marchigiano
23-05-2007, 12:52
questo thread era iniziato come richiesta di una specifica marca di batterie stilo ricaricabili "migliori", subito sono iniziati consigli basati su esperienze personali ma che non sono utili in senso assoluto a causa delle mille variabili a cui sono soggette le batterie.
quindi per iniziare vorrei fare un discorso generale sulle batterie invece di consigliare la marca X modello Y che tanto va bene a uno e a 99 no... vorrei far capire come utilizzare nel migliore dei modi le batterie per estenderne la vita al massimo possibile, della serie: "dai un pesce a un uomo e lo nutrirai per un giorno, insegnagli a pescare e lo nutrirai per tutta la vita." (proverbio cinese)
---------------------------------------------------------------------------------
CARATTERISTICHE DELLE BATTERIE
i vari tipi di batterie esistenti si differenziano per alcune caratteristiche evidenti, solitamente messe in evidenza dai produttori, e per altre tenute nascoste ma altrettanto importanti per valutare la qualità e l'idoneità per certi impieghi
quello che di solito viene dichiarato apertamente è:
la composizione chimica, tipo alcaline, ni-mh, li-ion ecc...
il voltaggio anche se non viene spiegato che per le batterie non ricaricabili viene dichiarato il voltaggio di picco, mentre per le ricaricabili il voltaggio sotto un carico medio-elevato
la capacità di solito in mAh o Ah per le batterie più capienti. questo dato in particolare spesso viene sovrastimato per cercare di vendere di più il proprio prodotto, sicuri del fatto che il 99.9% degli acquirenti non hanno gli strumenti necessari per verificare la reale capacità di una batteria. i produttori meno seri arrivano a sovrastimare la capacità anche del 100% (cioè dichairano il doppio del reale) mentre i più seri si limitano a un 5-10% e comunque in piccolo a volte scrivono la capacità minima o tipica, per es. "2600mAh" a caratteri cubitali e poi minuscolo "2500mAh min."
alcuni dichiarano anche i cicli minimi di carica e scarica ma di solito sono riferiti a condizioni perfette riproducibili in laboratorio, nell'uso comune questi cicli sono notevolmente inferiori. a volte vengono dichiarati anche i dati di autoscarica e resistenza alle temperature estreme, ma di solito solo se sono a favore della batteria, mai contro
alcune caratteristiche molto importanti però non vengono mai dichiarate per i prodotti destinati al grande pubblico, ma solo (e neanche sempre) ai prodotti specifici per nicchie molto esigenti (modellisti o simili) oppure per OEM
queste caratteristiche sono:
la riserva del catodo, le ni-cd e ni-mh hanno il catodo maggiorato rispetto all'anodo per poter sopportare un certo livello di sovraccarica e sovrascarica, purtroppo quasi nessun produttore dichiara questo dato ma di sicuro le batterie con capacità superiore sacrificano questa riserva per spremere ogni mAh possibile
il tipo di elettrodi delle ni-cd, se di tipo sinterizzato soffriranno dell'effetto memoria, se di particelle "incollate" avranno solo un voltage depression come le ni-mh. oggi praticamente tutte le ni-cd non hanno più l'effetto memoria quindi si può stare tranquilli
la lega utilizzata nel catodo delle ni-mh, se è la AB5 che rispetto alla AB2 garantisce più resistenza nel tempo alla corrosione (e quindi perdita di capacità) a discapito della capacità iniziale
la resistenza interna, chiamata anche più semplicemente spunto, è la resistenza che oppone la batteria per erogare o accumulare energia (resistenza che assorbe parte del voltaggio e converte questa energia in calore).
una ipotetica batteria senza resistenza interna sarebbe in grado di caricarsi e scaricarsi istantaneamente. ovviamente non è possibile creare una batteria del genere, però i costruttori cercano di tenere il più bassa possibile questa resistenza.
questa caratteristica è molto importante con gli apparecchi high drain perchè per es. una batteria stilo da 2700mAh con alta resistenza interna potrebbe erogare una tensione media di 1.1V, mentre una da 2000mAh, ma con una resistenza inferiore, potrebbe mantere una tensione di 1.2V. se l'apparecchio high drain è progettato per spegnersi a 1.15V ecco che la batteria da 2700mAh non viene sfruttata al 100% e all'atto pratico dura meno di quella da 2000mAh.
in un apparecchio low drain invece, la resistenza interna è di secondaria importanza
ecco perchè per scegliere una buona batteria non basta prendere quella con più mAh
---------------------------------------------------------------------------------
TIPI DI BATTERIE STILO
andiamo ad analizzare i vari tipi di composizione chimica delle batterie che più usiamo:
ALCALINE
presentate nel 1959, sono le classiche non ricaricabili da supermercato, sono abbastanza economiche e hanno bassa autoscarica, in condizioni ideali anche dopo 7-10 anni mantengono parecchia carica, sono ideali per utilizzi a basso consumo (low drain), cioè in apparecchi che scaricano le batterie in più di 50 ore, tipo telecomandi, orologi, termometri... in queste condizioni ideali riescono ad erogare 2800-3000mAh.
i problemi nascono quando vengono usate in applicazioni ad alto consumo (high drain), cioè che scaricano le batterie in meno di 2-3 ore (fotocamere digitali, lettori multimediali, torce elettriche, modellini radiocomandati), in questi casi la tecnologia alcalina soffre, infatti non ha spunto a sufficienza per mantenere una tensione accettabile con carichi elevati (in pratica la resistenza interna è elevata), questo abbassamento di tensione può portare allo spegnimento precoce dell'apparecchio usato (molti apparecchi si spengono quando la tensione cala a 1.14V per batteria), inoltre a causa della elevata resistenza interna buona parte dell'energia erogata dalla batteria verrà dispersa sotto forma di calore
posto 2 grafici di esempio (tutti i grafici che riporto sono di silverfox, un ragazzo in gamba che ha impiegato parecchio tempo per fare questi test, spero possano servire a più gente possibile), nel primo viene applicata una corrente di 500mA a stilo di varie marche e si osserva come si scaricano, come vedete di media vengono erogati 1500mAh, vuol dire che la metà viene dispersa in calore e pure il voltaggio cala velocemente sui 1.2V
nel secondo grafico la corrente è doppia, 1000mA, situazione drammatica perchè le batterie non erogano più di 800-900mAh, quindi 2/3 vengono dispersi in calore e la tensione va velocemente a 1 volt appena
http://img.photobucket.com/albums/v482/SilverFoxCPF/AAComparison05A.gif
http://img.photobucket.com/albums/v482/SilverFoxCPF/AAComparison1A.gif
ultimamente poi c'è come l'impressione che i produttori di batterie hydroxide e/o litio abbiano modificato la composizione delle alcaline "modello base" abbassandogli la capacità di scarica ma aumentando la capacità totale e diminuendo l'autoscarica, questo per renderle più adatte per applicazioni ultra-low-drain, cioè tutti quei apparecchi in cui le batterie durano più di 100 ore. su questo però non ci sono conferme
quindi riassumendo: le alcaline, avendo una elevata resistenza interna, non sono adatte per applicazioni ad alto consumo. avendo però una autoscarica bassissima, sono adatte per un uso a bassissimo consumo, tipo telecomandi, termometri ecc...
---------------------------------------------------------------------------------
ALCALINE OXY NICHEL HYDROXIDE
nei grafici sopra, se siete attenti osservatori, avrete notato due batterie che si comportano in modo differente dalle alcaline normali... una è la "heavy duty" cioè la zinco carbone, sanno tutti che è poco potente, costa poco, va usata principalmente su telecomandi orologi ecc...
l'altra è un nuovo tipo di alcalina, ideata per applicazioni pulse high drain, cioè tipicamente fotocamere o flash. con una nuova formula chimica viene innalzato il voltaggio della batteria che arriva a 1.7V senza carico e col carico, vedete anche dal grafico, si mantiene ben al di sopra delle altre alcaline. test condotti in rete con fotocamere digitali hanno dato buoni risultati permettendo di scattare parecchie foto in più con le fotocamere particolarmente esigenti, mentre con apparecchi che già davano buoni risultati con le alcaline normali le oxy hanno fornito prestazioni uguali se non inferiori. gli stessi produttori infatti consigliano le alcaline normali per usi low drain perchè le oxy durerebbero di meno
test 1 (http://www.techlore.com/article/13741/Panasonic-Oxyride-Editorial-Review---The-Revolution-in-Battery-Power/?textpage=2)
in questo test vengono confrontate le panasonic oxy (chiamate oxyride power edge) con alcaline normali su una fotocamera esigente, le oxy danno ottimi risultati
la prima a introdurre questo nuovo tipo di batterie è stata la panasonic, chiamandole "oxyride" o "power edge", poi è arrivata duracell con le "power pix" e camelion con le "oxy-alkaline"
dato che questo tipo di batterie si rivelano superiori alle alcaline solo in alcune applicazioni, panasonic ha deciso di presentare un nuovo modello con i pregi delle alcaline e delle oxy e lo ha chiamato "evolta". per ora non ci sono test affidabili su questa batteria quindi bisogna fidarsi di quello che dichiara panasonic
---------------------------------------------------------------------------------
LITIO
le stilo al litio da 1.5V sono una notevole evoluzione delle alcaline, ma non sono da confondersi con le ricaricabili che sono solo "ioni di litio" e "polimeri di litio" (e varie sottocategorie). hanno molti vantaggi e pochi svantaggi, tipo un costo abbastanza elevato e una pericolosità lievemente superiore alle alcaline se manomesse o comunque se usate da stupidi (tipo buttarle sul fuoco o tentare di ricaricarle o forarle...)
i vantaggi sono:
autoscarica minima, dopo 15-20 anni ancora sono cariche al 90%
resistenza alle temperature estreme, potete lasciarle dentro la macchina nera ad agosto, 70 gradi e ancora funzionano quando qualsiasi altra batteria non al litio sarebbe spacciata, oppure d'inverno con l'auto in panne a -20 gradi, qualsiasi altra batteria va a zero ma la litio ti permette di usare un cellulare, una radio, un cb o una torcia per esempio...
pesano meno delle alcaline, ni-cd e ni-mh
resistenza interna bassa (meno di una alcalina ma più di una buona ricaricabile) quindi spunto elevato, non teme applicazioni ad alto consumo e anche la tensione rimane stabile fino alla fine. nei due grafici d'esempio che riporto sotto vediamo come l'alcalina viene letteralmente spazzata via dalla litio, 2.7 volte più capacità a 500mA di carico e ben 3.4 volte a 1000mA, notate anche le curve della tensione, ben stabile la litio, penosa l'alcalina
http://img.photobucket.com/albums/v482/SilverFoxCPF/AALiAlkComparison05A.jpg
http://img.photobucket.com/albums/v482/SilverFoxCPF/AALiAlkComparison1A.jpg
per ora le stilo e ministilo al litio si trovavano solo della "energizer" e "camelion". tra poco anche la "dorcy" presenterà la sua litio oltre ai vari cinesi che però non riescono a fare batterie di qualità. inoltre la panasonic "evolta" potrebbe fare una seria concorrenza alle litio se confermerà quanto promesso. questo ha spinto energizer a ampliare la scelta: le litio normali le ha trasformate in "ultimate" potenziandole ulteriormente, poi ha presentato le "advanced" leggermente meno potenti ma ben più economiche. leggendo i pdf delle due batterie la differenza più sostanziale è la minore autoscarica della ultimate e la sua capacità a reggere meglio picchi di corrente elevati, test privati comunque danno alla advanced il miglior rapporto Q/P
test 1 (http://members.cox.net/brlux/CPF/Energizer%20lithium%20graph%20small.JPG)
questo è un test di scarica costant current 500mA, in rosso la ultimate, in nero la advanced, per chi vuole il massimo la ultimate da ottimi risultati, la advanced si comporta più che bene per il prezzo
---------------------------------------------------------------------------------
NICHEL CADMIO
le ni-cd sono batterie ricaricabili di vecchio tipo, usate da oltre 50 anni, chiaramente nel tempo hanno subito dei miglioramenti ma circa dal 1988 sono state abbandonate a favore delle ni-mh pur essendo tecnicamente inferiori, perchè? semplice... il cadmio è molto inquinante e al mondo ci sono milioni di co****ni che buttano le batterie nella spazzatura normale, per terra, in mare, nei fiumi, nei campi coltivati... quindi si è stati costretti a passare a una tecnologia meno inquinante (successo pure con le batterie al mercurio purtroppo)
le ni-cd comunque non sono state completamente abbandonate perchè i vantaggi sono ancora fondamentali per alcune applicazioni, la capacità per una stilo è rimasta sui 1000-1100mah ma bisogna considerare che sulle etichette delle ni-cd vengono riportate le capacità minime mentre sulle ni-mh le massime e di solito sono sempre 2-300mah in meno... quindi le differenze alla fine non sono poi così marcate specie dopo qualche ciclo di ricarica
ma cosa rende così speciale una ni-cd?
ha parecchio spunto, più di una ni-mh, e autoscarica inferiore, oltre a una maggiore resistenza alle temperature estreme
sopporta correnti di scarica e carica anche fuori specifica, può essere scaricata a zero, addirittura invertire la polarità, subire sbalzi di temperatura, trickle charge elevate... il tutto degradandosi una frazione rispetto a quello che succederebbe a una ni-mh. non a caso vengono usate nelle applicazioni più dure, il modellismo per dire, ma anche in ambito militare, oppure per attrezzatura subacquea o da speleologia
la storia dell'effetto memoria invece è praticamente una leggenda risalente a parecchi decenni fa (fu notato sui primi satelliti artificiali), quando si sinterizzavano gli elettrodi e in quello di cadmio c'erano delle particelle di nickel. succedeva che le batterie non riuscivano ad erogare tutta l'energia se ogni tanto non venivano scaricate completamente. da allora gli elettrodi sono particelle "incollate" tra loro e la presenza di nickel nel cadmio è notevolmente ridotta, in questo modo l'effetto memoria non è più presente. le ni-cd e le ni-mh però, subiscono un calo di tensione (voltage depression) quando vengono ricaricate da parzialmente cariche (nei casi in cui la tensione minima non scende sotto i 1,1V) o sovraccaricate, alla scarica successiva la tensione media sarà leggermente più bassa e alcuni apparecchi particolarmente sensibili al voltaggio minimo potrebbero spegnersi precocemente. per ripristinare il corretto voltaggio è sufficiente scaricare le batterie lentamente fino a 0,8V circa e quindi ricaricarle completamente
test di laboratorio hanno certificato che le ni-cd normali (http://www.batteryuniversity.com/images/parttwo-36a.gif) (tipo le AA da 700mah) dopo ancora 2300 cicli di ricarica sono praticamente nuove, le ni-cd alta capacità (http://www.batteryuniversity.com/images/parttwo-36b.gif) (AA da 1100mah) sono come nuove fino a 1000 cicli e a 2300 cicli hanno solo un significativo peggioramento dell'autoscarica
la ricarica delle ni-cd è endotermica, cioè non genera calore finchè non viene raggiunto il 100% di carica, fino al 70-80% di carica può accettare correnti molto elevate (consigliato 2C, limite a 10C) mentre la parte finale deve essere più lenta (1C) fino al 105-110%, poi si può applicare una trickle charge anche abbastanza elevata (0,05C). la trickle charge è utile sopratutto per batterie non in uso da parecchio tempo, redistribuisce l'elettrolita dell'isolante per permettere una migliore scarica, la corrente di carica invece può essere a impulsi o addirittura reflex, diminuiscono la dimensione dei cristalli mantenendo così bassa la resistenza interna.
il miglior metodo di ricarica delle ni-cd è quello a negative delta V, visto che il calo di tensione a batteria carica è abbastanza consistente possono essere usati anche caricatori relativamente economici.
---------------------------------------------------------------------------------
NICHEL METAL IDRATO
come scrivevo prima, le ni-mh sono state adottate a partire circa dal 1988 perchè le ni-cd inquinavano troppo, quindi hanno sostituito il cadmio con degli idruri metallici, l'elettrolita però c'è sempre e quindi le ni-mh non si possono gettare bellamente dove ci pare ma vanno comunque riciclate... esattamente come le ni-cd... cosa ci abbiamo guadagnato quindi? questa nuova tecnologia è molto più delicata della precedente, non a caso questo thread è pieno di persone che si lamentano delle loro ni-mh che non tengono più la carica, perchè?
innanzi tutto bisogna dire che queste batterie sono entrate nel circolo vizioso del consumismo dove conta più la facciata che la sostanza... l'unica caratteristica che guarda il 99% delle persone è la capacità, 3000mAh sono megli di 2700 e sono disposte anche a pagare un bel sovrapprezzo per averle, i produttori cercano di assecondarli producendo batterie ad alta capacità che però, per forza di cose, devono sacrificare la robustezza: le prime ni-mh prodotte avevano una sorta di "riserva", cioè il cadoto era sovradimensionato rispetto all'anodo, in questo modo si limita la produzione di ossigeno e il degrado della batteria durante la sovrascarica, mentre in sovraccarica il cadoto può assorbire l'ossigeno che produce l'anodo a fine carica per convertirlo in acqua evitando così l'aumento della pressione interna. queste batterie quindi potevano essere maltrattate un minimo, infatti ancora oggi alcune vengono utilizzate in apparecchi di stand-by (lampade di emergenza, cordless ecc...) o in pacchi di grandi dimensioni (auto ibride, bici elettriche ecc...) dove il controllo della carica e scarica non può essere molto accurato per questione di costi. queste batterie in pratica sono rivolte ai produttori (OEM), mentre per i consumatori alla ricerca dell'ultimo mAh hanno creato versioni di batterie senza riserva, utilizzando quello spazio per aumentare la capacità totale a discapito della robustezza
che poi mettiamo subito in chiaro che le ni-mh stilo da 3000-4000mah non esistono, vedi chiaramente questa tabella dove anche marchi famosi gonfiano le capacità di un 100-200 mAh mentre i più spudorati arrivano anche a 400mAh... guardacaso i pochi che non mentono sono i produttori per modellisti, CBP 1650, titanium 2000, GP 1800... ma anche le varie ibride sono abbastanza oneste. si trovano anche parecchi falsi in giro, tipo queste Sony (http://i168.photobucket.com/albums/u200/Vankoff/SonyAA3800front.jpg), che una volta testate hanno erogato appena 650mAh, come si può vedere in questo grafico (http://i168.photobucket.com/albums/u200/Vankoff/SonyCycleEnergyC14.gif).
http://img.photobucket.com/albums/v482/SilverFoxCPF/NiMh1AmpSorted.gif
quindi posso dire con certezza (o fino a prova contraria) che le stilo oltre 2700mAh effettivi non esistono.
le batterie senza riserva si rovinano appena vanno fuori delle restrittive specifiche, già basta che cadano per terra che i cristalli potrebbero perforare le membrane isolanti, o se le temperature sono eccessive, o tensioni di scarica appena sotto 0.9V, correnti di carica e/o mantenimento eccessive o troppo basse... tutte cose che capitano spesso a chi non è più che esperto di batterie
in questo grafico (http://www.batteryuniversity.com/images/parttwo-36c.gif) si nota chiaramente la caduta di prestazioni delle ni-mh (che comunque dovrebbero avere almeno un po di riserva, non essendo le ultime uscite) dopo qualche centiaio di cicli, il tutto in condizioni ideali di laboratorio, non oso immaginare cosa potrebbe succedere nell'uso normale... anzi penso di saperlo :D
altra cosa da tenere a mente è il voltaggio sotto carico, le batterie più capienti hanno una resistenza interna più alta, quindi soffrono i carichi elevati e calano di tensione, in questo caso l'apparecchio potrebbe spegnersi nonostante le batterie siano solo parzialmente scariche
ecco un caso eclatante dell'effetto deleterio della resistenza interna: confrontate questi due grafici sanyo 2500 (http://www.users.on.net/~mhains/Tables/swiff/Sanyo2500V.swf) e uniross 2700 (http://www.users.on.net/~mhains/Tables/swiff/UNiROSS2700V.swf), le sanyo hanno una elevata resistenza interna che si mangia il voltaggio, infatti stanno ad un voltaggio medio di 4V, mentre le uniross, con una resistenza interna inferiore, si mantengono sui 4,8V. se l'apparecchio avesse avuto un voltaggio minimo di funzionamento a 4,4V (molte fotocamere o cordless sono settati così), con le sanyo si sarebbe spento quasi subito, mentre con le uniross sarebbe durato molto di più
ci sono anche delle stilo speciali, fatte per modellisti, con una resistenza interna particolarmente bassa, che tengono il voltaggio anche con carichi estremamente elevati, ecco un esempio
http://img.photobucket.com/albums/v482/SilverFoxCPF/CBPAA1650VariousRates.gif
comunque sia: ni-mh normali o ni-mh ad alta capacità di scarica, il problema principale è che l'utilizzatore comune non riesce a controllare la scarica e la carica, si ritrova spesso a meno di 1V e le ricariche non le fa sempre precise, ecco perchè dopo poche ricariche anche le ni-mh migliori perdono capacità
la ricarica delle ni-mh è di tipo esotermico, cioè generano sempre un po di calore, mentre a fine carica ne generano molto di più. fino al 90-95% di carica può accettare correnti elevate (consigliato 1C, limite a 3C) mentre la parte finale deve essere più lenta (0,1C) fino al 105%, poi si può applicare una trickle charge molto leggera (0,005C). per batterie non in uso da parecchio tempo si può fare una carica lenta a C/10 per 12 ore, questo redistribuisce l'elettrolita dell'isolante per permettere una migliore scarica, ma la sovraccarica è comunque deleteria per qualsiasi ni-mh. la corrente di carica dovrebbe essere continua, meglio evitare quella a impulsi e sopratutto la reflex, a meno che gli impulsi non siano molto veloci (>1khz) e comunque di intensità non superiore alla massima carica accettabile dalla batteria. per diminuinuire la dimensione dei cristalli, mantenendo così bassa la resistenza interna, bisogna applicare una corrente di carica relativamente elevata (0,7-1C), con correnti basse c'è il rischio di vedersi aumentata la resistenza interna.
non esisite un metodo universale per ricaricare le ni-mh, quello più usato è il negative deltaV, solo che, a differenza delle ni-cd, il calo di tensione a fine carica è minimo, quindi sono necessari caricatori molto precisi e costosi. questi caricatori di solito li comprano solo i modellisti, i caricatori consumer invece non riescono quasi mai a capire il momento esatto della carica al 100%, di solito si tende a sovraccaricare un po, questo da un lato permette di sfuttare il massimo della capacità della batteria, dall'altro se ne accorcia la vita e si accentua il voltage depression, è frequente infatti trovarsi dopo 100 ricariche con delle ni-mh con un autoscarica e la resistenza interna molto elevata. la GP dichiara che un -dV di soli 2mV raddoppia la vita utile di una batteria rispetto a un calo di 8mV, senza avere significativi cali di capacità durante le scariche. i produttori di batterie suggeriscono di aggiungere ai caricatori dei controlli sulla temperatura, tipo terminare la carica quando la temperatura della batteria inizia ad aumentare di 1°C al minuto, usare correnti di ricarica entro 0,5-1C, sostituire il negative deltaV con il zero deltaV... tutti metodi che però vanno bene con le batterie del produttore X ma non Y perchè cambiano le composizioni chimiche, quindi in teoria per ogni modello di batteria bisognerebbe trovare la scheda tecnica del produttore (non viene pubblicata quasi mai) e comprare un caricatore con quelle determinate caratteristiche, praticamente improponibile.
se sommiamo le difficoltà in ricarica di queste batterie con la loro poca resistenza alle sovraccariche, si capisce il perchè dei numerosi problemi che hanno dato.
