FAQ om genopladelige batterier

Genopladelige batterier er ikke en ny teknologi, men det har tidligere været forbundet med en del besvær at anvende genopladelige batterier, så det har kun været fotografer, der havde et meget stort forbrug af batterier, som fuldt ud har kunnet udnytte den økonomiske fordel ved at bruge dem.

Det er faktisk mobiltelefoner, bærbare computere og elværktøj, der har fremmet udviklingen af meget bedre typer genopladelige batterier og ladere. Det er blevet nemt og forholdsvis uproblematisk at anvende genopladelige batterier, de store volumer til mobiltelefoner har også påvirket priserne, så de er blevet meget gunstige, men frem for alt, så har almindelige brugere lært rutinen med at huske på at få sat batteriet til opladning, og laderne er blevet så gode, at de selv sørger for korrekt ladning.

Alle digitale kameraer er batterislugere, så derfor er det meget fordelagtigt at anvende genopladelige batterier i digitale kameraer, og der er mange digitale kameraer, som fungerer meget bedre med genopladelige batterier, da den indre modstand i disse er lavere end i tilsvarende engangs batterier, hvorfor de bedre kan opretholde den nødvendige spænding.

Engangsceller (brunsten og alkaline) har faktisk svært ved at følge med til de digitale kameraers høje forbrug, så deres spænding falder meget drastisk, når kameraet forbruger strøm, den kan falde helt ned under 1 V.

Gode genopladelige batterier kan oplades mellem 500 og 1.000 gange, så økonomien er rigtig god, og selvom man også skal investere i en lader, så er de genopladelige batterier meget hurtigt tjent hjem. Et sæt genopladelige batterier og en god lader er nemlig ikke dyrere end 4 - 8 sæt engangs batterier i en god kvalitet.

Min generelle erfaring med genopladelige batterier er, at de skal bruges så meget som muligt, de tåler ikke at ligge ubrugt i længere perioder. Amatørfotografer, som kun anvender deres kamera i weekenden eller sjældnere, må acceptere, at deres genopladelige batterier ikke holder lige så længe.

Note: I daglig tale bruges betegnelsen batteri lidt i flæng. Teknisk set findes der celler, som er en enkelt 1,2 V eller måske 1,5 V enhed, og hvis man parallelt eller i serie sammensætter to eller flere celler, så bliver det til et batteri. Parallelkobling anvendes meget sjældent, da det kræver meget ensartede celler for at kunne fungere, hvorimod seriekobling anvendes hyppigt for at opnå en tilstrækkelig høj batterispænding. Der vises senere et eksempel herpå.

En enkelt genopladelig celle. Når man sammensætter flere celler, så får man et battri.

Cellerne:

Hvis man ser helt bort fra bly-celler, der pga. af vægten og størrelsen ikke er velegnet til fotobrug, så findes der grundlæggende fire typer genopladelige celler.

Ni-Cd celler (Nikkel-Cadmium) er den ældste type genopladelige celler. De er i øvrigt ved at udgå af markedet, dels fordi deres indhold af tungtmetallet Cadmium er et miljøproblem, og dels fordi de hver gang skal aflades 100 % inden genopladningen, ellers vil de i løbet af meget kort tid ikke kunne genoplades til fuld kapacitet.

Ni-MH celler (Nickel Metal Hydrid) er p.t. den mest udbredte type genopladelige celler, de indeholder ikke tungmetaller, og de er heller ikke så sarte, de tåler bedre at blive genopladet, selvom de ikke er helt afladet forinden. Når man tager nye genopladelige Ni-MH celler i brug, skal man blot være opmærksom på, at det anbefales, at man oplader dem 200% de første 5 gange, og lader dem løbe helt tør for strøm, inden man oplader dem igen, derefter kan Ni-MH celler godt tåle at blive sjat-ladet, de har dog godt af at de ind imellem får en 100% afladning inden genopladning, men det behøver ikke at være hver gang.

Langt de fleste digitale kameraer, som ikke kræver et specielt udformet Li-lo batteri, kan anvende alm. Ni-MH celler i størrelsen AA. Når man køber geopladelige celler, skal man være opmærksom på, at de fås i kapaciteter fra 1.000 til 2.200 mAh (milliamperetimer), som er et mål for den mængde strøm, der er i cellen, når den er fuldt opladet.

Li-lo batterier (Lithium Ion) er en af de nyeste typer genopladelige batterier, de findes endnu ikke som A, AA og AAA celler, men fremstilles kun i specielle udformninger, som passer til specifikke kameratyper/modeller. Li-lo batterier er meget slidstærke, og de tåler relativt godt at blive genopladet, selvom de ikke er helt afladet, men de har godt af, at de ind imellem får en 100% afladning inden genopladning.

