Об аккумуляторных батарейках

Если вы решите досконально разобраться в аккумуляторах, то прочитайте мою статью про сборку аккумуляторной батареи.

Есть два типа батареек, среди которых вам придется выбирать. Это:

• никель-металл-гидридные (Ni-MH),
• литий-ионные (Li-ion).

	Ni-MH — никель-металл-гидридные	Li-ion — литий-ионные
Напряжение	1.2V	3.7V. Благодаря чему, грубо говоря, вмещают в 3 раза больше энергии при той же емкости. Это означает, что «всеядный» фонарик будет работать от 2000mAh Li-ion батарейки в 3 раза дольше, чем от 2000mAh NiMH
Использование взамен одноразовых	Батарейки можно использовать взамен обычных одноразовых1	Сожжет вам в этом случае прибор своими тремя вольтами
Использование взамен Li-ion-аккумулятора	Только 3 соединенные последовательно батарейки можно использовать взамен Li-ion аккумулятора4	Можно смело использовать для замены «родных» Li-ion аккумуляторов мобильных телефонов, видеокамер и даже ноутбуков2
Сложность зарядного устройства	Требуют для эффективного использования сложных, дорогих зарядных устройств	Прекрасно обходятся дешевыми и простыми зарядными устройствами
Особенности эксплуатации	Любят полные разряды	Любят частичные разряды
	Разряжаются сами по себе со временем (если это не LSD-батарейки)	Теряют емкость сами по себе со временем

Никель-металл-гидридные (Ni-MH) аккумуляторы

Это то, чем вы можете заменить свои одноразовые батарейки — вставить в пульт от телевизора, в тонометр, в свой фотоаппарат. Они выдают 1.2 вольта.

Были у них, правда, две неприятные особенности:

— Они разряжались сами по себе со временем.
— Они в малой степени, но подвержены «эффекту памяти». Если разрядить батарейку не до конца, а потом зарядить, то емкость ее упадет, как будто аккумулятор «помнит», до какой степени ему нужно разряжаться. В таких случаях батарейку «освежают» полной разрядкой.

Но прогресс не стоит на месте, и теперь у нас есть...

Ni-MH аккумуляторы с низким саморазрядом (Low Self Discharge, LSD)

То же самое, но без первого недостатка. Саморазряд у таких батареек настолько низкий, что их продают заряженными и готовыми к использованию, как обычные батарейки, только с возможностью перезарядить.

Также они могут выдавать более мощный ток, лучше сохраняют рабочее напряжение, более устойчивы к низким температурам, имеют больше циклов зарядов-разрядов в запасе (1,000-1,500) — в общем, обалдеть.

Где купить NiMH батарейки

На хоббикинге продают LSD батарейки Turnigy:

• пальчиковые AA на 2550mAh по $2.14;
• мизинчиковые AAA на 900mAh по $1.41.

Плюс с вас еще сдерут около $5 за отправку посылки. Доставляют со склада в России, то есть быстро. Магазин божится, что это именно LSD-батарейки. Покупатели подтверждают. Я тоже доволен и подтверждаю, что емкость указана реальная. Сам закупился жменей и еще закуплюсь.

Если хотите самое качественное, что есть на рынке — берите батарейки Sanyo Eneloop, например, на ибее. Выйдут дороже в полтора-два раза.

Зарядные устройства для NiMH батареек

С ними сложнее. Условно их можно поделить на две категории:

1. дешевые и простые, медленно заряжающие слабым током;
2. дорогие и умные, быстро заряжающие сильным током.

Чтобы не забивать голову лишними деталями, скажу так. NiMH батарейки стоят недорого, трястись за них глупо. Если вам плевать на то, что дешевый зарядник убьет часть емкости в батарейках и снизит запас циклов заряда-разряда, то его и берите. А на сэкономленные деньги лучше купите еще десяток батареек.

Вот пример такого зарядника на дилэкстриме⁵. $3.62 за все удовольствие. С бесплатной доставкой. И адаптер к нему не забудьте. Хотите еще дешевле? Берите зарядное устройство для USB — $2.66.

Главное при использовании такого зарядника — помнить, что долго оставлять в нем батарейки нельзя. Потому что будут греться почем зря. Это не смертельно, но вредно.

Но может быть так, что для вас критично, чтобы аккумулятор был заряжен до полной емкости. Мало ли в какой поход в горы вы собираетесь. Или вам нужно контролировать заряд каждой батарейки в отдельности, чтобы затем соединить несколько батареек в одну большую аккумуляторную батарею. В этом случае можно подумать о покупке дорого зарядного устройства.

• Во-первых, такое устройство должно заряжать быстро. Для этого нужно подать на аккумулятор большой ток. Но в случае NiMH батарейки это не так просто — устройство скоростного заряда должно быть достаточно сложным, чтобы оценивать заряд батареи и в случае низкого заряда сначала подавать малый ток, затем только переходить на большой и в конце дозаряжать малым.
• Во-вторых, оно должно правильно определять время окончания заряда, что для NiMH-аккумуляторов сродни шаманизму. Это нужно для того, чтобы зарядить батарейку до полной емкости и при этом не навредить ей перезарядкой.
• В-третьих, оно должно уметь «освежать» батареи глубоким циклом разряд-заряд.

Похоже, что вот эта китайская поделка с дилэкстрима справляется со всем перечисленным. Стоит $18.33.

