Každý stroj potřebuje zdroj energie, nejrůznější pokusné roboty nevyjímaje. Podívejme se na další elektrochemické zdroje proudu, jejich výhody a nevýhody.
Akumulátory NiZn
Akumulátory NiZn mohou vypadat téměř stejně jako primární články nebo NiMH (provedení AA nebo AAA), ale fungují na jiném principu. Z technického hlediska nejsou žádnou novinkou, pracoval s nimi už Thomas Alva Edison na počátku 20. století.
Jednou z důležitých výhod NiZn je to, že k jejich výrobě se nemusí používat toxické a obtížně dostupné kovy jako je třeba cadmium, takže jsou výrazně šetrnější k životnímu prostředí. Proti standardnímu provedení NiMH mají menší samovybíjení, samovybíjení je ale větší, než u „přednabitých“ NiMH. Nevýhodou je v průměru nižší životnost, obvykle se udává asi 200 cyklů pro pokles kapacity na 80% původního stavu.
Na rozdíl od NiCd a NiMH je jmenovité napětí NiZn vyšší, a to přes 1,6 V, takže překonává i primární alkalické články, to je velká výhoda. Znamená to také, že tam, které se používají čtyřčlánky NiMH (4×1,2=4,8 V), postačí tříčlánek NiZn (3×1,6=4,8 V), který má přiměřeně nižší hmotnost a rozměry. Tužkové (AA) NiZn akumulátory zvládnou dodávat nejméně podobný proud jako kvalitní NiMH ve stejném pouzdře, pochopitelně nemohou v tomto směru konkurovat článkům ve větších „výkonových“ provedeních SC.
Nejvýraznější výhody přinášejí NiZn v těch zařízeních, kde je malý počet článků (1 až 2) a výrobce předpokládá, že budou použity alkalické primární články. S NiMH zařízení funguje a jeho provoz bude samozřejmě provozně levnější, ale zdaleka nemá takovou výdrž jako s alkalickými bateriemi. Je to proto, že napětí NiMH je příliš nízké a zařízení nedokáže plně využít jejich kapacity. Často v době, kdy ukončí činnost kvůli „vybití“ zdrojů, zůstává v NiMH i více než 80% energie. Typickým příkladem je provoz digitálních fotoaparátů napájených dvěma tužkovými články. Právě podobné případy jsou velmi vhodné pro aplikaci NiZn. Může dokonce nastat opačný problém. NiZn by se neměly vybíjet pod úroveň 1,3 V, což ještě indikace podpětí přístrojů nemusí zaregistrovat. Každopádně je vhodné vyjmout a nabít akumulátory NiZn už když indikátor nastavený podle primárních článků ukazuje poloviční vybití a rozhodně nečekat až na ochranné vypnutí.
Nabíjení NiZn je naprosto jiné než nabíjení NiCd a NiMH a nabíječky, ať už automatické s detekcí delta peaku, nebo jednoduché „noční“ se síťovým adaptérem a konstantním malým proudem se NIKDY NESMÍ používat pro NiZn. V tom je určité nebezpečí, protože stejně vypadající pouzdro a zažité zvyky svádí k omylu.
Způsob nabíjení NiZn je obdobný, jaký se používá pro Li-pol (Li-ion, LiFe), tedy nejprve nabíjení konstantním proudem do dosažení mezního napětí (1,9V) a pak nabíjení konstantním napětím při samovolném poklesu proudu. Typický nabíjecí proud se pohybuje mezi 0,5 a 1 C. K nabíjení NiZn se prodávají speciální nabíječe.
Olověné akumulátory
Vyrábějí se ve velkém rozpětí kapacit od asi 1 Ah po stovky Ah. Většinou je několik článků se jmenovitým napětím 2 V, zpravidla 3 (6 V) nebo 6 (12 V) ve společném plastovém pouzdře. Olověné akumulátory mají větší rozměry i hmotnost než ostatní, což omezuje jejich použitelnost, výhodou je kompaktní provedení, nenáročnost na údržbu, dostupnost a zejména nízká cena.
Nejznámější startovací autoakumulátory představují provedení zaměřené na velký odběr proudu (stovky A) po krátkou dobu nejvýše desítek sekund, přitom kapacitu nelze čerpat víc než z 30 až 50%, pokud se nemá velmi výrazně snížit životnost. Jejich protipólem jsou trakční olověné akumulátory, ty zase dobře snášejí vybíjení v celém rozsahu kapacity, ale nejsou schopny poskytnout velký proud (a jsou výrazně dražší).