De fleste mobiltelefoner har Li-io batterier, og med dem har folk normalt ikke problemer med batterilevetiden. I langt de fleste tilfælde holder mobilens batteri i et par år og derover.

Jeg har 3 stk. Li-ion batterier til mit digicam, de to af dem er købt billigt hos tredieparts leverandør, men der står Fuji på dem, og de er helt identiske med original batteriet, som blev leveret sammen med kameraet, og de giver den samme høje ydelse.

Li-Po batterier (Lithium Polymer) er en viderudvikling af Lithium Ion batteriet, og den er den nyeste og mest avancerede type genopladelige batteri. Li-Po er meget bedre end Li-Ion. De vejer mindre, fylder mindre, indeholde mere strøm, og de taber ikke strømmen så hurtigt.

Li-Po batterier fremstilles kun i specielle udformninger, som passer til specifikke kameratyper/modeller.

Li-Po batterier tåler sjat ladning, men de tåler ikke at blive overladet, og derfor må de kun lades med den type lader som producenterne anbefaler.

Li-Po batterier er meget slidstærkt, og det anvendes allerede i mange nye kameratyper, mobiltelefoner og bærbare computere.

Volt:

Det er den "kemiske" sammensætning der bestemmer spændingen på en celle, det kan godt forvirre en smule, da vi er vant til, at spændingen på en A, AA eller AAA engangscelle opgives til nominelt 1,5 V., se flg. tabel med volt pr. celle.

 Engangs celler: volt pr. celle 
 Brunsten 1,5  
 Alkaline o.l. 1,5  
 Genopladelige celler: volt pr. celle 
 Nickel Cadmium (*1) 1,25 
 Nickel Metal Hydrid 1,2  
 Kviksølv (*2) 1,55 
 Bly 2,1  
 Lithium Ion 3,6 - 3,7  
 Lithium Polymer 3,7  

(*1) Nickel Cadmium celler er ved at blive udfaset helt, og de er meget sværre at skaffe.
(*2) Kviksølv må ikke længre anvendes i genoladelige celler, der dispenseres dog i.f.m. ældre medicinsk udstyr.

Man kan dog komme ud for genopladelige celler med andre spændingsangivelser end de i tabellen viste, f.eks. "Iithium - 1,5 V", det drejer sig så om tilpassede celler, med en "forurenet" kemisk sammensætning. Og det er som regel celler til specielle formål, og disse celler er også meget kostbare.

Genopladelige celler har sammenlignet med engangsceller en meget lavere indre modstand, derfor kan de langt bedre afgive store strømmængder på kort tid, og deres spænding falder ikke på samme måde, når der er forbrug, derfor er de genopladelige celler teknisk set mere velegnede til digicams end engangbatterier er.

Og for at aflive alle myter, så har det ikke nogen praktisk betydning, om cellens spænding er 1,2 V eller 1,5 V, det handler om, hvor mange mAh (milliamperetimer), der er på cellen.

Det er absolut en fordel at vælge de lidt dyrere 2.300 eller 2.700 mAh celler, da digitale kameraer ikke kan tømme cellerne 100%, så er der typisk en restladning på mellem 300 og 500 mAh tilbage på cellerne, når kameraet melder low-battery, og det er ikke spor urealistisk at forvente, at man kan tage tre gange så mange billeder med et sæt 2.700 mAh celler, som man kan tage med et sæt 1.300 mAh celler, hvis man bruger batteriet økonomisk.

Beregninger:

I det følgende skal der gennemføres nogle få beregninger. Umiddelbart har man nok ikke så meget at bruge disse til, men de kan forhåbentlig bidrage med en lidt bedre forståelse af de tekniske begreber.

Spænding: Elektrisk spænding måles i enheden volt, og som symbol herfor benyttes V. Det kan i nogle tilfælde være hensigtsmæssigt i stedet at anvende den tusinde gange mindre enhed millivolt for hvilken der benyttes symbolet mV.
1000 mV = 1 V

Strøm: Elektrisk strøm måles i enheden ampere, og som symbol herfor benyttes A. Der anvendes også tit den tusinde gange mindre enhed milliampere for hvilken der benyttes symbolet mA.
1000 mA = 1 A

Effekt: Elektrisk effekt beregnes på følgende måde: Effekt = spænding x strøm. Indsættes spændingen i volt og strømmen i ampere får man effektenheden watt for hvilken man benytter symbolet W.

