměru 5–XNUMX let. Hlavními nevýhodami jsou vyšší cena než u předchozích baterií při stejné velikosti a také značná hmotnost.

Lithium (CR). Na trhu se objevily v 70. letech 10. století a patří k nejběžnějším bateriím současnosti. Klíčové výhody: vysoká hustota nabití, dlouhá životnost (až 12-XNUMX let), malé rozměry a hmotnost. Jsou však dražší než všechny výše uvedené analogy.

Rádi bychom vás upozornili na nejběžnější typy baterií.

Nikl-kadmium (Ni-Cd). Tyto baterie byly vynalezeny před více než 120 lety. Obsahují kadmium, těžký kov se zvýšenou toxicitou. Vzhledem k „jedovaté“ povaze této složky se dnes takové baterie v regálech obchodů nacházejí jen zřídka.

Baterie jsou levné, odolné vůči chladu (fungují efektivně i při -50 °C) a snášejí vysoké vybíjecí proudy. Jsou velmi odolné – pokud jsou splněny provozní podmínky, mohou fungovat až 10 let. Pokud však nejsou plně nabité, baterie si „pamatují“, jaká část kapacity zůstává nevyužitá, a v následujících cyklech ji nevyužívají. Navíc mají velké samovybíjení (asi 10 % v prvním měsíci skladování), což vede k téměř úplnému vybití baterie během roku skladování.

Nikl-metalhydrid (Ni-Mh). Tento typ baterie je zbaven téměř všech nevýhod svých předchůdců. První průmyslové vzorky se objevily koncem 80. let XNUMX. století.

Mezi výhody moderních modelů patří:

• Vysoká specifická kapacita;
• Netoxický;
• Slabě vyjádřený „paměťový efekt“.

Mezi nevýhody patří relativně rychlá úroveň vybíjení při nečinnosti.

Lithium-iontové (Li-Ion). Lithium má působivý elektrochemický potenciál a poskytuje nejvyšší hustotu energie. Ve své „čisté“ formě je však nestabilní, zejména během nabíjení, takže výrobci používají jeho ionty. Takové baterie se objevily v 90. letech. Vyznačují se působivou energetickou kapacitou, extrémně nízkým samovybíjením během „prostojů“ a dlouhou životností. Nelze však ignorovat skutečnost, že se bojí extrémně nízkých teplot a navíc jsou poměrně drahé.

Lithium-polymerová (Li-Pol). Nejmodernější dobíjecí baterie. Jsou vyrobeny ze suchého polymerního elektrolytu, díky čemuž mohou mít různé formy. Jsou bezpečnější na používání než lithium-iontové baterie. Hlavními výhodami baterií jsou vysoká specifická kapacita a hustota energie, pomalé „stárnutí“ a žádný „paměťový efekt“. Nevýhodami jsou vysoká cena a citlivost na mráz.

Stříbrozinek (Ag-Zn). Ag-Zn baterie se vyznačují nízkým vnitřním odporem a vysokou měrnou energetickou kapacitou. Jsou schopny dodávat vysoké proudy (až 50 A) a fungují při teplotách od -40 do +50 °C. Zároveň vydrží pouze asi 100 nabíjecích cyklů (pro srovnání: všechny ostatní typy mají asi 500-1000). Kromě toho jsou drahé a v každodenním životě se používají jen zřídka.

Klasifikace podle tvaru a velikosti

Baterie a dobíjecí baterie mohou být vyrobeny ve válcovém, kulatém nebo obdélníkovém tvaru. Podle mezinárodního systému označování založeného na fyzických rozměrech zdrojů energie jsou dnes nejběžnější následující velikosti.

• AA (také R6, LR6, HR6) — prstový typ, dnes nejpoužívanější. Délka je 50,5 mm a průměr je 14,5 mm;
• AAA (R03, LR03, FR03, HR03) — malíček. Liší se od předchozích menší velikostí: délka — 44 mm, průměr — 11 mm;
• AAAA (LR61, R8D425) — nejmenší z baterií typu A. Délka dosahuje 43 mm a průměr je 8,3 mm.
• C (R14, LR14, HR14) a D (R20, LR20, HR20) — poměrně velké předměty připomínající sudy. Rozměry: 50 × 26,2 a 61,5 × 34,2 mm;
• CR2 – lithiové baterie jsou poloviční oproti prstovým bateriím, ale uchovávají dvakrát tolik elektřiny.
• CR123 — podobné prstovým, ale mají různé velikosti: 34,5 mm a 17 mm.
• A23 a A27 — malé válce (téměř poloviční velikosti než AA), s vysokou hustotou energie;
• 14500, 16340, 18650, 26650 — vysokoproudové dobíjecí baterie určené speciálně pro výkonná zařízení. První dvě číslice označení označují průměr a zbytek délku.

