Baterie a akumulátory do čelovek: Klíč k neomezenému dobrodružství

V dnešní době, kdy se outdoorové aktivity těší stále větší oblibě, je kvalitní osvětlení nezbytnou součástí výbavy každého dobrodruha. Každý, kdo někdy vybíral novou čelovku, se alespoň krátce zamyslel nad tím, čím bude svůj metač světla napájet. Problematika dnes díky pokroku zdaleka není tak jednoduchá jako kdysi. V tomto článku se podíváme na to, jak vybrat ten správný akumulátor a jak se o něj správně starat. Jaké jsou výhody různých typů akumulátorů a proč by neměly chybět ve vaší výbavě.

Z OBSAHU:

• Primární a nabíjecí baterie
• Rozměry baterií
• Technologie a napětí baterií
• Kapacita baterií
• Které baterie jsou nejlepší?
• Akumulátory typu 18650
• Dobíjet baterie, anebo měnit?

Primární a nabíjecí baterie

Nabídka baterií je dnes velice široká. Prasátko Pepa aby se v tom vyznalo. Nejprve si můžeme rozdělit baterie na primární, tedy nenabíjecí, a na baterie opakovaně použitelné. Do první skupiny patří zejména baterie zinkouhlíkové (ZnC), resp. o něco vylepšené zinkochloridové (ZnCl neboli heavy duty), dále alkalické a lithiové (nezaměňovat s Li-ion). 

Do druhé patří niklmetalhydrid (NiMH), niklzinkové (NiZn), lithium iontové (Li-ion), lithium polymerové (Li-pol) a lithium železo fosfátové (LiFePO4). Li-ion a Li-pol baterie spadají do stejné kategorie, protože Li-pol jsou jen derivátem Li-ion technologie. Všechny shora uvedené typy baterií se liší v použité chemii, tedy v látkách klokotajících uvnitř baterie a poskytujících svobodu elektronům. 

>>> Čti také: JAK SI VYBRAT ČELOVKU? <<<
 

Baterie na jedno použití se v outdooru hodí především tam, kde potřebujeme dlouhou výdrž, resp. skladovatelnost. Kde elektroniku nepoužijeme příliš často, ale chceme ji mít vždy připravenou, aniž by vyvstávala nutnost baterie často kontrolovat. Dnešní kvalitní lithiové baterie vydrží skladování i 10-15 let, zároveň začíná jejich provozní teplota někde u -40 °C, což se v tuhých zimách či polárních oblastech může velice hodit. 

Rozměry baterií

Klasické spotřebitelské rozměry jsou AAA, AA, C a D, příp. 9 V. V těchto rozměrech ale koupíte baterie primární a nabíjecí NiMH a NiZn. Pro Li-ion a LiFePO4 baterie je typické, že se vyrábí v nezvyklých velikostech a jsou označeny záhadnými čísly. Je to dáno průmyslovým původem těchto baterií. Asi nejznámější jsou baterie 18650 a 21700. Rozklíčování značení je trapně jednoduché. První dvě čísla znamenají průměr válcové baterie, další dvě výšku, to vše v milimetrech. Nuly na konci označení si nevšímejte. Li-pol baterie většinou nenabývají tvaru válečku, ale placek všelijakých rozměrů. Typicky se používají v telefonech, noteboocích a powerbankách.

Technologie baterií a napětí 

Jednotlivé technologie baterií se liší napětím, které se měří ve voltech. Plně nabitá baterie má vyšší napětí než baterie vybitá a nominální (jmenovité) napětí napsané na baterii je takovým středem mezi napětím maximálním a minimálním. Také je potřeba znát, že každá světlo emitující dioda (LED) ke svému chodu potřebuje určité minimální napětí, jinak emituje tmu. Potřebujeme tedy takové baterie, které jsou schopny požadované napětí poskytnout. Pokud tomu tak není, musíme baterie spřáhnout do série, pak se jejich napětí sčítají.

ZnC, ZnCl a alkalické baterie mají nominální napětí 1,5 V. Lithiové baterie mají tu zvláštnost, že jejich nominální napětí může být 1,5 V, 3 V nebo i 3,6 V. Nominální napětí NiMH baterií činí 1,2 V, u NiZn je to 1,6 V. Li-ion a Li-pol baterie mají nominální napětí 3,6 nebo 3,7 V. Zvláštností poslední doby jsou baterie ve standardních spotřebitelských rozměrech, jako AAA, AA, C a D, které jsou založené na Li-ion technologii. Baterie je vlastně jen takový kontejner, uvnitř kterého se ukrývá Li-ion článek o napětí 3,6/3,7 V plus měnič, který napětí převádí na 1,5 V. Tyto baterie se typicky nabíjejí přes USB port. 

