NiMH a LiPo baterie – které jsou lepší?

V hobby průmyslu existují 2 hlavní typy baterií: NiMH (nikl-metalhydridové) a LiPo (lithium-polymerové nebo správněji lithium-iontové). Když si koupíte RTR (Ready To Run) RC (rádiem řízené) auto, bude s největší pravděpodobností dodáváno s NiMH baterií (pokud vůbec), protože jsou poměrně levné, spolehlivé a bezpečné ve srovnání s LiPo bateriemi.

Většina lidí nakonec přejde na LiPo poté, co si zvykne provozovat své RC auto nebo buginu na NiMH baterii a zatouží posunout svůj zážitek o další kousek dále.

Hlavními přednostmi LiPo baterií jsou vyšší rychlost, větší “razance” při startu a konzistentnější výkon po celou dobu jízdy ve srovnání s NiMH bateriemi.

Seznam zkratek RC baterií

LiPo – Lithium-iontový polymer (typ baterie)

NiMH – nikl-metal hydrid (typ baterie)

NiCD – nikl-kadmiová baterie (typ baterie)

Mah – miliampérhodina (měření proudu v čase) 1000Mah = 1Ah

Ah – ampérhodina (měření proudu v čase) 1Ah = 1000Mah

A – Ampér (jednotka elektrického proudu)

ESC – elektrický regulátor otáček (spojuje baterii a motor)

S – sériový (běžně se používá u LiPos, např. 3S znamená 3 články zapojené do série)

V – napětí (elektrický potenciál)

C – Kapacitní třída (známá také jako třída vybití, čím vyšší, tím lepší)

Výhody a nevýhodybaterií NiMH

Klady

• Dostupnost: NiMh baterie jsou snadno dostupné a jsou široce používány v různých elektronických zařízeních.
• Bezpečnost: NiMh baterie jsou bezpečnější než LiPo baterie a mohou být snáze použity bez rizika výbuchu nebo požáru.
• Nižší náklady: NiMh baterie jsou levnější než LiPo baterie s podobnou kapacitou.
• Dobrá životnost: NiMh baterie mají delší životnost než LiPo baterie a mohou být nabíjeny vícekrát.
• Nižší citlivost na teplotu: NiMh baterie jsou méně citlivé na vysoké teploty než LiPo baterie.

Nevýhody

• Nižší kapacita: NiMh baterie mají nižší hustotu energie a tedy i nižší kapacitu než LiPo baterie.
• Nižší rychlost nabíjení: NiMh baterie se nabíjejí pomaleji než LiPo baterie.
• Vysoký samovybíjecí proud: NiMh baterie mají vysoký samovybíjecí proud, což znamená, že ztrácí více energie, když nejsou používány.
• Větší hmotnost: NiMh baterie jsou těžší než LiPo baterie s podobnou kapacitou.
• Potřeba pravidelného vybíjení: NiMh baterie musí být pravidelně vybíjeny na nulu, aby se minimalizoval efekt paměti, který může omezit kapacitu baterie.

Baterie LiPo klady zápory

Klady

• Vysoká kapacita: LiPo baterie mají vysokou hustotu energie, což znamená, že mají vysokou kapacitu v porovnání s jinými typy baterií.
• Vysoká rychlost nabíjení: LiPo baterie se nabíjejí rychleji než jiné typy baterií.
• Nízká hmotnost: LiPo baterie jsou lehčí než jiné typy baterií s podobnou kapacitou.
• Flexibilita tvaru: LiPo baterie jsou velmi flexibilní, takže mohou být vyrobeny v různých tvarech, což umožňuje výrobci baterií vyrábět baterie pro specifické použití.
• Nízký samovybíjecí proud: LiPo baterie mají nízký samovybíjecí proud, což znamená, že ztrácí méně energie, když nejsou používány.

Zápory

• Citlivost na teplotu: LiPo baterie jsou citlivé na vysoké teploty a mohou být nebezpečné, pokud jsou nevhodně skladovány nebo nabíjeny.
• Bezpečnost: LiPo baterie mohou být nebezpečné, pokud jsou poškozeny nebo nevhodně použity, a mohou způsobit požár nebo výbuch.
• Krátká životnost: LiPo baterie mají kratší životnost než jiné typy baterií, pokud nejsou správně používány a udržovány.
• Vysoká cena: LiPo baterie jsou dražší než jiné typy baterií s podobnou kapacitou.
• Potřeba speciální nabíječky: LiPo baterie vyžadují speciální nabíječky, které jsou schopné správně nabíjet a udržovat baterie.

