Tužková baterie, článek 18650 i knoflíková „mince“ fungují na stejném principu, ale chemie uvnitř rozhoduje o všem podstatném: jaké napětí článek dává, jestli se smí nabíjet, jak rychle se sám vybíjí a do jakého zařízení patří. V tomto přehledu projdeme chemie, se kterými se běžně setkáte: Li-ion, LiFePO4, Ni-MH, alkalické a primární lithiové články. Na konci najdete srovnávací tabulku a stručné doporučení, jak vybrat.
Primární, nebo nabíjecí: první dělení
Baterie se nejdřív dělí na dvě skupiny. Primární (nenabíjecí) články se po vybití odevzdávají do zpětného odběru. Patří sem alkalické baterie a lithiové články s kovovým lithiem, například Li-SOCl₂ nebo CR2032. Sekundární (nabíjecí) články, tedy akumulátory, vydrží stovky až tisíce nabití. Sem patří Li-ion, LiFePO4 a Ni-MH.
Primární článek nikdy nenabíjejte. Výrobci na ně výslovně píší „nenabíjet“ (do not recharge). Platí to i pro lithiové články, které vypadají jako tužková baterie.
Li-ion: NMC, NCA a LCO
Li-ion je dnes nejrozšířenější nabíjecí chemie. Jmenovité napětí článku je podle datasheetů výrobců 3,6–3,7V (například EVE ICR18650/26V 3,60V, Samsung INR21700-53G 3,63V, LG INR18650 MJ1 3,635V). Nabíjí se metodou CC/CV, tedy nejdřív konstantním proudem a pak konstantním napětím, a to do 4,20V. Vybíjí se obvykle do 2,5V, u některých typů výš (Samsung 35E do 2,65V).
Zkratky NMC, NCA a LCO popisují složení kladné elektrody (katody):
- LCO (oxid lithno-kobaltitý): kobaltovou katodu značí u válcových článků písmena ICR (písmeno C podle normy IEC 61960). V nabídce toto označení nese například EVE ICR18650/26V.
- NMC (nikl-mangan-kobalt) má podle bezpečnostního listu výrobce například LG INR18650 MJ1.
- NCA (nikl-kobalt-hliník) má podle bezpečnostního listu Samsungu Samsung INR21700-53G.
NMC i NCA spadají pod označení INR, takže z názvu článku je nerozeznáte. Pro běžné použití je podstatné hlavně to, že všechny tyto články mají podobné napětí a stejné nabíjecí napětí 4,20V. Podrobněji o písmenech v názvu píšeme v článku /blog/oznaceni-li-ion-clanku-inr-icr-imr/.
Samovybíjení: podle Battery University ztratí Li-ion článek asi 5 % během prvních 24 hodin po nabití a pak 1–2 % za měsíc. Výrobce DMEGC u svých článků garantuje, že po 28 dnech při 25 °C zbývá nejméně 85 % kapacity (jde o garantované minimum, ne typickou hodnotu).
Typické použití: svítilny a čelovky, baterie do AKU nářadí, vysavačů a robotických vysavačů, powerbanky. V e-shopu najdete články Li-ion 18650 a Li-ion 21700.
LiFePO4 (LFP): nižší napětí, jiná nabíječka
Lithium-železo-fosfát je také nabíjecí lithiová chemie, ale s jiným napětím. Jmenovité napětí LFP článku je 3,2–3,3V (norma IEC 61960-3 počítá s 3,2V) a nabíjí se metodou CC/CV do 3,6V. Katoda z fosforečnanu je tepelně stabilnější než oxidy niklu a kobaltu. Za to platíte nižším napětím, a proto menší energií v článku stejné velikosti.
LiFePO4 články v nabídce nemáme. Uvádíme je kvůli jedné praktické věci: LFP článek nepatří do nabíječky pro Li-ion 4,20V a naopak běžný Li-ion článek se v nabíječce pro LFP nenabije naplno. Před nabíjením si vždy ověřte chemii v datasheetu.