---------------------------------------------------------------------------------
NICHEL METAL IDRATO IBRIDE
come abbiamo visto, sostituire il cadmio con degli idruri metallici non è stata una mossa molto furba... il cadmio è molto più resistente all'ossidazione, mentre il composto delle ni-mh viene corroso già in condizioni ideali e molto velocemente in condizioni fuori specifica. nel novembre 2005 sanyo ha introdotto una nuova tecnologia (venduta poi ad altri produttori) con l'intenzione di avvicinare la robustezza delle ni-mh a quella delle ni-cd: ha inventato un nuovo tipo di isolante che riduce notevolmente l'ossidazione degli idruri metallici, questo isolante è un po più spesso di quelli usati nelle ni-mh non ibride e questo va a discapito della capacità, una stilo infatti arriva sui 2000mAh effettivi quando la migliore delle non ibride arriva a 2600
ma questo nuovo isolante, oltre a diminuire l'autoscarica, ha anche diminuito la resistenza interna (non arriva comunque ai livelli delle ni-mh da modellismo o alle ni-cd) e alle temperature estreme, quindi nelle applicazioni high drain riesce a mantenere una tensione più elevata che di fatto pareggia (o quasi) la differenza di capacità dalla migliore ni-mh non ibrida
ecco alcuni esempi di ibride
http://img.photobucket.com/albums/v482/SilverFoxCPF/EneloopAA2000atVariousRates.gif
http://img.photobucket.com/albums/v482/SilverFoxCPF/HybridAA2100atVariousRates.gif
in pratica i costruttori sono ritornati sui loro passi, hanno preferito sacrificare un minimo di capacità per dare più cicli di carica, meno autoscarica, resistenza alle basse temperature, più tolleranza agli abusi
i metodi di ricarica delle ibride sono gli stessi delle ni-mh tradizionali, avendo però un deltaV più marcato (comunque inferiore a una ni-cd) sono più facili da caricare e gli errori sono meno frequenti
un altro "vantaggio" delle ibride è che essendo un nuovo prodotto, è difficile trovare in commercio partite di batterie tenute in magazzini per periodi troppo lunghi, quindi si comprano sempre prodotti freschi, mentre per le tradizionali può succedere che vengano svendute dopo essere state conservate in condizioni non favorevoli (caldo eccessivo, umidità, urti...)
purtroppo, come per ogni buon prodotto, anche le ibride vengono contraffatte, per ora sono noti casi di "eneloop" finte, forse ci sono anche di altre marche. si può verificare se si sono comprate delle ibride contraffatte misurandone l'autoscarica, ma oramai ad acquisto avvenuto nessuno vi rimborserà, quindi il consiglio è di acquistare solo da venditori più che seri
molti altri dati interessanti sulle batterie ibride potete leggerli QUI (http://www.hwupgrade.it/forum/showpost.php?p=18885687&postcount=95), dati pazientemente raccolti da CarloR1t
per ora ho visto solo alcune batterie fallate di nascita e alcune bruciate e altre con elevata autoscarica dovute al 99% per uso improprio da parte dell'utilizzatore
---------------------------------------------------------------------------------
NICHEL ZINCO
il 25 febbraio 2009 è una data importante perchè viene resa disponibile al pubblico la prima batteria al nichel-zinco, prodotta da Powergenix (http://www.powergenix.com/technology.php), brandizzata come "Quantaray Super Z" e venduta per ora in esclusiva dalla catena di negozi "Ritz Camera"
le batterie ni-zn sono prodotte principalmente per auto elettriche o comunque attrezzature pesanti perchè di litio non ce n'è abbastanza sulla terra per coprire il fabbisogno globale (le maggiori riserve sono in Bolivia e se una eccessiva richiesta portasse alle stelle il suo prezzo potrebbero nascere conflitti come attualmente per il petrolio), la powergenix però ha deciso di produrle anche nel formato stilo e sub-C non escludendo ulteriori formati nel futuro. lo zinco è abbondante in natura, costa poco, non inquina e si ricicla praticamente al 100% rendendo l'impatto ambientale di queste batterie il minore rispetto a qualsiasi altra tecnologia
il vantaggio di questa nuova tecnologia è il voltaggio e la capacità di scarica (spunto), scaricate il datasheet (http://www.powergenix.com/docs/powergenix-specs-aa.pdf) della stilo per vedere, la batteria ha 1.9V senza carico e mediamente 1.7-1.6V sotto il carico abbastanza elevato di una fotocamera o altro apparecchio high-drain, sicuramente con queste stilo anche la fotocamera più sfi**ta non vi si spegnerà precocemente, i modellini elettrici correranno più veloci degli altri, le lampadine faranno più luce ecc...
altri vantaggi sono il peso, inferiore a pari energia rispetto a una ni-mh o una ni-cd, la possibilità di poter essere facilmente caricate e scaricate in PARALLELO, l'impossibilità di sovraccarica, il costo inferiore (la metà forse) quando si raggiungeranno volumi simili alle ni-mh, l'impatto ambientale ancora inferiore delle già buone ni-mh, la resistenza alle temperature estreme, cicli di carica pari alle ni-cd
gli svantaggi sono il dover comprare un caricatore apposito, perchè la ricarica è simile alle li-ion, li-poly, piombo, cioè CC fino a 1.9V poi CV, poi la possibilità che su alcuni apparecchi sensibili a una tensione eccessiva potrebbero non essere indicate, in parole povere se la vostra fotocamera o mp3 funziona bene con le ni-mh non cercate rogna con queste. anche la ricarica super-rapida sarà impossibile, comunque si può raggiungere l'80% di carica in un ora e il 100% in meno di 2.
se per le ibride ci sono ancora delle incognite nonostante siano uscite da 3 anni, figuriamoci queste che sono appena uscite :D come per le ibride non si sa che conseguenze può avere la scarica eccessiva della batteria, la powergenix fissa la scarica della stilo a 1.3V e la sub-C a 1.1V, se va a zero che succede? l'autoscarica non viene dichiarata, la vita degli elementi con un generico "superiore alle piombo" e nessun accenno alla possibilità di ricarica in serie
andando per deduzione la scarica in serie dovrebbe essere possibile e le conseguenze di sovrascarica minime (il caricatore ha addirittura la trickle charge che teoricamente dovrebbe essere dannosa), la carica in serie non viene menzionata, non so cosa potrebbe succedere se la tensione supera i 1.9V, probabilmente l'energia viene dispersa in calore senza particolari danni
l'unico metodo di ricarica per queste batterie è a costant current fino a 1.9V e in seguito in costant voltage
dato che questo prodotto è in vendita in un solo sito, non dovrei infrangere il regolamento se inserisco i link diretti
bundle caricatore con 4 stilo (http://www.ritzcamera.com/product/141660928.htm)
il caricatore è predisposto per le AAA, quindi fa presumere che tra poco saranno prodotte anche in quel formato. la carica è di 1500mA fino a 2 batterie e 750mA con 4 batterie, la trickle charge fa dedurre che queste batterie sopportano una lieve sovraccarica a differenza delle li-ion/poly
4 stilo (http://www.ritzcamera.com/product/141660936.htm)
notare il prezzo praticamente pari alle ibride nonostante sia un prodotto nuovissimo e venduto in esclusiva, fa ben sperare in un drastico calo quando saranno ben diffuse
---------------------------------------------------------------------------------
COME SCARICARE LE BATTERIE NI-CD, NI-MH, IBRIDE
arrivati a questo punto, dovreste più o meno aver capito come sono fatte le batterie, ora vorrei dare qualche consiglio pratico su come prolungarne l'utilizzo. infatti se uno usa male una alcalina o una litio pazienza, la butta... ma le ricaricabili si acquistano per essere ricaricate qualche centinaio di volte, un uso scorretto all'inizio e addio...
se avete un apparecchio che utilizza una sola batteria è abbastanza facile, la inserite carica e l'apparecchio dovrebbe scaricarla fino a circa 1V, a quel punto la togliete e la ricaricate per centinaia di volte. se l'apparecchio riesce a portare a zero volts la batteria (tipo una lampadina incandescente) ve la rovina, specie se è una ni-mh (le ni-cd sono più robuste ricordate?), 10 scariche del genere e potete anche buttare tutto
oltre a questo dovete sempre fare attenzione alle temperature, oltre i 50 gradi le ni-mh si rovinano in fretta (le ni-cd molto meno) mentre alle basse temperature la corrente non viene erogata ma basta riscaldarle un po che tutto torna normale
la maggior parte degli apparecchi però utilizza 2 o più batterie in serie e qui iniziano i problemi... e più batterie sono in serie maggiori saranno i problemi, come mai?
come ho già detto, specie le ni-mh si rovinano precocemente se scendono sotto i 0.9V e praticamente si bruciano all'istante se arrivano a 0V o peggio invertono la polarità. ora se io inserisco 4 batterie in un apparecchio, questo sa che a 0.9Vx4=3.6V si deve spegnere perchè rischia di bruciare le batterie. il problema è che le batterie non sono mai uguali, alcune sono per dire a 2345mah, altre a 2340, altre a 2348... quindi quando vengono scaricate la più debole arriverà per prima a 0.9V ma le altre saranno ancora a 1-1.1V, quindi in totale sarà 0.9V+1V+1V+1.1V=4V e l'apparecchio non si spegne e vi brucia la batteria più debole...
non a caso i modellisti misurano accuratamente ogni elemento prima di metterli in serie, ma anche così dopo un po le capacità variano da elemento a elemento ad ogni scarica e si rovinano comunque (infatti certi ri-misurano la capacità ogni 10 scariche). c'è da dire anche che molti apparecchi sono tarati per spegnersi già a 4 o 4.4V proprio per evitare questi problemi, ma anche così facendo la bruciatura della batteria non è scongiurata ma solo rimandata fino a che le differenze di capacità saranno notevoli. tra l'altro, aumentare la soglia di spegnimento ha come conseguenza lo spegnimento precoce dell'apparecchio se le batterie non riescono a mantenere un voltaggio abbastanza elevato sotto carico
appare chiaro ora che 2 batterie in serie sono abb. facili da gestire, 4 già si fa complicato, 8 o più un suicidio. come fare ad ovviare al problema? il metodo migliore sarebbe quello di dotarsi di caricatore con funzione di contatore di mAh, i più economici sono i LaCrosse attualmente. con questi caricatori si può simulare un carico (fino a 500mA il BC900) e il caricatore conta con precisione quanti mAh riesce a fornire la batteria e si può osservare anche il calo di tensione in tempo reale. a questo punto, sapendo la reale capacità di ogni batteria, si possono formare dei pacchi da utilizzare insieme, cercadno di avere la minima differenza tra la batteria con maggiore e inferiore capacità. a molti può sembrare una perdita di tempo, ma ci sono parecchie testimonianze di chi ha comprato questi caricatori e ha iniziato a testare il loro parco batterie, trovando a volte anche differenze significative (3-400mAh) tra batterie estratte dallo stesso blister!!!!!! in casi simili la meno capace si sarebbe rovinata subito.
se non potete misurare la capacità delle vostre batterie cercate almeno di:
usarle sempre insieme, cioè se avete 2 coppie di batterie usate sempre le 2 insieme, non mescolatele mai, magari scriveteci un numero, 1-2 insieme, 3-4 insieme, mai 1-3 1-4 2-3... questo perchè se una è difettosa vi rovina solo l'altra e non tutte e 4
spegnete l'apparecchio quando ancora non è completamente scarico, se proprio temete il voltage depression comprate un caricatore con la funzione scarica
comprate batterie buone e fresche, in modo da avere meno tolleranza tra una batteria e l'altra
---------------------------------------------------------------------------------
BATTERIE AGLI IONI E POLIMERI DI LITIO
questo thread non è iniziato per questi tipi di batterie, però per completezza le includo dato che stanno sempre più prendendo piede e c'è parecchia confusione (peggio delle ni-cd...) riguardo quello che possono fare...
questa tecnologia è la più avanzata tra le batterie ricaricabili (e in laboratorio stanno sperimentando parecchie nuove evoluzioni), ha molti pregi e qualche difetto
tra i pregi il primo è la notevole leggerezza
densità di energia elevatissima
poi le forme che può prendere la batteria, le li-ion cilindriche o prismatiche, le li-poly addirittura si possono curvare...
grande facilità di ricarica, nessun rischio di sbagliare ricarica
è facile presumere la carica residua
nessun rischio di scarica a zero
spunto elevato
resistenza alle temperature estreme
autoscarica bassissima
costanza di prestazioni nel tempo
nessun problema con più elementi in serie
basso inquinamento, inferiore alle ni-mh
in questo grafico (http://www.batteryuniversity.com/images/parttwo-36d.gif) poi, fatto insieme quelli per ni-cd e ni-mh riportati sopra, è evidente la notevole superiorità anche nel tempo rispetto alle ni-mh, pari alle ni-cd... e grazie al circuito di controllo è più facile rimanere entro i parametri ideali
alcuni di questi pregi però derivano da "correzioni" di difetti, infatti la batteria ricaricabile al litio, se presa nuda e cruda è stra-delicata e stra-pericolosa, se scaricata troppo si rovina addirittura più velocemente di una ni-mh, se caricata troppo esplode o si incendia. questo ha obbligato i produttori a immettere sul mercato soltanto batterie protette da appositi circuiti elettronici e dispositivi meccanici che controllano la carica e la scarica e ne inibiscono il funzionamento se qualcosa va male
tutto questo ha un costo, infatti queste batterie di solito sono costose... ma neanche più di tanto se si considerano tutti i pregi. purtroppo i produttori ci marciano perchè non ci sono standard come per le altre, se si unificassero i formati i produttori entrerebbero in concorrenza tra loro e i prezzi potrebbero scendere parecchio.
le batterie proprietarie d'altro canto sono una manna per i più inesperti, infatti chi compra per es. una fotocamera con queste batterie, non deve stare a sbattersi per capire come far durare di più le ni-mh o ni-cd e studiare tutte le cose che ho scritto sopra, ricaricare queste batterie è facile come fare un pieno alla macchina, tutte queste batterie hanno forme particolari che rendono impossibile l'inserimento al contrario, il circuto di protezione stacca sempre la corrente se per es. un mazzo di chiavi vicino alla batteria mette in cortocircuito i due poli... a prova di scimmia direi...
come detto prima i circuiti interni permettono anche enormi vantaggi nella costruzione di grossi pacchi batteria, esempio lampante i notebook, quando c'erano le ni-mh era impensabile avere tempi di scarica/ricarica di 1-2 ore costanti per centinaia di cicli.. ora i circuiti tengono sotto controllo le tensioni delle singole celle e le pareggiano in caso di squilibri...
gli unici problemi sorgono quando i produttori, per risparmiare, usano materiali scadenti o non calcolano bene la dissipazione del calore, in questi casi le batterie potrebbero dare problemi (ma questo vale anche per le ni-mh...), infine alcuni scemi (o furbi venditori di "sacchetti antiboom"?) si divertono a dare correnti di carica assurde a pacchi batterie senza la minima protezione e mettere i filmati su youtube... ora se il produttore dice di caricare la batteria in 2 ore e nel test provano a caricare la batteria in 10 minuti andando inoltre ben al di sopra della tensione massima consentita (possibile perchè hanno tolto le protezioni) non si devono lamentare che poi la batteria si incendia...
il metodo di ricarica delle li-ion e li-poly e costant current fino a 4.1-4.2V e poi costant voltage
Caricatori li-ion
il 99% delle persona carica le batterie al litio con i caricatori proprietari, tipo il notebook, il cellulare, il palmare ecc... esistono però alcune apparecchi che utilizzano batterie li-ion di formato standard, in questo modo si può scegliere tra vari modelli di caricatori economici, oltre a quelli per modellista che di sicuro sono i migliori ma costano parecchio.
Ultrafire WF-138 (http://www1.dealextreme.com/productimages/sku_1236_1.jpg)
ha due canali indipendenti per caricare batterie formato 16340 (CR123A), la corrente di carica è 250mA e può caricare sia le li-ion a 4.2V che quelle a 3.6V. funziona sia con la 230V che la 110V. l'unico problema è che non è un caricatore in CC/CV ma solo CC, questo porta a tensioni fuori specifica durante la carica, le batterie arrivano anche a 4.3V con la conseguenza di un degrado veloce
Ultrafire WF-139 (http://www.dealextreme.com/customerphotos/1251-c73ed7cd-e6c3-4c5f-98b5-3305b68e6ec5.jpg)
ha due canali indipendenti per caricare batterie formato 16340 (CR123A), 14500, 17500, 18500, 17670, 18650, la corrente di carica è 450mA e può caricare solo le li-ion a 4.2V. funziona sia con la 230V che la 110V o la 12V. l'unico problema è che non è un caricatore in CC/CV ma solo CC, questo porta a tensioni fuori specifica durante la carica, le batterie arrivano anche a 4.3V con la conseguenza di un degrado veloce
Digital Li-Ion 18650 Battery Charger (http://www.dealextreme.com/productimages/sku_6105_1.jpg)
ha due canali indipendenti per caricare batterie formato 17670 e 18650, la corrente di carica è 1000mA e può caricare solo le li-ion a 4.2V. funziona sia con la 230V che la 110V. dai test appare che la carica avviene correttamente in CC/CV
---------------------------------------------------------------------------------
BATTERIE AL PIOMBO
aggiungo una piccola guida anche sulle batterie al piombo, che vengono usate ancora oggi nonostante siano altamente inquinanti e vecchie di 150 anni (più vecchie delle ni-cd!!!!!!!). ne siamo circondati anche se non ce ne accorgiamo... per fortuna dato il tipo di applicazioni in cui sono usate vengono riciclate in larga parte quindi l'impatto ambientale è inferiore a quello delle ni-mh e alcaline che vengono buttate allegramente ovunque...
tutte le auto, moto, scooter, barche, camion, mezzi industriali, hanno queste batterie, poi il 90% delle lampade di emergenza e il 99% dei gruppi di continuità dei nostri computer. tutte queste applicazioni a ben vedere hanno in comune il tipo di uso della batteria: sta quasi sempre carica al 100% in stand-by e ogni tanto viene scaricata anche a carichi molto elevati, la carica invece è sempre lenta e controllata da appositi circuiti. queste sono le condizioni di lavoro ideali di queste batterie, che tra l'altro sono anche molto pesanti, però sono economiche e abbastanza longeve SE usate come si deve. queste batterie di solito si trovano in pacchi saldati in serie tra loro, infatti ogni singolo elemento ha una tensione massima di 2.3V se del tipo aperto o 2.5V se del tipo sigillato (SLA), una tensione minima di 2/2.1V. la carica è simile a quella delle li-ion, CC fino alla tensione massima poi CV fino alla corrente minima, niente carica di mantenimento. come vedete sono limiti molto restrittivi, specie per i modelli con i tappini che servono per rabboccare l'eventuale acqua distillata che è evaporata... ma queste batterie oramai sono usate solo su mezzi grossi, mentre su moto o gruppi continuità si usano le ben più comode SLA.
in generale le persone non si devono preoccupare di come usare queste batterie perchè sono sempre chiuse all'interno degli apparecchi, non si trovano in giro come le ni-mh... la carica viene sempre controllata da appositi circuiti quindi a meno che non sia sballato non ci sono problemi di sovraccarica, per la scarica invece sarebbe meglio non scaricare mai troppo profondamente queste batterie perchè ne soffrono, ma per dire un gruppo di continuità se viene scaricato 2 volte l'anno non è un problema... lo stoccaggio invece andrebbe sempre fatto a batteria completamente CARICA o quasi, a lasciarla scarica si rovina.... se la batteria del nostro PSU è andata, spesso non conviene cambiarla perchè costa più che un PSU nuovo... però potrebbe essere l'occasione per inserirne una più grande (o se si è in vena di spese montare le nuove A123), basta trovarla dello stesso voltaggio, si potrebbe anche riciclare quella dell'auto, perchè se è mezza andata per il PC basta e avanza, la macchina infatti all'avvio assorbe anche 150A, un PC molto meno...