Jakou mám baterii?

Za prvé, každá baterie by měla mít štítek, na kterém bude uvedeno, o jakou chemickou sloučeninu se jedná (NiMH nebo LiPo), kapacitu (Mah – miliampérhodiny, to je vysoké číslo) a samozřejmě napětí (které bude násobkem 1,2 u NiMH a 3,7 u LiPo) se jedná.

Jak vypadá baterie NiMH?

NiMH baterie je kulatý článek, který je k dispozici v mnoha různých provedeních, aby vyhovoval vašim potřebám.

Většina NiMH baterií, které napájejí RC auta, se skládá z několika baterií velikosti Sub-C, jak je znázorněno na obrázcích níže.

Pokud jste to ještě neuhodli, známé běžné dobíjecí baterie AA jsou tvořeny pouze jedním článkem NiMH.

Poznámka : NiCD (nikl-kadmiové) a NiMH baterie vypadají navenek úplně stejně, ale uvnitř jsou velmi odlišné a je třeba s nimi zacházet odlišně. Nebudu mluvit o NiCD bateriích, protože jsou nyní pro hobby průmysl zastaralé, protože NiMH mají mnohem lepší “dobu chodu”, také konkurenčně NiCD se ovlivňují “paměťovým efektem”, z těchto důvodů téměř všechna elektrická RC auta používají NiMH baterie místo NiCD.

Jak vypadá baterie LiPo?

Baterie LiPo, která má 2 nebo více článků v sérii, má vyrovnávací vodič, který sice nepotvrzuje, že se jedná o baterii LiPo, ale potvrzuje, že se jedná o lithiovou baterii. NiMH baterie nevyžadují vyrovnávací vodič.

LiPo akumulátorový článek je plochý a má tvar obdélníku, neexistuje žádná “standardní” fyzická velikost LiPo článku, ačkoli mnoho RC aut bylo navrženo tak, aby se do nich vešel 6článkový NiMH akumulátor, který má obecně rozměry 137x45x234 mm plus minus několik milimetrů, takže se běžně nazývá “standardní velikost”.

Je také dobré mít na paměti, že některá auta mají dokonce zaoblené uchycení, aby dokonale objala 6článkový NiMH, v tomto případě si můžete pořídit zaoblený pevný kryt LiPo baterie.

LiPo se tedy hodně liší na šířku, výšku a délku, což je skvělé, protože díky tomu baterie dokonale padne do vašeho RC auta nebo jiné aplikace, pro kterou ji používáte.

Jak jsme se dozvěděli o vztahu mezi napětím a články v bateriích NiMH, LiPo jsou stejné, ale napětí pro jeden článek LiPo je 3,7 V (ne 1,2 V jako u baterií NiMH), takže dostupná napětí jsou snížena.

Dvě nejběžnější napětí pro RC auta jsou 7,4 V (2S) a 11,1 V (3S).

Obrázky

1. Baterie HPI 11.1V (3S) 3200Mah 35C v pouzdře “Hard-Case”, které je odolnější a méně náchylné k proražení.
2. Traxxas vytvořil pěkné malé schéma svých LiPo baterií, které je velmi podobné většině ostatních.
3. Jednočlánek LiPo, který je ve skutečnosti z Apple iPhone 3gs.
4. Ohnivzdorné bezpečné pouzdro na LiPo od HPI, Hobbies Direct vřele doporučuje používat je při nabíjení a skladování jakéhokoli LiPo akumulátoru.

Baterie NiMH

Na internetu je mnoho informací a také mnoho protichůdných rad, které mohou být velmi matoucí, zejména v souvislosti s “paměťovým efektem”, který se týká pouze baterií NiCD, nikoli NiMH.

“Napěťová deprese” je něco, čím NiMH může trpět, ale je sporné, jak moc je to patrné, a dodržování níže uvedených pokynů zajistí, že se to vaší baterii nestane.

Nabíjení

Baterie NiMH se správně nabíjejí pouze na nabíječce, která je speciálně určena pro NiMH.

Nabíječky určené pouze pro NiCD NEnabíjejí správně NiMH baterie.

Častá otázka zní: “Jak rychle mohu baterii nabít?”