Ni-MH: nabíjecí náhrada tužkových baterií
Nikl-metal hydridové akumulátory mají jmenovité napětí 1,2V (GP; Energizer uvádí 1,25V). Je to méně než 1,5V u alkalické baterie, ale v zařízeních na tužkové baterie se obvykle dají použít. Nabíjejí se v nabíječce pro Ni-MH. Chytrá nabíječka hlídá napětí a nabíjení ukončí, když po dosažení vrcholu začne napětí mírně klesat (metoda −ΔV).
U samovybíjení se Ni-MH liší podle typu:
- běžné Ni-MH: podle Energizeru zbývá po 12 měsících skladování typicky 50–80 % kapacity. GP u modelu ReCyko 2600mAh uvádí, že si po 12 měsících udrží až 50 % náboje;
- Ni-MH s nízkým samovybíjením (LSD): GP ReCyko Pro podle výrobce drží až 70 % energie po 5 letech nečinnosti.
Paměťový efekt, kvůli kterému se dříve doporučovalo baterie „vybíjet do nuly“, byl problémem starších Ni-Cd článků. Ni-MH kadmium neobsahuje a Energizer uvádí, že u nich paměťový efekt už problém není.
Typické použití: ovladače, bezdrátové myši a klávesnice, hračky, fotoaparáty a další zařízení na články AA. V nabídce máme nabíjecí baterie AA Ni-MH GP ve dvou provedeních. Rozdíly rozebíráme v článku /blog/nabijeci-baterie-aa-ni-mh-2000-nebo-2600mah/.
Alkalické baterie: 1,5V na jedno použití
Alkalická baterie (systém zinek – oxid manganičitý) je nejběžnější primární článek. Jmenovité napětí je 1,5V, nenabíjí se. Dobře se skladuje: Energizer u tužkové baterie E91 (AA, LR6) uvádí skladovatelnost 10 let při 21 °C. Má ale vyšší vnitřní odpor (u E91 150–300mΩ u nové baterie), takže při velkém odběru napětí klesá rychleji a využijete z ní méně energie.
Alkalické jsou i knoflíkové články LR44. V nabídce máme GP A76 (LR44, AG13), u kterých GP v datasheetu uvádí, že si po roce skladování při 20 °C udrží nejméně 90 % kapacity.
Typické použití: zařízení s malým odběrem, kde baterie vydrží měsíce: hodiny, ovladače, kuchyňské váhy, kalkulačky.
Primární lithiové články: tři různé chemie
Slovo „lithiová“ na baterii samo o sobě nic neříká. Pod ním se skrývají chemie s velmi odlišným napětím.
Li-SOCl₂ (lithium-thionylchlorid), 3,6V
Články řady ER, například EVE ER14505 velikosti AA, mají jmenovité napětí 3,6V. EVE uvádí kapacitu 2700mAh při odběru 1mA a samovybíjení pod 1 % za rok. Hodí se pro zařízení s malým trvalým odběrem, která mají běžet roky: vodoměry a měřiče, zabezpečovací čidla, záložní napájení elektroniky. Typickou vlastností je pasivace: po delším skladování napětí při prvním větším zatížení krátce poklesne a pak se srovná. Více v článku /blog/primarni-lithiove-clanky-3-6v-jak-vybrat/.
Li-MnO₂ (lithium – oxid manganičitý), 3V
Sem patří knoflíkové články CR, například CR2032. Mají napětí 3V. GP CR2032 má podle datasheetu kapacitu 220mAh a GP u lithiových mincových článků uvádí samovybíjení pod 1 % ročně. Použití: klíče od auta, ovladače, chytré hodinky, glukometry, čidla chytré domácnosti a záloha paměti v počítači. Knoflíkové baterie skladujte mimo dosah dětí: článek uvízlý v jícnu ho může vážně poleptat už za 2 hodiny. Při podezření na spolknutí jeďte ihned k lékaři nebo volejte 155.
Li-FeS2 (lithium – disulfid železa), 1,5V
Lithiové tužkové baterie 1,5V (například Energizer L91) jsou náhradou alkalických tam, kde je potřeba nízká hmotnost nebo provoz v mrazu. Napětí mají stejné jako alkalické a také se nenabíjejí. V nabídce je nemáme.
