1. NiCd – nikl-kadmiový akumulátor

Hromadná výroba NiCd baterií je datována od poloviny 60.let 20.století.  Mezi největší výhody článků s touto technologií jsou jejich vlastnosti při nízkých teplotách a mohou být dlouhodobě uloženy i při relativně nízkém napětí. Celkově poskytují velmi dobrou dlouhodobou životnost, což je řadí mezi velice ekonomické články. Mají nízký vnitřní odpor a současně mohou být vysoce proudové. Jejich využití najdeme nejčastěji ve starších typech akubaterií do nářadí, v nouzových osvětleních atd. Hlavní nevýhodou je jejich chemické složení, které díky přítomnosti vysoce toxického kadmia, již není v souladu s dnešních chápáním životního prostředí. Legislativa a právní předpisy výrazně omezují použití a dovoz NiCd na území EU. Jediné oblasti, kde je možno ještě NiCd uplatnit jsou přístroje používané ve zdravotnictví, v zabezpečovacích zařízeních, v nouzových osvětleních, pro vojenské účely. V oblasti baterií do nářadí je nahrazujeme NiMH technologií, která současně nabízí i vyšší kapacitu.

Jmenovité napětí článku je 1,2V, Maximální nabíjecí napětí je cca 1,35V, minimální vybíjecí napětí cca 0,9V. Hustota energie: 40-60Wh/kg. Běžné je nabíjení proudem 0,1-0,2C (násobek kapacity mAh), ale u některých typů i rychlonabíjení až 2C.

2. NiMH – nikl-metal hydridový akumulátor

Široce rozšířený akumulátor napříč odvětvími od spotřebitelského sektoru po průmyslové využití. Tato technologie byla vyvinuta jako ekologická náhrada za NiCd baterie, kdy kovová slitina nahrazuje toxické kadmium. Jejich největší výhodou je vyšší hustota energie, díky čemuž mají články vyšší kapacitu než NiCd. Články bývají označovány jako “tvrdé” , disponují vysokými vybíjecími i nabíjecími proudy. Články mohou být různě zaměřené: standartní, vysokoproudové, vysokokapacitní, vysokoteplotní, pro nepřetržité nabíjení nebo s nízkým samovybíjením. Mezi nevýhody můžeme řadit vyšší samovybíjení, NiMH baterii je třeba během nepoužívání častěji nabíjet.

Nominální napětí článku je 1,2V. Maximální nabíjecí napětí činí cca 1,4V, minimální vybíjecí napětí cca 1,0V. Klesne-li napětí článku pod cca 0,9V, obtížně se oživují. Je třeba je “nacyklovat”, opakovaně naplno nabít a vybít. Hustota energie: 60-120Wh/kg. Co se týče kapacity, tak běžné AA baterie mají kapacitu cca 2500mAh, ale velice osvědčené jsou modely o kapacitě 2000mAh s nízkým samovybíjením a 1800 nabíjecími cykly.

3. Li-ion  – lithium-iontový akumulátor

V dnešní době nejrozšířenější typ akumulátoru používaný v mnoha oblastech našeho života. Název zjednodušuje označení více typů baterií dle chemického složení např.: LiNiCoAlO2, LiNiMnCoO2, LiMn2O4, LiCoO2LiFePO4. Toto složení určuje, zda je článek vhodnější pro použití třeba v elektro automobilech, elektrokolech, elektrickém akunářadí nebo spotřební elektronice, počítačové technice nebo pro uchování solární energie atd. Baterie – ať už jednočlánek nebo bateriová sestava jakékoli konfigurace musí být elektronicky regulována. Tomuto modulu se říká PCB ( PCM ) nebo také Battery Management System (BMS). Tento modul je propojen se všemi články sestavy a kontroluje jejich napětí během nabíjení i vybíjení, teplotu atd.

