Ako fungujú batérie a akumulátory? Typy, nabíjanie, životnosť, bezpečnosť a správny výber

Batéria nie je malá nádoba naplnená elektrinou

Keď povieme, že je batéria „plná“, môže to vyvolávať predstavu malej nádrže, v ktorej máme uskladnenú elektrinu.

V skutočnosti je energia v batérii uložená chemicky.

Vo vnútri elektrochemického článku sa nachádza kladná a záporná elektróda a elektrolyt. Medzi použitými materiálmi môžu prebiehať chemické reakcie, ktoré vytvoria medzi pólmi článku elektrické napätie. Keď článok zapojíme do uzavretého elektrického obvodu, môže ním začať tiecť elektrický prúd.

Aj výrobcovia batérií opisujú batériu ako elektrochemický článok, v ktorom sa chemická energia redoxnou reakciou premieňa na elektrickú.

chemická energia → elektrická energia

Pri nabíjateľnom akumulátore dokážeme vhodným nabíjaním veľkú časť týchto zmien obrátiť a energiu do článku znovu uložiť.

Nie však donekonečna. Materiály vo vnútri sa používaním a časom menia a degradujú, preto má každý akumulátor obmedzenú životnosť.

Čo znamená plus a mínus na batérii?

Každý článok má svoju polaritu:

+ znamená kladný pól
− znamená záporný pól

Medzi týmito pólmi vzniká elektrické napätie.

Keď medzi ne pripojíme spotrebič a vytvoríme uzavretý elektrický obvod, môže ním začať tiecť elektrický prúd.

Batéria je zdrojom jednosmerného prúdu

Batérie napájajú zariadenia jednosmerným prúdom – DC.

Pri jednosmernom napájaní zostáva polarita pólov určená – preto je na batérii jasne označené + a − a zariadenie spravidla vyžaduje, aby bol článok vložený správnym smerom.

Dohodnutý smer elektrického prúdu v obvode sa uvádza od kladného k zápornému pólu. Samotné elektróny vo vodiči sa pohybujú opačným smerom, ale pri bežnom používaní batérií nám stačí vedieť, že polaritu musíme dodržiavať.

Ak vložíme jednu AA batériu opačne do jednoduchého ovládača, zariadenie často iba nebude fungovať. Pri komplikovanejšej elektronike alebo výkonnejších akumulátorových systémoch však nesprávna polarita môže spôsobiť aj poškodenie.

Článok, batéria a akumulátor – nie je to úplne to isté

V bežnej reči používame tieto pojmy trochu voľnejšie.

To, čomu bežne hovoríme AA batéria, je technicky väčšinou jeden elektrochemický článok.

Batéria môže byť vytvorená z jedného alebo viacerých článkov a akumulátor je článok alebo batéria určená na opakované nabíjanie.

Články si môžete predstaviť ako LEGO kocky

Pre jednoduchú predstavu si jeden článok môžeme predstaviť ako jednu LEGO kocku.

Jedna kocka môže fungovať samostatne. Ak však potrebujeme vyššie napätie, väčšiu kapacitu alebo väčší výkon, spojíme viac článkov do jedného celku.

Ak ste niekedy videli rozobratú batériu staršieho aku náradia, notebooku alebo iného zariadenia, možno ste vo vnútri našli niekoľko valcovitých článkov pripomínajúcich väčšie tužkové baterky. Jednotlivé články sú elektricky prepojené a následne uložené v spoločnom obale.

Batériové packy môžu byť podľa aplikácie zostavené z rôzneho počtu článkov, v rôznych tvaroch a s ochrannými prvkami.

Články môžu byť zapojené:

• sériovo,
• paralelne,
• alebo kombináciou oboch spôsobov.

Prečo sú v autíčku štyri AA batérie?

Ak články zapojíme sériovo, ich napätia sa sčítavajú.

Ak teda motorček detského autíčka potrebuje približne 6 V, výrobca môže skonštruovať priestor práve pre štyri alkalické AA články.

Diaľkový ovládač k tomu istému autíčku pritom môže potrebovať výrazne menej energie a používať jeden alebo dva články.

Počet batérií v zariadení teda nie je náhodný – vychádza z toho, aké napätie a aké množstvo energie zariadenie potrebuje.

Jednorazová alebo nabíjateľná batéria?

Primárne články – jednorazové batérie

Sú skonštruované na použitie do ich vybitia.

Patria sem napríklad:

• zinkové články,
• alkalické batérie,
• primárne lítiové články,
• množstvo gombíkových článkov.

Ak výrobca batériu výslovne neoznačil ako nabíjateľnú, nedávajte ju do nabíjačky.

Bežná alkalická AA batéria sa nestane NiMH akumulátorom iba preto, že má rovnaký tvar.