Srovnávací tabulka
| Chemie | Jmenovité napětí článku | Nabíjecí | Samovybíjení (údaj výrobce nebo zdroje) | Typické použití |
|---|---|---|---|---|
| Li-ion (NMC, NCA, LCO) | 3,6–3,7V, nabíjení do 4,20V | ano | asi 1–2 % za měsíc (Battery University) | svítilny, nářadí, vysavače, powerbanky |
| LiFePO4 (LFP) | 3,2–3,3V, nabíjení do 3,6V | ano | podle datasheetu konkrétního výrobce | aplikace, kde je důležitá tepelná stabilita |
| Ni-MH | 1,2V | ano | běžné: 50–80 % zbývá po roce; LSD: až 70 % po 5 letech (GP ReCyko Pro) | náhrada AA a AAA v ovladačích, hračkách, fotoaparátech |
| Alkalická (Zn/MnO2) | 1,5V | ne | skladovatelnost 10 let při 21 °C (Energizer E91) | hodiny, ovladače, zařízení s malým odběrem |
| Li-SOCl₂ (řada ER) | 3,6V | ne | pod 1 % za rok (EVE ER14505); spirálový FANSO ER14505M do 2 % za rok | měřiče, alarmy, čidla, záložní napájení |
| Li-MnO₂ (CR2032 a další CR) | 3V | ne | pod 1 % za rok (GP) | klíče od auta, chytré hodinky, glukometry, záloha paměti |
| Li-FeS2 (lithiová AA 1,5V) | 1,5V | ne | skladovatelnost 25 let při 21 °C (Energizer L91) | náhrada alkalických AA v mrazu a tam, kde vadí hmotnost |
Hodnoty samovybíjení pocházejí z různých zdrojů a měří se různě (ztráta za měsíc, zbytek po roce, skladovatelnost). Berte je jako orientační srovnání řádů, ne jako přesné číslo pro konkrétní kus.
Zvláštní případ: Li-ion baterie s výstupem 1,5V nebo 9V
Existují nabíjecí baterie velikosti AAA nebo 9V, které mají uvnitř lithiový článek a elektroniku. Ta snižuje napětí na hodnotu, kterou zařízení očekává, a stará se o nabíjení přes USB-C. Nabíjejí se proto kabelem, ne v klasické nabíječce pro Ni-MH. V nabídce najdete baterie AAA 1,5V Li-ion s USB-C a baterie 9V s USB-C.
Jak vybrat
- Řiďte se napětím, které zařízení předepisuje. Stejný rozměr neznamená stejné napětí: velikost AA může mít 1,2V, 1,5V, 3,6V i 3,7V.
- Zařízení s častým používáním (ovladač herní konzole, fotoaparát, bezdrátová myš): nabíjecí Ni-MH, při delších přestávkách typ s nízkým samovybíjením.
- Zařízení, které má běžet roky bez obsluhy (měřič, čidlo): primární lithiový článek, jaký předepisuje výrobce zařízení, typicky Li-SOCl₂ 3,6V nebo CR2032 3V.
- Malý odběr a občasná výměna (hodiny, ovladač TV): alkalická baterie nebo Ni-MH s nízkým samovybíjením.
- Vysoký výkon a opakované nabíjení (svítilna, baterie nářadí nebo vysavače): Li-ion, vždy se správnou nabíječkou a v zařízení nebo baterii s ochranným obvodem.
- Primární články nenabíjejte a chemie v jednom zařízení nemíchejte.
Použité baterie všech typů patří do zpětného odběru, ne do směsného odpadu.
Shrnutí
Chemii napoví jmenovité napětí článku: 1,2V je Ni-MH, 1,5V alkalická nebo lithiová Li-FeS2, 3V lithiový knoflík CR, 3,2–3,3V LiFePO4, 3,6V primární Li-SOCl₂ a 3,6–3,7V Li-ion (u stejného napětí rozhodne označení na článku). Z nich se nabíjejí jen Li-ion, LiFePO4 a Ni-MH, každá chemie ale svou vlastní nabíječkou.
Prohlédněte si naše primární lithiové články, knoflíkové baterie, Ni-MH a Li-ion články v e-shopu. Pokud si nejste jistí, jaký typ do vašeho zařízení patří, napište nám na obchod@baterie-roznov.cz nebo zavolejte na +420 735 346 075. Rádi poradíme.