O baterijah

Baterija je naprava, ki pretvarja kemično energijo v električno. Vsaka baterija je sestavljena iz ene ali več galvanskih celic (o tem, kako deluje galvanska celica lahko zasledite v vsakem učbeniku fizike). Glavna razlika med posameznimi tipi baterij je v materialih, ki so uporabljeni za anodo, katodo in elektrolit. Različni materiali dajejo baterijam različne lastnosti in tudi omogočajo polnjenje (ali ne polnjenje) baterij – le pri določenih vrstah uporabljenih materialov je namreč možno obrniti kemijski proces, ki poteka v bateriji pri praznjenju in jo tako napolniti.

Omejil se bom na nekaj najpogostejših tipov baterij:

Alkalne baterije:
baterije, ki jih najbolj pogosto uporabljamo in se ne dajo polniti. Običajno imajo cinkovo anodo, ogljikovo katodo in luznat elektrolit.
Alkalne baterije, ki jih lahko polnimo so se pojavile v zadnjem času. Njihova zgradba (uporabljeni materiali) in lastnosti so podobne navadnim alkalnim baterijam.

Napetostna krivulja praznjenja alkalnih baterij je zelo strma (skoraj linearna). Ko se baterija prazni pada njena napetost skoraj linearno. Take baterije zato niso primerne za digitalne fotoaparate, saj le-ti zahtevajo relativno visoko napetost za svoje delovanje. Alkalna baterija je zaradi tega že po nekaj urah (ali celo prej) uporabe v fotoaparatu zanj “prazna” (v resnici ni prazna – poskusi tako, da jo “sprazniš” v fotoaparatu in jo potem uporabiš v na primer walkmanu ali kakšni igrači).
Pomanjkljivost alkalnih baterij, ki se lahko polnijo, je tudi v tem, da jih lahko napolnimo samo 20 – 100 krat.

NiCd:
nikelkadmijeve baterije so baterije, pri katerih je anoda iz kadmija in katoda iz nikljevega hidroksida.

Napetostna krivulja praznjenja NiCd baterij je precej bolj položna kot pri alkalnih in tako NiCd baterije obdržijo svojo nominalno napetost (oz. so zelo blizu le-tej) približno 2/3 časa praznjenja, potem pa napetost zelo strmo pade. Kot take so primerne za uporabo tudi v digitalnem fotoaparatu. Napolnimo jih lahko nekje do 1000 krat. Težava NiCd baterij je edino, da so podvržene takoimenovanemu memory efektu. Če baterije ne izpraznimo v celoti, se pri naslednjem polnjenju ne bo več popolnoma napolnila. To se zgodi zato, ker se pri polnjenju NiCd baterije tvorijo nekakšni kristali, ki zavirajo kemijski proces generiranja elektronov pri praznjenju. Če se baterija ne izprazni v celoti, jih nekaj ostane in po naslednjem polnjenju jih je potem vedno več. Skratka, kakor se to ponavlja, se kapaciteta baterije manjša in baterija sčasoma postane neuporabna. Pri fotoaparatu je to kar problem, saj se v fotoaparatu baterija nikoli ne izprazni popolnoma. Je pa res, da obstajajo polnilci, ki baterijo najprej izpraznijo in šele potem napolnijo, kar v veliki meri (bojda ne popolnoma) izniči memory efekt.

NiMh baterije so zelo podobne NiCd baterijam, le da je namesto kadmija za anodo uporabljena nekakšno kovinska zlitina.

Napetostna krivulja praznjenja je zelo podobna tisti pri NiCd – torej položna. Večina proizvajalcev tudi trdi, da imajo NiMh baterije tudi do 40% večjo kapaciteto od enakih NiCd baterij (torej, da traja baterija 40% časa dlje kot NiCd). Napolnimo jih lahko pravtako približno 1000 krat. Obenem NiMh baterije imajo memory efekt, zato je obvezno v polnilcu uporabiti funkcijo najprej praznjenje in nato polnjenje. Kot take (pa tudi zaradi ugodnega razmerja cena / zmogljivosti – niso kaj preveč dražje od NiCd) so najbolj primerne za digitalni fotoaparat. Njihova slabost je le morda relativno visoka stopnja samopraznjenja (baterija se prazni zaradi vlage v zraku in – sicer majhne – prevodnosti ohišja tudi ko ni v uporabi). Ta stopnja je za NiMh približno 2 do 3% na dan, tako, da jih moramo ali uporabljati non-stop, ali jih napolniti neposredno pred uporabo. To pa pri digitalnem fotoaparatu itak ne bi smel biti problem.
Za primerjavo, stopnja samopraznjenja alkalnih baterij je pribl 5% na leto, NiCd pa pribl. 1% na dan.