---------------------------------------------------------------------------------
BATTERIE ZINCO ARIA
questo tipo di batteria interessa poco PER ORA gli utenti di questo forum, si tratta di una fuel cell, in un contenitore viene inserito dello zinco che grazie ad un elettrolita fa reazione con l'ossigeno che prende dall'aria attraverso dei fori presenti sulla batteria. il vantaggio è di avere grande capacità in poco spazio e sopratutto a basso costo. certi tipi di batteria poi potrebbero essere facilmente ricaricati cambiando solo il residuo dello zinco. per ora l'uso più comune di questi tipi di batteria sono negli apparecchi acustici per non udenti, sono di forma a bottone. 5 batterie del diametro di 11.6mm e alte 5.4mm hanno la stessa energia di una stilo alcalina che è 14.5x50mm. questi modelli hanno un voltaggio medio di 1.35-1.4V e da nuove hanno i fori per l'ossigeno sigillati, in questo modo la batteria ha una scadenza di oltre 10 anni, una volta aperta però l'ossigeno inizia a ossidare lo zinco e la batteria si autoscarica anche se non viene utilizzata, richiudere i fori serve solo a limitare un po l'ossidazione che comunque avanza. dato il bassissimo costo dello zinco queste batterie potrebbero essere usate in futuro in notebook o simili, triplicando in pratica l'autonomia a pari peso e volume della batteria rendendo la "ricarica" veloce in quanto basta togliere la cartuccia di zinco scarica con una nuova
---------------------------------------------------------------------------------
BATTERIE 9V (6LR61)
pensavo erroneamente che questo formato sarebbe scomparso a breve come le vecchie batterie piatte da 4.5V 3LR12 (http://www.thebatteryshop.co.uk/ekmps/shops/thebatteryshop/images/duracell3lr12.jpg), invece mi accorgo che ci sono parecchi strumenti, anche molto costosi, che utilizzano questa strana batteria. data la sua scarsa durata e alto costo, per alcuni può divenire un vero salasso sostituire continuamente la batteria e l'utilizzo delle ricaricabili non sempre porta a risultati soddisfacenti. specie all'estero però, si possono trovare diverse interessanti alternative a queste batterie, tali da rendere utile una guida dedicata.
il nome della batteria (6LR61) tradisce il suo contenuto, cioè 6 batterie formato LR61 dette anche AAAA, in pratica delle AAA ancora più sottili e corte. sono collegate in serie (come anche nella 3LR12 piatta da 4,5V con 3 elementi dentro) per ottenere una tensione di 9V. la composizione chimica più economica che si trova in commercio è la zinco-carbone ma ha anche la capacità inferiore, spesso inoltre non utilizza 6 elementi AAAA ma 6 elementi prismatici. le versioni più costose sono erroneamente chiamate "alcaline" ma in realtà contengono 6 elementi al litio non ricaricabile da 1.5V che hanno una capacità di circa 600mAh. la presenza di 6 elementi al litio spiega il costo elevato. la dimensione massima dello standard è 48,5x26,5x17.5mm
all'estero si trova anche una versione al litio da 1200mAh (http://www.batteryspace.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=1618), solo che costa quasi il doppio rispetto alla versione da 600mAh ed è un filo più grande: 49,2x26,8x17,8mm
Duracell inoltre sta per introdurre la versione zinco-aria del formato 9V con capacità di 1500mAh e dimensioni ancora più piccole (44,5x26,5x16,9) e più leggera, solo che ancora non si conoscono tempi e costi di vendita. la tensione media inoltre sarà di 8.4V dato che la tensione di un elemento zinco-aria è di 1.4V
su versante ricaricabili ci sono diverse possibilità:
una è la ni-cd da 120mAh (http://www.batteryspace.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=275), usa 7 elementi in serie per avere un voltaggio paragonabile alle non ricaricabili, costa poco e grazie alla robustezza del cadmio permette svariati cicli di ricarica. le dimensioni sono 48,5x26,3x16,3mm
di ni-mh ce ne sono 3 versioni, tutte con 7 elementi interni ma con 3 capacità differenti: 170mAh (http://www.batteryspace.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=1403), 200mAh (http://www.batteryspace.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=1074), 250mAh (http://www.batteryspace.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=1995), dimensioni 48x26x16 per tutte. la tensione minima è di 7V dopo di che gli elementi iniziano a danneggiarsi per scarica eccessiva, inoltre se non sono ben bilanciati tra loro la tensione minima può essere anche di 7.7V. idem in ricarica, la presenza di elementi poco bilanciati portano ad un usura precoce della batteria. in fondo sono sempre 7 elementi in serie e sappiamo bene le difficoltà in ricarica e scarica di un simile setup
per fortuna ora esistono anche le versioni li-ion e li-poly che hanno il circuito di controllo per evitare errori in ricarica e scarica, oltretutto hanno anche parecchia capacità e si può scegliere il voltaggio più adatto
al li-ion esiste un modello da 400mAh (http://www.batteryspace.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=2644) con tensione di funzionamento da 8.4 a 5.5V, è leggermente più grande del normale, 49,2x26,8x17,8mm, quindi misurate bene dove deve andare
al li-poly esistono diverse versioni, la più comune è questa da 400mAh e 8.4-5.2V (http://www.batteryspace.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=2472), che ha dimensioni corrette (47x24x12mm)
o questa da 500mAh e 8.4-6.5V (http://www.ipowerus.com/Products/DC9V500/DC9V_500_V2_02ss240_150dpi.JPG) grande 47,5x25,5x16,4mm
sempre da 8.4-5.2V c'è la versione da 800mAh (http://www.batteryspace.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=2490), ovviamente più grande: 47x24x24mm
se si ha bisogno di una tensione superiore, c'è la versione a 400mAh e 12.6-7.8V (http://www.batteryspace.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=2515), solo che le dimensioni sono leggermente superiori: 57x24x18mm
Caricatori 9V
alcuni caricatori generici che ho elencato nella lista in basso possono caricare anche le 9V ni-cd e ni-mh, il tipo di ricarica è CC lenta, il tempo di ricarica va calcolato a mano. qui invece elenco qualche caricatore specifico per le 9V
iPowerUS FC-9V4LN (http://www.ipowerus.com/Products/DC9V_Charger/DC9V_Charger_01m_180_150dpi.JPG): 4 canali indipendenti, ha un interruttore per selezionare la carica in -deltaV e PVD (100mA circa) oppure in CC/CV (500mA circa). in pratica l'unico che può caricare ni-mh, ni-cd, li-ion e li-poly. l'alimentazione può essere 100-240VAC oppure 12VDC
BTR221 (http://www.comprameglio.it/images/BTR221.JPG): -deltaV con 2 canali singoli, carica a 70mA, funzione scarica, per ni-cd e ni-mh. si trova sui 6-7€ + sped.
Powerizer CH-P228 (http://www.batteryspace.com/ProductImages/batterycharger/9V_char_update.jpg): caricatore lento in CC di 20mA senza timer, 2 canali singoli, per ni-mh e ni-cd, meno di 4€
Hitech IC-109 (http://www.batteryspace.com/ProductImages/batterycharger/IC109.jpg): -deltaV con 10 canali singoli, carica a 50mA e trickle charge, per ni-mh e ni-cd, circa 25€ + sped.
per le batterie li-ion e li-poly ovviamente sono necessari specifici caricatori a seconda del voltaggio:
2 cell. li-ion charger (http://www.batteryspace.com/ProductImages/li-ion/2373.jpg): CC/CV 8.4V 300mA, per batterie con voltaggio entro 5-8.4V
3 cell. li-ion charger (http://www.batteryspace.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=2811): CC/CV 12.6V 500mA, per batterie con voltaggio entro 7.5-12.6V
usando batterie li-ion/poly 8.4V con protezione (tipo quelle che ho elencato sopra), volendo si può usare anche un caricatore per ni-mh o ni-cd, la carica avviene in CC e viene fermata dal circuito interno della batteria. essendo solitamente caricatori lenti (consiglio di non scendere sotto i 50mA) la fase in CV si può saltare se si accetta una carica al 98% (ma almeno il degrado d'uso sarà più lento). se il caricatore ha la trickle charge si può usare come seconda fase di top-off per un riempimento al 100%, in generale comunque, meglio non lasciare la batteria sul caricatore una volta carica.
---------------------------------------------------------------------------------
TECNICHE DI RICARICA
la ricarica di un accumulatore può essere passiva o attiva, quella passiva carica la batteria secondo valori da noi calcolati per desunzione sullo stato di carica residua della batteria, la carica attiva invece sfrutta dei segnali che emette la batteria per terminare la carica nel momento più idoneo.
l'unico sistema di ricarica passivo usato è il:
Costant Current a tempo (timed charge)
come facilmente intuibile, questa è la classica tecnica usata dai caricatori lenti ed economici che si trovano al supermercato. può essere applicata solo alle batterie ni-cd e ni-mh
la carica consiste nel dare una corrente costante (raramente a impulsi, quasi sempre lineare) alle batterie per un tempo calcolato in base alla capacità che può accumulare la batteria. si cerca sempre di dare una lieve sovraccarica alla batteria per non rischiare una carica parziale, sfruttando il fatto che le ni-cd digeriscono bene le sovraccariche, mentre solo le ni-mh più robuste riescono a non danneggiarsi
se correttamente usato, anche questo metodo può essere valido in alcune situazioni, mentre in altre porta al danneggiamento delle batterie in 10-15 ricariche. di fondamentale importanza è la precisione del calcolo della capacità residua della batteria, se si calcola di dare 1000mAh a una batteria che si è scaricata di soli 400mAh i 600 in eccesso verranno dissipati in calore e danneggiano la batteria. quindi è buona norma scaricare completamente le batterie prima di procedere con questa ricarica ed essere sicuri della capacità effettiva e della corrente di ricarica.
la corrente di ricarica dovrebbe essere solitamente 1/10 o meno della capacità delle batterie, quindi per una batteria da 2000mAh la corrente consigliata è 200mA o meno, il tempo di ricarica in questo caso è di 10 ore per la carica completa più qualche ora di sovraccarica a seconda della robustezza della batteria, una ni-cd per esempio potrebbe sopportare altre 4 ore di sovraccarica, con una ni-mh non andrei oltre un ora. con correnti di 1/20 della capacità gli effetti della sovraccarica sono molto meno dannosi ma la carica diventa davvero troppo lunga. la sovraccarica, se da un lato riesce a spremere il massimo dei mAh dalla batteria, dall'altro, oltre ad accorciarne la vita, aumenta il voltage depression che in alcune applicazioni sensibili alla tensione potrebbe essere ben peggiore dei pochi mAh guadagnati
con questo metodo di ricarica sono impossibili le ricariche veloci, scendere sotto le 10 ore è pericoloso per l'integrità delle batterie, più è veloce più bisogna essere precisi con i tempi. carica lenta con batterie ni-cd e ni-mh vuol dire ingrossamento dei cristalli nell'elettrolita, le cui conseguenze sono un ridotto spunto e, in presenza di isolanti molto sottili, la perforazione con conseguente aumento dell'autoscarica. in generale, a una carica lenta deve seguire una scarica lenta
è possibile la ricarica in serie, molti apparecchi economici in effetti usano questo metodo, tipo rasoi a batteria o piccoli aspirapolvere ma anche i vecchi cellulari prima dell'avvento delle litio... infatti con una carica lenta gli elementi che arrivano prima al 100% iniziano semplicemente a scaldarsi e la sovraccarica assicura che tutti gli elementi arrivino al 100%
la carica in parallelo invece è altamente sconsigliata, in generale con tutte le ni-cd e ni-mh dato che hanno tensioni di carica leggermente diverse una dall'altra
ricapitolando: questo sistema di ricarica è il più economico per un caricatore ma richiede almeno batterie robuste per assicurarsi un decente numero di cicli di ricarica
i metodi di ricarica attiva sono svariati:
Costant Current/Costant Voltage (CC/CV)
questo è il metodo di ricarica più semplice e affidabile che esiste, si può costruire un caricatore CC/CV economico che non da problemi. questo metodo di ricarica però, non si può applicare a tutti i tipi di batterie ma solo alle ni-zn, li-ion, li-poly, SLA
la ricarica consiste nel dare una corrente costante alla batteria, senza impulsi, di una intensità massima stabilita dal produttore della batteria, fino al raggiungimento di una tensione massima, sempre stabilita dal produttore. a questo punto il caricatore deve gradualmente diminuire la corrente per mantenere costante il voltaggio. la carica si termina quando la corrente scende al valore minimo stabilito dal produttore
si intuisce facilmente che in questo modo è impossibile sovraccaricare o non caricare completamente una batteria, infatti l'unico dispositivo di sicurezza previsto per queste ricariche è il controllo della temperatura che agisce solo in caso di malfunzionamenti. tra l'altro attualmente i produttori di batterie permettono tolleranze di voltaggio massimo anche di 50mV, questo, unito all'ampia possibilità di scelta della corrente sotto il valore massimo, permette una carica pressochè perfetta anche con caricatori molto economici, per es. una batteria agli ioni di litio, se caricata a 4.225V aumenta di poco la capacità (102% circa) e calano circa del 20% i cicli di carica, se caricata a 4.175V a fronte di una lieve perdita di capacità (98% circa) aumentano i cicli di carica
è possibile caricare bene la batteria anche con correnti inferiori a quelle consentite dal produttore, mentre è vietato superarle. questo tipo di ricarica non è considerato veloce perchè la parte in CV di solito impiega parecchio tempo, quasi come la parte in CC, dato però che la ricarica in CV serve solo per il 20% finale della carica, si considera come sufficientemente veloce la carica fino all'80% di capacità potendo sacrificare il 20% finale
la carica in parallelo è possibile e facile da attuare, a patto di pareggiare prima i voltaggi residui dei vari elementi (altrimenti potrebbe succedere che l'elemento con più voltaggio dia una corrente eccessiva all'elemento con voltaggio inferiore una volta collegati in parallelo), mentre la carica in serie è possibile solo se dichiarata dal produttore della batteria
Voltaggio assoluto (Vmax)
questo tipo di ricarica per ni-cd e ni-mh si interrompe quando la batteria raggiunge un determinato voltaggio, si usava parecchi anni fa su caricatori "intelligenti" ma ovviamente con scarsi risultati, perchè ogni batteria ha un voltaggio di fine carica differente, si impostava solitamente tra 1.42 e 1.5V ma, come immaginabile, alcune batterie si sovraccaricavano, altre non arrivavano alla carica completa
tra i sistemi di ricarica attiva, i seguenti sfruttano il principio delle ni-mh e ni-cd che, arrivate al 80-85% di carica, iniziano una reazione esotermica (quindi producono calore) causata dalla conversione in acqua da parte del cadoto dell'ossigeno prodotto dall'anodo. questo calore, oltre ovviamente far riscaldare la batteria, fa calare la resistenza interna e conseguentemente la tensione di carica
Negative Delta Voltage (-deltaV)
questo è stato il primo sistema di ricarica abbastanza sofisticato che permette ricariche veloci e allo stesso tempo precise. è stato ideato per le batterie ni-cd e poi è stato usato (con efficacia a volte discutibile) anche sulle ni-mh. la ricarica veloce non è utile solo per avere batterie pronte nel minor tempo possibile, ma anche per mantenere piccoli i cristalli che si formano nell'elettrolita, in questo modo permettono reazioni chimiche più veloci che si traducono in uno spunto superiore della batteria. quindi carica veloce per scarica veloce
la ricarica consiste nel dare una corrente costante (a impulsi o lineare) alle batterie monitorando nel contempo il voltaggio che sale lentamente durante la carica, fa un picco verso la fine e poi inizia a calare a carica completata. questo calo a carica completata è il famoso negative deltaV, che nelle batterie ni-cd è di circa 10mV, mentre nelle ni-mh è di circa 5mV in condizioni ideali ma può calare fino addirittura a sparire
risulta evidente che questo tipo di ricarica è abbastanza complesso da implementare oltre a richiedere una elevata precisione, tutte cose che fanno lievitare i costi di produzione. un calo di 10mV sulle ni-cd richiede una precisione di almeno 2mV del caricatore e comunque sia sono necessari dispositivi di sicurezza a tempo e a temperatura in caso di mancata rilevazione del calo di tensione
comunque sia, finchè si sono ricaricate le ni-cd, tutto è andato bene, le cariche potevano essere medie, veloci o velocissime ma sempre precise, erano possibili anche le cariche in serie purchè con elementi accuratamente bilanciati
l'avvento delle ni-mh ha costretto i produttori di caricatori ad aumentare la precisione dei caricatori ad almeno 1mV, a questi livelli di precisione il caricatore deve essere fatto davvero bene, la corrente di carica deve essere esente da disturbi, i contatti devono essere molto saldi e sempre ben puliti. con le batterie ad alta capacità poi (stilo da oltre 2200mAh) le condizioni di rivelazione del -dV sono diventate ancora più restrittive, il calo di tensione può anche non manifestarsi se la corrente di carica è troppo bassa o se la temperatura della batteria è troppo bassa o elevata (da +10 a +30°C di solito). può succedere quindi che, con caricatori relativamente lenti o con temperature troppo elevate (causate anche da cariche troppo veloci) o troppo basse, non venga rilevato il -deltaV e la carica continui danneggiando la batteria
i produttori di batterie ni-mh ad alta capacità consigliano correnti di carica comprese tra 1/2 e 1/1 della capacità dell'elemento e temperature comprese tra i +10 e +30°C per avere un calo di tensione significativo e rilevabile in tempo prima di danneggiare la batteria.
mentre con le ni-cd il rilevamento del deltaV avviene sempre quando la carica è a circa il 105% di capacità, con le ni-mh il delta può verificarsi più avanti nella carica, anche al 120-130%, specie alle temperature più elevate. se da un lato una carica al 130% permette un maggior accumulo di energia nella batteria (circa un 4-5% in più rispetto a una carica perfetta), dall'altro ne accorcia la vita e genera un voltage depression rispetto a cariche che si fermano al 105-110%
quindi la carica a -deltaV porta a continue sovraccariche delle ni-mh se non vengono usati caricatori particolarmente precisi e temperature fuori specifica
Zero Delta Voltage (delta Peak Voltage Detection)
visti i problemi di ricarica con le batterie ni-mh ad alta capacità, alcuni produttori hanno pensato di far terminare la carica veloce quando la tensione si stabilizza dopo il picco iniziale del delta, a questo punto la batteria è carica al 90-100% e si può decidere se iniziare una carica lenta di riempimento (top-off) o usare la batteria così com'è. la carica di top-off di solito è di 1/10 della capacità della batteria e dura mediamente 1-2 ore. con questo metodo, anche l'eventuale sovraccarica non causa molti danni alla batteria. pochi caricatori però adottano questo metodo, perchè è difficile e costoso da implementare (il voltmetro deve essere molto preciso e la corrente deve essere perfettamente stabilizzata), oltre ad essere abbastanza sensibile alla temperatura, infatti più è caldo più la batteria si sovraccarica. le ricariche lente non sono consigliate sempre per il motivo del deltaV meno evidente, di solito la carica principale deve durare tra i 60 e 120 minuti.
Temperatura massima (Temperature Cut Off)
questo metodo è adatto per cariche veloci, la carica termina quando la batteria raggiunge una temperatura prefissata, sfruttando il principio che a fine carica le batterie convertono l'energia in eccesso in calore. il metodo è molto semplice ed economico da adottare, il problema però è che è difficile determinare la corretta TCO, infatti ogni batteria ha un diverso comportamento alla sovraccarica e alla velocità di ricarica, inoltre anche la temperatura ambiente fa variare notevolmente la corretta TCO. per questo la ricarica a TCO viene utilizzata solo da esperti e, nei caricatori consumer, solo come controllo di sicurezza in caso di guasti
Delta Temperature Cut Off (deltaTCO)
questo è il metodo di ricarica preferito dai modellisti sia per ni-mh che ni-cd, sfrutta il principio che a fine carica le batterie convertono la carica in eccesso in calore. dotati quindi di un caricatore con sonda termica, danno alle batterie una corrente costante (lineare o a impulsi) finchè il caricatore non rileva una predeterminata differenza di temperatura da inizio carica (di solito sui 7-10°C). la carica termina sempre perfettamente e tutto sommato non sono necessarie grandi attrezzature in quanto la sonda termica non deve avere una precisione tanto elevata.
il problema di questo metodo di carica è che ogni batteria ha un differente delta di temperatura, quindi se il dato non viene dichiarato dal produttore bisogna scoprirlo a tentativi monitorando altri parametri durante la carica. queste difficoltà relegano la carica a deltaTCO ad essere utilizzata solo da esperti
la ricarica a deltaTCO non funziona bene con ricariche lente in quanto è più difficile rilevare l'innalzamento di temperatura
Delta Temperature Increase (dT/dt)
con caricatori particolarmente sofisticati si può sfruttare il rateo di riscaldamento a fine carica: come per la carica a deltaTCO, viene data alla batteria una corrente abbastanza elevata per una carica veloce, nel contempo viene monitorata la temperatura e come aumenta nel tempo, quando il caricatore si accorge che la temperatura sale di almeno 1°C al minuto da almeno 5 minuti, passa da carica veloce a carica lenta (1/10 della capacità) per mezz'ora. a questo punto la batteria è perfettamente carica senza stress dovuti a sovraccarica o temperature eccessive
sebbene questo sia il miglior metodo di ricarica per le ni-mh ad alta capacità, viene raramente adottato nei caricatori consumer sia per il costo elevato, sia per i rischi di mancata rilevazione della temperatura se la batteria non è PERFETTAMENTE a contatto con la sonda termica durante la carica, cosa che può facilmente avvenire con utenti inesperti. non a caso molti caricatori implementano più sistemi di rilevazione di fine carica contemporaneamente, tipo -deltaV e dT/dt più magari un timer di sicurezza, però sono tutte cose che fanno salire i costi e se si tenta di utilizzare componenti economici si rischia di rendere inefficaci i sistemi vanificandone l'utilizzo
Fasi di secondaria importanza usate da alcuni caricatori
alcuni caricatori utilizzano delle fasi secondarie dopo o durante la ricarica, che a volte portano a benefici e altre a danneggiamenti. la più conosciuta forse è la "carica di mantenimento" (trickle charge) che viene erogata dopo la carica principale per controbilanciare l'autoscarica della batteria. si applica solo alle ni-cd e ni-mh, ma mentre per le robuste ni-cd può essere anche di 1/20 della capacità, per le ni-mh più delicate deve essere di 1/300 della capacità, ecco perchè lasciando in carica di mantenimento una ni-mh su un caricatore per ni-cd (o comunque con mantenimento elevato) si danneggia.
sempre alle ni-cd e ni-mh, durante la carica principale, invece di usare una corrente costante lineare, si può applicare una corrente a impulsi, cioè fasi di carica intervallate da fasi senza carica. ancora più agressiva della carica a impulsi è la carica reflex, che a fasi di carica seguono brevissime scariche di intesità 4 volte superiore alla carica. tutto questo serve a rompere le formazioni di cristalli e dissolvere le formazioni di ossido, in modo da mantenere elevata la capacità di scarica della batteria. questo metodo di ricarica però accorcia la vita delle batterie (infatti viene usata dai modellisti per le gare, dove è importante vincere a discapito della vita delle batterie), specie se gli impulsi sono troppo forti per il tipo di batteria. una buona regola è che la corrente dell'impulso (non quella media quindi) non deve superare la corrente continua massima che può accettare la batteria. con questi metodi di carica il delta-V diventa difficile da capire, si cerca di leggere il voltaggio solo nelle fasi in cui non viene applicata la carica ma ovviamente richiede una notevole precisione del caricatore.
---------------------------------------------------------------------------------
FREQUENTLY ASKED QUESTIONS - F.A.Q.
Q. quando carico le batterie diventano molto calde, devo raffreddarle con una ventola come i caricatori a 15 minuti?
A. nei caricatori a 15 minuti la ventola serve per raffreddare l'elettronica perchè ci passano parecchi ampere, in generale se il caricatore ha un sensore di temperatura non bisogna usare una ventola sulle batterie, altrimenti non ferma la carica per surriscaldamento. se il caricatore non ha il sensore di temperatura si può usare una ventola ma in generale sarebbe meglio usare un caricatore che non surriscalda proprio la batteria, il problema non è nel calore in se ma nel fatto che viene generato questo calore
Q. le mie batterie da 2400mAh non riescono più ad accendere la fotocamera, devo prenderne di più potenti, da almeno 2700mAh
A. la capacità di una batteria (mAh) è una cosa, la potenza è un'altra. una macchina potente è quella con più CV non quella col serbatoio più grosso. i mAh sono il "serbatoio", i "CV" sono la resistenza interna, inferiore è questa resistenza, più velocemente si può scaricare la batteria. se la vostra fotocamera consuma 1700mA, avete bisogno di una batteria che riesca ad erogare almeno 1700mA, non importa quanti mAh contiene... se ne contiene, per es. 2700 ma riesce ad erogarne massimo 1400, non riuscirà ad alimentare la fotocamera e si spegnerà subito. se comprate una batteria da 2000mAh che riesce ad erogare 3000mA non avrà problemi ad alimentare la fotocamera, l'autonomia ovviamente sarà di 70 minuti. la batteria da 2700mAh di prima invece, si potrà utilizzare tranquillamente in un apparecchio che consuma meno di 1400mA e in questo caso riuscirete a sfruttare tutti i 2700mAh che contiene
Q. meglio un caricatore veloce a 15 minuti o uno lento a 12 ore?
A. nessuno dei due... i produttori consigliano correnti di carica comprese tra 0,5 e 1C che per una ibrida vuol dire 1000-2000mA, mentre per una ad alta capacità 1700-2500mA. cariche più lente si possono fare ma innanzi tutto bisogna calcolare bene i tempi per non sovraccaricare, dato che il deltaV diventa difficile da vedere, ma una carica lenta a lungo andare ingrossa i cristalli e fa perdere spunto alla batteria, quindi se verrà utilizzata in una applicazione low drain tutto ok, ma in una high drain avrà dei problemi di tensione bassa. viceversa una carica molto veloce mantiene i cristalli molto piccoli e quindi non si notano particolari cali di tensione in apparecchi high drain, però una corrente 2-3 volte superiore al massimo consentito a lungo andare porta al danneggiamento dell'isolante interno e quindi all'aumento dell'autoscarica e resistenza interna, con queste correnti è già tanto arrivare a 100 ricariche, come si può vedere in questo test (http://candlepowerforums.com/vb/showpost.php?p=1370657&postcount=1)
Q. ho comprato delle batterie in offerta da dare in pasto al mio nuovo caricatore professionale ma appena fuori dalla confezione segnavano solo 0.9V come mai?