Běžné napětí článku je 3,6 nebo 3,7V ( u LiFePO4 3,2V) , max. nabíjecí napětí je dle typu cca 4,2V, min. vybíjecí napětí cca 2,5-2,75V. Hustota energie: cca 150 – 250 Wh/kg. Proudové zatížení může být 1C- 2C – 5C, ale také 10C-20C-30C krátkodobě. 1C = 1x nominální kapacita článku (tedy platí, že proudové zatížení 3,5C u článku 2,9Ah může být až 10A kontinuálně). Nejběžnější velikost článku je válcový typ 18650 (18x65mm), ale rozšiřují se i velikosti 26650, 18500 atd. Kapacity článků mohou být různé, od cca 2000mAh-4000mAh.

 

4. Kdy a jak nabíjet baterii?

Platí základní poučka: Nenabíjet zbytečně často a vždy do plné kapacity baterie. Počet nabíjecích cyklů je vedle způsobu skladování hlavním určujícím faktorem v životnosti baterie. Životnost baterie může být krátkodobá ( výdrž na jedno nabití ) nebo dlouhodobá ( v řádu měsíců a let). Množství nabíjecích cyklů se uvádí u Li-ion nebo NIMH cca 500-1000x, u NiCd až 1500x. Hodně zjednodušeně řečeno, budete-li nabíjet baterii každý den, vydrží Vám dva roky, během nichž se bude postupně kapacita snižovat.

Nejvíce pružný a odolný během zacházení je NiCd, nevadí mu skladování ve vybitém stavu, je odolný vůči hlubokému vybití nebo naopak přebití. Má vysoký teplotní rozsah, pracuje bez problémů v rozmezí teplot od -25 do +50st C. Před nabitím je vhodné akumulátor nejprve vybít na jeho minimální hodnotu. Největší předností je jeho životnost. Článek lze oživit tzv. cyklováním opakovaným plným nabitím a plným vybitím při použití nižších proudů.

Pro NiMH technologii je nejvíce charakterizující výkonnost. Články jsou určeny pro časté použití, mohou dodávat relativně vysoké proudy. Mají dlouhou životnost, malé pořizovací náklady, možnost rychlonabíjení bez většího poškození. Nepracují ale dobře při nižších teplotách pod +5st C., články vykazují jakoby nižší napětí. Není určitě dobré nechat NiMH článek déle při nízkém napětí, články mají vyšší samovybíjení a obtížně se po té oživují, články už pak mají nižší kapacitu.

Li-ion akumulátor nabízí především vysoký výkon, disponuje vysokými nabíjecími i vybíjecími proudy,  nabízí vyšší kapacitu a současně si udržuje nízkou váhu. Je ale třeba jej nejvíce hlídat. Nikdy nenechávejte akumulátor zcela vybitý, PCB obvody také odebírají určitý proud a klesne-li napětí článku v sestavě pod hraniční mez, je velice obtížné jej oživit. Baterie se potom zablokuje a vypne. Typicky toto nastává po zimě, kdy během skladování a nepoužívání baterií ( třeba do nářadí nebo elektrokol ), jim klesne napětí pod hraniční mez. Proto baterii pokud ji nepoužíváte alespoň jednou za 3 měsíce nabijte. Pokud možno ji ale nenechávejte zbytečně dlouho plně nabitou , plné nabití jí také neprospívá. Ideálně skladujte při střední hodnotě nabití v suchém prostředí při stabilní nižší teplotě cca +5 až +15st C. Vyšší teploty během skladování také neprospívají dlouhodobé životnosti. Na druhou stranu články pracují v širokém rozmezí cca od -20 do +50st C. Paměťový efekt není žádný, není třeba nijak li-ion baterie oživovat, cyklovat atp. Li-ion baterie jsou z uvedených typů nejvíce nebezpečné, při zkratu nebo poškození vnějšího pláště článku hrozí výrazné nebezpečí požáru, který víceméně nelze uhasit a je třeba nechat článek “vyhořet”. Proto varujeme před jakoukoli neodbornou manipulací s bateriovou sestavou uvnitř originálního krytu.