Sekundárne články – akumulátory

Sú navrhnuté na opakované nabíjanie.

Medzi najznámejšie patria:

• NiMH – nikel-metalhydridové akumulátory,
• NiCd – nikel-kadmiové akumulátory,
• Li-ion – lítium-iónové akumulátory,
• Li-pol alebo Li-Po – lítium-polymérové akumulátory,
• olovené akumulátory.

Každá technológia však potrebuje vhodný spôsob nabíjania.

To, že sú dve batérie nabíjateľné, ešte neznamená, že na ne môžeme použiť rovnakú nabíjačku.

Najčastejšie druhy batérií

Zinkové batérie

Zinkové batérie patria medzi jednoduchšie a cenovo dostupné primárne články.

Dobre môžu poslúžiť v zariadeniach s veľmi nízkou spotrebou, napríklad:

• nástenných hodinách,
• jednoduchých ovládačoch,
• nenáročnej elektronike.

Pri vyššom odbere však spravidla poskytujú horšie vlastnosti než kvalitné alkalické články.

Alkalické batérie

Alkalické batérie sú dnes jedným z najbežnejších univerzálnych typov jednorazových článkov.

Nájdeme ich napríklad ako:

• AAA,
• AA,
• C,
• D,
• 9 V,
• 4,5 V,
• aj v ďalších formátoch.

V porovnaní s jednoduchšími zinkovými článkami bývajú vhodnejšie aj pre zariadenia s vyšším alebo dlhšie trvajúcim odberom.

Výrobcovia pri vyšších alkalických radoch zároveň používajú konštrukčné riešenia zamerané na vyšší výkon, dlhšie skladovanie a lepšiu odolnosť proti vytečeniu.

Prečo niektoré zariadenia predpisujú práve alkalické batérie?

Výrobca môže zariadenie navrhnúť s ohľadom na:

• menovité napätie alkalického článku,
• priebeh jeho napätia počas vybíjania,
• požadovaný odber,
• spôsob, akým elektronika rozpoznáva slabú batériu.

Bežný alkalický AA článok má menovité napätie približne 1,5 V, zatiaľ čo NiMH článok rovnakého formátu približne 1,2 V.

V mnohých zariadeniach NiMH funguje výborne. Nemožno však automaticky predpokladať, že bude vhodný do každého výrobku.

Ak výrobca zariadenia výslovne predpisuje alkalické batérie, je rozumné toto odporúčanie rešpektovať.

Primárne lítiové batérie

Dôležitá vec:

lítiová batéria nemusí byť nabíjateľná.

Existujú primárne – teda jednorazové – lítiové články.

Patria sem napríklad mnohé:

• CR2032,
• CR2,
• CR123A,
• 2CR5,
• a ďalšie fotografické či špeciálne formáty.

Môžu mať výhodnú energetickú hustotu, veľmi dobrú skladovateľnosť alebo vhodné vlastnosti pre určité špecifické aplikácie.

NiMH – nabíjateľné AA a AAA

Nikel-metalhydridové akumulátory patria medzi najpraktickejšie nabíjateľné články pre domácnosť.

Veľmi často majú formát:

• AA,
• AAA.

Používajú sa napríklad v:

• detských hračkách,
• fotografických bleskoch,
• prenosných svietidlách,
• herných ovládačoch,
• bezdrôtových zariadeniach.

Kvalitné moderné NiMH články môžu zvládnuť stovky až viac než tisíc nabíjacích cyklov, pričom konkrétny počet veľmi závisí od typu akumulátora, spôsobu nabíjania, hĺbky vybíjania, teploty a výrobcu.

Kedy sa oplatia nabíjateľné AA a AAA?

Najväčší zmysel majú tam, kde batérie pravidelne vybíjate a kupovali by ste stále nové.

Ideálny príklad: detská hračka

Autíčko na diaľkové ovládanie môže mať:

• motor,
• riadenie,
• svetlá,
• zvuk,
• ďalšiu elektroniku.

Pri intenzívnom hraní môže jedna sada batérií vydržať veľmi krátko.

Ak musíte v hračke meniť štyri AA články každých pár dní – alebo dokonca každý deň – kupovať stále nové alkalické batérie prestáva dávať ekonomický zmysel.

Práve tu sú kvalitné NiMH akumulátory veľmi praktické.

Dobrým riešením sú dokonca dve sady:

jedna je v hračke,

druhá sa nabíja alebo je pripravená na výmenu.

A čo diaľkové ovládanie k tej istej hračke?

Tam je situácia úplne iná.

Samotný ovládač má často veľmi nízku spotrebu. Jedna sada alkalických batérií v ňom môže vydržať veľmi dlho.