A. comprare batterie in offerta potrebbe svelare brutte sorprese, specie le batterie non-ibride sono molto delicate, non dovrebbero stare molto tempo nei blister, andrebbero usate il prima possibile dopo la loro produzione (meglio se entro 3 mesi), se la batteria è stata mesi o anni un un magazzino magari caldo/umido, oppure sono state sbatacchiate a destra e sinistra col rischio di rovinare i sottilissimi isolanti interni, la batteria è da considerarsi difettosa, spesso vengono vendute in offerta ma sono tutt'altro che buoni affari. le ibride, essendo in produzione da poco tempo, è difficile trovarle come fondi di magazzino, inoltre hanno una costruzione più robusta, per questo è più difficile prendere una fregatura con queste batterie (a meno di non comprare quelle false)
Q. per controllare il livello di carica delle ni-mh basta misurare il voltaggio?
A. no, una ni-mh o ni-cd anche completamente scarica può segnare 1,2V o più se si misura con un semplice tester o multimetro. per capire se una batteria è scarica bisogna leggere il voltaggio mentre la batteria fa funzionare qualcosa, dato che è difficile misurare la tensione della batteria mentre è dentro un qualsiasi apparecchio, si simula il consumo con una resistenza (1 ohm circa se si vuole simulare un apparecchio high drain) e contemporaneamente si misura la tensione, già a 1,1V la batteria può considerarsi scarica mentre non bisogna mai scendere sotto i 0,8V per non danneggiarla. la carica parziale (o totale se si vuole sapere la reale capacità della batteria) invece si può solo calcolare misurando il tempo che impiega la batteria a scaricarsi con il carico applicato. questa funzione si trova di solito solo nei caricatori di un certo livello, ma si può fare a mano con una semplice resistenza anche se come metodo non è molto preciso. di sicuro, è impossibile desumere il livello di carica di una ni-mh e ni-cd dal voltaggio anche sotto carico, infatti gli indicatori degli apparecchi sono spesso imprecisi. è più facile invece con le li-ion, li-poly, ni-zn, SLA, dato che il voltaggio è proporzionale alla carica
Q. quanti cicli di ricarica servono alle batterie nuove per entrare a pieno regime?
A. le li-ion alla prima ricarica già sono a oltre il 90% di capacità, dalla seconda in poi praticamente sono al massimo. le ni-mh o ni-cd, specie se ferme da parecchio tempo, per i primi 2 cicli sono al 90-95%, comunque sia senza particolari strumenti nell'utilizzo normale non si notano differenze tra primi cicli e successivi
Q. è utile fare la prima ricarica di 12 ore?
A. per le li-ion/poly è assolutamente inutile, il caricatore stacca l'alimentazione appena la batteria raggiunge il voltaggio prefissato, come dicevo prima su queste batterie va assolutamente evitata la sovraccarica, quindi figuriamoci se serve lasciare in carica per più tempo...
per le ni-cd e ni-mh tutto è nato ai tempi dei cellulari con batterie di questo tipo, avendo un autoscarica abbastanza elevata, era frequente comprare il cellulare nuovo e trovarsi la batteria (ferma nella scatola da mesi) con gli elementi a diversi livelli di carica, se uno scaricava a zero la batteria in queste condizioni rovinava di sicuro l'elemento con carica residua inferiore. quindi si preferiva rischiare di rovinare gli elementi migliori durante la prima carica pur di livellare la carica.
nei caricatori a batteria singola a -dV invece, la prima ricarica dopo mesi di inattività può essere difficoltosa perchè la batteria potrebbe generare un -dV prematuro o non farlo proprio, quindi sarebbe meglio seguire a vista la ricarica e controllare il tempo di ricarica e la temperatura della batteria, per assicurare il giusto tempo di carica e evitare il surriscaldamento. la sovraccarica è comunque da evitare
Q. come devo mantenere le batterie che non userò per parecchi mesi?
A. le ni-cd e ni-mh vanno scaricate a zero, le li-ion/poly scaricate al 30% residui, quindi riposte in luoghi asciutti e temperature più basse possibile. le ni-cd e ni-mh poi, al riutilizzo andrebbero caricate a C/10 per 12 ore: la sovraccarica aiuta a redistribuire l'elettrolita (break-in). lasciare autoscaricare per parecchi mesi delle ni-cd e ni-mh cariche causa l'ingrossamento dei cristalli che potrebbero perforare l'isolante alla successiva ricarica
Q. le batterie perdono capacità nel tempo?
A. SI, se trattate bene bisogna tenere conto di un 2-3% l'anno per le ni-mh e un 4-5% per le li-ion/poly, nell'uso quotidiano però, dato che quasi nessuno ha strumenti adatti per far fare cicli perfetti alle ni-mh, la vita di queste ultime di solito si accorcia notevolmente, mentre le li-ion/poly, grazie ai circuiti di controllo che le monitorizzano di continuo, riesco quasi sempre ad esprimersi al massimo
Q. la batteria del mio notebook è durata solo 5 mesi, non doveva essere protetta con tutti i blablabla di sopra?
A. le batterie dei notebook sono complesse, di solito contengono 6 o più elementi, questo fa aumentare la probabilità di incontrarne uno difettoso che blocca tutti gli altri. i difetti poi vengono anche evidenziati dalle condizioni di utilizzo: in certi notebook mal costruiti, il calore generato dalle cpu/gpu ecc... arriva a queste batterie che sono costrette a lavorare a temperature anche di 40-50°, un calore del genere accelera di 4-5 volte l'usura delle batterie rispetto a 20-25°, quindi togliete la batteria quando non vi serve, specie d'estate, e ventilate sempre bene il notebook
Q. posso lasciare una batteria al li-ion/poly scarica per mesi?
A. NO, come già detto tutte queste batterie hanno circuiti di protezione interni che tengono costantemente sotto controllo gli elementi, questi circuiti hanno un minimo consumo, dell'ordine dei 5-40 microwatt, che sono irrilevanti a batteria carica, ma quanto è scarica questo minimo consumo potrebbe portare a scarica eccessiva gli elementi, a quel punto il circuito potrebbe bloccare gli elementi perchè pensa siano rovinati. ecco perchè per lunghi stoccaggi meglio lasciare una carica residua almeno del 20-30%. lasciare una carica residua più alta (al 100% addirittura...) aumenta l'usura della batteria, meglio evitare
Q. in che casi le batterie emettono acido?
A. non tutte le batterie emettono acido, le li-ion/poly è praticamente impossibile grazie sempre ai circuiti interni, le ni-xx emettono idrogeno e ossigeno se sovraccaricate, questo porta a diminuzione della capacità, notevole accelerazione dell'autoscarica, aumento della resistenza interna. le litio non ricaricabili che emettono acido sono estremamente rare, di solito capita quando vengono scaricare a zero. le alcaline invece è più frequente, specie quelle di bassa qualità e specie quando sono vecchie o a fine carica. in generale è sempre buona regola togliere qualsiasi tipo di batteria negli apparecchi che non usate, se la batteria non è rimovibile cercate almeno di trattarle al meglio
Q. se uso 4 batterie alcaline ottengo 6V di tensione, se uso 4 ni-xx solo 4.8V, con una tensione più bassa l'apparecchio non si spegne prima?
A. no, per un semplice motivo: le alcaline riportano il voltaggio senza carico applicato, cioè 1.5V quando non vengono usate, mentre sotto carico il voltaggio scende facilmente a 1.2V anche meno, ricordate che le alcaline hanno meno spunto. le ricaricabili viceversa riportano il voltaggio sotto carico, cioè se le usi stanno circa a 1.2V (ma a volte anche a 1.3V) mentre senza carico raggiungono facilmente i 1.4V. lo stesso per le li-ion/poly che vengono riportate come 3.6-3.7V ma sotto carico, perchè senza carico, quando completamente cariche, arrivano a 4.2V
Q. quando uso le ricaricabili le scarico sempre fino alla morte così non ho l'effetto memoria, faccio bene?
A. scaricare a ZERO volts le batterie è sempre dannoso, si riducono notevolmente i cicli di carica e la capacità di evidenziare il -dV. le scariche di solito devono arrivare a 0.8-0.9V sotto carico di C/10, una scarica del genere serve per minimizzare il voltage depression, quindi alla scarica successiva la tensione media sarà di qualche mV superiore. ma scaricare a questi livelli una batteria ne riduce i cicli di carica, quindi va fatta solo se questi mV guadagnati sono realmente necessari, altrimenti conviene farla solo ogni 10-20 cicli. questo fenomeno chiamato voltage depression affligge tutte le batterie, li-ion e li-poly comprese, è quello che un tempo veniva erroneamente chiamato effetto memoria
Q. ho comprato le duracell procell perchè migliori delle normali alcaline, ho fatto bene?
A. no, la stessa duracell dichiara le procell identiche alle coppertop e/o alcaline normali, basta scaricare il pdf sul loro sito. solo le ultra e ultra digital hanno superiori capacità di scarica mentre le power pix hanno una nuova formula chimica che le rende adatte alle applicazioni high drain ma sconsigliabili in quelle low drain
Q. vale la pena spendere soldi per un caricatore che conta la capacità tipo i lacrosse o altri?
A. si per molti motivi: primo, con le batterie nuove si può vedere se le batterie hanno veramente i mAh che il produttore dichiara. secondo, si può vedere l'autoscarica testandole a distanza dalla ultima ricarica, sia da nuove che il degrado con l'uso, terzo si possono usare insieme batterie con capacità simile, più sono simili minore è il rischio di far andare una a zero, quarto si può vedere se durante la carica ricevono il giusto quantitativo di energia
Q. perchè devo spendere un sacco di soldi per le ibride quando su ebay trovo delle stilo da 3800mAh a prezzi inferiori?
A. perchè le ibride hanno dimostrato di essere ottime batterie, non soltanto capienti, ma anche capaci di sostenere consumi elevati. mentre le batterie con capacità assurde, di solito di provenienza cinese, hanno dimostrato di essere pessime, le migliori hanno capacità attorno ai 2000mAh ma le peggiori anche 600mAh. inoltre nessuna di queste riesce a sostenere consumi elevati, hanno una elevata autoscarica e la pessima composizione chimica non gli permette di avere il calo di tensione a fine carica, quindi spesso i caricatori non riescono a caricarle bene
---------------------------------------------------------------------------------
LISTA DI CARICABATTERIE NI-CD E NI-MH TESTATI
arrivati a questo punto sappiamo che batterie vogliamo e quali caratteristiche deve avere il caricatore per trattare al meglio le nostre batterie. purtroppo solo i migliori caricatori sono dotati di scheda tecnica dettagliata per capire se possono fare al caso nostro, ma sono quasi sempre caricatori costosi. i più economici si limitano a fornire pochissimi dettagli e mai la tolleranza e precisione delle componenti. capita spesso di vedere caricatori con scritto deltaV, ma poi si scopre che viene rilevato solo su coppie di batterie (richiedendo quindi batterie perfettamente bilanciate) e magari hanno una scarsa precisione di voltaggio. altri caricatori dichiarano il controllo della temperatura ma omettono il fatto che il termometro è uno solo per 4 batterie e serve solo per evitare la fusione del caricatore, non certo per fermare la ricarica della batteria una volta carica al 100%. qui di seguito, riporto una lista con descrizione di caricatori testati con strumenti di precisione per verificare la loro validità e gli eventuali punti deboli
iCharger 1010B+ (http://www.hobbycity.com/hobbycity/store/catalog/1010Bplus.jpg)
questo è un caricatore da modellismo, lo posto solo come benchmark, capisco che un utente normale non ha bisogno di una tale attrezzatura. tenete presente che costa circa 180€ e viene alimentato con la 12VDC, quindi o si collega a una batteria di un auto o si deve comprare anche un alimentatore stabilizzato da rete. bisogna comprare anche il vano per alloggiare le batterie ricordandosi che ha un solo canale, quindi non si possono cariare per es. 4 ni-mh insieme se non in serie. questo caricatore ha un sacco di funzioni, può caricare in CC/CV con correnti selezionabili da 50 a 10.000mA e voltaggi adatti per vari tipi di batterie al litio e piombo, anche in serie fino a 45V circa, inoltre ha la regolazione fine della tensione massima. può caricare anche a negative deltaV con precisione superiore al mV fino a voltaggi di circa 40V e correnti selezionabili da 50 a 10.000mA. ha la regolazione fine del deltaV da 1 a 20mV. può scaricare le batterie fino a una potenza massima dissipata di 30W usando la resistenza interna oppure fino a 280W usando una resistenza esterna. la carica può essere regolata anche dalla sonda termica sempre completamente impostabile dall'utente sulla temperatura massima desiderata (TCO). sono poi presenti molte altre regolazioni meno importanti ma comunque utili, tipo timer programmabili sia sul tempo che sulla corrente erogata, bilanciamento di batterie litio, calcolo resistenza interna, funzione di alimentazione, presa usb per collegamento al pc e firmware aggiornabile
ci sono molti altri caricatori simili a questo, tutti garantiscono una notevole precisione, dato quello che costano è il minimo che si pretende... ho postato questo perchè lo ritengo il migliore per il prezzo, tra l'altro è uscito a fine 2008 quindi usa componenti molto avanzate, il produttore dichiara anche un'alta efficienza di conversione della corrente
Duracell 15 min. CEF15NC (http://ecx.images-amazon.com/images/I/41QWRBCMvJL._SS500_.jpg)
questo caricatore utilizza un canale unico che eroga 8300mA con una tensione variabile, poi su ogni canale un mosfet controllato da un IC regola il duty cycle sulla singola batteria e ferma la carica quando necessario. appena inserite le batterie il caricatore esegue un test della resistenza interna della batteria (tarato diversamente per AA e AAA), se è troppo alta il caricatore non esegue la ricarica. la prima fase di carica eroga una media di 8000mA alle AA e 3400 alle AAA, questa fase dura circa 7 minuti ed è seguita da una pausa di circa un minuto che fa raffreddare le batterie e calare la pressione interna; quindi inizia una seconda fase di circa 5 minuti in cui viene erogata una corrente media di 6500mA per le AA e 2700mA per le AAA. terminata anche questa fase il led si spegne e le batterie vengono lasciate raffreddare per 7 minuti dopo di che la ventola si spegne e inizia la terza fase che eroga 400mA fino a che non viene rilevato il PVD. la quarta fase eroga una trickle charge di circa 50mA per 30 minuti. quindi questo caricatore in 15 minuti carica le batterie soltanto al 60-70%, per ottenere una carica completa bisogna aspettare anche 2 ore. date le alte correnti usate, il caricatore ha una ventola interna per raffreddare l'elettronica di potenza per non interferire con le batterie. con questo tipo di ricarica (a canale unico con controllo separato su ogni batteria) è meglio caricare contemporaneamente solo batterie dello stesso formato e capacità. l'alimentatore è a 16VDC 4A ma il caricatore può funzionare anche a 12VDC ma a correnti inferiori
Energizer 15 min.CH15MN (http://www.energizer.com/SiteCollectionImages/products/high_tech/rechargeable/products/large/CH15MNCP-4%20Large.jpg)
questo caricatore utilizza un canale unico che eroga 7500mA con una tensione variabile, poi su ogni canale un mosfet controllato da un IC regola il duty cycle sulla singola batteria e ferma la carica quando necessario. appena inserite le batterie il caricatore esegue un test della resistenza interna della batteria (tarato diversamente per AA e AAA), se è troppo alta il caricatore non esegue la ricarica. la prima fase di carica eroga una media di 7000mA alle AA e 2900 alle AAA e ha un timer massimo di 20 minuti, durante questa fase la carica può interrompersi se il caricatore rileva il picco di tensione della batteria (PVD). terminata la prima fase di ricarica il led del caricatore diventa verde, una pausa di qualche minuto fa raffreddare le batterie e calare la pressione interna, quindi inizia una seconda fase in cui viene erogata una corrente media di 3500mA per le AA e 1400mA per le AAA. terminata anche questa fase la ventola si spegne e alle batterie viene erogata una sorta di trickle charge sotto forma di impulsi molto brevi sempre a 7500mA di intensità. date le alte correnti usate, il caricatore ha una ventola interna per raffreddare l'elettronica di potenza per non interferire con le batterie. con questo tipo di ricarica (a canale unico con controllo separato su ogni batteria) è meglio caricare contemporaneamente solo batterie dello stesso formato e capacità. l'alimentatore è a 16VDC 4A ma il caricatore può funzionare anche a 12VDC ma a correnti inferiori
La Crosse Technology BC-900 (http://www.lacrossetechnology.com/900/large.jpg)
lo trovate anche marcato come "Voltcraft IPC-1" e "Technoline IC8800"
presentato a dicembre 2004 è un caricatore abbastanza famoso perchè è stato il primo a fornire il conteggio dei mAh assorbiti e erogati dalle batterie, oltre al voltaggio in tempo reale sul display, il tutto a un prezzo di molto inferiore ai caricatori da modellismo, oltre ad essere anche più semplice da usare. il caricatore dispone di 4 canali indipendenti con spazio per batterie AA o AAA (ma inserendo 4AA è difficile togliere quelle interne perchè molto vicine), la carica è selezionabile a (tra parentesi le correnti in trickle charge relative a ogni velocità di ricarica) 200(14), 500(31), 700(39), 1000(63)mA per tutti i canali, più 1500(88) e 1800(99)mA usando soltanto i canali esterni per massimo 2 batterie per non avere interferenze di calore tra batterie e usare ogni sonda termica per una sola batteria. la scarica è selezionabile in 100-250-350-500mA per tutti i canali e termina a 0.9V. il tipo di carica è a -deltaV di 5mV rilevato durante l'impulso (51 volte al secondo), la corrente di carica non è lineare ma a impulsi ad alta frequenza di circa 1900mA (anche per la trikle charge), quindi più la corrente di carica selezionata è bassa più sono brevi questi impulsi da 1900mA. la corrente di scarica è sempre a impulsi ma a circa 600mA. il caricatore ha un timer di sicurezza per canale che blocca comunque la carica dopo che sono stati erogati 3700mAh, ha anche due sensori di temperatura che sospendono temporaneamente la carica delle due batterie (ogni sensore monitora due batterie) finchè non si raffreddano un po
i difetti riscontrati più spesso su questo caricatore sono: alcuni avevano i sensori di temperatura posizionati male (ora pare tutto risolto), alcuni avevano i sensori di temperatura settati troppo in alto, circa 71°C, mentre gli ultimi sono settati a 53° circa. alcuni hanno avuto problemi di surriscaldamento facendo compiere ai vari canali operazioni differenti nello stesso momento, ma sono casi molto rari che rientrano probabilmente nella normale statistica dei modelli difettosi. l'alimentatore è da 3VDC 4A max. e pare non essere molto pulito nella corrente erogata. il conteggio dei mAh non tiene conto delle pause per la lettura del voltaggio, quindi di media segna un 10-15% in più. se ci sono già inserite batterie in carica o scarica, le batterie successive non possono essere caricate/scaricate a correnti superiori a quelle già inserite, bisogna togliere tutte le batterie e inserire per prima quella che vogliamo caricare/scaricare con la corrente più elevata
La Crosse Technology BC-700 (http://www.lacrossetechnology.com/bc700/large.jpg)
lo trovate anche marcato come "AlphaPower BC-700" e "AccuPower Fast charger AL-IQ128"
è il modello precedente del BC900 ma è rimasto sconosciuto finchè non è uscito il BC900, per questo molti pensano che sia uscito dopo. nel BC700 la ricarica a 1000-1500-1800mA e la scarica a 500mA sono disabilitate, quindi non una gran perdita, se non trovate il BC900 questo va bene comunque
questa versione non pare aver dato problemi, forse anche grazie alle correnti più contenute e il diverso alimentatore, da 3VDC 2.8A
Maha Powerex MH-C9000 (http://www.mahaenergy.com/store/catalog/mhc9000.jpg)
presentato a dicembre 2006, è un caricatore simile al BC-900 ma più evoluto, grazie anche all'esperienza della Maha-Powerex nel campo dei caricatori (mentre La Crosse di solito fa svegliette e stazioni meteo...). dispone di 4 canali indipendenti con spazio per batterie AA o AAA, anche inserendo 4 AA tra una batteria e l'altra c'è abbastanza spazio per dissipare bene il calore e evitare interferenze. la carica è selezionabile da 200 a 2000mA a passi di 100mA per tutti i canali. la scarica è selezionabile da 100 a 1000mA a passi di 100mA per tutti i canali e termina a 0.9V. il tipo di carica è a -deltaV (5mV con precisione 1mV con lettura tra un impulso e l'altro ogni mezzo secondo), Vmax (1.47V), deltaTCO e TCO (54°C), si interrompe al verificarsi del primo degli eventi, dopo di che il caricatore fornisce una carica di riempimento di circa 100mA per due ore e infine va in trickle charge a circa 10mA a tempo indefinito. in funzione break-in invece, il tipo di carica è a CC a tempo, pari a 1/10 della capacità della batteria impostabile fino a un massimo di 20.000mAh. la corrente di carica non è lineare ma a impulsi ad alta frequenza di circa 2000mA, quindi più la corrente di carica selezionata è bassa più sono brevi questi impulsi da 2000mA. per la scarica gli impulsi sono di 1000mA. il caricatore ha un timer di sicurezza per canale che blocca comunque la carica a -deltaV dopo che sono stati erogati 4.000mAh, ovviamente ha anche un sensore di temperatura per batteria, per far funzionare il TCO e deltaTCO. il conteggio dei mAh erogati o immessi nelle batterie è preciso perchè tiene conto delle pause per la lettura del voltaggio.
