9 V baterie trochu jinak

Mnoho vyráběných přístrojů i amatérských konstrukcí počítá s tím, že budou napájeny z devítivoltové baterie. Zejména v USA jsou tyto baterie oblíbené jako univerzální zdroj a dokonce se celkem běžně spojuje i několik kusů přímo k sobě pro získání vyššího napětí.

Napájená zařízení můžeme orientačně rozdělit do dvou skupin podle odběru proudu nebo případně častého používání. Do první skupiny patří třeba digitální multimetry, které mají nepatrný odběr proudu, a při běžném amatérském používání v nich baterii spíš rozhlodá zub času, než že by se v krátké době používáním vybila. Do podobných přístrojů je vhodné koupit alkalické primární baterie, které vydrží i více roků, a ty kvalitní mají kapacitu kolem 600 mAh.

Druhou skupinu tvoří zařízení, která mají větší odběr, a zvládnou primární baterii vybít během několika málo hodin. Jsou to třeba radiopřijímače, svítilny, vysílačky, hračky poháněné elektromotorem nebo nejrůznější amatérské konstrukce s mikrokontroléry, třeba typicky založené na Arduinu. V tomto případě se provoz na primární 9 V baterie dost prodraží  a je logickou snahou nahradit baterii akumulátorem.

energizerBěžně jsou v podobě 9 V baterií dostupné NiMH akumulátory se jmenovitým napětím 8,4 V. V praxi nižší napětí nevadí, protože primární články jsou tak jako tak dost měkké a při zatížení jejich napětí klesá. Vybitý stav se obvykle signalizuje a problémy s funkcí nastávají až při napětí pod 6,75 V. Problém je v tom, že NiMH mají podstatně menší kapacitu (i kvalitní ENERGIZER NH22-175 jen 175 mAh) a dobře snášejí vybíjení jen malým proudem asi tak do 0,2 C (35 mA). Pokud bychom od nich požadovali proud 1 C (175 mA), jsou schopny odevzdat sotva 30% jmenovité kapacity.

NiMH akumulátory současně nesnášejí delší uložení v klidu (mají značné samovybíjení) a jejich životnost většinou nepřekročí 1 – 2 roky i když se o ně uživatel dobře stará a nabíjí je specializovaným nabíječem. Časem se vnitřní odpor akumulátorů podstatně zvyšuje.

IMGP1710bV čínském internetovém obchodě BangGood se před nedávnem objevilo jiné řešení, které má nesrovnatelně zajímavější vlastnosti. V krytu standardní 9 V baterie se ukrývá dvoučlánek Li-pol, nabíječ i indikátor stavu nabití. Tento akumulátor má na sobě uvedenou kapacitu 800 mAh, ale pokud trochu znáte parametry Li-pol článků a jejich velikost, je na první pohled zřejmé, že tady něco nehraje. Následná zkouška kapacity ukázala, že kapacita je téměř přesně poloviční, 400 mAh. To je ale jediný negativní poznatek a i tak je kapacita více než dvakrát větší než u NiMH.

Vybíjecí charakteristiku při proudu 200 mA ukazuje záznam, bez problémů a většího úbytku napětí ale akumulátor zvládá i odběr 0,5 A. Napětí po nabití není 8,4 V, jak by se dalo čekat, ale jen 8,31 V. Buď je úmyslně snížená mez nabíjení (to výrazně prodlužuje životnost), nebo je na výstupu malý úbytek napětí na polovodiči. Za vybitý lze akumulátor považovat při napětí 7,2 V, za tímto bodem už napětí velmi rychle klesá, při napětí 6,35 V vypne elektronická pojistka, která hlídá přílišné vybití.

vybijecichar Nabíjení je velmi snadné. V základně pouzdra je zapuštěný konektor USB mikro (stejný jako bývá v mobilních telefonech) a stačí akumulátor připojit USB kabelem na síťový adaptér, notebook, adaptér v autě nebo power banku. Zhruba během hodiny se podobně jako mobil akumulátor plně nabije.

IMGP1717bNa boku akumulátoru je indikátor míry nabití se čtyřmi LED a membránové tlačítko. Za provozu jsou LED zhasnuté a rozsvítí se jen když stiskneme tlačítko, v průběhu nabíjení indikace svítí trvale. Při nabíjení se akumulátor (spíše nabíječ uvnitř) mírně hřeje, po nabití svítí všechny LED a zcela vychladne. Indikace není dokonale jednoznačná, světlo prosvítá i do sousedních polí, ale ukázat základní rozlišení, jestli je v akumulátoru 1/4, 1/2, 3/4 energie nebo jestli je plně nabitý, to tyto LED zvládnou.

IMGP1699b

V parametrech se udává, že akumulátor lze nabít až 2000x. To je značně optimistické trvrzení, i když může být reálné, pokud ovšem budeme od akumulátoru požadovat třeba pět neúplných cyklů denně v nepřetržitém provozu. Jinak je pravděpodobné, že životnost akumulátoru ukončí spíš než počet absolvovaných cyklů čas v průběhu 2 – 4 roků, pokud jej tedy nezničíme dřív vlastní nedbalostí, například vystavením vysoké teplotě v létě na slunci, vybitím do nuly a podobně.

Vnitřní uspořádání je stísněné, ale v podstatě vše může být dobře dostupné. Rozváženost článků po několika cyklech nepřesahovala 2 mV, takže je téměř jisté, že elektronika se kromě jiného stará i o balancování napětí. To je velmi důležité pro životnost akumulátoru.

IMGP1726bNeocenitelnou vlastností je, že když třeba multimetr ohlásí nízké napětí zdroje, stačí připojit akumulátor na USB a nabíjet 5 minut, i za tak krátkou dobu získáte energii na několik hodin chodu multimetru a můžete za chvíli pracovat dál.

Li-pol mají proti NiMH nepatrné samovybíjení, vydrží nabité měsíce, dodají bez problémů podstatně větší proud (mají malý vnitřní odpor), mají až těsně k bodu vybití vyšší napětí, mají vyšší kapacitu, vyšší životnost, jsou lehčí, nabijí se velmi jednoduše bez speciálního nabíječe stejně jako mobil z jakéhokoli přístroje s USB, indikátor kdykoli ukáže, v jakém stavu akumulátor je. Co k tomu dodat? Snad jen cenu. Uvedený vzorek stál 148 Kč včetně dopravy, to je zcela srovnatelné s cenou u nás prodávaných NiMH akumulátorů (bez dopravy). Ve srovnání s kvalitními primárními (jednou použitelnými !) bateriemi je cena asi dvojnásobná.

Nestojí tahle koupě za to?

Kat. 2