De nickel-technologie wordt gebruikt in verschillende soorte oplaadbare batterijen.
Nickel-xxx
De bekende 9V batterijen zijn ook leverbaar in oplaadbare versie. Tot een paar jaren geleden bestonden deze accus uit 6 cellen, met een totale klemspanning van 7.2V, wat toch een beetje weinig is. Er bestaan ook blokken die 8.4V leveren en dit is ideaal, want niet-oplaadbare batterijen hebben ook een wat lagere spanning in gebruik. En uiteindelijk bestaan er zelfs oplaadbare batterijen met 8 cellen die 9.6V leveren (persoonlijk raadt ik de 8.4 variant aan). Al deze batterijen worden aangeduid als "9V": je moet dus de kleine letters lezen.
Batterijen “Ready tu use” (die hun lading minder snel verliezen) zijn hier een must, want de kleine cellen hebben de neiging hun lading snel te verliezen. Toestellen die 9V batterijen gebruiken zijn meestal kleine verbruikers die baat hebben aan batterijen die hun lading lang vasthouden (afstandsbedieningen, brandalarmen, en dergelijke). Dit zijn batterijen die verkocht worden met de slogan "ready to use". Kies altijd voor een bekend merk: goedkoop is vaak een slecht koop.
En dan hebben we nog 9V blokken die uit twee lithium cellen bestaan. De totale spanning is 7.4V, wat te laag is. Daarbovenop moeten deze batterijen in een aangepaste lader opgeladen worden: lithium batterijen die overladen worden kunnen ontploffen. De capaciteit is wel het dubbele dan die van een nickel-variant.
|
|---|
Nickel Cadmium
De nickel-cadmium batterijen dateren van de jaren '70. Deze batterijen hebben een celspanning van 1.2V, zodat ze gebruikt kunnen worden ter vervanging van de normale niet-oplaadbare batterijen. De celspanning van een normale batterij is weliswaar 1.5V, maar deze spanning zakt onder belasting of als de cel leeg geraakt, terwijl dat niet het geval is voor NiCd batterijen.Eerst hadden deze batterijen een veel lagere capaciteit dan de normale batterijen (die toen nog niet "alkaline" waren) die ze moesten vervangen, maar ze konden wel opnieuw opgeladen worden.
De nickel-cadmium batterijen kunnen een zeer hoge stroom leveren, en kunnen vooral volledig ontladen worden, daarom zal je deze batterijtype nog terugvinden in speelgoed (met electrische motor), scheerapparaten (zonder electronische onderbreking bij lege batterij) en dergelijke. Ook noodverlichtingsapparaturen gebruiken nog dergelijke batterijen.
Ook wat het laden betreft zijn de NiCd batterijen weinig kieskeurig: ze mogen bijvoorbeeld permanent opgeladen worden. Daarom dat ze in apparaten met domme laders gebruikt (noodverlichting). Een batterij van 7Ah mag constant geladen worden met een laadstroom van 350mA. Tijdens het laden wordt het toegevoegd vermogen omgezet in scheikundige energie, maar eenmaal de batterij volledig geladen (na 24 uur) wordt het toegevogd vermogen omgezet in warmte. Bij een laadstroom van 350mA is dat ongeveer 5W: na verloop van tijd wordt de batterij warm. Dit is gewoon een teken dat de accu volgeladen is. Dergelijke accus gaan gemakkelijk meer dan 6 jaar mee, waarbij de capaciteitsterugval minder dan 10% is.
Cadmium is een gevaarlijk metaal en daarom moet je de versleten batterijen altijd terugbrengen naar een recyclagepunt. Deze batterijen worden niet meer verkocht aan het publiek vanwege het giftige cadmium.
NiCd-batterijen hebben last van het geheugeneffekt: als je regelmatig de batterij niet volledig ontlaadt, dan verminderd zijn schijnbare capaciteit.