i primi caricatori avevano qualche difficoltà nel percepire la fine carica con correnti molto basse perchè il C9000 rileva la tensione tra un impulso e l'altro (il che assottiglia il già minimo deltaV), il problema è stato risolto molto velocemente dalla maha con un nuovo firmware che abbassa ulteriormente il deltaV e prolunga la top-off charge (tra l'altro non capisco l'utilità di caricare a 200mA una stilo da 2500mAh rischiando di ingrossare i cristalli). l'alimentatore da 12VDC 2A max permette l'uso in auto con un semplice cavetto, il display è retroilluminato e non si può spegnere. la carica con correnti elevate di 4 batterie contemporaneamente genera un certo calore, sarebbe meglio raffreddare l'interno del caricatore con una ventola facendo attenzione a non raffreddare le batterie, pena la mancata lettura del TCO
Maha Powerex MH-C808M (http://www.fuji.com.tw/apic/pic1/220081224-205616BB.jpg)
caricatore ideale per chi ha molte batterie da caricare e in vari formati, accetta 8 batterie formato AAA o AA o C o D. le correnti di carica sono 317-633mA per le AAA e 950-1900mA per gli altri formati. la carica è sempre a impulsi di 2A, varia solo il duty cycle. ha anche una funzione scarica fino a 1V ad impulsi da 360mA, il duty cycle è proporzionale alle correnti di carica così abbiamo 167-335mA per le AA, C, D e 56-112mA per le AAA. il termine della carica è a -deltaV (precisione al millivolt) con controllo separato per ogni canale, però il caricatore non può fare cariche e scariche contemporaneamente, o tutti i canali caricano (anche diversi formati e diverse capacità) o tutti scaricano. a fine carica viene erogata una trickle charge di 7mA, quindi le batterie possono essere lasciate sul caricatore a tempo indefinito. la carica può essere terminata anche per TCO settato a 49°C o Vmax a 1,6V. il display retroilluminato è un semplice voltmetro a tacche. l'alimentazione purtroppo, oltre ad essere grande come quello di un potente notebook, ha addirittura 2 voltaggi in uscita, uno a 18V per la ricarica, uno a 20V per la "cpu" che governa le funzioni. la doppia alimentazione da un lato è utile per non avere interferenze tra una sezione e l'altra, ma purtroppo ne rende molto difficile l'uso in auto e in caso di rottura bisognerà per forza comprare quello originale
il caricatore ha la fama di caricare le batterie al 95% circa, questo aumenta i cicli di ricarica e non fa scaldare le batterie durante la carica anche se è veloce
SPK Technology SCH-808F (http://www.spowerking.com/pro/a3.jpg)
lo trovate marcato anche come "Fujicell" o "Extreme", attenzione però alle imitazioni, ci sono caricatori molto simili ma di qualità inferiore, qui (http://www.hwupgrade.it/forum/showpost.php?p=27953878&postcount=2897) CarloR1t ci spiega come distinguerli
caricatore economico scoperto da CarloR1t circa un anno fa (qui (http://www.hwupgrade.it/forum/showpost.php?p=24482489&postcount=1098) la sua completa recensione), ha 4 canali indipendenti per batterie AA e AAA, il caricatore è molto compatto e ha l'alimentatore integrato per tensioni AC da 100 a 240V, più un connettore DC per tensioni da 5 a 12V. la carica avviene a impulsi di circa 1000mA (anche per la trickle charge). la carica media è di circa 750mA quando l'alimentazione ha una tensione superiore ai 7V, mentre sotto i 7V la corrente media varia a seconda delle batterie inserite in ricarica, con 3-4 batterie è di circa 225mA, con 1-2 batterie circa 400mA. la tricke charge è di 33mA ma è erogata soltanto con alimentazioni superiori ai 7V. il caricatore può anche scaricare le batterie fino ad 1V, ma come per le correnti di carica, anche quelle di scarica sono abbastanza bizzarre: con 2-4 batterie è a impulsi di 325mA con una media di 275mA, con 3 batterie impulsi da 250mA (205mA di media), con una batteria impulsi da 162mA (138mA). il caricatore ha un sensore di temperatura singolo, usato solo per prevenire danni al caricatore, non per controllare la temperatura delle batterie. il display a tacche in realtà è un semplice voltmetro (sempre meglio di niente comunque). per terminare la carica viene usata la tecnica del -deltaV e PVD (zero deltaV). c'è comunque un timer di sicurezza settato a 4,5 ore.
i caricatori funzionano abbastanza bene, anche se alcuni hanno riportato la fusione della zona di alimentazione AC del caricatore (infatti la zona DC continua a funzionare), dovuta probabilmente allo scarso controllo qualità di questi caricatori. proprio la presenza dell'alimentazione AC integrata solleva critiche sulla sicurezza da parte di alcuni (specie negli USA). i rivenditori comunque, si sono sempre rivelati disponibili a sostituire i caricatori nati male. non è possibile caricare e scaricare batterie contemporaneamente, o caricano tutte, o scaricano tutte
---------------------------------------------------------------------------------
Caricatori economici
a volte si è tentati di comprare da hong kong dei caricatori che sono simili (se non identici) ad altri con brand molto famosi. l'esempio tipico è il Sony BCG-34HRMF4 (http://g-ecx.images-amazon.com/images/G/01/ciu/9d/02/0224923f8da037ec78e98010.L.jpg) che costa più del doppio del Soshine SC-C3 (http://www.cwtcoshop.com/cwtco2/battery/lcd-charger2.jpg)
peccato che, aprendo i due caricatori, ci si ritrova di fronte a circuiti ben diversi: questo è il sony (http://i180.photobucket.com/albums/x99/pbc2oo7/30nov2007album01/sony-BCG-34HRMF4-pcb.jpg), questo il soshine (http://i180.photobucket.com/albums/x99/pbc2oo7/30nov2007album01/soshine-sc-c3-pcb.jpg)
quindi se il sony va bene, non è detto che comprando il soshine ci si ritrova con la stessa qualità, bisogna prima testarlo
quindi per iniziare vorrei fare un discorso generale sulle batterie invece di consigliare la marca X modello Y che tanto va bene a uno e a 99 no... vorrei far capire come utilizzare nel migliore dei modi le batterie per estenderne la vita al massimo possibile, della serie: "dai un pesce a un uomo e lo nutrirai per un giorno, insegnagli a pescare e lo nutrirai per tutta la vita." (proverbio cinese)
---------------------------------------------------------------------------------
CARATTERISTICHE DELLE BATTERIE
i vari tipi di batterie esistenti si differenziano per alcune caratteristiche evidenti, solitamente messe in evidenza dai produttori, e per altre tenute nascoste ma altrettanto importanti per valutare la qualità e l'idoneità per certi impieghi
quello che di solito viene dichiarato apertamente è:
la composizione chimica, tipo alcaline, ni-mh, li-ion ecc...
il voltaggio anche se non viene spiegato che per le batterie non ricaricabili viene dichiarato il voltaggio di picco, mentre per le ricaricabili il voltaggio sotto un carico medio-elevato
la capacità di solito in mAh o Ah per le batterie più capienti. questo dato in particolare spesso viene sovrastimato per cercare di vendere di più il proprio prodotto, sicuri del fatto che il 99.9% degli acquirenti non hanno gli strumenti necessari per verificare la reale capacità di una batteria. i produttori meno seri arrivano a sovrastimare la capacità anche del 100% (cioè dichairano il doppio del reale) mentre i più seri si limitano a un 5-10% e comunque in piccolo a volte scrivono la capacità minima o tipica, per es. "2600mAh" a caratteri cubitali e poi minuscolo "2500mAh min."
alcuni dichiarano anche i cicli minimi di carica e scarica ma di solito sono riferiti a condizioni perfette riproducibili in laboratorio, nell'uso comune questi cicli sono notevolmente inferiori. a volte vengono dichiarati anche i dati di autoscarica e resistenza alle temperature estreme, ma di solito solo se sono a favore della batteria, mai contro
alcune caratteristiche molto importanti però non vengono mai dichiarate per i prodotti destinati al grande pubblico, ma solo (e neanche sempre) ai prodotti specifici per nicchie molto esigenti (modellisti o simili) oppure per OEM
queste caratteristiche sono:
la riserva del catodo, le ni-cd e ni-mh hanno il catodo maggiorato rispetto all'anodo per poter sopportare un certo livello di sovraccarica e sovrascarica, purtroppo quasi nessun produttore dichiara questo dato ma di sicuro le batterie con capacità superiore sacrificano questa riserva per spremere ogni mAh possibile
il tipo di elettrodi delle ni-cd, se di tipo sinterizzato soffriranno dell'effetto memoria, se di particelle "incollate" avranno solo un voltage depression come le ni-mh. oggi praticamente tutte le ni-cd non hanno più l'effetto memoria quindi si può stare tranquilli
la lega utilizzata nel catodo delle ni-mh, se è la AB5 che rispetto alla AB2 garantisce più resistenza nel tempo alla corrosione (e quindi perdita di capacità) a discapito della capacità iniziale
la resistenza interna, chiamata anche più semplicemente spunto, è la resistenza che oppone la batteria per erogare o accumulare energia (resistenza che assorbe parte del voltaggio e converte questa energia in calore).
una ipotetica batteria senza resistenza interna sarebbe in grado di caricarsi e scaricarsi istantaneamente. ovviamente non è possibile creare una batteria del genere, però i costruttori cercano di tenere il più bassa possibile questa resistenza.
questa caratteristica è molto importante con gli apparecchi high drain perchè per es. una batteria stilo da 2700mAh con alta resistenza interna potrebbe erogare una tensione media di 1.1V, mentre una da 2000mAh, ma con una resistenza inferiore, potrebbe mantere una tensione di 1.2V. se l'apparecchio high drain è progettato per spegnersi a 1.15V ecco che la batteria da 2700mAh non viene sfruttata al 100% e all'atto pratico dura meno di quella da 2000mAh.
in un apparecchio low drain invece, la resistenza interna è di secondaria importanza
ecco perchè per scegliere una buona batteria non basta prendere quella con più mAh
---------------------------------------------------------------------------------
TIPI DI BATTERIE STILO
andiamo ad analizzare i vari tipi di composizione chimica delle batterie che più usiamo:
ALCALINE
presentate nel 1959, sono le classiche non ricaricabili da supermercato, sono abbastanza economiche e hanno bassa autoscarica, in condizioni ideali anche dopo 7-10 anni mantengono parecchia carica, sono ideali per utilizzi a basso consumo (low drain), cioè in apparecchi che scaricano le batterie in più di 50 ore, tipo telecomandi, orologi, termometri... in queste condizioni ideali riescono ad erogare 2800-3000mAh.
i problemi nascono quando vengono usate in applicazioni ad alto consumo (high drain), cioè che scaricano le batterie in meno di 2-3 ore (fotocamere digitali, lettori multimediali, torce elettriche, modellini radiocomandati), in questi casi la tecnologia alcalina soffre, infatti non ha spunto a sufficienza per mantenere una tensione accettabile con carichi elevati (in pratica la resistenza interna è elevata), questo abbassamento di tensione può portare allo spegnimento precoce dell'apparecchio usato (molti apparecchi si spengono quando la tensione cala a 1.14V per batteria), inoltre a causa della elevata resistenza interna buona parte dell'energia erogata dalla batteria verrà dispersa sotto forma di calore
posto 2 grafici di esempio (tutti i grafici che riporto sono di silverfox, un ragazzo in gamba che ha impiegato parecchio tempo per fare questi test, spero possano servire a più gente possibile), nel primo viene applicata una corrente di 500mA a stilo di varie marche e si osserva come si scaricano, come vedete di media vengono erogati 1500mAh, vuol dire che la metà viene dispersa in calore e pure il voltaggio cala velocemente sui 1.2V
nel secondo grafico la corrente è doppia, 1000mA, situazione drammatica perchè le batterie non erogano più di 800-900mAh, quindi 2/3 vengono dispersi in calore e la tensione va velocemente a 1 volt appena
http://img.photobucket.com/albums/v482/SilverFoxCPF/AAComparison05A.gif
http://img.photobucket.com/albums/v482/SilverFoxCPF/AAComparison1A.gif
ultimamente poi c'è come l'impressione che i produttori di batterie hydroxide e/o litio abbiano modificato la composizione delle alcaline "modello base" abbassandogli la capacità di scarica ma aumentando la capacità totale e diminuendo l'autoscarica, questo per renderle più adatte per applicazioni ultra-low-drain, cioè tutti quei apparecchi in cui le batterie durano più di 100 ore. su questo però non ci sono conferme
quindi riassumendo: le alcaline, avendo una elevata resistenza interna, non sono adatte per applicazioni ad alto consumo. avendo però una autoscarica bassissima, sono adatte per un uso a bassissimo consumo, tipo telecomandi, termometri ecc...
---------------------------------------------------------------------------------
ALCALINE OXY NICHEL HYDROXIDE
nei grafici sopra, se siete attenti osservatori, avrete notato due batterie che si comportano in modo differente dalle alcaline normali... una è la "heavy duty" cioè la zinco carbone, sanno tutti che è poco potente, costa poco, va usata principalmente su telecomandi orologi ecc...
l'altra è un nuovo tipo di alcalina, ideata per applicazioni pulse high drain, cioè tipicamente fotocamere o flash. con una nuova formula chimica viene innalzato il voltaggio della batteria che arriva a 1.7V senza carico e col carico, vedete anche dal grafico, si mantiene ben al di sopra delle altre alcaline. test condotti in rete con fotocamere digitali hanno dato buoni risultati permettendo di scattare parecchie foto in più con le fotocamere particolarmente esigenti, mentre con apparecchi che già davano buoni risultati con le alcaline normali le oxy hanno fornito prestazioni uguali se non inferiori. gli stessi produttori infatti consigliano le alcaline normali per usi low drain perchè le oxy durerebbero di meno
test 1 (http://www.techlore.com/article/13741/Panasonic-Oxyride-Editorial-Review---The-Revolution-in-Battery-Power/?textpage=2)
in questo test vengono confrontate le panasonic oxy (chiamate oxyride power edge) con alcaline normali su una fotocamera esigente, le oxy danno ottimi risultati
la prima a introdurre questo nuovo tipo di batterie è stata la panasonic, chiamandole "oxyride" o "power edge", poi è arrivata duracell con le "power pix" e camelion con le "oxy-alkaline"
dato che questo tipo di batterie si rivelano superiori alle alcaline solo in alcune applicazioni, panasonic ha deciso di presentare un nuovo modello con i pregi delle alcaline e delle oxy e lo ha chiamato "evolta". per ora non ci sono test affidabili su questa batteria quindi bisogna fidarsi di quello che dichiara panasonic
---------------------------------------------------------------------------------
LITIO
le stilo al litio da 1.5V sono una notevole evoluzione delle alcaline, ma non sono da confondersi con le ricaricabili che sono solo "ioni di litio" e "polimeri di litio" (e varie sottocategorie). hanno molti vantaggi e pochi svantaggi, tipo un costo abbastanza elevato e una pericolosità lievemente superiore alle alcaline se manomesse o comunque se usate da stupidi (tipo buttarle sul fuoco o tentare di ricaricarle o forarle...)
i vantaggi sono:
autoscarica minima, dopo 15-20 anni ancora sono cariche al 90%
resistenza alle temperature estreme, potete lasciarle dentro la macchina nera ad agosto, 70 gradi e ancora funzionano quando qualsiasi altra batteria non al litio sarebbe spacciata, oppure d'inverno con l'auto in panne a -20 gradi, qualsiasi altra batteria va a zero ma la litio ti permette di usare un cellulare, una radio, un cb o una torcia per esempio...
pesano meno delle alcaline, ni-cd e ni-mh
resistenza interna bassa (meno di una alcalina ma più di una buona ricaricabile) quindi spunto elevato, non teme applicazioni ad alto consumo e anche la tensione rimane stabile fino alla fine. nei due grafici d'esempio che riporto sotto vediamo come l'alcalina viene letteralmente spazzata via dalla litio, 2.7 volte più capacità a 500mA di carico e ben 3.4 volte a 1000mA, notate anche le curve della tensione, ben stabile la litio, penosa l'alcalina
http://img.photobucket.com/albums/v482/SilverFoxCPF/AALiAlkComparison05A.jpg
http://img.photobucket.com/albums/v482/SilverFoxCPF/AALiAlkComparison1A.jpg
per ora le stilo e ministilo al litio si trovavano solo della "energizer" e "camelion". tra poco anche la "dorcy" presenterà la sua litio oltre ai vari cinesi che però non riescono a fare batterie di qualità. inoltre la panasonic "evolta" potrebbe fare una seria concorrenza alle litio se confermerà quanto promesso. questo ha spinto energizer a ampliare la scelta: le litio normali le ha trasformate in "ultimate" potenziandole ulteriormente, poi ha presentato le "advanced" leggermente meno potenti ma ben più economiche. leggendo i pdf delle due batterie la differenza più sostanziale è la minore autoscarica della ultimate e la sua capacità a reggere meglio picchi di corrente elevati, test privati comunque danno alla advanced il miglior rapporto Q/P
test 1 (http://members.cox.net/brlux/CPF/Energizer%20lithium%20graph%20small.JPG)
questo è un test di scarica costant current 500mA, in rosso la ultimate, in nero la advanced, per chi vuole il massimo la ultimate da ottimi risultati, la advanced si comporta più che bene per il prezzo
---------------------------------------------------------------------------------
NICHEL CADMIO
le ni-cd sono batterie ricaricabili di vecchio tipo, usate da oltre 50 anni, chiaramente nel tempo hanno subito dei miglioramenti ma circa dal 1988 sono state abbandonate a favore delle ni-mh pur essendo tecnicamente inferiori, perchè? semplice... il cadmio è molto inquinante e al mondo ci sono milioni di co****ni che buttano le batterie nella spazzatura normale, per terra, in mare, nei fiumi, nei campi coltivati... quindi si è stati costretti a passare a una tecnologia meno inquinante (successo pure con le batterie al mercurio purtroppo)
le ni-cd comunque non sono state completamente abbandonate perchè i vantaggi sono ancora fondamentali per alcune applicazioni, la capacità per una stilo è rimasta sui 1000-1100mah ma bisogna considerare che sulle etichette delle ni-cd vengono riportate le capacità minime mentre sulle ni-mh le massime e di solito sono sempre 2-300mah in meno... quindi le differenze alla fine non sono poi così marcate specie dopo qualche ciclo di ricarica
ma cosa rende così speciale una ni-cd?
ha parecchio spunto, più di una ni-mh, e autoscarica inferiore, oltre a una maggiore resistenza alle temperature estreme
sopporta correnti di scarica e carica anche fuori specifica, può essere scaricata a zero, addirittura invertire la polarità, subire sbalzi di temperatura, trickle charge elevate... il tutto degradandosi una frazione rispetto a quello che succederebbe a una ni-mh. non a caso vengono usate nelle applicazioni più dure, il modellismo per dire, ma anche in ambito militare, oppure per attrezzatura subacquea o da speleologia
la storia dell'effetto memoria invece è praticamente una leggenda risalente a parecchi decenni fa (fu notato sui primi satelliti artificiali), quando si sinterizzavano gli elettrodi e in quello di cadmio c'erano delle particelle di nickel. succedeva che le batterie non riuscivano ad erogare tutta l'energia se ogni tanto non venivano scaricate completamente. da allora gli elettrodi sono particelle "incollate" tra loro e la presenza di nickel nel cadmio è notevolmente ridotta, in questo modo l'effetto memoria non è più presente. le ni-cd e le ni-mh però, subiscono un calo di tensione (voltage depression) quando vengono ricaricate da parzialmente cariche (nei casi in cui la tensione minima non scende sotto i 1,1V) o sovraccaricate, alla scarica successiva la tensione media sarà leggermente più bassa e alcuni apparecchi particolarmente sensibili al voltaggio minimo potrebbero spegnersi precocemente. per ripristinare il corretto voltaggio è sufficiente scaricare le batterie lentamente fino a 0,8V circa e quindi ricaricarle completamente
test di laboratorio hanno certificato che le ni-cd normali (http://www.batteryuniversity.com/images/parttwo-36a.gif) (tipo le AA da 700mah) dopo ancora 2300 cicli di ricarica sono praticamente nuove, le ni-cd alta capacità (http://www.batteryuniversity.com/images/parttwo-36b.gif) (AA da 1100mah) sono come nuove fino a 1000 cicli e a 2300 cicli hanno solo un significativo peggioramento dell'autoscarica
la ricarica delle ni-cd è endotermica, cioè non genera calore finchè non viene raggiunto il 100% di carica, fino al 70-80% di carica può accettare correnti molto elevate (consigliato 2C, limite a 10C) mentre la parte finale deve essere più lenta (1C) fino al 105-110%, poi si può applicare una trickle charge anche abbastanza elevata (0,05C). la trickle charge è utile sopratutto per batterie non in uso da parecchio tempo, redistribuisce l'elettrolita dell'isolante per permettere una migliore scarica, la corrente di carica invece può essere a impulsi o addirittura reflex, diminuiscono la dimensione dei cristalli mantenendo così bassa la resistenza interna.
il miglior metodo di ricarica delle ni-cd è quello a negative delta V, visto che il calo di tensione a batteria carica è abbastanza consistente possono essere usati anche caricatori relativamente economici.
---------------------------------------------------------------------------------
NICHEL METAL IDRATO
come scrivevo prima, le ni-mh sono state adottate a partire circa dal 1988 perchè le ni-cd inquinavano troppo, quindi hanno sostituito il cadmio con degli idruri metallici, l'elettrolita però c'è sempre e quindi le ni-mh non si possono gettare bellamente dove ci pare ma vanno comunque riciclate... esattamente come le ni-cd... cosa ci abbiamo guadagnato quindi? questa nuova tecnologia è molto più delicata della precedente, non a caso questo thread è pieno di persone che si lamentano delle loro ni-mh che non tengono più la carica, perchè?
innanzi tutto bisogna dire che queste batterie sono entrate nel circolo vizioso del consumismo dove conta più la facciata che la sostanza... l'unica caratteristica che guarda il 99% delle persone è la capacità, 3000mAh sono megli di 2700 e sono disposte anche a pagare un bel sovrapprezzo per averle, i produttori cercano di assecondarli producendo batterie ad alta capacità che però, per forza di cose, devono sacrificare la robustezza: le prime ni-mh prodotte avevano una sorta di "riserva", cioè il cadoto era sovradimensionato rispetto all'anodo, in questo modo si limita la produzione di ossigeno e il degrado della batteria durante la sovrascarica, mentre in sovraccarica il cadoto può assorbire l'ossigeno che produce l'anodo a fine carica per convertirlo in acqua evitando così l'aumento della pressione interna. queste batterie quindi potevano essere maltrattate un minimo, infatti ancora oggi alcune vengono utilizzate in apparecchi di stand-by (lampade di emergenza, cordless ecc...) o in pacchi di grandi dimensioni (auto ibride, bici elettriche ecc...) dove il controllo della carica e scarica non può essere molto accurato per questione di costi. queste batterie in pratica sono rivolte ai produttori (OEM), mentre per i consumatori alla ricerca dell'ultimo mAh hanno creato versioni di batterie senza riserva, utilizzando quello spazio per aumentare la capacità totale a discapito della robustezza
che poi mettiamo subito in chiaro che le ni-mh stilo da 3000-4000mah non esistono, vedi chiaramente questa tabella dove anche marchi famosi gonfiano le capacità di un 100-200 mAh mentre i più spudorati arrivano anche a 400mAh... guardacaso i pochi che non mentono sono i produttori per modellisti, CBP 1650, titanium 2000, GP 1800... ma anche le varie ibride sono abbastanza oneste. si trovano anche parecchi falsi in giro, tipo queste Sony (http://i168.photobucket.com/albums/u200/Vankoff/SonyAA3800front.jpg), che una volta testate hanno erogato appena 650mAh, come si può vedere in questo grafico (http://i168.photobucket.com/albums/u200/Vankoff/SonyCycleEnergyC14.gif).
http://img.photobucket.com/albums/v482/SilverFoxCPF/NiMh1AmpSorted.gif
quindi posso dire con certezza (o fino a prova contraria) che le stilo oltre 2700mAh effettivi non esistono.
