Rozdíl mezi bateriemi s vysokým a nízkým odporem: Kterou si vybrat? | AK Booster
Výkon baterie ovlivňuje kombinace faktorů. Patří mezi ně výrobce, bezpečnost, stav baterie a – odpor baterie. V závislosti na zadaných charakteristikách se následně zjišťuje provozuschopnost zařízení.
Proto je nutné předem určit, co zvolit – baterie s nízkým vnitřním odporem, nebo naopak.
Jak ovlivňuje vnitřní odpor
Vnitřní odpor baterie – jde o odpor, na který proud naráží při průchodu vnitřními součástmi baterie: elektrody, elektrolyt, separátor, kontakty. To se projevuje jako ztráty napětí při toku proudu, což má za následek snížení dostupného výkonu a účinnosti baterie. Vnitřní odpor se vyjadřuje v ohmech (Ω) nebo miliohmech (mΩ).
Baterie nemůže fungovat bez vnitřního napětí. Důvodů je mnoho:
- Elektrolyt je médium, kterým se ionty lithia (nebo jiného kovu) pohybují mezi elektrodami. Jeho iontová vodivost přímo ovlivňuje vznik odporu.
- Elektrody musí zajistit účinný přenos elektronů na vnější kontakty. K celkovému vnitřnímu odporu přispívají materiály s nízkou elektronovou vodivostí.
- Degradace aktivních materiálů, tvorba pasivačních vrstev (například SEI na lithium-iontových bateriích), vedou při častém nabíjení ke zvýšení vnitřního odporu.
Výhody vysokého vnitřního odporu
Častěji než ne, pokud jde o výběr baterie, kupující věnuje pozornost modelům s vyšším vnitřním odporem – od 1000 voltů a 4-7 Mohmů. Tato možnost má však výhody i nevýhody.
Výhody vysokého vnitřního odporu baterie:
- Obvykle jsou vyrobeny z levnějších materiálů a mají jednodušší design, což ovlivňuje náklady.
- Lépe odolávají krátkodobému přetížení a přebíjení, i když při práci s vysokými proudy jsou méně účinné.
- Zkraťte dobu nabíjení. Je to dáno tím, že část energie se ztrácí při překonávání vnitřního odporu baterie.
Tento odpor baterie má však také nevýhody:
- Zvýšená tvorba tepla během provozu. To může způsobit přehřátí za podmínek, kdy baterie dodává velké množství elektrického náboje (Ah), což negativně ovlivní životnost baterie.
- Nadměrné zvýšení teploty při vzniku elektrického náboje (Ah) je doprovázeno poklesem napětí při zátěži a nesprávným vypínáním napájených zařízení.
- Při vysokých odporech se zvyšuje pravděpodobnost rozpouštění přechodných kovů z katody do elektrolytu. To vede k jejich migraci a usazování na anodě, čímž se zhoršují charakteristiky.
- Jsou schopny dodávat menší proud, což omezuje jejich použití v zařízeních, která vyžadují vysoké startovací proudy nebo rychlé nabíjení.
Co by si měl kupující vybrat podle svých potřeb?
Na otázku, co je lepší – nízký nebo vysoký vnitřní odpor – nelze jednoznačně odpovědět. Výběr závisí na aplikaci:
- Pro zařízení, která vyžadují vysoký výkon, rychlé nabíjení a vysokou účinnost, jako jsou elektromobily a elektrické nářadí, lékařské vybavení, je nutné volit baterie s nízkým vnitřním odporem. Ve vozidlech a složitých zařízeních se používají stovky bateriových článků zapojených sériově a paralelně. Vysoký vnitřní odpor jednoho článku může vést k nerovnoměrnému rozložení proudu a zahřívání ostatních článků, což způsobí předčasné opotřebení. Nízká naopak zajišťuje rovnoměrné zatížení a minimalizuje ztráty.
- Pro zařízení s nízkou spotřebou energie, kde jsou hlavními faktory cena a životnost, lze použít baterie s vysokým vnitřním odporem. Může se jednat o přenosnou nízkoenergetickou elektroniku, dálkové ovladače, hračky a další zařízení, kde jsou požadavky na výkon a účinnost nízké. U takových zařízení není důležitá vysoká rychlost nabíjení nebo vybíjení.