Na jednom výrobku tak krásne vidíme:

autíčko – vysoká spotreba → nabíjateľné batérie dávajú veľký zmysel

ovládač – malá spotreba → obyčajné alkalické batérie úplne postačujú

Ďalšie zariadenia, kde sa nabíjateľné AA/AAA oplatia

Napríklad:

• nočné prenosné lampičky v detských izbách,
• fotografické blesky,
• hračky s motorčekmi,
• herné ovládače,
• často používané prenosné svietidlá.

Ak LED lampička svieti každý večer niekoľko hodín, jej okamžitá spotreba síce nemusí byť veľká, ale za stovky hodín používania už batérie spotrebúva pravidelne.

Kedy sa nabíjateľné AA a AAA skôr neoplatia?

Tam, kde jedna sada batérií vydrží veľmi dlho.

Napríklad:

• TV ovládač,
• nástenné hodiny,
• kuchynská váha,
• osobná váha,
• zariadenia používané iba niekoľkokrát ročne.

Tu môže kvalitná alkalická batéria fungovať rok alebo aj dlhšie a ekonomická výhoda akumulátora je podstatne menšia.

Nabíjateľný článok navyše tiež starne a samovoľne sa vybíja.

Pri bežných NiMH môže pri veľmi dlhom nepoužívaní klesať stav nabitia a výkon článku. Moderné NiMH s nízkym samovybíjaním dokážu skladovať energiu omnoho dlhšie.

Čo je samovybíjanie?

Batéria sa môže pomaly vybíjať, aj keď ju práve nepoužívate.

Vo vnútri stále veľmi pomaly prebiehajú chemické procesy, ktoré spotrebúvajú časť uloženej energie. Rýchlosť samovybíjania ovplyvňuje aj teplota – vyššia teplota ho spravidla zrýchľuje.

Preto sa môže stať, že nabíjateľné batérie, ktoré ste pred mnohými mesiacmi nabili a odložili do zásuvky, už nebudú úplne nabité.

Moderné tzv. low-self-discharge NiMH články boli vyvinuté práve tak, aby si energiu pri skladovaní držali podstatne lepšie.

Musím nabíjateľnú batériu vždy úplne vybiť?

Nie.

Ide o starý a veľmi rozšírený mýtus.

Takzvaný pamäťový efekt sa spája s NiCd a môže sa prejavovať aj pri NiMH článkoch, ale moderné NiMH sú voči nemu podstatne odolnejšie.

Nie je teda potrebné batériu vždy úplne vybiť pred ďalším nabitím.

Pri Li-ion a Li-pol už staré pravidlo:

„najskôr to musíš úplne vybiť“

vôbec neplatí.

Li-ion – základ modernej prenosnej elektroniky

Lítium-iónové akumulátory dnes nájdeme napríklad v:

• mobilných telefónoch,
• notebookoch,
• elektrickom náradí,
• svietidlách,
• elektrobicykloch,
• elektromobiloch,
• batériových úložiskách.

Ich veľkou výhodou je vysoká energetická hustota – dokážu uložiť veľa energie na relatívne malom priestore.

Práve preto však vyžadujú správne riadenie nabíjania a ochranné systémy.

Li-pol – čo je to?

Li-pol alebo Li-Po je označenie používané pri lítium-polymérových akumulátoroch.

Často sa s nimi stretávame v:

• telefónoch,
• tabletoch,
• dronoch,
• modelárstve,
• tenkých elektronických zariadeniach.

Jednou z praktických výhod je možnosť vytvárať veľmi ploché články.

A práve pri mäkkých „pouch“ článkoch býva veľmi dobre viditeľné ich prípadné nafúknutie.

Prečo sa batéria v mobile nafúkne?

Batéria v mobile nevydrží večne.

Pri každom nabíjaní a vybíjaní v jej vnútri prebiehajú chemické a elektrochemické procesy.

Predstavte si materiál, ktorý stále dokola používate.

Keď je nový, funguje veľmi dobre. Po stovkách cyklov a rokoch používania sa jeho vnútorné vlastnosti postupne menia.

Podobne starne aj batéria.

Pri starnutí, prehrievaní alebo poškodení môžu vo vnútri vzniknúť nežiaduce chemické reakcie, pri ktorých sa môžu vytvárať plyny.

A plyn má problém:

nemá kam uniknúť.

Plochý mäkký obal článku sa preto začne nafukovať ako malý vankúšik.

Batéria môže následne:

• nadvihovať zadný kryt telefónu,
• vytláčať displej,
• vytvoriť medzeru v ráme.

Nafúknutá batéria znamená poškodený článok a predstavuje potenciálne požiarne riziko.

Znamená to, že používateľ niečo pokazil?

Nie nevyhnutne.

Batérie prirodzene starnú.

Ich degradáciu však môže urýchľovať:

• vysoká teplota,
• mechanické poškodenie,
• nevhodné nabíjanie,
• dlhodobé extrémne prevádzkové podmienky.