Jedna hodina je bezpečná pro většinu baterií, což znamená, že baterii o kapacitě 2000 mAh lze nabíjet maximální rychlostí 2000 mAh nebo 2Amps.

Existují dva hlavní typy nabíječek NiMH, nejběžnější (hlavně proto, že jsou levnější) je typ “Trickle Charge”, což je nízký výstup mAh (samozřejmě při správném napětí), který se nezastaví ani nepřeruší, když je baterie plná, ale protože je to jen nízký výstup, není to dostatečný proud, který by baterii poškodil, ačkoli důrazně doporučujeme baterii po nabití odpojit. Můžete snadno vypočítat, jak dlouho to bude trvat, vydělením výstupu mAh z nabíječky kapacitou mAh baterie, takže řekněme, že “Trickle Charger” dává 500mAh a baterie má 2000mAh, 2000/500 = 4 (4 hodiny pro plné nabití).

Tato metoda je pro baterii velmi šetrná a spotřebovává více energie než metoda “Delta Peak”.

Druhý typ nabíječky NiMH (lepší typ) se nazývá “Delta Peak”.

Při nabíjení baterie NiMH touto metodou nabíječka pozná, kdy je baterie plná, a může nabíjení zastavit, což znamená, že může nabíjet mnohem vyšší rychlostí, aniž by baterii přebíjela.

Tento způsob nabíjení je mnohem bezpečnější a navíc vám dá vědět, když je baterie plná, což je praktické.

Vypouštění

Vybíjení je v podstatě jiný výraz pro používání auta, protože při jízdě se baterie vybíjí, i když ji můžete vybíjet i prostřednictvím chytré nabíječky.

Pokud chcete z baterie NiMH získat co nejvíce, je nejlepší baterii NiMH pravidelně zcela nevybíjet ve snaze prodloužit její životnost, protože tím se může životnost článků zkrátit.

Úložiště

NiMH baterie se nejlépe skladují při pokojové teplotě na suchém místě.

Dbejte na to, aby se příliš nezahřívaly, protože teplo může rozhodně snížit životnost baterie NiMH.

Před uskladněním je nejlepší baterii NiMH nabít a také se k ní často vracet a nabíjet ji (přibližně každých 7-30 dní), protože NiMH články se samy vybíjejí přibližně o 1 % denně, takže pokud baterii necháte déle než 4 měsíce, může se poškodit.

Pokud máte baterie s nízkým samovybíjením (LSD), nemusíte se o ně tolik starat.

Likvidace

Je snadná, NiMH baterie jsou recyklovatelné, takže je nezapomeňte recyklovat!

Bezpečnost

Ačkoli jsou NiMH obecně bezpečnější než LiPo baterie, při nesprávném použití nebo zacházení s nimi můžete způsobit vážné škody. Zde je několik doporučení, jak udržet NiMH v dobré kondici.

Nabíjejte na bezpečném, dobře větraném místě.

Snažte se používat kvalitní chytrou nabíječku.

Nenechávejte baterii nabíjet bez dozoru.

Nenabíjejte na jiné nabíječce než NiMH.

Nenabíjejte nad 1C (pokud výrobce nestanoví jinak).

Nevybíjejte pravidelně úplně do “mrtva”.

Neupusťte baterii NiMH, protože ji lze snadno poškodit nárazem.

Baterie LiPo

Jak již bylo zmíněno, LiPo baterie vyžadují trochu více péče než NiMH baterie, pokud chcete, aby měly dobrou životnost, projdeme si hlavní věci, které udržují vaši baterii v co možná nejlepší kondici.

Nabíjení

Nabíjení je první věc, kterou budete muset udělat po zakoupení LiPo baterie. Nejdříve je třeba zkontrolovat, zda je nabíječka kompatibilní s vaším LiPo akumulátorem, což by mělo být uvedeno buď na samotné nabíječce, na krabici, nebo v návodu.

Jakmile víme, že je nabíječka kompatibilní s baterií, kterou chcete nabíjet, pokud máte nabíječku, která je programovatelná, budete potřebovat vědět, jaké je správné nastavení pro nabíjení baterie.

Řekněme, že se snažíme nabíjet HPI LiPo 11,1V 3200Mah na nabíječce iMax B6AC V2, musíte ji nastavit na “LiPo CHARGE” s rychlostí nabíjení 3,2A a napětím 11,1V (3S), což by mělo být velmi podobné jako u většiny ostatních nabíječek (mnoho digitálních nabíječek má velmi podobný software).