Kapacita baterií a jejich energie

Kapacita baterie nám říká, kolik proudu je baterie schopna dodat za určitou časovou jednotku. Měří se v ampérhodinách (Ah), resp. v miliampérhodinách (mAh). Je to údaj, který výrobci na baterie strašně rádi píšou. Sám o sobě je nicneříkající, protože pomocí něj můžeme porovnávat pouze baterie o stejné chemii, protože kapacita baterie závisí na odebíraném proudu. Nicméně z údaje lze vyčíst, že baterie o kapacitě 1 Ah (1.000 mAh) dokáže zařízení dodávat proud 1 A po dobu jedné hodiny. Nebo 0,5 A po dobu dvou hodin. Anebo 2 A po dobu půl hodiny. O tom, jak dlouho vydrží svítit konkrétní čelovka, nám to neříká nic.

Outdoorový nadšenec si může říci: „Proč bych si měl kupovat čelovku na Li-ion baterii 18650, když si můžu koupit čelovku na AA baterii? Li-ion baterie 18650 má kapacitu např. 3.000 mAh, zatímco NiMH AA baterie může mít kapacitu až 2.700 mAh, což je skoro stejně, navíc AA baterie je menší a lehčí a obvykle i levnější.“ Pozor na šalbu, přátelé! První z obou výše uvedených baterií v sobě ukrývá o moc více energie, než by se z porovnání kapacit mohlo zdát. Rozdíl totiž spočívá v odlišném napětí. Energii spočítáme jednoduše tak, že vynásobíme kapacitu a nominální napětí baterie. Tedy u Li-ion by to bylo 11,1 Wh, zatímco u NiMH pouhých 3,2 Wh!

Jaké baterie zvolit do čelovky?

Reálně si samozřejmě budete do čelovky vkládat takové baterie, které odpovídají velikostí a napětím. Máte třeba čelovku, která pro svůj chod potřebuje jednu baterii velikosti AA. Můžete použít nenabíjecí ZnC nebo alkalické, ale ty se ekonomicky nevyplatí. Můžete mít ale čelovku jako záložní, např. ji vozíte v autě pro strýčka příhodu. Primární baterie tedy může postačit, ale pak bych radil použít baterie lithiové, které jsou sice dražší, ale dlouho vydrží a koupě jednou za několik let vás nezruinuje. Jen si musíte dát pozor, aby tato baterie měla správné napětí. Můžete použít i tužkovou NiMH baterii o napětí 1,2 V nebo Li-ion baterii s měničem na 1,5 V. Nelze však použít Li-ion baterii typu 14500, která má sice stejné rozměry jako AA baterie, ale napětí 3,7 V. Existují i čelovky umožňující svobodnou volbu zdroje napětí: jednorázové tužkové/mikrotužkové nebo dobíjecí Li-ion power-packy.

Které baterie jsou nejlepší?

Máte v tom zmatek? Nevadí, řešení je jednoduché. Pokud čelovku chcete užívat často, pořiďte si takovou, která pracuje s Li-ion bateriemi. Co chvíli se z Číny objevují zaručené zprávy, že jsou již vyvinuty grafenové a bůhví jaké baterie, ale faktem zůstává, že Li-ion baterie jsou stále nejmodernějším typem. V zásadě máte na výběr ze čtyř velikostí baterií, a to 16340, která odpovídá foťákové baterii, 14500, která odpovídá AA baterii, 18650, která je o něco větší než AA baterie, a 21700, která je ještě o něco větší. Existují i Li-ion baterie jiných rozměrů, ale v oblasti čelovek jsou raritní. Kapacity 16340 baterií se pohybují od 700 do 1.000 mAh, u 14500 baterií to je od 700 do 800 mAh, u 18600 od 2.000 do 4.000 mAh a u 21700 je to od 3.000 do 6.000 mAh. Nejlepší volbou pro čelovku jsou jednoznačně baterie typu 18650, kterých je dnes na trhu obrovský výběr, mají přijatelné rozměry a hmotnost, skvělé kapacity a dají se sehnat za krásné ceny. 

Baterie typu 18650

Níže popisované platí obecně o všech Li-ion bateriích, ale nejvíce se projevuje právě u typu 18650. Ten totiž tvoří jakýsi průmyslový standard, a pokud si koupíte třeba aku šroubovák, pak v accu-packu se ukrývají právě tyto baterie. Našli byste je rovněž v elektroautech.

Ukázka standardního akumulátoru a akumulátoru s přímým dobíjením pomocí micro-USB

Baterie 18650 je tvořena kovovým válcovým kontejnerem, který celý tvoří záporný pól. Do něj je pak shora vložen “obsah” baterie a horní strana slouží jako kladný pól. Po délce je pak baterie obalena barevnou fólií, ze záporného pólu je tedy obnaženo pouze „dno“ baterie.
Základní dělení baterií 18650 je na nechráněné (unprotected) a chráněné (protected). Chráněné baterie mají v oblasti záporného pólu destičku s elektronikou, která chrání baterii proti přepětí, podpětí a zkratu. Po délce baterie je pak kovový pásek, který spojuje oba póly. Chráněná baterie je vždy delší než baterie nechráněná a obvykle i o maličko širší. Proto se vždy ujistěte, zda takovou baterii budete schopni do své čelovky vložit! 