Čo s nafúknutou batériou?

Pri telefóne alebo notebooku je rozumné zariadenie prestať používať a riešiť výmenu odborným servisom.

Prečo môže poškodená lítiová batéria začať horieť?

Li-ion článok dokáže na malom priestore uchovávať veľké množstvo energie.

Ak dôjde k vnútornému skratu, silnému mechanickému poškodeniu alebo extrémnemu prehrievaniu, môže vzniknúť prudká tepelná reakcia.

Poškodené Li-ion batérie majú zvýšené riziko vznietenia.

Preto lítiové články:

• neprepichujeme,
• nedrvme,
• neskratujeme,
• nehádžeme do ohňa,
• nepoužívame po vážnom poškodení.

Prečo si na batérie dávajú pozor servisy mobilov?

Technici opravujúci telefóny veľmi dobre poznajú riziko poškodeného Li-ion článku.

Predstavte si telefón po silnom páde:

• prasknutý displej,
• zdeformovaný rám,
• ostré vnútorné diely,
• batéria stlačená alebo poškodená.

Ak pri rozoberaní dôjde k prepichnutiu či vnútornému skratu článku, situácia sa môže veľmi rýchlo zmeniť z bežnej opravy na bezpečnostný problém.

Profesionálne pracovisko preto musí mať pripravené postupy na manipuláciu s poškodenými článkami a možnosť dostať nebezpečnú batériu preč od ľudí a horľavých materiálov.

Pre domáceho používateľa z toho vyplýva jednoduché pravidlo:

nafúknutá alebo vážne poškodená lítiová batéria nie je vhodný predmet na domáce experimentovanie.

Môže batéria začať horieť počas nabíjania?

Áno, najmä ak je článok poškodený, prehrieva sa alebo nefunguje správne jeho nabíjací či ochranný systém.

Aj preto moderné zariadenia sledujú:

• teplotu,
• napätie,
• stav nabitia,
• nabíjací prúd.

Prečo sa batéria pri nabíjaní zahrieva?

Nabíjanie nie je proces so stopercentnou účinnosťou.

Časť energie sa premieňa na teplo.

K zahrievaniu prispieva:

• vnútorný odpor článku,
• nabíjací prúd,
• elektrochemické procesy,
• elektronika zariadenia.

Mierne oteplenie môže byť normálne.

Veľmi vysoká teplota normálna nie je.

Prečo mobil niekedy prestane nabíjať, kým nevychladne?

Pretože sa chráni.

Moderné zariadenie môže pri príliš vysokej teplote:

• znížiť nabíjací výkon,
• spomaliť nabíjanie,
• alebo ho úplne pozastaviť.

Ak teda telefón oznámi, že sa nabíjanie obnoví až po ochladení, nemusí to znamenať poruchu.

Práve naopak:

ochranný systém robí svoju prácu.

Ničí rýchlonabíjanie batériu?

Nie je správne povedať, že každé rýchle nabíjanie automaticky ničí batériu.

Moderné zariadenia nabíjací výkon regulujú.

Dôležitým nepriateľom Li-ion článku však zostáva nadmerné teplo.

Ak zariadenie pri nabíjaní pravidelne pracuje pri veľmi vysokej teplote, jeho batérii to z dlhodobého hľadiska neprospieva.

Ak rýchle nabíjanie potrebujete, používajte kompatibilnú kvalitnú nabíjačku určenú výrobcom zariadenia.

Ako uskladniť mobil, notebook alebo Li-ion batériu na dlhší čas?

Li-ion akumulátor nie je vhodné na niekoľko mesiacov odložiť:

• úplne vybitý,
• ani neustále nabitý úplne na maximum.

Pri dlhodobom skladovaní je rozumné uložiť zariadenie približne napoly nabité, na chladnejšom a suchom mieste, a pri veľmi dlhom skladovaní stav občas skontrolovať.

Pre bežného človeka teda stačí:

Čo znamená podbitá alebo hlboko vybitá batéria?

Aj nepoužívaný akumulátor sa postupne samovybíja.

Ak necháme telefón, aku náradie alebo iné zariadenie veľmi dlho bez nabíjania, napätie článku môže klesnúť príliš nízko.

Hovorovo sa používa výraz:

podbitá batéria

alebo

hlboko vybitá batéria.

Pri Li-ion článkoch môže ochranná elektronika zabrániť ďalšiemu vybíjaniu alebo nabíjaniu, ak sa článok dostane mimo bezpečný rozsah.

Prečo sa niektoré úplne vybité zariadenia po pripojení nabíjačky ani nezapnú?

Nabíjanie moderného zariadenia nefunguje tak, že nabíjačka je jednoducho dvoma drôtmi pripojená rovno na batériu.

