Inleiding
Bijna alle huidige veld recorders werken op batterijen en niet meer alleen op accu's zoals in het verleden. De meest gebruikte batterijen zijn van het type AA in allerlei chemische samenstellingen. Het IEC 60086 systeem heeft dit type cel de aanduiding R6 gegeven, in het ANSIC18 systeem is dit formaat 15. De cel van het type AA is een standaard formaat cilindrische droge batterij/accu bestaande uit een enkele elektrochemische cel die een (wegwerp) batterij of een accu (oplaadbare batterij) kan zijn. De exacte klemspanning, capaciteit en praktische ontlading snelheden zijn afhankelijk van de cel chemie. De standaard klemspanning van AA cellen varieert afhankelijk van de chemische samenstelling belast tussen de 1,2 V en 1,5 V. Een AA cel heeft een lengte van 49,2 - 50,5 mm, inclusief de knop aansluiting en een diameter van 13,5 - 14,5 mm. De positieve aansluit knop moet minimaal 1 mm hoog en maximaal 5,5 mm in diameter zijn, de platte negatieve aansluitklem moet een minimale diameter van 7 mm hebben.(*)
Batterijen
|
||
|
Energizer Lithium AA batterijen |
||
Niet oplaadbare AA zink-koolstof batterijen (droge cellen) hebben een capaciteit van ongeveer 400 tot 900 mAh (milliampère-uur), waarbij de gemeten capaciteit sterk afhankelijk is van test omstandigheden, inschakelduur en uitschakel spanning. Zink-koolstof batterijen worden meestal op de markt gebracht als "standaard" batterijen. Zinkchloride batterijen slaan ongeveer 1000 tot 1500 mAh op en worden vaak verkocht als "super"- of "extra zware" batterijen. Alkaline batterijen met een capaciteit van 1700 mAh tot 2850 mAh zijn duurder dan zinkchloride batterijen, maar hebben een hogere capaciteit.
De niet oplaadbare lithium-ijzerdisulfide batterijen worden vervaardigd voor apparaten die veel stroom verbruiken, zoals digitale camera's en digitale recorders, waar hun hoge kosten worden gecompenseerd door een langere bedrijfstijd tussen batterij wisselingen en een meer constante spanning tijdens het ontladen (belangrijk voor fantoom voeding). Een ander voordeel van lithium-ijzerdisulfide batterijen in vergelijking met alkaline batterijen is dat ze niet de neiging hebben te lekken. Dit is vooral belangrijk in dure apparatuur, waar een lekkende alkaline batterij schade kan veroorzaken op het punt dat de apparatuur moet worden vervangen. Lithium-ijzerdisulfide batterijen zijn bedoeld voor gebruik in apparatuur die compatibel is met alkalische zink batterijen. Lithium-ijzerdisulfide batterijen kunnen een open circuit spanning van wel 1,8 volt hebben, maar de gesloten circuit spanning neemt af, waardoor deze chemie compatibel is met apparatuur die bedoeld is voor op zink gebaseerde batterijen. Een nieuwe alkalische zink batterij kan een open circuit spanning van 1,6 volt hebben, maar een ijzerdisulfide batterij met een open circuit spanning lager dan 1,7 volt is volledig ontladen.(*)
Oplaadbare cellen(accu's)
Oplaadbare batterijen in het AA formaat zijn verkrijgbaar in meerdere chemische samenstellingen: nikkel-cadmium (NiCd) in verschillende capaciteiten van ongeveer 600 mAh tot 1000 mAh, nikkel-metaalhydride (NiMH) in verschillende capaciteiten van 600 mAh tot 2750 mAh en lithium-ion. Lithium-ion chemie heeft een nominale spanning van 3,6 - 3,7 volt en wordt 14500 Li-ion batterijen genoemd in plaats van AA. Deze cel is vaak ook iets langer dan de standaard AA-cel en past dus niet in de batterijhouder.