Je důležité vědět! Vysoce proudové baterie jsou ty s proudovým výstupem 10 A nebo více. Jsou schopny zajistit stabilní provoz výkonných elektrických spotřebičů bez poklesu napětí.

• CR2016, CR2025, CR2032 — miniaturní výrobky vyrobené s použitím lithiové technologie. První dvě číslice označení označují průměr a druhá výšku.
• LR41 — alkalické jednorázové baterie: průměr – 7,9 mm, výška – 3,6 mm;
• LR44 – alkalická nedobíjecí baterie: průměr – 11,6 mm, tloušťka – 5,4 mm.

Je důležité vědět! Zdroje proudu ve tvaru disku se také nazývají „tablety“, „mince“, „knoflíky“. V tomto provedení se obvykle vyrábějí jednorázové baterie, ale můžete se setkat i s akumulátory.

• Krona (6F22, 6LR61, PP3) — baterie s napětím 9 V (pro dobíjecí baterie — 8,4 V). Standardní rozměry (mm): 48,5 × 26,5 × 17,5. Vyznačují se specifickým uspořádáním kontaktů na těle, díky čemuž je vyloučeno připojení s nesprávnou polaritou.

Jak vybrat baterii nebo akumulátor?

Vše záleží na technice:

• Pro dálkové ovladače, nástěnné hodiny, budíky a další elektrické spotřebiče s nízkou spotřebou energie jsou ideální solné a alkalické baterie.
• Pro baterky, klíčenky od alarmů a dětské hračky zvolte lithiové zdroje energie.
• Je racionální používat nikl-metalhydridové, lithium-iontové nebo lithium-polymerové baterie ve fotoaparátech, videokamerách, bleskových jednotkách, radiotelefonech, bezdrátových mikrofonech, videorekordérech a joystickech pro XBOX.
• Velká a energeticky náročná zařízení, jako jsou vysoce výkonné ruční svítilny, rádia a magnetofony, obvykle používají Ni-Mh baterie.
• Pro šroubováky, vrtačky a další ruční elektrické nářadí se nejlépe hodí nikl-kadmiové baterie.
• Pokud hledáte zdroj energie pro elektronické cigarety, kvadrokoptéry nebo rádiem ovládané modely, zvolte lithium-iontové baterie s vysokým proudem.

Pokud jde o tvarový faktor, spolehněte se na doporučení výrobce zařízení uvedená v návodu k obsluze. Obvykle je vhodná velikost uvedena také přímo v prostoru pro baterie.

Výrobci: koho si vybrat?

Známá značka je jakýmsi lakmusovým papírkem, který určuje kvalitu a spolehlivost produktu. Níže uvedený seznam uvádí nejznámější výrobce chemických zdrojů proudu:

Pár slov o nabíječkách baterií

Již jsme zmínili, že k obnovení energie baterií je potřeba nabíjecí stanice. Někteří výrobci dodávají nabíječku v sadě, ale někdy je nutné ji koupit samostatně. Jak vybrat stanici? Nejprve se ujistěte, že nabíjecí proudy zařízení odpovídají bateriím. Je dobré, když má elektrický spotřebič bezpečnostní časovač a ochranu proti zkratu. To vše prodlouží „životnost“ baterie.

Na trhu jsou také baterie s USB portem. Lze je nabíjet z téměř jakéhokoli zařízení s odpovídajícím portem: stolního počítače, notebooku, powerbanky. V tomto případě není třeba kupovat nabíječku. Některé produkty s USB portem mají technologii rychlého nabíjení a ochranu proti zkratu.

Dobíjecí baterie ColorWay 18650 USB jsou oblíbenými produkty na trhu

Nezapomeňte, že na rozdíl od baterií nelze baterie nabíjet! Pokud tak neučiníte, může dojít k poškození pouzdra, úniku elektrolytu nebo dokonce k výbuchu.

Rady od ITbox.ua

• Věnujte pozornost datu výroby baterie, protože specifická kapacita se s každým rokem skladování snižuje.
• Pečlivě zkontrolujte obal. Baterie musí být hermeticky uzavřené. Na pouzdře by neměly být žádné poškození ani stopy úniku elektrolytu.
• Bohužel na trhu existuje mnoho padělků známých značek. Takové baterie lákají svou nízkou cenou, ale mohou být vyrobeny s porušením předpisů a dokonce poškodit elektrické zařízení. Nedbale aplikované označení, chyby v nápisech, špatné balení – to vše prozrazuje padělek.
• Vysokokapacitní baterie ukládají spoustu energie a napájejí zařízení déle. Výrobky s vysokou kapacitou se však nabíjejí déle, proto na to pamatujte.
• Pokud požadovaná velikost není k dispozici, můžete si koupit analog. I baterie podobného tvaru a velikosti však mohou mít odlišné jmenovité napětí. Proto si před nákupem přečtěte návod k obsluze elektrického zařízení.