Medzi zdrojom a článkom býva elektronika, ktorá rieši napríklad:

• riadenie nabíjania,
• kontrolu napätia,
• teplotu,
• ochranu batérie,
• riadenie napájania zariadenia.

Táto elektronika rozhoduje, či je možné článok bezpečne nabíjať a akým spôsobom.

Pri veľmi hlboko vybitej alebo poškodenej batérii môže zariadenie odmietnuť spustiť normálne nabíjanie.

Konkrétne správanie však závisí od konštrukcie zariadenia. Niektoré systémy dokážu elektroniku napájať priamo z externého zdroja aj pri veľmi slabej batérii, iné môžu určitý čas pôsobiť úplne „mŕtvo“.

Preto nie je dobrý nápad skúšať hlboko vybitý Li-ion článok doma „nakopávať“ obchádzaním ochranných systémov.

Prečo batérie v zime vydržia kratšie?

Batéria funguje na chemickom princípe a chemické reakcie ovplyvňuje teplota.

V chlade:

• elektrochemické procesy prebiehajú pomalšie,
• rastie vnútorný odpor článku,
• pri väčšej záťaži viac klesá napätie.

Zariadenie preto môže batériu považovať za vybitú skôr.

Po oteplení sa časť dostupného výkonu môže opäť obnoviť.

Ani extrémne teplo však batériám neprospieva.

Praktický príklad: elektronická hrobová sviečka

V lete má malá LED sviečka:

• nízku spotrebu,
• priaznivú teplotu,
• nenáročnú prevádzku.

Môže preto dobre fungovať aj na jednoduchších článkoch.

V zime však batéria pracuje celé dni v chlade alebo mraze.

Práve tam sa môže rozdiel medzi lacným článkom a kvalitnejšou alkalickou batériou prejaviť výraznejšie.

Ak má elektronická sviečka spoľahlivo svietiť počas zimného obdobia, kvalitnejšia alkalická batéria dáva zmysel.

Prečo batérie vytekajú?

Otvoríte starý diaľkový ovládač, baterku alebo hračku a okolo článku nájdete biely či kryštalický povlak.

Batéria vytiekla.

Pri dlhodobom skladovaní, starnutí alebo hlbokom vybití môžu vo vnútri pokračovať chemické reakcie. Môže dochádzať k tvorbe plynov, zvýšeniu tlaku alebo postupnej degradácii tesnenia.

Elektrolyt následne unikne von a môže poškodiť:

• kovové kontakty,
• vodiče,
• plošný spoj,
• ďalšie časti zariadenia.

Preto je rozumné vybrať batérie zo zariadení, ktoré sa niekoľko mesiacov nebudú používať, a odstrániť už vybité články.

„Vybitá“ batéria nemusí byť úplne vybitá

Batéria môže byť pre jedno zariadenie už nepoužiteľná, ale v inom fungovať ešte celé mesiace.

Prečo?

Pretože rôzne zariadenia od nej požadujú úplne iný prúd.

Fotografický blesk verzus diaľkový ovládač

Fotografický blesk potrebuje dostať pomerne veľké množstvo energie do svojho kondenzátora rýchlo.

Ak fotograf urobí jednu fotografiu za druhou, chce, aby bol blesk po každom zábere pripravený čo najskôr.

Staršia alebo čiastočne vybitá batéria môže mať vyšší vnútorný odpor. Pri veľkom odbere jej napätie výrazne klesne.

Výsledok:

blesk sa nabíja veľmi pomaly alebo už prestane spoľahlivo fungovať.

Človek batérie vytiahne a povie:

„Sú vybité.“

Lenže po vložení do diaľkového ovládača môžu fungovať ešte celé týždne alebo mesiace.

Ovládač totiž potrebuje iba veľmi malé množstvo prúdu.

Tá istá batéria teda môže byť:

pre blesk prakticky vybitá

a zároveň

pre ovládač stále použiteľná.

Čo sú fotobatérie?

Pod označením fotobatérie alebo batérie do fotoaparátov môžeme nájsť jednak špeciálne formáty historicky používané vo fotografickej technike, ale aj články vhodné pre zariadenia s náročnejším odberom.

Fotografická technika používala napríklad:

• CR2,
• CR123A,
• 2CR5,
• CR-P2,
• 4LR44,
• AA,
• AAA,
• gombíkové články.

Pri blesku je zase veľmi dôležitá schopnosť článku dodávať vyšší prúd, aby sa kondenzátor rýchlo dobil medzi jednotlivými zábermi.

Prečítajte si aj náš článok o batériách do starých analógových fotoaparátov.

Kapacita mAh nie je všetko

Na akumulátoroch často vidíme:

1 900 mAh, 2 000 mAh, 2 500 mAh...

mAh – miliampérhodina – vyjadruje kapacitu článku, teda zjednodušene množstvo elektrického náboja, ktoré článok dokáže za daných podmienok poskytnúť.