le batterie senza riserva si rovinano appena vanno fuori delle restrittive specifiche, già basta che cadano per terra che i cristalli potrebbero perforare le membrane isolanti, o se le temperature sono eccessive, o tensioni di scarica appena sotto 0.9V, correnti di carica e/o mantenimento eccessive o troppo basse... tutte cose che capitano spesso a chi non è più che esperto di batterie
in questo grafico (http://www.batteryuniversity.com/images/parttwo-36c.gif) si nota chiaramente la caduta di prestazioni delle ni-mh (che comunque dovrebbero avere almeno un po di riserva, non essendo le ultime uscite) dopo qualche centiaio di cicli, il tutto in condizioni ideali di laboratorio, non oso immaginare cosa potrebbe succedere nell'uso normale... anzi penso di saperlo :D
altra cosa da tenere a mente è il voltaggio sotto carico, le batterie più capienti hanno una resistenza interna più alta, quindi soffrono i carichi elevati e calano di tensione, in questo caso l'apparecchio potrebbe spegnersi nonostante le batterie siano solo parzialmente scariche
ecco un caso eclatante dell'effetto deleterio della resistenza interna: confrontate questi due grafici sanyo 2500 (http://www.users.on.net/~mhains/Tables/swiff/Sanyo2500V.swf) e uniross 2700 (http://www.users.on.net/~mhains/Tables/swiff/UNiROSS2700V.swf), le sanyo hanno una elevata resistenza interna che si mangia il voltaggio, infatti stanno ad un voltaggio medio di 4V, mentre le uniross, con una resistenza interna inferiore, si mantengono sui 4,8V. se l'apparecchio avesse avuto un voltaggio minimo di funzionamento a 4,4V (molte fotocamere o cordless sono settati così), con le sanyo si sarebbe spento quasi subito, mentre con le uniross sarebbe durato molto di più
ci sono anche delle stilo speciali, fatte per modellisti, con una resistenza interna particolarmente bassa, che tengono il voltaggio anche con carichi estremamente elevati, ecco un esempio
http://img.photobucket.com/albums/v482/SilverFoxCPF/CBPAA1650VariousRates.gif
comunque sia: ni-mh normali o ni-mh ad alta capacità di scarica, il problema principale è che l'utilizzatore comune non riesce a controllare la scarica e la carica, si ritrova spesso a meno di 1V e le ricariche non le fa sempre precise, ecco perchè dopo poche ricariche anche le ni-mh migliori perdono capacità
la ricarica delle ni-mh è di tipo esotermico, cioè generano sempre un po di calore, mentre a fine carica ne generano molto di più. fino al 90-95% di carica può accettare correnti elevate (consigliato 1C, limite a 3C) mentre la parte finale deve essere più lenta (0,1C) fino al 105%, poi si può applicare una trickle charge molto leggera (0,005C). per batterie non in uso da parecchio tempo si può fare una carica lenta a C/10 per 12 ore, questo redistribuisce l'elettrolita dell'isolante per permettere una migliore scarica, ma la sovraccarica è comunque deleteria per qualsiasi ni-mh. la corrente di carica dovrebbe essere continua, meglio evitare quella a impulsi e sopratutto la reflex, a meno che gli impulsi non siano molto veloci (>1khz) e comunque di intensità non superiore alla massima carica accettabile dalla batteria. per diminuinuire la dimensione dei cristalli, mantenendo così bassa la resistenza interna, bisogna applicare una corrente di carica relativamente elevata (0,7-1C), con correnti basse c'è il rischio di vedersi aumentata la resistenza interna.
non esisite un metodo universale per ricaricare le ni-mh, quello più usato è il negative deltaV, solo che, a differenza delle ni-cd, il calo di tensione a fine carica è minimo, quindi sono necessari caricatori molto precisi e costosi. questi caricatori di solito li comprano solo i modellisti, i caricatori consumer invece non riescono quasi mai a capire il momento esatto della carica al 100%, di solito si tende a sovraccaricare un po, questo da un lato permette di sfuttare il massimo della capacità della batteria, dall'altro se ne accorcia la vita e si accentua il voltage depression, è frequente infatti trovarsi dopo 100 ricariche con delle ni-mh con un autoscarica e la resistenza interna molto elevata. la GP dichiara che un -dV di soli 2mV raddoppia la vita utile di una batteria rispetto a un calo di 8mV, senza avere significativi cali di capacità durante le scariche. i produttori di batterie suggeriscono di aggiungere ai caricatori dei controlli sulla temperatura, tipo terminare la carica quando la temperatura della batteria inizia ad aumentare di 1°C al minuto, usare correnti di ricarica entro 0,5-1C, sostituire il negative deltaV con il zero deltaV... tutti metodi che però vanno bene con le batterie del produttore X ma non Y perchè cambiano le composizioni chimiche, quindi in teoria per ogni modello di batteria bisognerebbe trovare la scheda tecnica del produttore (non viene pubblicata quasi mai) e comprare un caricatore con quelle determinate caratteristiche, praticamente improponibile.
se sommiamo le difficoltà in ricarica di queste batterie con la loro poca resistenza alle sovraccariche, si capisce il perchè dei numerosi problemi che hanno dato.
---------------------------------------------------------------------------------
NICHEL METAL IDRATO IBRIDE
come abbiamo visto, sostituire il cadmio con degli idruri metallici non è stata una mossa molto furba... il cadmio è molto più resistente all'ossidazione, mentre il composto delle ni-mh viene corroso già in condizioni ideali e molto velocemente in condizioni fuori specifica. nel novembre 2005 sanyo ha introdotto una nuova tecnologia (venduta poi ad altri produttori) con l'intenzione di avvicinare la robustezza delle ni-mh a quella delle ni-cd: ha inventato un nuovo tipo di isolante che riduce notevolmente l'ossidazione degli idruri metallici, questo isolante è un po più spesso di quelli usati nelle ni-mh non ibride e questo va a discapito della capacità, una stilo infatti arriva sui 2000mAh effettivi quando la migliore delle non ibride arriva a 2600
ma questo nuovo isolante, oltre a diminuire l'autoscarica, ha anche diminuito la resistenza interna (non arriva comunque ai livelli delle ni-mh da modellismo o alle ni-cd) e alle temperature estreme, quindi nelle applicazioni high drain riesce a mantenere una tensione più elevata che di fatto pareggia (o quasi) la differenza di capacità dalla migliore ni-mh non ibrida
ecco alcuni esempi di ibride
http://img.photobucket.com/albums/v482/SilverFoxCPF/EneloopAA2000atVariousRates.gif
http://img.photobucket.com/albums/v482/SilverFoxCPF/HybridAA2100atVariousRates.gif
in pratica i costruttori sono ritornati sui loro passi, hanno preferito sacrificare un minimo di capacità per dare più cicli di carica, meno autoscarica, resistenza alle basse temperature, più tolleranza agli abusi
i metodi di ricarica delle ibride sono gli stessi delle ni-mh tradizionali, avendo però un deltaV più marcato (comunque inferiore a una ni-cd) sono più facili da caricare e gli errori sono meno frequenti
un altro "vantaggio" delle ibride è che essendo un nuovo prodotto, è difficile trovare in commercio partite di batterie tenute in magazzini per periodi troppo lunghi, quindi si comprano sempre prodotti freschi, mentre per le tradizionali può succedere che vengano svendute dopo essere state conservate in condizioni non favorevoli (caldo eccessivo, umidità, urti...)
purtroppo, come per ogni buon prodotto, anche le ibride vengono contraffatte, per ora sono noti casi di "eneloop" finte, forse ci sono anche di altre marche. si può verificare se si sono comprate delle ibride contraffatte misurandone l'autoscarica, ma oramai ad acquisto avvenuto nessuno vi rimborserà, quindi il consiglio è di acquistare solo da venditori più che seri
molti altri dati interessanti sulle batterie ibride potete leggerli QUI (http://www.hwupgrade.it/forum/showpost.php?p=18885687&postcount=95), dati pazientemente raccolti da CarloR1t
per ora ho visto solo alcune batterie fallate di nascita e alcune bruciate e altre con elevata autoscarica dovute al 99% per uso improprio da parte dell'utilizzatore
---------------------------------------------------------------------------------
NICHEL ZINCO
il 25 febbraio 2009 è una data importante perchè viene resa disponibile al pubblico la prima batteria al nichel-zinco, prodotta da Powergenix (http://www.powergenix.com/technology.php), brandizzata come "Quantaray Super Z" e venduta per ora in esclusiva dalla catena di negozi "Ritz Camera"
le batterie ni-zn sono prodotte principalmente per auto elettriche o comunque attrezzature pesanti perchè di litio non ce n'è abbastanza sulla terra per coprire il fabbisogno globale (le maggiori riserve sono in Bolivia e se una eccessiva richiesta portasse alle stelle il suo prezzo potrebbero nascere conflitti come attualmente per il petrolio), la powergenix però ha deciso di produrle anche nel formato stilo e sub-C non escludendo ulteriori formati nel futuro. lo zinco è abbondante in natura, costa poco, non inquina e si ricicla praticamente al 100% rendendo l'impatto ambientale di queste batterie il minore rispetto a qualsiasi altra tecnologia
il vantaggio di questa nuova tecnologia è il voltaggio e la capacità di scarica (spunto), scaricate il datasheet (http://www.powergenix.com/docs/powergenix-specs-aa.pdf) della stilo per vedere, la batteria ha 1.9V senza carico e mediamente 1.7-1.6V sotto il carico abbastanza elevato di una fotocamera o altro apparecchio high-drain, sicuramente con queste stilo anche la fotocamera più sfi**ta non vi si spegnerà precocemente, i modellini elettrici correranno più veloci degli altri, le lampadine faranno più luce ecc...
altri vantaggi sono il peso, inferiore a pari energia rispetto a una ni-mh o una ni-cd, la possibilità di poter essere facilmente caricate e scaricate in PARALLELO, l'impossibilità di sovraccarica, il costo inferiore (la metà forse) quando si raggiungeranno volumi simili alle ni-mh, l'impatto ambientale ancora inferiore delle già buone ni-mh, la resistenza alle temperature estreme, cicli di carica pari alle ni-cd
gli svantaggi sono il dover comprare un caricatore apposito, perchè la ricarica è simile alle li-ion, li-poly, piombo, cioè CC fino a 1.9V poi CV, poi la possibilità che su alcuni apparecchi sensibili a una tensione eccessiva potrebbero non essere indicate, in parole povere se la vostra fotocamera o mp3 funziona bene con le ni-mh non cercate rogna con queste. anche la ricarica super-rapida sarà impossibile, comunque si può raggiungere l'80% di carica in un ora e il 100% in meno di 2.
se per le ibride ci sono ancora delle incognite nonostante siano uscite da 3 anni, figuriamoci queste che sono appena uscite :D come per le ibride non si sa che conseguenze può avere la scarica eccessiva della batteria, la powergenix fissa la scarica della stilo a 1.3V e la sub-C a 1.1V, se va a zero che succede? l'autoscarica non viene dichiarata, la vita degli elementi con un generico "superiore alle piombo" e nessun accenno alla possibilità di ricarica in serie
andando per deduzione la scarica in serie dovrebbe essere possibile e le conseguenze di sovrascarica minime (il caricatore ha addirittura la trickle charge che teoricamente dovrebbe essere dannosa), la carica in serie non viene menzionata, non so cosa potrebbe succedere se la tensione supera i 1.9V, probabilmente l'energia viene dispersa in calore senza particolari danni
l'unico metodo di ricarica per queste batterie è a costant current fino a 1.9V e in seguito in costant voltage
dato che questo prodotto è in vendita in un solo sito, non dovrei infrangere il regolamento se inserisco i link diretti
bundle caricatore con 4 stilo (http://www.ritzcamera.com/product/141660928.htm)
il caricatore è predisposto per le AAA, quindi fa presumere che tra poco saranno prodotte anche in quel formato. la carica è di 1500mA fino a 2 batterie e 750mA con 4 batterie, la trickle charge fa dedurre che queste batterie sopportano una lieve sovraccarica a differenza delle li-ion/poly
4 stilo (http://www.ritzcamera.com/product/141660936.htm)
notare il prezzo praticamente pari alle ibride nonostante sia un prodotto nuovissimo e venduto in esclusiva, fa ben sperare in un drastico calo quando saranno ben diffuse
---------------------------------------------------------------------------------
COME SCARICARE LE BATTERIE NI-CD, NI-MH, IBRIDE
arrivati a questo punto, dovreste più o meno aver capito come sono fatte le batterie, ora vorrei dare qualche consiglio pratico su come prolungarne l'utilizzo. infatti se uno usa male una alcalina o una litio pazienza, la butta... ma le ricaricabili si acquistano per essere ricaricate qualche centinaio di volte, un uso scorretto all'inizio e addio...
se avete un apparecchio che utilizza una sola batteria è abbastanza facile, la inserite carica e l'apparecchio dovrebbe scaricarla fino a circa 1V, a quel punto la togliete e la ricaricate per centinaia di volte. se l'apparecchio riesce a portare a zero volts la batteria (tipo una lampadina incandescente) ve la rovina, specie se è una ni-mh (le ni-cd sono più robuste ricordate?), 10 scariche del genere e potete anche buttare tutto
oltre a questo dovete sempre fare attenzione alle temperature, oltre i 50 gradi le ni-mh si rovinano in fretta (le ni-cd molto meno) mentre alle basse temperature la corrente non viene erogata ma basta riscaldarle un po che tutto torna normale
la maggior parte degli apparecchi però utilizza 2 o più batterie in serie e qui iniziano i problemi... e più batterie sono in serie maggiori saranno i problemi, come mai?
come ho già detto, specie le ni-mh si rovinano precocemente se scendono sotto i 0.9V e praticamente si bruciano all'istante se arrivano a 0V o peggio invertono la polarità. ora se io inserisco 4 batterie in un apparecchio, questo sa che a 0.9Vx4=3.6V si deve spegnere perchè rischia di bruciare le batterie. il problema è che le batterie non sono mai uguali, alcune sono per dire a 2345mah, altre a 2340, altre a 2348... quindi quando vengono scaricate la più debole arriverà per prima a 0.9V ma le altre saranno ancora a 1-1.1V, quindi in totale sarà 0.9V+1V+1V+1.1V=4V e l'apparecchio non si spegne e vi brucia la batteria più debole...
non a caso i modellisti misurano accuratamente ogni elemento prima di metterli in serie, ma anche così dopo un po le capacità variano da elemento a elemento ad ogni scarica e si rovinano comunque (infatti certi ri-misurano la capacità ogni 10 scariche). c'è da dire anche che molti apparecchi sono tarati per spegnersi già a 4 o 4.4V proprio per evitare questi problemi, ma anche così facendo la bruciatura della batteria non è scongiurata ma solo rimandata fino a che le differenze di capacità saranno notevoli. tra l'altro, aumentare la soglia di spegnimento ha come conseguenza lo spegnimento precoce dell'apparecchio se le batterie non riescono a mantenere un voltaggio abbastanza elevato sotto carico
appare chiaro ora che 2 batterie in serie sono abb. facili da gestire, 4 già si fa complicato, 8 o più un suicidio. come fare ad ovviare al problema? il metodo migliore sarebbe quello di dotarsi di caricatore con funzione di contatore di mAh, i più economici sono i LaCrosse attualmente. con questi caricatori si può simulare un carico (fino a 500mA il BC900) e il caricatore conta con precisione quanti mAh riesce a fornire la batteria e si può osservare anche il calo di tensione in tempo reale. a questo punto, sapendo la reale capacità di ogni batteria, si possono formare dei pacchi da utilizzare insieme, cercadno di avere la minima differenza tra la batteria con maggiore e inferiore capacità. a molti può sembrare una perdita di tempo, ma ci sono parecchie testimonianze di chi ha comprato questi caricatori e ha iniziato a testare il loro parco batterie, trovando a volte anche differenze significative (3-400mAh) tra batterie estratte dallo stesso blister!!!!!! in casi simili la meno capace si sarebbe rovinata subito.
se non potete misurare la capacità delle vostre batterie cercate almeno di:
usarle sempre insieme, cioè se avete 2 coppie di batterie usate sempre le 2 insieme, non mescolatele mai, magari scriveteci un numero, 1-2 insieme, 3-4 insieme, mai 1-3 1-4 2-3... questo perchè se una è difettosa vi rovina solo l'altra e non tutte e 4
spegnete l'apparecchio quando ancora non è completamente scarico, se proprio temete il voltage depression comprate un caricatore con la funzione scarica
comprate batterie buone e fresche, in modo da avere meno tolleranza tra una batteria e l'altra
---------------------------------------------------------------------------------
BATTERIE AGLI IONI E POLIMERI DI LITIO
questo thread non è iniziato per questi tipi di batterie, però per completezza le includo dato che stanno sempre più prendendo piede e c'è parecchia confusione (peggio delle ni-cd...) riguardo quello che possono fare...
questa tecnologia è la più avanzata tra le batterie ricaricabili (e in laboratorio stanno sperimentando parecchie nuove evoluzioni), ha molti pregi e qualche difetto
tra i pregi il primo è la notevole leggerezza
densità di energia elevatissima
poi le forme che può prendere la batteria, le li-ion cilindriche o prismatiche, le li-poly addirittura si possono curvare...
grande facilità di ricarica, nessun rischio di sbagliare ricarica
è facile presumere la carica residua
nessun rischio di scarica a zero
spunto elevato
resistenza alle temperature estreme
autoscarica bassissima
costanza di prestazioni nel tempo
nessun problema con più elementi in serie
basso inquinamento, inferiore alle ni-mh
in questo grafico (http://www.batteryuniversity.com/images/parttwo-36d.gif) poi, fatto insieme quelli per ni-cd e ni-mh riportati sopra, è evidente la notevole superiorità anche nel tempo rispetto alle ni-mh, pari alle ni-cd... e grazie al circuito di controllo è più facile rimanere entro i parametri ideali
alcuni di questi pregi però derivano da "correzioni" di difetti, infatti la batteria ricaricabile al litio, se presa nuda e cruda è stra-delicata e stra-pericolosa, se scaricata troppo si rovina addirittura più velocemente di una ni-mh, se caricata troppo esplode o si incendia. questo ha obbligato i produttori a immettere sul mercato soltanto batterie protette da appositi circuiti elettronici e dispositivi meccanici che controllano la carica e la scarica e ne inibiscono il funzionamento se qualcosa va male
tutto questo ha un costo, infatti queste batterie di solito sono costose... ma neanche più di tanto se si considerano tutti i pregi. purtroppo i produttori ci marciano perchè non ci sono standard come per le altre, se si unificassero i formati i produttori entrerebbero in concorrenza tra loro e i prezzi potrebbero scendere parecchio.
le batterie proprietarie d'altro canto sono una manna per i più inesperti, infatti chi compra per es. una fotocamera con queste batterie, non deve stare a sbattersi per capire come far durare di più le ni-mh o ni-cd e studiare tutte le cose che ho scritto sopra, ricaricare queste batterie è facile come fare un pieno alla macchina, tutte queste batterie hanno forme particolari che rendono impossibile l'inserimento al contrario, il circuto di protezione stacca sempre la corrente se per es. un mazzo di chiavi vicino alla batteria mette in cortocircuito i due poli... a prova di scimmia direi...
come detto prima i circuiti interni permettono anche enormi vantaggi nella costruzione di grossi pacchi batteria, esempio lampante i notebook, quando c'erano le ni-mh era impensabile avere tempi di scarica/ricarica di 1-2 ore costanti per centinaia di cicli.. ora i circuiti tengono sotto controllo le tensioni delle singole celle e le pareggiano in caso di squilibri...
gli unici problemi sorgono quando i produttori, per risparmiare, usano materiali scadenti o non calcolano bene la dissipazione del calore, in questi casi le batterie potrebbero dare problemi (ma questo vale anche per le ni-mh...), infine alcuni scemi (o furbi venditori di "sacchetti antiboom"?) si divertono a dare correnti di carica assurde a pacchi batterie senza la minima protezione e mettere i filmati su youtube... ora se il produttore dice di caricare la batteria in 2 ore e nel test provano a caricare la batteria in 10 minuti andando inoltre ben al di sopra della tensione massima consentita (possibile perchè hanno tolto le protezioni) non si devono lamentare che poi la batteria si incendia...
il metodo di ricarica delle li-ion e li-poly e costant current fino a 4.1-4.2V e poi costant voltage
Caricatori li-ion
il 99% delle persona carica le batterie al litio con i caricatori proprietari, tipo il notebook, il cellulare, il palmare ecc... esistono però alcune apparecchi che utilizzano batterie li-ion di formato standard, in questo modo si può scegliere tra vari modelli di caricatori economici, oltre a quelli per modellista che di sicuro sono i migliori ma costano parecchio.
Ultrafire WF-138 (http://www1.dealextreme.com/productimages/sku_1236_1.jpg)
ha due canali indipendenti per caricare batterie formato 16340 (CR123A), la corrente di carica è 250mA e può caricare sia le li-ion a 4.2V che quelle a 3.6V. funziona sia con la 230V che la 110V. l'unico problema è che non è un caricatore in CC/CV ma solo CC, questo porta a tensioni fuori specifica durante la carica, le batterie arrivano anche a 4.3V con la conseguenza di un degrado veloce
Ultrafire WF-139 (http://www.dealextreme.com/customerphotos/1251-c73ed7cd-e6c3-4c5f-98b5-3305b68e6ec5.jpg)
ha due canali indipendenti per caricare batterie formato 16340 (CR123A), 14500, 17500, 18500, 17670, 18650, la corrente di carica è 450mA e può caricare solo le li-ion a 4.2V. funziona sia con la 230V che la 110V o la 12V. l'unico problema è che non è un caricatore in CC/CV ma solo CC, questo porta a tensioni fuori specifica durante la carica, le batterie arrivano anche a 4.3V con la conseguenza di un degrado veloce
Digital Li-Ion 18650 Battery Charger (http://www.dealextreme.com/productimages/sku_6105_1.jpg)
ha due canali indipendenti per caricare batterie formato 17670 e 18650, la corrente di carica è 1000mA e può caricare solo le li-ion a 4.2V. funziona sia con la 230V che la 110V. dai test appare che la carica avviene correttamente in CC/CV
---------------------------------------------------------------------------------
BATTERIE AL PIOMBO
aggiungo una piccola guida anche sulle batterie al piombo, che vengono usate ancora oggi nonostante siano altamente inquinanti e vecchie di 150 anni (più vecchie delle ni-cd!!!!!!!). ne siamo circondati anche se non ce ne accorgiamo... per fortuna dato il tipo di applicazioni in cui sono usate vengono riciclate in larga parte quindi l'impatto ambientale è inferiore a quello delle ni-mh e alcaline che vengono buttate allegramente ovunque...
tutte le auto, moto, scooter, barche, camion, mezzi industriali, hanno queste batterie, poi il 90% delle lampade di emergenza e il 99% dei gruppi di continuità dei nostri computer. tutte queste applicazioni a ben vedere hanno in comune il tipo di uso della batteria: sta quasi sempre carica al 100% in stand-by e ogni tanto viene scaricata anche a carichi molto elevati, la carica invece è sempre lenta e controllata da appositi circuiti. queste sono le condizioni di lavoro ideali di queste batterie, che tra l'altro sono anche molto pesanti, però sono economiche e abbastanza longeve SE usate come si deve. queste batterie di solito si trovano in pacchi saldati in serie tra loro, infatti ogni singolo elemento ha una tensione massima di 2.3V se del tipo aperto o 2.5V se del tipo sigillato (SLA), una tensione minima di 2/2.1V. la carica è simile a quella delle li-ion, CC fino alla tensione massima poi CV fino alla corrente minima, niente carica di mantenimento. come vedete sono limiti molto restrittivi, specie per i modelli con i tappini che servono per rabboccare l'eventuale acqua distillata che è evaporata... ma queste batterie oramai sono usate solo su mezzi grossi, mentre su moto o gruppi continuità si usano le ben più comode SLA.
in generale le persone non si devono preoccupare di come usare queste batterie perchè sono sempre chiuse all'interno degli apparecchi, non si trovano in giro come le ni-mh... la carica viene sempre controllata da appositi circuiti quindi a meno che non sia sballato non ci sono problemi di sovraccarica, per la scarica invece sarebbe meglio non scaricare mai troppo profondamente queste batterie perchè ne soffrono, ma per dire un gruppo di continuità se viene scaricato 2 volte l'anno non è un problema... lo stoccaggio invece andrebbe sempre fatto a batteria completamente CARICA o quasi, a lasciarla scarica si rovina.... se la batteria del nostro PSU è andata, spesso non conviene cambiarla perchè costa più che un PSU nuovo... però potrebbe essere l'occasione per inserirne una più grande (o se si è in vena di spese montare le nuove A123), basta trovarla dello stesso voltaggio, si potrebbe anche riciclare quella dell'auto, perchè se è mezza andata per il PC basta e avanza, la macchina infatti all'avvio assorbe anche 150A, un PC molto meno...