Устройства, умеющие вдобавок отображать емкость батареек в миллиампер-часах, стоят уже от $50. Вот хороших обзор, а я в такой мажорной технике не разбираюсь. Я бы купил вместо такого зарядник для всего на свете за $22 и спаял бы для удобства парочку гнезд для AA/AAA-батареек.

Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы

Батареи такого типа сидят в ваших телефонах, ноутбуках и видеокамерах. Один элемент выдает от 4.2V в полностью заряженном состоянии и до 2.5V при полном разряде. Для удобства берут среднее значение — 3.7V.

Литий-ионный аккумулятор аккумулятор:

+ Наиболее энергоемок.
+ Совсем не имеет «эффекта памяти», так что его можно заряжать когда угодно без предварительной разрядки.
+ Имеет в запасе 1,000-1,500 циклов заряда-разряда.
+ Почти не разряжается сам по себе.
— Теряет емкость через пару лет, даже если его не использовали. Видели, как работает старый аккумулятор в мобильном телефоне? Вот то-то и оно.
— Умирает, если его разрядить ниже 2.5V или зарядить выше 4.2V. Для того, чтобы этого не произошло, выпускают защищенные (protected) батарейки, которые содержат плату, которая вырубает батарейку в случае сильного разряда или перезаряда. Из-за этого батарейки имеют некоторый разброс в размерах — защитная плата занимает в них дополнительное место.
— Может испортиться от высокой температуры, например, если к нему припаять пару проводков.

18650 Li-ion батарейки

18мм в ширину и 65мм в длину. Наиболее удачный размер для батареек. Такие используют в аккумуляторах ноутбуков², в ярких фонарях и даже в спортивном электромобиле Tesla Roadster.

Давайте рассмотрим сначала дешевые и хорошие батарейки.

Вам, скорее всего, понадобятся защищенные. На дилэкстриме⁵ лучше всего взять вот эти синенькие TrustFire’ы по $8 за 2 штуки.

Если вам нужно много незащищенных батареек, например, для ремонта батареи ноутбука, то возьмите вот эти серенькие по $6.60 за 2 штуки. Их емкость — около 2000mAh.

А теперь — дорогие и очень хорошие. Это Panasonic NCR с того же дилэкстрима. Емкость указана реальная — эти элементы даже лучше тех, что ставят в аккумуляторы ноутбуков.

Зарядные устройства для Li-ion батареек

В отличие от NiMH, никакого шаманизма здесь не нужно. Устройство должно уметь заряжать аккумулятор до 4.2V и выключаться. Все. Даже если не выключится, то плата на защищенной батарейке сама сообразит, что ей делать.

Для 18650 возьмите вот эту зарядку или эту (с адаптером под нормальную розетку) — $6.

Если вам нужно заряжать батарейки разных размеров, возьмите вот это устройство (и адаптер). У него, правда, для чего-то отключены горизонтальные контакты. Если есть желание поиграться с паяльником и починить — вот инструкция.

Немного теории

A — ампер, единица силы тока. mA — миллиампер, применим к батарейкам.

Ah — ампер-час, единица емкости. От нее зависит время работы аккумулятора. Емкость батареек измеряют в mAh миллиампер-часах.

V — вольт, которым измеряют напряжение. Напряжение — это то, от чего зависит, какой силы потечет ток через потребителя. От аккумулятора со слишком малым напряжением прибор не заработает, от аккумулятора со слишком большим прибор сгорит.

Аккумуляторы, как правило, выдают напряжение чуть большее номинального при полном заряде и меньшее в разряженном состоянии, так что расхождения в десятые доли вольта не страшны.

C — выдаваемый аккумулятором ток нагрузки относительно емкости. То есть если аккумулятор имеет емкость 2000 mAh и используется в фонаре с током в 1000 mA, то C = 0.5. Некоторые батареи не могут выдать сразу большой ток, и иногда — например, в радиоуправляемых моделях — этот параметр важен. Если значение C мало, то аккумулятор не способен в штатном режиме быстро разрядиться, выдавая при этом большой ток.

См. также

• Как собрать аккумуляторную батарею
• Каталог батареек на дилэкстриме

Примечания

¹ ↑ Получается, правда, не всегда хорошо, потому что некоторые «умные» приборы могут увидеть в 1.2-вольтовом Ni-MH-аккумуляторе разряженную 1.5-вольтовую батарейку. Иногда наоборот, потому что напряжение на обычных батарейках резко падает при нагрузке.

Короче говоря, такой аккумулятор будет прекрасно работать в пульте дистанционного управления, в фонарике, в других нехитрых приборах, а вот какой-нибудь цифровой диктофон может показать на индикаторе разряженную батарейку.

² ↑ Да-да, вы можете разобрать старый аккумулятор и вставить вместо старых дохлых батареек новые, потратив на них меньше $30. Вот видео, которое иллюстрирует процесс. Правда, заработает такой аккумулятор или нет, зависит еще и от добросовестности производителя. Некоторые делают в платах «защиту» от такого ремонта, чтобы вы не выпендривались и шли в магазин за «официальным» аккумулятором за сто баксов. Также обратите внимание на то, что вам понадобятся незащищенные (unprotected) 18650-батарейки.

³ ↑ Источник — статья «How to Prolong Lithium-based Batteries».

⁴ ↑ Вот пример:

⁵ ↑ Если вы никогда не пользовались дилэкстримом — почитайте мои инструкции.