Kapacita však sama o sebe nepovie, či je batéria vhodná do konkrétneho zariadenia.

Dôležité sú aj:

• napätie,
• vnútorný odpor,
• schopnosť dodávať vyšší prúd,
• chemická technológia,
• teplota,
• priebeh napätia pri vybíjaní.

Ako zistiť, či je batéria ešte dobrá?

Jednou možnosťou je zmerať jej napätie multimetrom.

Samotné napätie bez záťaže však nemusí povedať celý príbeh.

Batéria môže naprázdno vyzerať celkom dobre, ale pri pripojení zariadenia s vyšším odberom jej napätie výrazne klesne.

Tester batérií

Pre domácnosť existujú jednoduché testery batérií, ktoré umožnia orientačne posúdiť ich stav.

Môžu pomôcť rozlíšiť:

• dobrý článok,
• oslabený článok,
• prakticky vybitú batériu.

V ponuke SLOVALUX máme napríklad tester batérií EMOS.

Tester nemusí povedať presnú zostávajúcu kapacitu v percentách, ale je praktický napríklad vtedy, keď máte doma zásuvku plnú AA a AAA článkov a neviete, ktoré sú ešte použiteľné.

Dá sa batéria otestovať tým, že ju pustíte na stôl?

Na internete sa objavuje trik s alkalickými článkami:

batériu pustíte z malej výšky kolmo na tvrdú podložku a sledujete, ako odskočí.

Viac vybitá alkalická batéria sa môže správať pri odraze inak než nová, pretože počas vybíjania sa menia vnútorné materiály článku.

Nie je to však spoľahlivý merač zostávajúcej kapacity.

Z výšky odskoku nezistíte, či batéria ešte zvládne konkrétne zariadenie.

Na praktické posúdenie je vhodnejší tester batérií alebo elektrické meranie.

Akú batériu použiť do konkrétneho zariadenia?

Najdrahšia batéria nie je automaticky najlepšia.

Najlepšia je správna batéria pre konkrétne použitie.

Pri zdravotníckych a meracích prístrojoch by sme nepovedali, že drahšia batéria sama osebe „zlepší presnosť“.

Správne skonštruovaný prístroj má slabé napájanie detegovať. V zariadení, na ktoré sa však spoliehame pri meraní alebo ochrane zdravia, jednoducho nedáva zmysel experimentovať s nevhodným typom článku.

AA, AAA, C, D a ďalšie bežné formáty

Rozmer však ešte nehovorí všetko.

Čo znamená LR6, HR6 alebo LR03?

Rovnaký fyzický formát môže existovať v rôznych chemických technológiách.

Napríklad:

AA / LR6 / 1,5 V – alkalický článok

AA / HR6 / 1,2 V – NiMH akumulátor

alebo:

AAA / LR03 – alkalická AAA

AAA / HR03 – NiMH AAA.

Fyzicky teda články môžu vyzerať veľmi podobne, ale vo vnútri ide o rozdielnu technológiu.

Gombíkové batérie: nestačí povedať „takúto malú okrúhlu“

Pri gombíkových článkoch existuje veľké množstvo typov.

Môžu sa líšiť:

• priemerom,
• výškou,
• napätím,
• chemickou technológiou,
• kapacitou,
• vlastnosťami pri zaťažení.

Niektoré sú na prvý pohľad takmer rovnaké.

Preto pri gombíkovej batérii neodporúčame nakupovať podľa princípu:

„Táto vyzerá približne rovnako.“

Najlepšie je pozrieť presné označenie na pôvodnom článku alebo v návode zariadenia.

Pri gombíkových batériách navyše existujú rôzne alternatívne a historické označenia. Tomu sa budeme venovať v samostatnom článku s tabuľkou ekvivalentov.

Olovené akumulátory

Olovený akumulátor patrí medzi najstaršie a stále veľmi rozšírené nabíjateľné technológie.

Používa sa napríklad v:

• automobiloch,
• motocykloch,
• UPS,
• alarmoch,
• núdzovom osvetlení,
• manipulačnej technike,
• telekomunikačných systémoch,
• solárnych systémoch.

Autobatéria, trakčná a záložná batéria nie sú to isté

Aj keď môžu všetky používať olovenú chémiu, sú optimalizované na odlišnú prácu.

Štartovacia autobatéria

Je ako šprintér.

Musí počas niekoľkých sekúnd dodať veľmi vysoký prúd, aby roztočila štartér spaľovacieho motora.

Trakčná batéria

Je skôr vytrvalostný bežec.

Má dlhšie dodávať energiu a opakovane zvládať cykly nabíjania a vybíjania.

Používa sa napríklad v:

• elektrických vozíkoch,
• manipulačnej technike,
• určitých rekreačných vozidlách.