---------------------------------------------------------------------------------
BATTERIE ZINCO ARIA
questo tipo di batteria interessa poco PER ORA gli utenti di questo forum, si tratta di una fuel cell, in un contenitore viene inserito dello zinco che grazie ad un elettrolita fa reazione con l'ossigeno che prende dall'aria attraverso dei fori presenti sulla batteria. il vantaggio è di avere grande capacità in poco spazio e sopratutto a basso costo. certi tipi di batteria poi potrebbero essere facilmente ricaricati cambiando solo il residuo dello zinco. per ora l'uso più comune di questi tipi di batteria sono negli apparecchi acustici per non udenti, sono di forma a bottone. 5 batterie del diametro di 11.6mm e alte 5.4mm hanno la stessa energia di una stilo alcalina che è 14.5x50mm. questi modelli hanno un voltaggio medio di 1.35-1.4V e da nuove hanno i fori per l'ossigeno sigillati, in questo modo la batteria ha una scadenza di oltre 10 anni, una volta aperta però l'ossigeno inizia a ossidare lo zinco e la batteria si autoscarica anche se non viene utilizzata, richiudere i fori serve solo a limitare un po l'ossidazione che comunque avanza. dato il bassissimo costo dello zinco queste batterie potrebbero essere usate in futuro in notebook o simili, triplicando in pratica l'autonomia a pari peso e volume della batteria rendendo la "ricarica" veloce in quanto basta togliere la cartuccia di zinco scarica con una nuova
---------------------------------------------------------------------------------
BATTERIE 9V (6LR61)
pensavo erroneamente che questo formato sarebbe scomparso a breve come le vecchie batterie piatte da 4.5V 3LR12 (http://www.thebatteryshop.co.uk/ekmps/shops/thebatteryshop/images/duracell3lr12.jpg), invece mi accorgo che ci sono parecchi strumenti, anche molto costosi, che utilizzano questa strana batteria. data la sua scarsa durata e alto costo, per alcuni può divenire un vero salasso sostituire continuamente la batteria e l'utilizzo delle ricaricabili non sempre porta a risultati soddisfacenti. specie all'estero però, si possono trovare diverse interessanti alternative a queste batterie, tali da rendere utile una guida dedicata.
il nome della batteria (6LR61) tradisce il suo contenuto, cioè 6 batterie formato LR61 dette anche AAAA, in pratica delle AAA ancora più sottili e corte. sono collegate in serie (come anche nella 3LR12 piatta da 4,5V con 3 elementi dentro) per ottenere una tensione di 9V. la composizione chimica più economica che si trova in commercio è la zinco-carbone ma ha anche la capacità inferiore, spesso inoltre non utilizza 6 elementi AAAA ma 6 elementi prismatici. le versioni più costose sono erroneamente chiamate "alcaline" ma in realtà contengono 6 elementi al litio non ricaricabile da 1.5V che hanno una capacità di circa 600mAh. la presenza di 6 elementi al litio spiega il costo elevato. la dimensione massima dello standard è 48,5x26,5x17.5mm
all'estero si trova anche una versione al litio da 1200mAh (http://www.batteryspace.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=1618), solo che costa quasi il doppio rispetto alla versione da 600mAh ed è un filo più grande: 49,2x26,8x17,8mm
Duracell inoltre sta per introdurre la versione zinco-aria del formato 9V con capacità di 1500mAh e dimensioni ancora più piccole (44,5x26,5x16,9) e più leggera, solo che ancora non si conoscono tempi e costi di vendita. la tensione media inoltre sarà di 8.4V dato che la tensione di un elemento zinco-aria è di 1.4V
su versante ricaricabili ci sono diverse possibilità:
una è la ni-cd da 120mAh (http://www.batteryspace.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=275), usa 7 elementi in serie per avere un voltaggio paragonabile alle non ricaricabili, costa poco e grazie alla robustezza del cadmio permette svariati cicli di ricarica. le dimensioni sono 48,5x26,3x16,3mm
di ni-mh ce ne sono 3 versioni, tutte con 7 elementi interni ma con 3 capacità differenti: 170mAh (http://www.batteryspace.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=1403), 200mAh (http://www.batteryspace.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=1074), 250mAh (http://www.batteryspace.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=1995), dimensioni 48x26x16 per tutte. la tensione minima è di 7V dopo di che gli elementi iniziano a danneggiarsi per scarica eccessiva, inoltre se non sono ben bilanciati tra loro la tensione minima può essere anche di 7.7V. idem in ricarica, la presenza di elementi poco bilanciati portano ad un usura precoce della batteria. in fondo sono sempre 7 elementi in serie e sappiamo bene le difficoltà in ricarica e scarica di un simile setup
per fortuna ora esistono anche le versioni li-ion e li-poly che hanno il circuito di controllo per evitare errori in ricarica e scarica, oltretutto hanno anche parecchia capacità e si può scegliere il voltaggio più adatto
al li-ion esiste un modello da 400mAh (http://www.batteryspace.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=2644) con tensione di funzionamento da 8.4 a 5.5V, è leggermente più grande del normale, 49,2x26,8x17,8mm, quindi misurate bene dove deve andare
al li-poly esistono diverse versioni, la più comune è questa da 400mAh e 8.4-5.2V (http://www.batteryspace.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=2472), che ha dimensioni corrette (47x24x12mm)
o questa da 500mAh e 8.4-6.5V (http://www.ipowerus.com/Products/DC9V500/DC9V_500_V2_02ss240_150dpi.JPG) grande 47,5x25,5x16,4mm
sempre da 8.4-5.2V c'è la versione da 800mAh (http://www.batteryspace.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=2490), ovviamente più grande: 47x24x24mm
se si ha bisogno di una tensione superiore, c'è la versione a 400mAh e 12.6-7.8V (http://www.batteryspace.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=2515), solo che le dimensioni sono leggermente superiori: 57x24x18mm
Caricatori 9V
alcuni caricatori generici che ho elencato nella lista in basso possono caricare anche le 9V ni-cd e ni-mh, il tipo di ricarica è CC lenta, il tempo di ricarica va calcolato a mano. qui invece elenco qualche caricatore specifico per le 9V
iPowerUS FC-9V4LN (http://www.ipowerus.com/Products/DC9V_Charger/DC9V_Charger_01m_180_150dpi.JPG): 4 canali indipendenti, ha un interruttore per selezionare la carica in -deltaV e PVD (100mA circa) oppure in CC/CV (500mA circa). in pratica l'unico che può caricare ni-mh, ni-cd, li-ion e li-poly. l'alimentazione può essere 100-240VAC oppure 12VDC
BTR221 (http://www.comprameglio.it/images/BTR221.JPG): -deltaV con 2 canali singoli, carica a 70mA, funzione scarica, per ni-cd e ni-mh. si trova sui 6-7€ + sped.
Powerizer CH-P228 (http://www.batteryspace.com/ProductImages/batterycharger/9V_char_update.jpg): caricatore lento in CC di 20mA senza timer, 2 canali singoli, per ni-mh e ni-cd, meno di 4€
Hitech IC-109 (http://www.batteryspace.com/ProductImages/batterycharger/IC109.jpg): -deltaV con 10 canali singoli, carica a 50mA e trickle charge, per ni-mh e ni-cd, circa 25€ + sped.
per le batterie li-ion e li-poly ovviamente sono necessari specifici caricatori a seconda del voltaggio:
2 cell. li-ion charger (http://www.batteryspace.com/ProductImages/li-ion/2373.jpg): CC/CV 8.4V 300mA, per batterie con voltaggio entro 5-8.4V
3 cell. li-ion charger (http://www.batteryspace.com/index.asp?PageAction=VIEWPROD&ProdID=2811): CC/CV 12.6V 500mA, per batterie con voltaggio entro 7.5-12.6V
usando batterie li-ion/poly 8.4V con protezione (tipo quelle che ho elencato sopra), volendo si può usare anche un caricatore per ni-mh o ni-cd, la carica avviene in CC e viene fermata dal circuito interno della batteria. essendo solitamente caricatori lenti (consiglio di non scendere sotto i 50mA) la fase in CV si può saltare se si accetta una carica al 98% (ma almeno il degrado d'uso sarà più lento). se il caricatore ha la trickle charge si può usare come seconda fase di top-off per un riempimento al 100%, in generale comunque, meglio non lasciare la batteria sul caricatore una volta carica.
---------------------------------------------------------------------------------
TECNICHE DI RICARICA
la ricarica di un accumulatore può essere passiva o attiva, quella passiva carica la batteria secondo valori da noi calcolati per desunzione sullo stato di carica residua della batteria, la carica attiva invece sfrutta dei segnali che emette la batteria per terminare la carica nel momento più idoneo.
l'unico sistema di ricarica passivo usato è il:
Costant Current a tempo (timed charge)
come facilmente intuibile, questa è la classica tecnica usata dai caricatori lenti ed economici che si trovano al supermercato. può essere applicata solo alle batterie ni-cd e ni-mh
la carica consiste nel dare una corrente costante (raramente a impulsi, quasi sempre lineare) alle batterie per un tempo calcolato in base alla capacità che può accumulare la batteria. si cerca sempre di dare una lieve sovraccarica alla batteria per non rischiare una carica parziale, sfruttando il fatto che le ni-cd digeriscono bene le sovraccariche, mentre solo le ni-mh più robuste riescono a non danneggiarsi
se correttamente usato, anche questo metodo può essere valido in alcune situazioni, mentre in altre porta al danneggiamento delle batterie in 10-15 ricariche. di fondamentale importanza è la precisione del calcolo della capacità residua della batteria, se si calcola di dare 1000mAh a una batteria che si è scaricata di soli 400mAh i 600 in eccesso verranno dissipati in calore e danneggiano la batteria. quindi è buona norma scaricare completamente le batterie prima di procedere con questa ricarica ed essere sicuri della capacità effettiva e della corrente di ricarica.
la corrente di ricarica dovrebbe essere solitamente 1/10 o meno della capacità delle batterie, quindi per una batteria da 2000mAh la corrente consigliata è 200mA o meno, il tempo di ricarica in questo caso è di 10 ore per la carica completa più qualche ora di sovraccarica a seconda della robustezza della batteria, una ni-cd per esempio potrebbe sopportare altre 4 ore di sovraccarica, con una ni-mh non andrei oltre un ora. con correnti di 1/20 della capacità gli effetti della sovraccarica sono molto meno dannosi ma la carica diventa davvero troppo lunga. la sovraccarica, se da un lato riesce a spremere il massimo dei mAh dalla batteria, dall'altro, oltre ad accorciarne la vita, aumenta il voltage depression che in alcune applicazioni sensibili alla tensione potrebbe essere ben peggiore dei pochi mAh guadagnati
con questo metodo di ricarica sono impossibili le ricariche veloci, scendere sotto le 10 ore è pericoloso per l'integrità delle batterie, più è veloce più bisogna essere precisi con i tempi. carica lenta con batterie ni-cd e ni-mh vuol dire ingrossamento dei cristalli nell'elettrolita, le cui conseguenze sono un ridotto spunto e, in presenza di isolanti molto sottili, la perforazione con conseguente aumento dell'autoscarica. in generale, a una carica lenta deve seguire una scarica lenta
è possibile la ricarica in serie, molti apparecchi economici in effetti usano questo metodo, tipo rasoi a batteria o piccoli aspirapolvere ma anche i vecchi cellulari prima dell'avvento delle litio... infatti con una carica lenta gli elementi che arrivano prima al 100% iniziano semplicemente a scaldarsi e la sovraccarica assicura che tutti gli elementi arrivino al 100%
la carica in parallelo invece è altamente sconsigliata, in generale con tutte le ni-cd e ni-mh dato che hanno tensioni di carica leggermente diverse una dall'altra
ricapitolando: questo sistema di ricarica è il più economico per un caricatore ma richiede almeno batterie robuste per assicurarsi un decente numero di cicli di ricarica
i metodi di ricarica attiva sono svariati:
Costant Current/Costant Voltage (CC/CV)
questo è il metodo di ricarica più semplice e affidabile che esiste, si può costruire un caricatore CC/CV economico che non da problemi. questo metodo di ricarica però, non si può applicare a tutti i tipi di batterie ma solo alle ni-zn, li-ion, li-poly, SLA
la ricarica consiste nel dare una corrente costante alla batteria, senza impulsi, di una intensità massima stabilita dal produttore della batteria, fino al raggiungimento di una tensione massima, sempre stabilita dal produttore. a questo punto il caricatore deve gradualmente diminuire la corrente per mantenere costante il voltaggio. la carica si termina quando la corrente scende al valore minimo stabilito dal produttore
si intuisce facilmente che in questo modo è impossibile sovraccaricare o non caricare completamente una batteria, infatti l'unico dispositivo di sicurezza previsto per queste ricariche è il controllo della temperatura che agisce solo in caso di malfunzionamenti. tra l'altro attualmente i produttori di batterie permettono tolleranze di voltaggio massimo anche di 50mV, questo, unito all'ampia possibilità di scelta della corrente sotto il valore massimo, permette una carica pressochè perfetta anche con caricatori molto economici, per es. una batteria agli ioni di litio, se caricata a 4.225V aumenta di poco la capacità (102% circa) e calano circa del 20% i cicli di carica, se caricata a 4.175V a fronte di una lieve perdita di capacità (98% circa) aumentano i cicli di carica
è possibile caricare bene la batteria anche con correnti inferiori a quelle consentite dal produttore, mentre è vietato superarle. questo tipo di ricarica non è considerato veloce perchè la parte in CV di solito impiega parecchio tempo, quasi come la parte in CC, dato però che la ricarica in CV serve solo per il 20% finale della carica, si considera come sufficientemente veloce la carica fino all'80% di capacità potendo sacrificare il 20% finale
la carica in parallelo è possibile e facile da attuare, a patto di pareggiare prima i voltaggi residui dei vari elementi (altrimenti potrebbe succedere che l'elemento con più voltaggio dia una corrente eccessiva all'elemento con voltaggio inferiore una volta collegati in parallelo), mentre la carica in serie è possibile solo se dichiarata dal produttore della batteria
Voltaggio assoluto (Vmax)
questo tipo di ricarica per ni-cd e ni-mh si interrompe quando la batteria raggiunge un determinato voltaggio, si usava parecchi anni fa su caricatori "intelligenti" ma ovviamente con scarsi risultati, perchè ogni batteria ha un voltaggio di fine carica differente, si impostava solitamente tra 1.42 e 1.5V ma, come immaginabile, alcune batterie si sovraccaricavano, altre non arrivavano alla carica completa
tra i sistemi di ricarica attiva, i seguenti sfruttano il principio delle ni-mh e ni-cd che, arrivate al 80-85% di carica, iniziano una reazione esotermica (quindi producono calore) causata dalla conversione in acqua da parte del cadoto dell'ossigeno prodotto dall'anodo. questo calore, oltre ovviamente far riscaldare la batteria, fa calare la resistenza interna e conseguentemente la tensione di carica
Negative Delta Voltage (-deltaV)
questo è stato il primo sistema di ricarica abbastanza sofisticato che permette ricariche veloci e allo stesso tempo precise. è stato ideato per le batterie ni-cd e poi è stato usato (con efficacia a volte discutibile) anche sulle ni-mh. la ricarica veloce non è utile solo per avere batterie pronte nel minor tempo possibile, ma anche per mantenere piccoli i cristalli che si formano nell'elettrolita, in questo modo permettono reazioni chimiche più veloci che si traducono in uno spunto superiore della batteria. quindi carica veloce per scarica veloce
la ricarica consiste nel dare una corrente costante (a impulsi o lineare) alle batterie monitorando nel contempo il voltaggio che sale lentamente durante la carica, fa un picco verso la fine e poi inizia a calare a carica completata. questo calo a carica completata è il famoso negative deltaV, che nelle batterie ni-cd è di circa 10mV, mentre nelle ni-mh è di circa 5mV in condizioni ideali ma può calare fino addirittura a sparire
risulta evidente che questo tipo di ricarica è abbastanza complesso da implementare oltre a richiedere una elevata precisione, tutte cose che fanno lievitare i costi di produzione. un calo di 10mV sulle ni-cd richiede una precisione di almeno 2mV del caricatore e comunque sia sono necessari dispositivi di sicurezza a tempo e a temperatura in caso di mancata rilevazione del calo di tensione
comunque sia, finchè si sono ricaricate le ni-cd, tutto è andato bene, le cariche potevano essere medie, veloci o velocissime ma sempre precise, erano possibili anche le cariche in serie purchè con elementi accuratamente bilanciati
l'avvento delle ni-mh ha costretto i produttori di caricatori ad aumentare la precisione dei caricatori ad almeno 1mV, a questi livelli di precisione il caricatore deve essere fatto davvero bene, la corrente di carica deve essere esente da disturbi, i contatti devono essere molto saldi e sempre ben puliti. con le batterie ad alta capacità poi (stilo da oltre 2200mAh) le condizioni di rivelazione del -dV sono diventate ancora più restrittive, il calo di tensione può anche non manifestarsi se la corrente di carica è troppo bassa o se la temperatura della batteria è troppo bassa o elevata (da +10 a +30°C di solito). può succedere quindi che, con caricatori relativamente lenti o con temperature troppo elevate (causate anche da cariche troppo veloci) o troppo basse, non venga rilevato il -deltaV e la carica continui danneggiando la batteria
i produttori di batterie ni-mh ad alta capacità consigliano correnti di carica comprese tra 1/2 e 1/1 della capacità dell'elemento e temperature comprese tra i +10 e +30°C per avere un calo di tensione significativo e rilevabile in tempo prima di danneggiare la batteria.
mentre con le ni-cd il rilevamento del deltaV avviene sempre quando la carica è a circa il 105% di capacità, con le ni-mh il delta può verificarsi più avanti nella carica, anche al 120-130%, specie alle temperature più elevate. se da un lato una carica al 130% permette un maggior accumulo di energia nella batteria (circa un 4-5% in più rispetto a una carica perfetta), dall'altro ne accorcia la vita e genera un voltage depression rispetto a cariche che si fermano al 105-110%
quindi la carica a -deltaV porta a continue sovraccariche delle ni-mh se non vengono usati caricatori particolarmente precisi e temperature fuori specifica
Zero Delta Voltage (delta Peak Voltage Detection)
visti i problemi di ricarica con le batterie ni-mh ad alta capacità, alcuni produttori hanno pensato di far terminare la carica veloce quando la tensione si stabilizza dopo il picco iniziale del delta, a questo punto la batteria è carica al 90-100% e si può decidere se iniziare una carica lenta di riempimento (top-off) o usare la batteria così com'è. la carica di top-off di solito è di 1/10 della capacità della batteria e dura mediamente 1-2 ore. con questo metodo, anche l'eventuale sovraccarica non causa molti danni alla batteria. pochi caricatori però adottano questo metodo, perchè è difficile e costoso da implementare (il voltmetro deve essere molto preciso e la corrente deve essere perfettamente stabilizzata), oltre ad essere abbastanza sensibile alla temperatura, infatti più è caldo più la batteria si sovraccarica. le ricariche lente non sono consigliate sempre per il motivo del deltaV meno evidente, di solito la carica principale deve durare tra i 60 e 120 minuti.
Temperatura massima (Temperature Cut Off)
questo metodo è adatto per cariche veloci, la carica termina quando la batteria raggiunge una temperatura prefissata, sfruttando il principio che a fine carica le batterie convertono l'energia in eccesso in calore. il metodo è molto semplice ed economico da adottare, il problema però è che è difficile determinare la corretta TCO, infatti ogni batteria ha un diverso comportamento alla sovraccarica e alla velocità di ricarica, inoltre anche la temperatura ambiente fa variare notevolmente la corretta TCO. per questo la ricarica a TCO viene utilizzata solo da esperti e, nei caricatori consumer, solo come controllo di sicurezza in caso di guasti
Delta Temperature Cut Off (deltaTCO)
questo è il metodo di ricarica preferito dai modellisti sia per ni-mh che ni-cd, sfrutta il principio che a fine carica le batterie convertono la carica in eccesso in calore. dotati quindi di un caricatore con sonda termica, danno alle batterie una corrente costante (lineare o a impulsi) finchè il caricatore non rileva una predeterminata differenza di temperatura da inizio carica (di solito sui 7-10°C). la carica termina sempre perfettamente e tutto sommato non sono necessarie grandi attrezzature in quanto la sonda termica non deve avere una precisione tanto elevata.
il problema di questo metodo di carica è che ogni batteria ha un differente delta di temperatura, quindi se il dato non viene dichiarato dal produttore bisogna scoprirlo a tentativi monitorando altri parametri durante la carica. queste difficoltà relegano la carica a deltaTCO ad essere utilizzata solo da esperti
la ricarica a deltaTCO non funziona bene con ricariche lente in quanto è più difficile rilevare l'innalzamento di temperatura
Delta Temperature Increase (dT/dt)
con caricatori particolarmente sofisticati si può sfruttare il rateo di riscaldamento a fine carica: come per la carica a deltaTCO, viene data alla batteria una corrente abbastanza elevata per una carica veloce, nel contempo viene monitorata la temperatura e come aumenta nel tempo, quando il caricatore si accorge che la temperatura sale di almeno 1°C al minuto da almeno 5 minuti, passa da carica veloce a carica lenta (1/10 della capacità) per mezz'ora. a questo punto la batteria è perfettamente carica senza stress dovuti a sovraccarica o temperature eccessive
sebbene questo sia il miglior metodo di ricarica per le ni-mh ad alta capacità, viene raramente adottato nei caricatori consumer sia per il costo elevato, sia per i rischi di mancata rilevazione della temperatura se la batteria non è PERFETTAMENTE a contatto con la sonda termica durante la carica, cosa che può facilmente avvenire con utenti inesperti. non a caso molti caricatori implementano più sistemi di rilevazione di fine carica contemporaneamente, tipo -deltaV e dT/dt più magari un timer di sicurezza, però sono tutte cose che fanno salire i costi e se si tenta di utilizzare componenti economici si rischia di rendere inefficaci i sistemi vanificandone l'utilizzo
Fasi di secondaria importanza usate da alcuni caricatori
alcuni caricatori utilizzano delle fasi secondarie dopo o durante la ricarica, che a volte portano a benefici e altre a danneggiamenti. la più conosciuta forse è la "carica di mantenimento" (trickle charge) che viene erogata dopo la carica principale per controbilanciare l'autoscarica della batteria. si applica solo alle ni-cd e ni-mh, ma mentre per le robuste ni-cd può essere anche di 1/20 della capacità, per le ni-mh più delicate deve essere di 1/300 della capacità, ecco perchè lasciando in carica di mantenimento una ni-mh su un caricatore per ni-cd (o comunque con mantenimento elevato) si danneggia.
sempre alle ni-cd e ni-mh, durante la carica principale, invece di usare una corrente costante lineare, si può applicare una corrente a impulsi, cioè fasi di carica intervallate da fasi senza carica. ancora più agressiva della carica a impulsi è la carica reflex, che a fasi di carica seguono brevissime scariche di intesità 4 volte superiore alla carica. tutto questo serve a rompere le formazioni di cristalli e dissolvere le formazioni di ossido, in modo da mantenere elevata la capacità di scarica della batteria. questo metodo di ricarica però accorcia la vita delle batterie (infatti viene usata dai modellisti per le gare, dove è importante vincere a discapito della vita delle batterie), specie se gli impulsi sono troppo forti per il tipo di batteria. una buona regola è che la corrente dell'impulso (non quella media quindi) non deve superare la corrente continua massima che può accettare la batteria. con questi metodi di carica il delta-V diventa difficile da capire, si cerca di leggere il voltaggio solo nelle fasi in cui non viene applicata la carica ma ovviamente richiede una notevole precisione del caricatore.