In tegenstelling met normale niet-oplaadbare batterijen blijft de klemspanning redelijk constant (zelfs onder hoge belasting) totdat de batterij leeg is, en dan zakt de spanning ineens in elkaar. De inwendige weerstand van de batterij is nagenoeg nul, daarom moeten de batterijen (en de apparatuur) beschermd worden met een zekering.
Nickel-ijzer
Links een batterijbank van nickel-ijzer batterijen. Het onderhoud beperkt zich tot het regelmatig bijvullen van de cellen met gedistilleerd water. Als de dichtingen vervangen moeten worden, dan wordt ook best het electroliet vervangen (neemt koolzuur op uit de lucht). De batterijen zelf zijn niet onderhevig aan slijtage.
Nickel Metaalhydride
De Nickel-metaalhydride batterijen zijn later bijgekomen. Opgelet, nickel-metaalhydride (van hydraat) en niet nickel-metaalhybride zoals je op sommige sites leest. Een hybride, dat is een auto die zowel met normale brandstof als op oplaadbare batterijen werkt.De NiMH-batterijen zijn een verbetering van de Ni-Cd batterijen: ze hebben nauwelijks last van het geheugen-effekt (de discharge-knop op laadapparaten is daarom zinloos) en vooral een veel hogere capaciteit. Terwijl de eerste NiCd-batterijen een capaciteit hadden van 550mA, hebben de huidige NiMH batterijen een capaciteit van 2700mA, dus bijna een 5X hogere capaciteit. Ze hebben wel een nadeel: ze verliezen spontaan hun lading: na een maand hebben ze nagenoeg hun volledige lading verloren. Hoe hoger de temperatuur, hoe sneller dit fenomeen optreed.
NiMH batterijen hebben een hogere capaciteit dan alkaline batterijen en de klemspanning blijft hier ook constant, zelfs onder hoge belasting. Bepaalde apparaten die specifiek 1.5V nodig hebben kunnen niet werken met oplaadbare batterijen (dit zijn meestal kleinverbruikers zoals klokken en afstandsbedieningen). Maar de meeste apparaten zijn gemaakt om te kunnen werken onder uiteenlopende omstandigheden (celspanning tot 1.0V). Een ghettoblaster werkt veel beter op oplaadbare batterijen, die de nodige stroompieken kunnen leveren.
Varianten op de Nickel-batterijen:
- Nickel Ijzer: een nagenoeg onverwoestbare batterij.
- Nickel Zink: een oplaadbare batterij met een celspanning van 1.6V in plaats van 1.2V.
- Low Self Discharge: deze nickel-metaalhydride batterijen verliezen hun lading niet zo snel.
Grafiek rechts: vergelijking van 3 technologiën.
- Onder een zware belasting van 1A kan de alkaline batterij slechts 600mAh leveren.
Dit komt door de relatief hoge inwendige weerstand van deze batterijen. Als de batterijen minder belast worden, zakt de spanning niet zo veel. Zelfs met een belasting van 500mA zakt de spanning onder die van een nickel-metaalhydride accu. - De NiMH accus met hoge capaciteit leveren het langst stroom.
De ontlading gebeurde 3 uur na de oplading. Men zou een volledig ander beeld hebben zou men de batterij na één maand belasten: de batterijen die op een normale temperatuur bewaard zijn gebleven hadden slechts een capaciteit van 8%! - De NiMH accus van het type Low Self Discharge hebben een hogere klemspanning.
Natuurlijk zijn deze accus wat sneller leeg dan de accus met hoge capaciteit, maar uiteindelijk hebben ze hetzelfde vermogen geleverd dankzij de hogere spanning.
We zijn ondertussen een paar jaren later en het gamma "ready to use" accus is uitgebreid: we gaan eens kijken wat Panasonic Eneloop te bieden heeft.
Nickel-xxx batterijen
Flitsers werken het best met oplaadbare batterijen die de hoge stroom kunnen leveren.
Ontlaadcurve van een alkaline batterij (paars),
van een normale NIMH accu 2700mA (zwart) en
van een low self discharge accu (blauw).
Hoe detecteert een lader dat de accu geladen is?