Záložná alebo stacionárna batéria

Môže veľkú časť života iba čakať nabitá a energiu poskytnúť až pri výpadku napájania.

Typické použitie:

• UPS,
• alarmy,
• núdzové osvetlenie.

Čo znamená bezúdržbová batéria?

„Bezúdržbová“ neznamená:

večná alebo nezničiteľná.

Pri starších alebo servisovateľných zaplavených olovených akumulátoroch bolo možné kontrolovať hladinu elektrolytu a podľa konštrukcie dopĺňať destilovanú alebo demineralizovanú vodu.

Nie obyčajnú vodu z vodovodu.

Pri moderných uzavretých akumulátoroch používateľ takýto servis nevykonáva.

Batéria však stále:

• starne,
• môže sa hlboko vybiť,
• stráca kapacitu,
• reaguje na teplotu,
• potrebuje správne nabíjanie.

AGM, GEL a VRLA

Pri olovených akumulátoroch sa často stretávame s označeniami:

• AGM,
• GEL,
• VRLA.

Ide o rôzne konštrukčné riešenia olovených batérií.

Pre tento veľký všeobecný článok stačí vedieť, že ani všetky olovené batérie nie sú navzájom rovnaké a ich vhodnosť a nabíjanie závisia od konkrétneho typu.

Táto téma si pokojne zaslúži samostatný článok.

Od batérie v hodinkách až po batériu celého domu

Batériové technológie dnes pokrývajú obrovské rozpätie.

Môžeme si ho predstaviť napríklad:

gombíkový článok → AAA → AA → 9 V → fotografická batéria → batéria mobilu → akumulátor aku náradia → autobatéria → trakčný akumulátor → elektromobil → batériové úložisko domu

Na jednom konci máme miniatúrnu batériu v hodinkách.

Na druhom akumulátorové systémy schopné ukladať energiu pre:

• elektromobil,
• rodinný dom,
• fotovoltickú elektráreň,
• komerčnú budovu,
• priemyselnú prevádzku.

Pri veľkých úložiskách už bežne nepoužívame mAh, ale energetickú kapacitu vyjadrenú v kilowatthodinách – kWh.

Trochu histórie batérií

História moderných batérií siaha viac než dve storočia dozadu.

V roku 1800 Alessandro Volta predstavil svoj Voltov stĺp – zariadenie z rôznych kovových diskov a navlhčeného materiálu, ktoré dokázalo vytvárať trvalejší elektrický prúd.

Neskôr prišiel rozvoj praktických suchých článkov, alkalických batérií, rôznych niklových systémov a napokon moderných lítiových technológií.

Je pri batérii dôležitá značka?

Áno.

Ale samotné logo na obale nepovie celý príbeh.

Veľkí výrobcovia ponúkajú viac produktových radov, ktoré môžu byť určené na úplne rozdielne použitie.

Mercedes triedy A a Mercedes triedy S

Predstavte si porovnávanie áut iba podľa značky.

Mercedes triedy A aj triedy S sú Mercedesy.

To však neznamená, že predstavujú rovnakú produktovú kategóriu.

Podobne môže jedna značka batérií ponúkať:

• základnú ekonomickú radu,
• univerzálnu alkalickú radu,
• prémiovú vysokovýkonnú radu,
• články s dôrazom na dlhé skladovanie,
• batérie optimalizované pre náročnejšie zariadenia.

Preto nedáva veľký zmysel porovnať:

najlacnejšiu batériu jednej značky

s

najvyššou prémiovou radou inej značky

a podľa toho vyhlásiť víťaza celej značky.

Vyrába každá značka svoje batérie sama?

Nie vždy.

Batériový priemysel využíva aj OEM výrobu.

To znamená, že jeden špecializovaný výrobca môže vyrábať články:

• pod vlastnou značkou,
• pre výrobcu elektroniky,
• alebo pre inú značku.

To však neznamená, že všetky výrobky z jednej továrne sú rovnaké.

Rôzni zákazníci môžu požadovať rozdielnu:

• špecifikáciu,
• konštrukciu,
• výkon,
• kontrolu kvality,
• skladovateľnosť,
• ochranu proti vytečeniu,
• cenu.

Takže veta:

„Veď to vyrába tá istá fabrika.“

ešte automaticky neznamená:

„Je to presne tá istá batéria.“

Bezpečnosť: čo s batériami nikdy nerobiť

Mimoriadny pozor na gombíkové batérie pri deťoch

Gombíková alebo mincová batéria nie je pre malé dieťa nebezpečná iba preto, že by sa ňou mohlo zadusiť.

Ak uviazne napríklad v pažeráku, môže v kontakte s telesnými tekutinami vytvoriť elektrický obvod a spôsobiť vážne poškodenie tkaniva.

