Všetko o Ni-MH akumulátoroch

Pohľad do minulosti

Ni-MH akumulátory sa začali vyvíjať v osemdesiatych rokoch, keď sa hľadala náhrada za neekologické Ni-Cd akumulátory, ktoré v tom čase trhu s nabíjacími článkami dominovali. Od roku 2017 sú však v rámci nariadenia EÚ výroba a predaj Ni-Cd akumulátorov zakázané. Je možné iba dopredávať skladové zásoby.

Aktuálne sa vyrába veľké množstvo rôznych Ni-MH článkov na rôzne použitie. Niektoré série sú určené na trvalé nabíjanie, iné na vybíjanie vysokými prúdmi, ďalšie so zníženým samovybíjaním.

Výhody a nevýhody oproti Ni-Cd

✔ Najväčšou výhodou Ni-MH oproti Ni-Cd akumulátorom je ich kapacita, menší pamäťový efekt a znížené samovybíjanie – na konci vybíjania nedôjde k takému rýchlemu poklesu, ako bol pri Ni-Cd akumulátoroch, a v neposlednom rade menšia záťaž pre životné prostredie.

✗ Nevýhodou je, že pri vysokej kapacite je možná iba nižšia prúdová zaťažiteľnosť a pomalšie dobíjanie.

Vysoký počet nabíjacích cyklov, veľká mechanická odolnosť (oproti lítiovým batériám) a možnosť leteckej prepravy bez obmedzenia sú vlastnosťami, ktoré majú obe batérie totožné.

Nominálne napätie

Ni-MH akumulátory majú nominálne napätie 1,2 V. Po plnom nabití bez záťaže dosahujú 1,4 V, ale táto hodnota po zapojení do elektrického obvodu rýchlo klesá na 1,2 V. Počas vybíjania Ni-MH článku sa táto hodnota veľmi nemení a článok sa považuje za vybitý, keď dosiahne elektrické napätie 1 V.

Akumulátory pre RC modely

Na využitie v RC modeloch sú použiteľné 2 typy Ni-MH akumulátorov.

Na menšie prúdové odbery sú ideálne články s vysokou kapacitou a pomalým samovybíjaním, typicky napr. Eneloop PRO 2500 mAh, ktoré je možné navyše uskladňovať dlhší čas prednabité.

Na vyššie prúdové odbery je vhodnejší akumulátor s nižšou kapacitou, napr. SANYO 2000 mAh alebo profesionálne články.

Profi akumulátory sa obvykle nedajú komerčne kúpiť samostatne a odoberajú ich iba výrobcovia accupackov (viacčlánkových akumulátorov). Tieto akumulátory znášajú aj rýchlejšie nabíjanie. Preto je nutné počítať aj s vyššou cenou. Ale aj tu platí pravidlo, že accupack s vysokou kapacitou bude mať pravdepodobne menšiu prúdovú zaťažiteľnosť. Preto je lepšie mať viac batérií s nižšou kapacitou.

Nabíjanie Ni-MH akumulátorov

Pri akumulátoroch je nabíjanie úplne zásadné pre ich dlhú životnosť a použiteľnosť. Pri nabíjaní Ni-MH akumulátorov rastie ich teplota. Čím vyšší nabíjací prúd, tým je teplota vyššia. Nemala by však presiahnuť cca 40 °C.

1. Napäťové ukončenie -ΔV.

• Indikácia poklesu napätia na konci nabíjania. Pokles napätia 5 mV na článok. Ide o najpoužívanejší spôsob pri nabíjaní Ni-MH článkov. Túto funkciu umožňujú inteligentné nabíjačky alebo modelárske nabíjačky. Výhodou je presné nabitie článku.

2. Teplotné ukončenie ΔT/Δt.

• K ukončeniu nabíjania dochádza v momente, keď je nameraná zmena teploty 0,5 – 1 °C za minútu. Nevhodné pre ešte zahriate akumulátory a pri možnosti výpadku el. energie.

3. Časové ukončenie pri nabíjaní zdrojom jednosmerného napätia.

• Je najmenej presné, hojne sa však využíva. Niektoré základné nabíjačky určené pre konkrétny typ akumulátora majú časový spínač, ktorý nabíjaný akumulátor odpojí od elektrickej energie bez ohľadu na nabitie článkov. Pokiaľ sa na nabíjanie používa iba obyčajný zdroj jednosmerného napätia, je potrebné si pamätať, že nabíjanie pri rovnakom výstupnom napätí, aké je nominálne napätie článku, nabíjame prúdom, ktorý sa rovná 1 : 10 kapacity článku, cca 12 hodín.

Napríklad súpravu ôsmich akumulátorov s celkovým napätím 9,6 V a kapacitou 650 mAh budeme nabíjať zdrojom, ktorý má výstupné napätie 9,6 V a 300 mA cca 2 hodiny.

Pokiaľ vezmem do úvahy jeden článok s kapacitou 2000 mAh, bezpečné a pomalé dobíjanie je 0,1 C, t. j. zdrojom 200 mA cca 10 – 12 hodín. Na rýchlejšie dobíjanie odporúčam nabíjačky s vyššie uvedenými funkciami.

Formátovanie Ni-MH akumulátorov – NEROBTE TO!

Formátovanie Ni-MH batérií je mýtus, ktorý sa do tejto kategórie presunul zo začiatku používania nabíjacích batérií.

Dnes najviac komerčne používané akumulátory sú RTU (Ready to use), sú prednabité a majú pomalé samovybíjanie. Tu nejaké formátovanie nemá žiadny zmysel, len si vybitím a nabitím skrátite životnosť akumulátora o ďalší cyklus navyše.

Akumulátor priamo od výroby je potrebné pred použitím iba dobiť. Rovnako tak je to aj pri bežných, lacných článkoch, aj tie sa dnes už vyrábajú tak, aby žiadne formátovanie nebolo potrebné.

Jediný zmysel, aj keď s nie celkom istým výsledkom, dáva formátovanie pri starom, dlho nepoužívanom akumulátore, kde je istá šanca, že sa obnoví chemická reakcia vnútri akumulátora a dostanete ešte aspoň časť jeho kapacity k dispozícii.

Bezpečnosť nabíjania

Pri nabíjaní Ni-MH batérií nehrozí žiadne bezprostredné nebezpečenstvo, ako napríklad pri nabíjaní Li-Ion alebo Li-Pol akumulátorov. Pokiaľ však akumulátor budete pravidelne prebíjať, typicky pri časovom ukončení nabíjania, bude veľmi rýchlo klesať počet nabíjacích cyklov a kapacita po jeho nabití. Preto je lepšie tieto akumulátory radšej mierne nedobiť než zničiť prebitím. Používajte nabíjačky s –ΔV a kvalitné značkové články.

Praktické využitie Ni-MH akumulátorov v RC modeloch

Pri súčasnej klesajúcej cene Li-Ion a Li-Pol akumulátorov už Ni-MH accu postupne strácajú zmysel. Tiež podiel modelov, kde sú Ni-MH accu články odporúčané postupne klesá. Ide však stále o finančne zaujímavý variant s relatívne dlhou životnosťou pre modely s menším výkonom alebo ako prijímačové nebo vysielačové batérie a tam, kde je vyššie riziko mechanického poškodenia.

Batérie NiMH »

Autori článku: Karel Jíša, Vladimír Havlák

25. mája 2023