Kapacitet - Ladning: Som mål for en celles eller et batteris kapacitet benytter man normalt at angive den ladning ("strømmængde") som cellen eller batteriet kan afgive fra fuldt opladet tilstand. Ladning = strøm x tid. Der anvendes her normalt timer som enhed for tiden og symbolet herfor er h, der stammer fra det engelske ord hour.
1000 mAh = 1 Ah

Kapacitet - Energi: Som mål for kapacitet kan man også angive den energimængde som en celle eller et batteri kan afgive. Energi = effekt x tid = strøm x spænding x tid, og med strømmen i ampere og spændingen i volt samt tiden i timer får energien enheden watttimer.
1000 mWh = 1 Wh = 0,001 kWh (kilowatttimer kender vi fra elregningen)

Figuren herover viser en hyppigt forekommende situation. Et digitalt kamera forsynes ved hjælp af 4 stk. genopladelige AA Ni-MH celler. Cellerne er påstemplet 2000 mAh og 1,2 V. Cellerne er fuldt opladet.

Batteriets nominelle spænding bliver ved seriekobling af cellerne lig 4 x 1,2 V = 4,8 V.

Batteriets kapacitet, udtrykt som ladning, bliver det samme som for den enkelte celle, da disse jo alle gennemløbes af den samme strøm altså 2000 mAh.

Batteriets kapacitet angivet som energi bliver 2 Ah x 4,8 V = 9,6 Wh = 0,0096 kWh.

Der er foretaget målinger på batteriet, som er fuldt opladet, og måleresultaterne ses i følgende tabel.

Strøm (forbrug)
A
Spænding
0 5,69
0,05 5,57
0,1 5,47
0,3 4,98
1,0 3,48

Det ses at batterispændingen falder med stigende strøm (forbrug), hvilket skyldes batteriets indre modstand. Denne kan udregnes som spændingsændring divideret med den strømændring som fremkalder spændingsændringen. Enheden for modstand er ohm og symbolet herfor er .

Indre modstand = (4,98 - 3,48) / (1,0 - 0,3) = 2,14 .

Laderne

Der findes mange typer ladere til genopladelige celler, her skal man være opmærksom på, at en Ni-Cd lader kun kan anvendes til Ni-Cd celler. En lader til Ni-MH kan både anvendes til Ni-Cd og Ni-MH celler, man bør vælge en intelligent lader, der lader hvert enkelt celle individuelt, og som selv måler på cellerne under opladningen, så de ikke overlades, og den skal også have mulighed for at, man kan vælge en 100% afladning inden geopladningen.

Til Ni-MH batterier findes der grundlæggende to typer ladere, hurtigladere som oplader cellerne på 3 - 4 timer, og langsomladere, der er 13 timer om en opladning, der er ikke enighed om, hvilken type, der er bedst, nogle hævder at cellerne bliver for varme i hurtigladerne, andre siger, at det ikke gør nogen forskel. Min umiddelbare vurdering er, at fordelen ved at kunne få genopladet cellerne hurtigt, rigeligt kompenserer for at cellerne måske får en lille smule kortere levetid.

Og så skal man naturlig være opmærksom på, at batteriladeren skal svare til de celler der skal oplades, en lader til 1.700 mAh Ni-MH celler kan ikke bruges til at lade 2.300 mAh celler.

Et Li-Io batteri skal lades meget præcist, det tåler ikke at blive overladet. Hvis et Li-Io batteri bliver overladet, medfører det omgående en nedgang i batteriets kapacitet, så til Li-Io batterier bør man kun anvende den type lader, som kamera/batteriproducenten anbefaler til den pågældende type Li-Io batteri.

OBS: Vigtigt

Ni-Cd celler kan ikke tåle hurtig ladning.

Der er dog en enkelt undtagelse, batteriproducenten Uniross har produceret nogle specielle Ni-Cd celler, der kan lades med en speciel hurtiglader.

Tips og gode råd

Når man har investeret i et sæt genopladelige celler, så kan jeg anbefale, at man sætter en lille label på hvert celle med et nr. og en købsdato, det gør at man nemt kan holde styr på sine batteri-sæt, især hvis man hen ad vejen køber nye sæt, for hvis man har flere batterisæt, så er det vigtigt, at man løbende veksler mellem de forskellige sæt, genopladelige celler aflader nemlig sig selv, hvis de ligger ubrugt, og de har bedst af at blive motioneret med jævne mellemrum, ellers bliver de "dovne".

Hvis et sæt genopladelige celler har ligget ubrugt og er blevet "dovne", så kan man med noget intensiv motion og lidt held få dem op på dupperne igen, det gøres ved at cellerne oplades og aflades nogle gange lige i rap.