Závažné poškodenie môže vzniknúť veľmi rýchlo.

Čo robiť, ak dieťa batériu prehltne?

Gombíkové batérie preto uchovávajte mimo dosahu detí a kontrolujte, či sú priestory na batérie v hračkách a ďalších zariadeniach bezpečne uzavreté.

Batérie nepatria do bežného odpadu

Použité batérie a akumulátory patria do oddeleného zberu.

Môžete ich odovzdávať napríklad:

• do zberných nádob na batérie,
• na určených predajných miestach,
• v zberných dvoroch,
• prostredníctvom systémov spätného zberu.

Pri Li-ion batériách je to mimoriadne dôležité aj kvôli požiarnej bezpečnosti. Ak skončia v bežnom odpade alebo zmesovom recyklačnom toku, môžu byť počas prepravy a triedenia rozdrvené alebo skratované a spôsobiť požiar.

Recykláciou zároveň získavame späť časť hodnotných materiálov a znižujeme potrebu ich novej ťažby.

Internetom kolujú rôzne tvrdenia typu:

„jedna batéria znečistí X-tisíc litrov vody“

alebo

„zničí X metrov pôdy“.

Takéto univerzálne čísla by sme bez dôveryhodného zdroja neuvádzali. Rôzne batérie obsahujú rozdielne materiály a ekologický dopad závisí aj od spôsobu likvidácie.

Dôležitý fakt je jednoduchší:

batéria nie je bežný komunálny odpad a patrí do oddeleného zberu.

Najčastejšie otázky o batériách

Môžem nabiť obyčajnú alkalickú AA batériu?

Ak výrobca výslovne neuvádza, že je článok určený na nabíjanie, nie.

Prečo má NiMH AA iba 1,2 V a alkalická 1,5 V?

Pretože používajú rozdielnu chemickú technológiu. Nižšie menovité napätie automaticky neznamená horšiu batériu.

Oplatí sa dávať nabíjateľné batérie do TV ovládača?

Väčšinou nie veľmi. Ovládač má takú malú spotrebu, že kvalitné alkalické články v ňom môžu fungovať veľmi dlho.

A do detského autíčka?

Ak v ňom meníte batérie často, áno. To je jedno z najlepších domácich použití kvalitných NiMH akumulátorov.

Prečo funguje batéria v ovládači, ale už nie vo fotografickom blesku?

Blesk potrebuje výrazne vyšší prúd. Ovládač má veľmi malú spotrebu a zvládne pracovať aj s článkom, ktorý je pre blesk už príliš slabý.

Prečo batérie v zime vydržia kratšie?

Chlad spomaľuje elektrochemické procesy a zvyšuje vnútorný odpor článku, takže pri zaťažení viac klesá napätie.

Prečo batéria vytečie?

Pri starnutí, hlbokom vybití alebo dlhom skladovaní môže dôjsť k vnútorným chemickým zmenám a zhoršeniu tesnenia článku.

Prečo sa mi nafúkla batéria v mobile?

V starom alebo poškodenom lítiovom článku môžu prebiehať nežiaduce reakcie vytvárajúce plyn. Keď plyn zostane uzavretý v mäkkom obale, článok sa nafúkne.

Prečo mobil prestane nabíjať, keď je veľmi horúci?

Pretože ochranná elektronika môže obmedziť alebo zastaviť nabíjanie, aby chránila článok.

Musím nabíjateľnú batériu pred nabíjaním úplne vybiť?

Nie. Pri moderných NiMH a Li-ion článkoch to vo všeobecnosti nie je potrebné a hlboké vybíjanie môže byť dokonca škodlivé.

Ako mám odložiť starý mobil na rok?

Pri Li-ion zariadení je vhodné neodkladať ho úplne vybité. Pri dlhodobom skladovaní sa odporúča približne polovičné nabitie a občasná kontrola.

Ako zistím, či je AA batéria ešte použiteľná?

Pomôže multimeter alebo jednoduchý tester batérií. Samotné napätie bez záťaže však nemusí dokonale vystihovať správanie článku pri reálnom odbere.

Zhrnutie

Pod jednoduchým slovom batéria sa ukrýva obrovský svet elektrochemických technológií.

Od malej gombíkovej batérie v hodinkách cez alkalickú AA v ovládači, NiMH článok v detskej hračke alebo fotografickom blesku, Li-ion akumulátor mobilného telefónu a olovenú autobatériu až po veľké batériové úložisko rodinného domu.

Základný princíp však zostáva podobný:

chemickú energiu premieňame na elektrickú a pri akumulátoroch ju vhodným nabíjaním opakovane ukladáme späť.

A pri výbere konkrétnej batérie je stále najbezpečnejšie pravidlo:

pozrite presné označenie pôvodného článku a riaďte sa požiadavkami výrobcu zariadenia.