De NiMH en lithiumion AA/14500 cellen kunnen het grootste deel van hun capaciteit leveren, zelfs onder een hoge stroom afvoer (0,5 A en hoger), in tegenstelling tot alkaline en zinkchloride ("Heavy Duty"/"Super Heavy Duty" en andere fantasie namen) cellen die al bijna geen capaciteit meer hebben nog voordat deze cellen echt leeg of verbruikt zijn.
Sinds 2014 wordt er een variant van de 14500 Li-ion batterijen op de markt gebracht door het Chinese bedrijf Kentli als "Kentli PH5". Deze batterijen wordt geleverd met een interne buck-convertor bij de positieve elektrode om de uitgang spanning van de normale 3,7 V te verlagen naar een zeer constante (vergeleken met alkaline, NiCd of zelfs NiMH cellen) 1,5 V AA standaard spanning. De lithium-ion chemie zorgt voor een lagere zelf ontlading van ongeveer 3% per maand. Helaas is de capaciteit niet beter dan gevonden bij Zinkchloride batterijen en is ongeveer 1600 mAh (1,5 V) bij een belasting van 50 mA. Dit wordt veroorzaakt door de lage efficiëntie van de step-down convertor.
Er zijn ook nog Nikkel-zinkcel (NiZn) AA's verkrijgbaar, maar omdat deze niet bij de instellingen van apparatuur voorkomt worden ze niet (veel) gebruikt.(*)
| Chemie | IEC naam | ANSI/NEDA naam | Nominale spanning (V) | Capaciteit bij een constante belasting van 50 mA (mAh) | Max. capaciteit bij nominale spanning en 50 mA belasting (Wh) | Herlaadbaar |
| Zinc-carbon | R6 | 15D | 1,50 | 400-1.700 | 2,55 | Nee |
| Alkaline | LR6 | 15A | 1,50 | 1.800-2.850 | 3,90 | Nee |
| Li-FeS2 (Lithium) | FR6 (LR6?) | 15LF | 1,50 | 2.700-3.400 | 5,10 | Nee |
| Li-ion | R15/50 | 14500 | 3,60-3,70 | 600-840 (1600 mAh at 1,5V) |
2,88-2,96 | Ja |
| NiCd | KR6 | 15K | 1,20 | 600-1.000 | 1,20 | Ja |
| NiMH | HR6 | 15H | 1,20 | 600-2.750 | 3,42 | Ja |
| NiZn | ZR6 | ? | 1,60-1,65 | 1.500-1.800 | 2,97 | Ja |
NiMH accu
De nikkel-metaalhydride accu, afkorting NiMH accu, is een oplaadbare batterij op basis van nikkel en een metaalhydride, die lijkt op de nikkel-waterstof accu. De NiMH accu gebruikt een waterstof absorberende legering voor de negatieve elektrode in plaats van cadmium. Net als in NiCd cellen is de positieve elektrode van nikkel-oxyhydroxide (NiOOH). Een NiMH cel kan vaak meer energie opslaan dan een NiCd batterij maar heeft minder vermogen bij dezelfde afmetingen. Vergeleken met de lithium-ion accu is de energiedichtheid lager en de zelf ontlading hoger. NiMH cellen worden in de handel gebracht in standaardmaten (mini penlite AAA en penlite AA tot F). Ze worden ook geassembleerd tot batterijen voor een hogere spanning zoals in hybride auto's, RC auto's, draadloze telefoons enz..
Standaard AA cellen (penlite) hebben een nominale capaciteit(C) van 1100 mAh tot 2900 mAh bij 1,2 volt, gemeten bij een ontlading van 0,2C per uur. Bij hogere belasting gaat meer energie verloren, maar tot 1C (volledige ontlading in een uur) scheelt dat weinig.