Vigtigt: man må aldrig aflade genopladelige celler med en kortslutning, brug kameraet eller noget andet, der kan stå og bruge strømmen, en intelligent lader med afladningsfunktion er allerbedst til formålet, da den kan tømme cellerne 100% inden genopladningen.

Som alt andet slides genopladelige celler, det er både opladningerne og alderen der slider, så hen ad vejen taber cellerne gradvist deres kapacitet. Når genopladelige celler af- og oplades bliver de varme, og derfor er de udstyret med en ventil, så trykket kan udlignes, men ventilen gør også, at det syre, der er i batteriet langsomt fordamper, og i takt med udtørringen falder kapaciteten.

Hvis man kun sjældent bruger sit digitale kamera må man ikke forvente, at man får den bedste udnyttelse af genopladelige celler, de har faktisk bedst af jævnlig brug, og når cellerne bare ligger ubrugt vil de tabe kapaciteten pga. alder, før end de bliver slidt op af genopladninger. Genopladelige celler, der kun bruges sjældent, vil typisk kunne holde omkring et års tid, så de vil stadig være økonomisk fordelagtige, hvis man nøjes med et enkelt sæt.

Er man derimod storforbruger, der flere gange om ugen bruger sit digitale kamera, så kan man sagtens forvente at få maksimalt udbytte af de genopladelige celler, og det er ikke spor urealistisk at regne med 1 til 3 års levetid, eller i bedste fald op imod 1.000 genopladninger.

Fordelen ved at ha' ekstra batterier er, at man kan bruge dem helt flade, og så bare skifte til et opladet batteri. På den måde undgår man sjat-ladninger.

Storforbrugere kan roligt investere i to eller flere sæt genopladelige celler, så de aldrig løber tør for strøm, de skal så bare være opmærksom på, at det er noget møg med en masse celler, der ligger i løs vægt i bunden af fototasken. Det er et must, at man laver et system i fototasken, så man har styr på batterisættene, det er nemlig vigtigt, at man løbende og på skift bruger alle sættene. Systemet skal også indrettes,. så man med et nummersystem nemt kan holde styr på, hvilke sæt der er brugt/flade, og hvilke sæt der er strøm på.

Det er ikke smart at købe 2 eller flere sæt genopladelige celler på en gang, de vil slides og ældes samtidigt, så man i den sidste ende står med flere sæt, der kun er halvgode. Det er meget smartere, hvis kan tilrettelægger det således, at man køber et nyt sæt hvert halve år. På denne måde har man hele tiden et "nyt" sæt, der er supergode, og nogle reserve sæt, der alt efter alderen er ringere, men stadig brugbare.


Et billigt multimeter med indbygget batteritester er velegnet

Når man bliver lidt mere erfaren er det en stor fordel at anskaffe sig en batteritester, så man kan måle cellerne før og efter opladning, det gør at man hele tiden har føling med cellernes kondition, man kan nemlig godt komme ud for, at en et enkelt celle, i et ellers velfungerende sæt, pludselig går død, den kan godt genoplades, men den taber strømmen i løbet af et døgns tid, og hvis man ikke kan måle sig frem til, hvilke celler der er dårlige i et sæt, så vil man jo være nødt til at kassere hele sættet.

Det er meget sjældent, at genopladelige celler går i stykker, de er generelt meget robuste, men man skal passe på, at man ikke taber dem på gulvet, det kan slå dem en lille smule skæve, og det kan medføre, at den ventil, der sikrer mod overtryk bliver så åben, at syren fordamper i løbet af meget kort tid, og en indtørret celle er lig med en død celle.

Hvis man ikke bruger sit digitale kamera i en længere periode (over 1 md.), så er det altid klogt at ta' cellerne ud af kameraet, for alle typer celler kan lække, og det er meget kedeligt at konstatere, at ens kamera er blevet skadet af syre fra en af cellerne. Det skal dog lige siges, at genopladlige batterier ikke er nær så slemme til at lække, som engangsceller, da de ret hurtigt aflader sig selv og bliver neutrale.

OBS: Kasserede genopladelige celler er miljøaffald, der kræver en særlig behandling, derfor må de ikke smides i en alm. skraldespand men skal afleveres på den kommunale modtageplads, eller i de specielle beholdere, som ofte er opstillet i de forretninger, som sælger denne type produkter.

 

© 2002 Niels Riis Ebbesen - www.photo-gallery.dk

Bidragsyder: Jan Ersted Sørensen
Bidragsyder: Viggo Poulsen
Bidragsyder: Jørgen Grue Jensen



© 2000 Niels Ebbesen - grafiker & fotograf
Valhals Plads 23 · 3650 Ølstykke · +45 47 17 56 22 · +45 40 33 69 40
info@niels-ebbesen.net · www.niels-ebbesen.net