Vlastnosti hermeticky zapouzdřených a gelových akumulátorů menších kapacit leží mezi těmito extrémy, jsou schopny dát větší proud než trakční verze podobné kapacity a vydrží větší vybíjení než startovací. Nabíjení trvá typicky 6 hodin. Jejich životnost při pokojové teplotě se teoreticky pohybuje mezi 3 až 5 roky, v praxi většinou do 3 let, pokud jsou často cyklovány, pak podstatně méně. Tam, kde nezáleží na vyšší hmotnosti a nejsou potřeba vysoké výkony, jsou tyto akumulátory oblíbené zejména kvůli své ceně.
Uvedené vlastnosti ale nemusí platit pro všechny olověné akumulátory, špičkové velmi čisté válcové články Cyclon vyvinuté americkou firmou Hawker Energy Products zejména pro potřeby armády mají při velikosti velkého monočlánku a kapacitě 2,5 Ah povolený vybíjecí proud přes 60 A, životnost 10 let, široké rozpětí pracovních teplot a dají se běžně nabít za méně než hodinu (dokonce na 80% za méně než 10 minut). Zmíněné články se dají koupit i u nás, ovšem jeden stojí kolem 270 Kč, tedy zhruba tolik, kolik šestičlánkový (12 V) akumulátor podobné kapacity v běžném gelovém provedení.
Li-pol
V současné době zažívají velký boom zejména lithium-polymerové články (Li-pol). Jejich hlavními výhodami jsou velmi nízká hmotnost a malé rozměry. Sady většinou mají tvar skladného hranolu, jednotlivé články jsou ploché. Nové generace již dovolují vybíjení velkými proudy (akumulátory 2,5 Ah více než 100 A) a dokonce rychlé nabíjení během méně než čtvrt hodiny. Přitom Li-pol mají velmi malé samovybíjení, takže vydrží dlouhou dobu připravené k činnosti – mnoho měsíců.
Tyto téměř ideální parametry ale mají i svou druhou stránku. Li-pol se vyrábí zpravidla bez tuhého obalu, jen zatavené do tenkého plastového sáčku s kovovým vzhledem (odtud také vznikla přezdívka „pytlíkové“ baterie), který je lehký, ale mechanicky je neochrání. Dojde-li k proražení obalu a zkratu mezi deskami, což může nastat třeba i prohnutím a „zlomením“ tenkého článku, dojde k vyvíjení plynů, prudkému zahřátí a článek může i vzplanout. Tím zahřeje a poruší i ostatní články v sadě, ta nakonec bouřlivě a za vysoké teploty shoří plamenem, který se nedá hasit vodou. Podobný vývoj může nastat i v případě, že jsou Li-pol chybným způsobem nabíjeny (výrazně přebíjeny) nebo zkratovány (zatíženy extrémním proudem řádu stovek Ampérů). Viditelným důsledkem špatného zacházejí je „nafouknutí“ článků, výrazněji natlakované články není už bezpečné používat.
Li-pol jsou elektricky vynikající, výborně tvrdé akumulátory. Nepřetěžují-li se, mají i velmi dobrou životnost jak z hlediska počtu cyklů (řádově tisíce) tak času (3-5 let). Musí se ale ochránit před mechanickým poškozením a vyžadují striktně dodržet předepsaný postup nabíjení i vybíjení, pak slouží k naprosté spokojenosti. Vzhledem k tomu, že jmenovité napětí jednoho článku je 3,7 V (maximální 4,2 V a minimální kolem 3,5 V), využívají se k napájení nejčastěji dvoučlánkové (7,4 V) nebo tříčlánkové (11,1 V) sady.
Li-ion akumulátory
Li-ion články jsou méně rozšířené, mají nepatrně menší napětí (3,6 V jmenovité, 4,1 V maximální) a vyrábějí je i ve válcových tuhých pouzdrech, ovšem v jiných rozměrech než primární články, aby nemohlo dojít k záměně. Konstrukce v tuhém obalu s bezpečnostním tlakovým ventilem chrání před proražením zvenčí i protržení tlakem zevnitř, články jsou podstatně bezpečnější v provozu (používají se často do notebooků), nicméně jsou těžší než Li-pol a neposkytují tak dobrý poměr kapacity a hmotnosti.
LiFe (LiFePo4)
Výrazně odlišné jsou LiFe akumulátory od firmy A123 Systems, ty mají maximální napětí 3,6 V / článek, nabíjejí se stejným způsobem jako Li-pol (konstantní proud / konstantní napětí). Snášejí také vysoké proudy nabíjení i vybíjení (desítky Ampérů) a mají vyšší životnost než Li-pol, k tomu omezují možnost mechanického poškození nebo vzplanutí na minimum (používají se v elektromobilech). A123 jsou však dostupné jen ve velmi omezeném sortimentu (1,1 a 2,3 Ah) a jejich používání se příliš nerozšířilo, jsou také dražší než Li-pol, i když při pravidelném používání a srovnání za celou dobu životnosti vychází jako úspornější.