Podívejme se tedy znovu na tato nastavení: “LiPo CHARGE” je poměrně jednoduché, protože se jedná o LiPo baterii a vy se ji snažíte nabít. 11.1v je také celkem jednoduché, protože baterie má 11,1V (3S), takže dává smysl nastavit 11,1V (3S).

Měli bychom tedy nastavit rychlost nabíjení na 3,2 A, protože při této rychlosti bude trvat 1 hodinu, než se do baterie dodá 3200 mAh, což je plné nabití.

To je bezpečné pravidlo pro téměř všechny baterie LiPo.

Tomuto pravidlu se říká “pravidlo 1C”, což znamená, že LiPo akumulátor můžete nabíjet stejnou rychlostí, jakou má kapacitu, což je v tomto případě 3,2 A (pokud byste měli 5200Mah akumulátor, můžete ho bezpečně nabíjet až 5,2 A).

Hodnocení vybití nebo hodnocení “C”

Abyste se ujistili, že baterie zvládne nároky na výkon vašeho vozu, musíte se podívat na vybíjecí “C” (Capacity) LiPo. Toto hodnocení se obvykle pohybuje v rozmezí 10-90C, použijme například baterii LiPo 11,1 V 3200 mAh 35C (“C” hodnocení x Mah) 35×3200 = 112 A, takže pokud by vaše auto mělo 80A ESC (elektrický regulátor otáček), víte, že tato baterie zvládne více, než ESC dodá, což z ní činí bezpečné hodnocení pro danou aplikaci.

Skladování

Skladování je velmi důležitou součástí udržování LiPo v dobré kondici. Pokud skladujete LiPo baterii vybitou nebo plně nabitou déle než 2 týdny, může to drasticky ovlivnit výkon a životnost vaší baterie, takže jaké je řešení?

Všechny LiPo baterie jsou rády skladovány při napětí 3,70 až 3,85 V na článek, což je přibližně 50-70% kapacity.

Pokud má vaše nabíječka nastavení skladovacího nabíjení, které automaticky nabije (nebo vybije) baterii na správné skladovací napětí, a vy nebudete baterii používat déle než týden, nastavte ji na tento režim.

Pokud nemáte nabíječku, která by to dokázala, dejte ji nabíjet na polovinu doby, kterou normálně potřebuje k plnému nabití baterie, čímž se přiblížíte správnému napětí, což je mnohem lepší než skladování vybitého nebo plně nabitého akumulátoru. Pokud máte multimetr, můžete také zkontrolovat napětí článků z vyrovnávacího vodiče.

Likvidace

Pokud je vaše LiPo baterie poškozená nebo se již nenabíjí a nemůžete ji používat, musíte ji zlikvidovat. K tomu ji samozřejmě nemůžete jednoduše vyhodit do koše, protože může být stále velmi nebezpečná.

Chcete-li správně zlikvidovat baterii LiPo, musíte ji zcela vybít, aby již neměla žádnou energii.

Toho nejlépe dosáhnete jednoduše připojením zařízení s nízkým odběrem (např. žárovky), dokud se baterie zcela nevybije. Doba, po kterou je třeba nechat baterii připojenou, se liší podle toho, jak je baterie nabitá a jakou má kapacitu, ale obvykle by to pro jistotu mělo trvat jen den nebo dva.

Závěrem

Na vás chceme apelovat, abyste s LiPo bateriemi zacházeli co nejbezpečnější. Slyšeli jsme mnoho “hororových příběhů” o tom, jak se LiPo  samovolně zapalují, doutnají a kouří. Ačkoli existuje mnoho možných příčin, proč se u LiPo akumulátoru tyto příznaky projevují, 2 nejčastější jsou nadměrné vybíjení a nebo opakované přebíjení.

Při nabíjení a skladování VŽDY skladujte při správném napětí.

Baterie se na celém světě používají stále častěji a téměř vše lze napájet z baterií, například telefony, elektrické nářadí a notebooky. V dnešní době se málokdy stane, že byste prožili den, aniž byste někde nepoužili baterii.

Proto je velmi důležité, abychom všichni věděli, jak se o baterie starat, protože v opačném případě může dojít k vážným problémům.