Pokud s baterií neděláte žádné nepředloženosti, např. ji nenosíte volně po kapsách spolu s klíči a mincemi, vystačíte si s bateriemi nechráněnými. Vždy si ale pečlivě nastudujte pokyny, jak s takovou baterií nakládat a tyto zásady bezvýhradně dodržujte. Jak bylo řečeno, záporný pól vlastně tvoří skoro celé tělo baterie, tedy kladný a záporný pól dělí jen několik milimetrů. Zkratovat baterii třeba klíčem v kapse je jednoduchá záležitost a pak se mohou dít ošklivé věci! Můžou vám začít hořet kalhoty nebo dokonce celý dům. Pokud si nejste naprosto jisti tím, jak s baterií zacházet, používejte vždy baterie chráněné. 

Kladný pól baterií

Baterie dále dělíme na typ „flat top“, který má kladný pól plochý, a „button top“, který má na kladném pólu čepičku podobně jako např. tužkové baterie. Obvykle nechráněné baterie jsou typu flat top a chráněné typu button top. Můžou se ale vyskytnout i nechráněné baterie button top. Chráněné baterie poznáte spolehlivě tak, že jsou delší než 65 mm a že mají pásek spojující oba póly. Pokud byste kupovali baterii flat top, ujistěte se, že vaše čelovka je schopna s ní pracovat. 

Některé baterie mají integrovaný nabíjecí USB port. Osobně to považuji za zbytečné. USB port baterii prodražuje a ubírá jí kapacitu. Vlastní baterie totiž musí být uvnitř o něco kratší. Navíc každá slušná čelovka má USB port na svém těle, tedy baterii můžete dobíjet skrz tento port. Chápu, že spousta lidí si řekne, že to je chytré řešení, přes USB port si z powerbanky dobiju čelovku i mobil. Ale proč byste tahali powerbanku, když si můžete vzít náhradní 18650 baterii. (Mimochodem spousta powerbank je složena právě z článků 18650.)

Dobíjet baterie, anebo je měnit?

Pokud se 18650 v čelovce vybije, můžete ji bleskově vyměnit a nemusíte čekat na dobití. Takových baterií si můžete vzít třeba deset a zvládnete na ně fungovat klidně měsíc. Ale čím si dobijete mobil? Některé čelovky samy mohou sloužit jako powerbanka, tedy pouze kabelem propojíte čelovku s mobilem. Případně můžete vzít malou nabíječku Li-ion baterií, která má opět funkci powerbanky. Do ní pak vložíte náhradní 18650 baterie a opět nabíječku propojíte s mobilem. Po návratu z divočiny si pak všechny 18650 baterie doma pohodlně dobijete chytrou stolní nabíječkou.

Každá čelovka má určitý proudový odběr, velmi výkonné čelovky ho zákonitě mají vysoký. Z tohoto pohledu vás tedy může zajímat i maximální proud, který je baterie schopna zařízení dodávat. V datasheetu výrobce naleznete podivný údaj, nejčastěji 2C. To znamená, že baterie je schopna dodávat maximální proud o dvojnásobku své kapacity. Pokud je tedy kapacita např. 3 Ah (3.000 mAh) max. proud činí 6 A. Většinou platí, že baterie s vysokou kapacitou nejsou schopny dodávat enormní proud, proudové přeborníky obvykle naleznete v nižších kapacitách. 

Nabíjení Li-ion baterií

Moderní nabíječky si dokáží poradit s nejrůznějšími rozměry akumulátorů a zároveň mohou s jejich pomocí sloužit jako power-banky

Spouta lidí má zažito, že baterie se musí vždy vybít do nuly a nabít do sta procent. To ale bylo vhodné u NiMH nebo u starších NiCd baterií. Li-ion bateriím svědčí, když je budete nabíjet max. do 80 % a nevybíjet pod 20 %, pak se jim rapidně prodlouží životnost. Klidně můžete baterie dobíjet třeba ze 30 % na 70 %, bateriím to vůbec nebude vadit. Můžete baterii dobít i do 100 %, ale pak je z hlediska životnosti vhodné ji co nejdříve začít vybíjet. Pro dlouhodobé skladování je vhodné nechat baterii nabitou na cca 50 %. Pokud chcete baterii co nejvíce šetřit, rozhodně ji nevybíjejte do 0 % a pak ji dlouhodobě neskladujte! Rovněž se nedoporučuje nabíjet baterie za mrazu.

Teď už víte, jaké baterie vybrat a jak s nimi nakládat, takže řečí fotografa: Přeji dobré světlo!