Li in Li-ion baterije so baterije, ki se pojavljajo predvsem v zadnjem času. Pri le-teh je anoda iz litija. Li baterije se ne dajo polniti, Li-ion pa so podobne baterije, le da jo lahko polnimo. Po značilnostih so podobne NiMh baterijam, imajo pa veliko večjo kapaciteto (po nekaterih virih 3 krat več kot NiMh). Težava je le, da so prekleto drage (nekajkrat dražje od NiMh). Obenem so bojda lahko zelo nevarne, saj litij v stiku z vodo reagira tako, da sprošča vodik, ki je vnetljiv in eksploziven, obenem pa je tališče litija menda nekje pri 180C in če pride do taljenja litija (kar se pri tako nizki temperaturi tališča kaj lahko zgodi) in stika s katodo se menda sprožijo zelo neugodne kemijske reakcije. Zadnje čase vse vec proizvajalcev uporablja za napajanje fotoaparatov prav takšne baterije (zaradi velike kapacitete).

– DODANO –
(http://www.overclock.net/t/1316525/ups-battery-backup-for-55-gallon-fish-tank/10)

Karakteristike 3,7V litij-ionskih (Li-ion) baterij:
Polnilna napetost: največ 4,2V
Izpraznjenost: največ do 20% kapacitete baterije
Število polnjenj: do 1800 krat

Pri litij-ionskih baterijah za mobitele je ponavadi vgrajeno zaščitno vezje, ki prepreči polnjenje čez 4.2V in uporabo baterije pod 2,7 – 2,9V. Cenene baterije za mobitele ali 3,7V polnilne baterije tipa 18650 tega nimajo.
– DODANO –

Za konec:
Priporočam uporabo NiMh baterij čim večje kapacitete (na primer 1500 ali vec mAh).

Pomembno je tudi, da uporabič polnilec, ki je namenjen polnjenju uporabljenega tipa baterij. Tako na primer ni smiselno polniti NiMh baterij s polnilcem za alkalne baterije. Pride lahko do pregrevanja baterij, do prenapolnjenja baterij in navsezadnje tudi do uničenja le-teh. Različni tipi baterij zahtevajo namreč različne metode polnjenja (konstantni tok polnjenja, spremenljivi tok polnjeja, impulzno polnjenje ipd.).

Pa še nekaj:
Čeprav so baterije istega tipa različnih proizvajalcev načeloma enake in jih tudi na primer lahko polnimo v istem polnilcu, ni priporočljivo uporabljati (niti polniti, niti prazniti) baterij različnih proizvajalcev skupaj. Iz izkušenj vem, da so tehnično enake baterije pravzaprav zelo različne. Sam imam 4 NiMh 1600mAH firme ANSMANN in 4 NiMh 1600mAh GP. GP mi v povprečju zdržijo v fotoaparatu kaksni 2 uri manj, razlog mi je še neznan.

  

– 2004-10-16 22:37:39
Kar v redu napisano in razloženo. Imam pa pripombo, tudi NiMh baterije imajo memory efekt! 100% preverjeno. Zato obvezno v polnilcu uporabiti funkcijo najprej praznjenje in nato polnjenje. Še en podatek se mi zdi pomemben, če jim napetost pade pod 0.7V so že lahko uničene. Dobro, to ni problem v foto aparatih, ki se že pred tem izklopijo, v drugih napravah, kjer ni nadzora nad stanjem baterij, pa se to lahko hitro zgodi.

Avtor: Gumby

Vir vsebine: www.slo-foto.net
Datum objave: 11.10.2004

Advertisements

Posted on 16. februarja 2013, in Elektrika, Energija and tagged , , . Bookmark the permalink. Komentarji so izklopljeni za O baterijah.

Komentarji so zaprti.

Natural-Portal

V sožitju z naravo

%d bloggers like this: