Akumulátory NiMh s nízkým samovybíjením LSD NiMh

Nová generace NiMh (nickel metal hydridových) akumulátorů nazývaná jako NiMh LSD (low self disscharging) se stala během tří let prověřenou  samozřejmostí a oddálila tak předpovědi o ústupu tužkových baterií ve svítilnách a čelovkách. NiMh LSD tedy akumulátory s nízkou hodnotou samovybíjení nabízejí vyšší odebírané proudy, lepší odolnost proti chladu a hlavně zanedbatelné samovybíjení.

 

Samovybíjení je jev, který způsobuje pokles akumulované energie v článku i přesto, že článek není využíván. Samovybíjení je způsobeno konstrukčními principy baterie. Baterie denně ztrácí určité procento své kapacity a pokud ji nenabijeme například půl roku, může se sama zcela vybít. Tento jev je celkem běžný a známý u NiMh akumulátorů, naopak primární alkalické články jím po celou dobu své použitelnosti netrpí (v řádech let). Nejnižší samovybíjení mají primární lithiové baterie, u kterých je minimální pokles kapacity garantován až po dobu 15 let. Běžná hodnota samovybíjení u klasických NiMh byla uváděna 30% za měsíc. Kolem roku 2007 existovala dokonce série NiMh Sanyo 2700 mAh, u níž samovybíjení činilo až 5% kapacity denně. Pokles kapacity byl tedy třetinu za týden. Tato série byla později za "velmi výhodné ceny" rozprodána.

Obr. č. 1: NiMh LSD akumulátory nejznámějších značek GP recyko a Sanyo eneloop.

 

Jaká je tedy hodnota samovybíjení u NiMh LSD? Výrobci shodně uvádějí pokles o 10% kapacity po 6 měsících od nabití nebo 15% po jednom roce (viz. GP). To znamená, že nabité články NiMh LSD si mají po půl roce udržet 90% své původní kapacity a za rok od nabití mají mít stále ještě 85% původní kapacity. U poslední generace Sanyo eneloop z roku 2012 deklaruje výrobce dokonce 75% původní kapacity po době uložení 3 roky. Sanyo udává zůstatek původní kapacity na hodnotě 70% po 5 letech od nabití. Podle metodiky sanyo je tato naměřená zůstatková kapacita zjištěna  po vybití uložené baterie proudem 740 mA a odpojením akumulátoru při 1,0 Voltu. 

tab. č. 1: vypočtené hodnoty zbývající kapacity v časech 1 den až 3 měsíce od nabití článku o kapacitě 2800 mAh pro tři různé hodnoty samovybíjení. Od kvalitních NiMh (1%) až po velmi nekvalitní (5%).

 

Graf č. 1: znázornění údajů z tab. č. 1 pro ilustraci, jak výrazný může být úbytek kapacity v čase u různě kvalitních NiMh baterií s samovybíjením 15 až 5%.

 

Výhodu nízké hodnoty samovybíjení lze spatřovat především v tom, že akumulátory nemusíme pravidelně dobíjet  ve spěchu před jejich použitím. Můžeme je nabít hned po akci a připravit si je s vědomím, že po několik týdnů budou připraveny téměř stoprocentně nabité. To oceníme například u Walkie talkie vysílaček, měřičské techniky, příručních svítilen a dalšího vybavení, které používáme méně pravidelně. Také baterie v záložní čelovce zabalené trvale na dně osobního vaku do jeskyně budou stále nabité a připravené pro případ nouze. Vyhneme se tak riziku, že nás v nouzi zklamou půl roku nedobíjené baterie v záložní čelovce. 

Dle slov Kocoura1 :"Člověk někam jede na týden a dneska to znamená mít připravené tužkovky do světel, GPSky, často i foťáku, mapovací elektroniky, prostě taky třeba desítky kusů. To dřív znamenalo věnovat dost času obsluze nabíječky, když bylo na čase balit, shánět potraviny a tak. Tyhle dlouhodržící články se nabijou po akci, a před další akcí je sice taky dobré dotlačit je před použitím na 100% kapacity, ale když na to není čas, tak se nic neděje."

 

Značky a jejich modely prodávané v ČR:

  • Panasonic Infinium
  • Sanyo Eneloop
  • Golden Peak (GP) ReCyko

 

Mezi další nesporné výhody těchto baterií patří jejich mnohem vyšší odolnost vůči chladu (dle jsou výrobce provozuschopné až do -10°C).

Malá hodnota vnitřního odporu má za následek hned několik výhodných vlastností. Maximální vybíjecí proud článků je až 4 000 mA. Kapacita baterií změřená při vybíjecím testu klesala z 2000 mAh na 1850 mAh při nárůstu vybíjecího proudu z 400 mA na 4 000 mA. To znamená, že kapacita je vcelku stejná pro použití jak v čelovce, tak v digitálním fotoaparátu nebo jiném zařízení s vyšším odběrem. U klasických NiMh je přitom kapacita odvozena podle naměřených hodnot při vybíjení velmi malými proudy. U klasických NiMh GP se tak dočteme, že 2800 mAh baterie vydají při odběru 25mA. To odpovídá jedné nebo dvěma LED. V případě digitálního fotoaparátu bude odběr až 2A a kapacita bude z toho důvodu výraně nižší.

Obr. č. : příklad poklesu napětí a celkové kapacity při porovnání NiMh LSD s primárními alkalickými materiemi. LSD NiMh mají po delší dobu napětí nad 1V při stejném vybíjecím proudu.

 

Na grafu výše je vidět také pokles celkové kapacity alkalických článků při vyšších proudech. Uváděná kapacit alkalických baterií je mezi 2900 mAh a 3300 mAh podle druhu a značky, ale tyto hodnoty jsou měřeny při mnohem menším odběru (50 mA).

 

Další vlastností vyplývající z nízkého vnitřního odporu je i nižší pokles napětí v čase při vybíjení vysokými proudy. Znamená to, že např. digi fotoaparát bude fungovat déle, protože neklesá napětí článku vlivem zátěže. Pokles napětí na článku, při kterém elektronika fotoaparátu hlásí vybité baterie bude naměřen po delším používání, než u klasických NiMh. 

Cena baterií se pohybovala kolem 70,- Kč (leden 2010) za kus AA tužkové, mikrotužkové 80,- Kč. Na počátku roku 2013 lze zakoupit kusové baterie eneloop i pod čásktu 50,- Kč/ks. (www.softcom.cz) Cenově se tedy příliš neliší od klasických "rádosevybíjecích" NiMh akumulátorů. 

Jako jediná nevýhoda může vyznít nižší uváděná kapacita akumulátorů v porovnání s klasickými NiMh akumulátory. U klasických NiMh se uvádí až 3000 mAh. Výrobci ale neradi zmiňují nízký vybíjecí proud při kterém tyto hodnoty naměřili. Běžná kapacita např. Sanyo eneloop velikosti AAA (tužková baterie) se pohybuje na 2000 mAh. Kapacita mikrotužkového AAA akumulátoru se pohybuje kolem 800 mAh, což je hodnota téměř srovnatelná s kapacitou klasických NiMh této velikosti.

Jiné články (C,D,  9V apod.) se prozatím nevyrábějí. Pro C a D články se však dá prakticky použít plastové konverzní pouzdro. Článek velikosti C má shodnou délku s AA a konvertor vypadá pouze jako dutý tubus. U konverze na D článek je přidán kovový kontakt (+) kterým se baterie prodlouží. Koupě je záležitosí desítek korun.

Hmotnost akumulátorů NiMh LSD je vyšší než u klasických NiMh, avšak zanedbatelně. Proti průměrným 25 g na NiMh článek AA je hmotnost LSD Sanyo Enelop 27g.

 

Použité zdroje:

[1] KOCOUREK, K. : e-mail s námětem ke zpracování článku o NiMh LSD.

[2] SANYO - internetové stránky výrobce : http://www.eneloop.info/

[3] Golden Peak - internetové stránky výrobce : http://www.gprecyko-cz.com/index.html

[4] TERAOKA, H: Development of Low Self-discharge Nickel-metal Hydride Battery. Takasaki, Japan,2009.

      http://www.eneloop.info/fileadmin/EDITORS/ENELOOP/ARTICLES/Teraoka_Article_EN.pdf

[5] Wikipedia, Nickel Metal Hydride battery : online http://en.wikipedia.org/wiki/Nickel-metal_hydride_battery

[6] Wikipedia, LSD Nickel Metal hydride batteries : online http://en.wikipedia.org/wiki/Low_self-discharge_NiMH_battery