NiMH accu's hebben minder last van het geheugen effect zoals bij NiCd batterijen. NiMH batterijen kunnen echter minder goed tegen lage en hoge temperaturen. Bij lage temperaturen verliest de batterij zijn lading en bij hoge temperaturen raakt de batterij beschadigd. Bij welke temperatuur dat gebeurt hangt sterk af van het merk en de kwaliteit. Ook onder normale omstandigheden heeft een normaal geconstrueerde NiMH accu een vrij grote zelf ontlading waardoor ze minder geschikt zijn voor toepassingen waar na langere tijd ook nog energie aan geleverd moet kunnen worden. Speciale constructies kunnen de zelf ontlading aanzienlijk verminderen, dit gaat wel ten koste van de capaciteit. Dergelijke accu's worden ook wel "Low Self Discharge" (LSD) of "Ready to Use" genoemd.
Bij normaal gebruik gaat de NiMH batterij korter mee dan een NiCd batterij. Een (milieu)voordeel ten opzichte van NiCd is dat er geen gebruik gemaakt wordt van (giftig) cadmium.(*)
Lithium batterij
Een lithium batterij is een batterij waarvan de anode uit metallisch lithium bestaat. Voor de kathode wordt vaak mangaan(IV)oxide gebruikt, maar er zijn vele andere mogelijkheden. Afhankelijk van het kathode materiaal kan een lithium batterij een spanning van 1,5 tot 3,7 volt leveren.
Lithium batterijen zijn relatief duur, maar gaan als ze weinig worden belast zeer lang mee. Afhankelijk van het type tot tientallen jaren. In de vorm van een knoop cel worden ze toegepast in horloges, afstandsbedieningen en computers; en in andere vormen in bijvoorbeeld pacemakers en militaire apparatuur. De veelgebruikte CR 2032 knoop cel is een lithium batterij. Volgens de IEC nomenclatuur voor batterijen zijn alle typen waarvan de eerste letter een B, C, E, F of G is lithium batterijen. De verschillende letters geven verschillende klassen van kathode materialen aan, bijvoorbeeld de C voor mangaan(IV)oxide en B voor koolstofmonofluoride. In tegenstelling tot lithium-ion, lithium-ion-polymeer, lithium-ijzer-fosfaat en lithium-zwavel accu's zijn lithium batterijen niet oplaadbaar.(*)
|
||
| Xtorm powerbank verbonden met recorder via USB | ||
Er is een test uitgevoerd met 21 AA batterijen en deze test is hier in te zien.
Powerbank
Powerbank is een Engelstalige kreet voor zoveel als accu met wat toevoegingen. In een power bank zit een accu en de nodige elektronica voor het laden en ontladen. De elektronica zorgt er voor dat de accu niet wordt overladen, de laadstromen niet te hoog worden, bij ontlading dat de ontlaad stroom wordt gereguleerd en dat de spanning wordt gereguleerd. In principe is een powerbank een betrouwbare energiebron. Het ja maar zit hem in de capaciteit. De toevoegingen 1x, 4x, 8x en zo verder verwijzen naar hoeveel standaard sets AA batterijen deze kan vervangen. Dus een toevoeging van 1x betekent zoveel dat je een extra set AA batterijen bij je hebt. Voor 4x dus vier keer een set AA batterijen. De set AA batterijen moet natuurlijk minimaal 5 Volt kunnen geven, dus dat zijn dan 4 AA batterijen. De capaciteit van een dergelijke set is ongeveer 2.200mA tot 2.500mA (bijv. Duracell). Powerbanks komen in het algemeen met een kort USB snoertje. Met de ene kant kun je de powerbank opladen en met de andere kant kun je de powerbank ontladen en dus een apparaat voeden.
|
||
| Powerbank 1x | ||
Voorbeelden van een powerbank
Power Mate is een powerbank type grote sleutelhanger, capaciteit 2.200mAh. Uitgang spanning DC5V (DC is gelijkspanning) bij een maximale stroom van 1A. Inclusief USB kabel met micro USB plug. Deze powerbank wordt veel gebruikt als relatie geschenk of promotie artikel met een opgedrukte tekst. En zo ben ik er aan gekomen.
|
||
| Xtorm Power Bank 4x | ||
(*) een deel van de informatie is verkregen uit Nederlandstalige en Engelstalige Wiki pagina's over dit onderwerp.
revisie 24 april 2021