---------------------------------------------------------------------------------
FREQUENTLY ASKED QUESTIONS - F.A.Q.
Q. quando carico le batterie diventano molto calde, devo raffreddarle con una ventola come i caricatori a 15 minuti?
A. nei caricatori a 15 minuti la ventola serve per raffreddare l'elettronica perchè ci passano parecchi ampere, in generale se il caricatore ha un sensore di temperatura non bisogna usare una ventola sulle batterie, altrimenti non ferma la carica per surriscaldamento. se il caricatore non ha il sensore di temperatura si può usare una ventola ma in generale sarebbe meglio usare un caricatore che non surriscalda proprio la batteria, il problema non è nel calore in se ma nel fatto che viene generato questo calore
Q. le mie batterie da 2400mAh non riescono più ad accendere la fotocamera, devo prenderne di più potenti, da almeno 2700mAh
A. la capacità di una batteria (mAh) è una cosa, la potenza è un'altra. una macchina potente è quella con più CV non quella col serbatoio più grosso. i mAh sono il "serbatoio", i "CV" sono la resistenza interna, inferiore è questa resistenza, più velocemente si può scaricare la batteria. se la vostra fotocamera consuma 1700mA, avete bisogno di una batteria che riesca ad erogare almeno 1700mA, non importa quanti mAh contiene... se ne contiene, per es. 2700 ma riesce ad erogarne massimo 1400, non riuscirà ad alimentare la fotocamera e si spegnerà subito. se comprate una batteria da 2000mAh che riesce ad erogare 3000mA non avrà problemi ad alimentare la fotocamera, l'autonomia ovviamente sarà di 70 minuti. la batteria da 2700mAh di prima invece, si potrà utilizzare tranquillamente in un apparecchio che consuma meno di 1400mA e in questo caso riuscirete a sfruttare tutti i 2700mAh che contiene
Q. meglio un caricatore veloce a 15 minuti o uno lento a 12 ore?
A. nessuno dei due... i produttori consigliano correnti di carica comprese tra 0,5 e 1C che per una ibrida vuol dire 1000-2000mA, mentre per una ad alta capacità 1700-2500mA. cariche più lente si possono fare ma innanzi tutto bisogna calcolare bene i tempi per non sovraccaricare, dato che il deltaV diventa difficile da vedere, ma una carica lenta a lungo andare ingrossa i cristalli e fa perdere spunto alla batteria, quindi se verrà utilizzata in una applicazione low drain tutto ok, ma in una high drain avrà dei problemi di tensione bassa. viceversa una carica molto veloce mantiene i cristalli molto piccoli e quindi non si notano particolari cali di tensione in apparecchi high drain, però una corrente 2-3 volte superiore al massimo consentito a lungo andare porta al danneggiamento dell'isolante interno e quindi all'aumento dell'autoscarica e resistenza interna, con queste correnti è già tanto arrivare a 100 ricariche, come si può vedere in questo test (http://candlepowerforums.com/vb/showpost.php?p=1370657&postcount=1)
Q. ho comprato delle batterie in offerta da dare in pasto al mio nuovo caricatore professionale ma appena fuori dalla confezione segnavano solo 0.9V come mai?
A. comprare batterie in offerta potrebbe svelare brutte sorprese, specie le batterie non-ibride sono molto delicate, non dovrebbero stare molto tempo nei blister, andrebbero usate il prima possibile dopo la loro produzione (meglio se entro 3 mesi), se la batteria è stata mesi o anni un un magazzino magari caldo/umido, oppure sono state sbatacchiate a destra e sinistra col rischio di rovinare i sottilissimi isolanti interni, la batteria è da considerarsi difettosa, spesso vengono vendute in offerta ma sono tutt'altro che buoni affari. le ibride, essendo in produzione da poco tempo, è difficile trovarle come fondi di magazzino, inoltre hanno una costruzione più robusta, per questo è più difficile prendere una fregatura con queste batterie (a meno di non comprare quelle false)
Q. per controllare il livello di carica delle ni-mh basta misurare il voltaggio?
A. no, una ni-mh o ni-cd anche completamente scarica può segnare 1,2V o più se si misura con un semplice tester o multimetro. per capire se una batteria è scarica bisogna leggere il voltaggio mentre la batteria fa funzionare qualcosa, dato che è difficile misurare la tensione della batteria mentre è dentro un qualsiasi apparecchio, si simula il consumo con una resistenza (1 ohm circa se si vuole simulare un apparecchio high drain) e contemporaneamente si misura la tensione, già a 1,1V la batteria può considerarsi scarica mentre non bisogna mai scendere sotto i 0,8V per non danneggiarla. la carica parziale (o totale se si vuole sapere la reale capacità della batteria) invece si può solo calcolare misurando il tempo che impiega la batteria a scaricarsi con il carico applicato. questa funzione si trova di solito solo nei caricatori di un certo livello, ma si può fare a mano con una semplice resistenza anche se come metodo non è molto preciso. di sicuro, è impossibile desumere il livello di carica di una ni-mh e ni-cd dal voltaggio anche sotto carico, infatti gli indicatori degli apparecchi sono spesso imprecisi. è più facile invece con le li-ion, li-poly, ni-zn, SLA, dato che il voltaggio è proporzionale alla carica
Q. quanti cicli di ricarica servono alle batterie nuove per entrare a pieno regime?
A. le li-ion alla prima ricarica già sono a oltre il 90% di capacità, dalla seconda in poi praticamente sono al massimo. le ni-mh o ni-cd, specie se ferme da parecchio tempo, per i primi 2 cicli sono al 90-95%, comunque sia senza particolari strumenti nell'utilizzo normale non si notano differenze tra primi cicli e successivi
Q. è utile fare la prima ricarica di 12 ore?
A. per le li-ion/poly è assolutamente inutile, il caricatore stacca l'alimentazione appena la batteria raggiunge il voltaggio prefissato, come dicevo prima su queste batterie va assolutamente evitata la sovraccarica, quindi figuriamoci se serve lasciare in carica per più tempo...
per le ni-cd e ni-mh tutto è nato ai tempi dei cellulari con batterie di questo tipo, avendo un autoscarica abbastanza elevata, era frequente comprare il cellulare nuovo e trovarsi la batteria (ferma nella scatola da mesi) con gli elementi a diversi livelli di carica, se uno scaricava a zero la batteria in queste condizioni rovinava di sicuro l'elemento con carica residua inferiore. quindi si preferiva rischiare di rovinare gli elementi migliori durante la prima carica pur di livellare la carica.
nei caricatori a batteria singola a -dV invece, la prima ricarica dopo mesi di inattività può essere difficoltosa perchè la batteria potrebbe generare un -dV prematuro o non farlo proprio, quindi sarebbe meglio seguire a vista la ricarica e controllare il tempo di ricarica e la temperatura della batteria, per assicurare il giusto tempo di carica e evitare il surriscaldamento. la sovraccarica è comunque da evitare
Q. come devo mantenere le batterie che non userò per parecchi mesi?
A. le ni-cd e ni-mh vanno scaricate a zero, le li-ion/poly scaricate al 30% residui, quindi riposte in luoghi asciutti e temperature più basse possibile. le ni-cd e ni-mh poi, al riutilizzo andrebbero caricate a C/10 per 12 ore: la sovraccarica aiuta a redistribuire l'elettrolita (break-in). lasciare autoscaricare per parecchi mesi delle ni-cd e ni-mh cariche causa l'ingrossamento dei cristalli che potrebbero perforare l'isolante alla successiva ricarica
Q. le batterie perdono capacità nel tempo?
A. SI, se trattate bene bisogna tenere conto di un 2-3% l'anno per le ni-mh e un 4-5% per le li-ion/poly, nell'uso quotidiano però, dato che quasi nessuno ha strumenti adatti per far fare cicli perfetti alle ni-mh, la vita di queste ultime di solito si accorcia notevolmente, mentre le li-ion/poly, grazie ai circuiti di controllo che le monitorizzano di continuo, riesco quasi sempre ad esprimersi al massimo
Q. la batteria del mio notebook è durata solo 5 mesi, non doveva essere protetta con tutti i blablabla di sopra?
A. le batterie dei notebook sono complesse, di solito contengono 6 o più elementi, questo fa aumentare la probabilità di incontrarne uno difettoso che blocca tutti gli altri. i difetti poi vengono anche evidenziati dalle condizioni di utilizzo: in certi notebook mal costruiti, il calore generato dalle cpu/gpu ecc... arriva a queste batterie che sono costrette a lavorare a temperature anche di 40-50°, un calore del genere accelera di 4-5 volte l'usura delle batterie rispetto a 20-25°, quindi togliete la batteria quando non vi serve, specie d'estate, e ventilate sempre bene il notebook
Q. posso lasciare una batteria al li-ion/poly scarica per mesi?
A. NO, come già detto tutte queste batterie hanno circuiti di protezione interni che tengono costantemente sotto controllo gli elementi, questi circuiti hanno un minimo consumo, dell'ordine dei 5-40 microwatt, che sono irrilevanti a batteria carica, ma quanto è scarica questo minimo consumo potrebbe portare a scarica eccessiva gli elementi, a quel punto il circuito potrebbe bloccare gli elementi perchè pensa siano rovinati. ecco perchè per lunghi stoccaggi meglio lasciare una carica residua almeno del 20-30%. lasciare una carica residua più alta (al 100% addirittura...) aumenta l'usura della batteria, meglio evitare
Q. in che casi le batterie emettono acido?
A. non tutte le batterie emettono acido, le li-ion/poly è praticamente impossibile grazie sempre ai circuiti interni, le ni-xx emettono idrogeno e ossigeno se sovraccaricate, questo porta a diminuzione della capacità, notevole accelerazione dell'autoscarica, aumento della resistenza interna. le litio non ricaricabili che emettono acido sono estremamente rare, di solito capita quando vengono scaricare a zero. le alcaline invece è più frequente, specie quelle di bassa qualità e specie quando sono vecchie o a fine carica. in generale è sempre buona regola togliere qualsiasi tipo di batteria negli apparecchi che non usate, se la batteria non è rimovibile cercate almeno di trattarle al meglio
Q. se uso 4 batterie alcaline ottengo 6V di tensione, se uso 4 ni-xx solo 4.8V, con una tensione più bassa l'apparecchio non si spegne prima?
A. no, per un semplice motivo: le alcaline riportano il voltaggio senza carico applicato, cioè 1.5V quando non vengono usate, mentre sotto carico il voltaggio scende facilmente a 1.2V anche meno, ricordate che le alcaline hanno meno spunto. le ricaricabili viceversa riportano il voltaggio sotto carico, cioè se le usi stanno circa a 1.2V (ma a volte anche a 1.3V) mentre senza carico raggiungono facilmente i 1.4V. lo stesso per le li-ion/poly che vengono riportate come 3.6-3.7V ma sotto carico, perchè senza carico, quando completamente cariche, arrivano a 4.2V
Q. quando uso le ricaricabili le scarico sempre fino alla morte così non ho l'effetto memoria, faccio bene?
A. scaricare a ZERO volts le batterie è sempre dannoso, si riducono notevolmente i cicli di carica e la capacità di evidenziare il -dV. le scariche di solito devono arrivare a 0.8-0.9V sotto carico di C/10, una scarica del genere serve per minimizzare il voltage depression, quindi alla scarica successiva la tensione media sarà di qualche mV superiore. ma scaricare a questi livelli una batteria ne riduce i cicli di carica, quindi va fatta solo se questi mV guadagnati sono realmente necessari, altrimenti conviene farla solo ogni 10-20 cicli. questo fenomeno chiamato voltage depression affligge tutte le batterie, li-ion e li-poly comprese, è quello che un tempo veniva erroneamente chiamato effetto memoria
Q. ho comprato le duracell procell perchè migliori delle normali alcaline, ho fatto bene?
A. no, la stessa duracell dichiara le procell identiche alle coppertop e/o alcaline normali, basta scaricare il pdf sul loro sito. solo le ultra e ultra digital hanno superiori capacità di scarica mentre le power pix hanno una nuova formula chimica che le rende adatte alle applicazioni high drain ma sconsigliabili in quelle low drain
Q. vale la pena spendere soldi per un caricatore che conta la capacità tipo i lacrosse o altri?
A. si per molti motivi: primo, con le batterie nuove si può vedere se le batterie hanno veramente i mAh che il produttore dichiara. secondo, si può vedere l'autoscarica testandole a distanza dalla ultima ricarica, sia da nuove che il degrado con l'uso, terzo si possono usare insieme batterie con capacità simile, più sono simili minore è il rischio di far andare una a zero, quarto si può vedere se durante la carica ricevono il giusto quantitativo di energia
Q. perchè devo spendere un sacco di soldi per le ibride quando su ebay trovo delle stilo da 3800mAh a prezzi inferiori?
A. perchè le ibride hanno dimostrato di essere ottime batterie, non soltanto capienti, ma anche capaci di sostenere consumi elevati. mentre le batterie con capacità assurde, di solito di provenienza cinese, hanno dimostrato di essere pessime, le migliori hanno capacità attorno ai 2000mAh ma le peggiori anche 600mAh. inoltre nessuna di queste riesce a sostenere consumi elevati, hanno una elevata autoscarica e la pessima composizione chimica non gli permette di avere il calo di tensione a fine carica, quindi spesso i caricatori non riescono a caricarle bene
---------------------------------------------------------------------------------
LISTA DI CARICABATTERIE NI-CD E NI-MH TESTATI
arrivati a questo punto sappiamo che batterie vogliamo e quali caratteristiche deve avere il caricatore per trattare al meglio le nostre batterie. purtroppo solo i migliori caricatori sono dotati di scheda tecnica dettagliata per capire se possono fare al caso nostro, ma sono quasi sempre caricatori costosi. i più economici si limitano a fornire pochissimi dettagli e mai la tolleranza e precisione delle componenti. capita spesso di vedere caricatori con scritto deltaV, ma poi si scopre che viene rilevato solo su coppie di batterie (richiedendo quindi batterie perfettamente bilanciate) e magari hanno una scarsa precisione di voltaggio. altri caricatori dichiarano il controllo della temperatura ma omettono il fatto che il termometro è uno solo per 4 batterie e serve solo per evitare la fusione del caricatore, non certo per fermare la ricarica della batteria una volta carica al 100%. qui di seguito, riporto una lista con descrizione di caricatori testati con strumenti di precisione per verificare la loro validità e gli eventuali punti deboli
iCharger 1010B+ (http://www.hobbycity.com/hobbycity/store/catalog/1010Bplus.jpg)
questo è un caricatore da modellismo, lo posto solo come benchmark, capisco che un utente normale non ha bisogno di una tale attrezzatura. tenete presente che costa circa 180€ e viene alimentato con la 12VDC, quindi o si collega a una batteria di un auto o si deve comprare anche un alimentatore stabilizzato da rete. bisogna comprare anche il vano per alloggiare le batterie ricordandosi che ha un solo canale, quindi non si possono cariare per es. 4 ni-mh insieme se non in serie. questo caricatore ha un sacco di funzioni, può caricare in CC/CV con correnti selezionabili da 50 a 10.000mA e voltaggi adatti per vari tipi di batterie al litio e piombo, anche in serie fino a 45V circa, inoltre ha la regolazione fine della tensione massima. può caricare anche a negative deltaV con precisione superiore al mV fino a voltaggi di circa 40V e correnti selezionabili da 50 a 10.000mA. ha la regolazione fine del deltaV da 1 a 20mV. può scaricare le batterie fino a una potenza massima dissipata di 30W usando la resistenza interna oppure fino a 280W usando una resistenza esterna. la carica può essere regolata anche dalla sonda termica sempre completamente impostabile dall'utente sulla temperatura massima desiderata (TCO). sono poi presenti molte altre regolazioni meno importanti ma comunque utili, tipo timer programmabili sia sul tempo che sulla corrente erogata, bilanciamento di batterie litio, calcolo resistenza interna, funzione di alimentazione, presa usb per collegamento al pc e firmware aggiornabile
ci sono molti altri caricatori simili a questo, tutti garantiscono una notevole precisione, dato quello che costano è il minimo che si pretende... ho postato questo perchè lo ritengo il migliore per il prezzo, tra l'altro è uscito a fine 2008 quindi usa componenti molto avanzate, il produttore dichiara anche un'alta efficienza di conversione della corrente
Duracell 15 min. CEF15NC (http://ecx.images-amazon.com/images/I/41QWRBCMvJL._SS500_.jpg)
questo caricatore utilizza un canale unico che eroga 8300mA con una tensione variabile, poi su ogni canale un mosfet controllato da un IC regola il duty cycle sulla singola batteria e ferma la carica quando necessario. appena inserite le batterie il caricatore esegue un test della resistenza interna della batteria (tarato diversamente per AA e AAA), se è troppo alta il caricatore non esegue la ricarica. la prima fase di carica eroga una media di 8000mA alle AA e 3400 alle AAA, questa fase dura circa 7 minuti ed è seguita da una pausa di circa un minuto che fa raffreddare le batterie e calare la pressione interna; quindi inizia una seconda fase di circa 5 minuti in cui viene erogata una corrente media di 6500mA per le AA e 2700mA per le AAA. terminata anche questa fase il led si spegne e le batterie vengono lasciate raffreddare per 7 minuti dopo di che la ventola si spegne e inizia la terza fase che eroga 400mA fino a che non viene rilevato il PVD. la quarta fase eroga una trickle charge di circa 50mA per 30 minuti. quindi questo caricatore in 15 minuti carica le batterie soltanto al 60-70%, per ottenere una carica completa bisogna aspettare anche 2 ore. date le alte correnti usate, il caricatore ha una ventola interna per raffreddare l'elettronica di potenza per non interferire con le batterie. con questo tipo di ricarica (a canale unico con controllo separato su ogni batteria) è meglio caricare contemporaneamente solo batterie dello stesso formato e capacità. l'alimentatore è a 16VDC 4A ma il caricatore può funzionare anche a 12VDC ma a correnti inferiori
Energizer 15 min.CH15MN (http://www.energizer.com/SiteCollectionImages/products/high_tech/rechargeable/products/large/CH15MNCP-4%20Large.jpg)
questo caricatore utilizza un canale unico che eroga 7500mA con una tensione variabile, poi su ogni canale un mosfet controllato da un IC regola il duty cycle sulla singola batteria e ferma la carica quando necessario. appena inserite le batterie il caricatore esegue un test della resistenza interna della batteria (tarato diversamente per AA e AAA), se è troppo alta il caricatore non esegue la ricarica. la prima fase di carica eroga una media di 7000mA alle AA e 2900 alle AAA e ha un timer massimo di 20 minuti, durante questa fase la carica può interrompersi se il caricatore rileva il picco di tensione della batteria (PVD). terminata la prima fase di ricarica il led del caricatore diventa verde, una pausa di qualche minuto fa raffreddare le batterie e calare la pressione interna, quindi inizia una seconda fase in cui viene erogata una corrente media di 3500mA per le AA e 1400mA per le AAA. terminata anche questa fase la ventola si spegne e alle batterie viene erogata una sorta di trickle charge sotto forma di impulsi molto brevi sempre a 7500mA di intensità. date le alte correnti usate, il caricatore ha una ventola interna per raffreddare l'elettronica di potenza per non interferire con le batterie. con questo tipo di ricarica (a canale unico con controllo separato su ogni batteria) è meglio caricare contemporaneamente solo batterie dello stesso formato e capacità. l'alimentatore è a 16VDC 4A ma il caricatore può funzionare anche a 12VDC ma a correnti inferiori
La Crosse Technology BC-900 (http://www.lacrossetechnology.com/900/large.jpg)
lo trovate anche marcato come "Voltcraft IPC-1" e "Technoline IC8800"
presentato a dicembre 2004 è un caricatore abbastanza famoso perchè è stato il primo a fornire il conteggio dei mAh assorbiti e erogati dalle batterie, oltre al voltaggio in tempo reale sul display, il tutto a un prezzo di molto inferiore ai caricatori da modellismo, oltre ad essere anche più semplice da usare. il caricatore dispone di 4 canali indipendenti con spazio per batterie AA o AAA (ma inserendo 4AA è difficile togliere quelle interne perchè molto vicine), la carica è selezionabile a (tra parentesi le correnti in trickle charge relative a ogni velocità di ricarica) 200(14), 500(31), 700(39), 1000(63)mA per tutti i canali, più 1500(88) e 1800(99)mA usando soltanto i canali esterni per massimo 2 batterie per non avere interferenze di calore tra batterie e usare ogni sonda termica per una sola batteria. la scarica è selezionabile in 100-250-350-500mA per tutti i canali e termina a 0.9V. il tipo di carica è a -deltaV di 5mV rilevato durante l'impulso (51 volte al secondo), la corrente di carica non è lineare ma a impulsi ad alta frequenza di circa 1900mA (anche per la trikle charge), quindi più la corrente di carica selezionata è bassa più sono brevi questi impulsi da 1900mA. la corrente di scarica è sempre a impulsi ma a circa 600mA. il caricatore ha un timer di sicurezza per canale che blocca comunque la carica dopo che sono stati erogati 3700mAh, ha anche due sensori di temperatura che sospendono temporaneamente la carica delle due batterie (ogni sensore monitora due batterie) finchè non si raffreddano un po
i difetti riscontrati più spesso su questo caricatore sono: alcuni avevano i sensori di temperatura posizionati male (ora pare tutto risolto), alcuni avevano i sensori di temperatura settati troppo in alto, circa 71°C, mentre gli ultimi sono settati a 53° circa. alcuni hanno avuto problemi di surriscaldamento facendo compiere ai vari canali operazioni differenti nello stesso momento, ma sono casi molto rari che rientrano probabilmente nella normale statistica dei modelli difettosi. l'alimentatore è da 3VDC 4A max. e pare non essere molto pulito nella corrente erogata. il conteggio dei mAh non tiene conto delle pause per la lettura del voltaggio, quindi di media segna un 10-15% in più. se ci sono già inserite batterie in carica o scarica, le batterie successive non possono essere caricate/scaricate a correnti superiori a quelle già inserite, bisogna togliere tutte le batterie e inserire per prima quella che vogliamo caricare/scaricare con la corrente più elevata
La Crosse Technology BC-700 (http://www.lacrossetechnology.com/bc700/large.jpg)
lo trovate anche marcato come "AlphaPower BC-700" e "AccuPower Fast charger AL-IQ128"
è il modello precedente del BC900 ma è rimasto sconosciuto finchè non è uscito il BC900, per questo molti pensano che sia uscito dopo. nel BC700 la ricarica a 1000-1500-1800mA e la scarica a 500mA sono disabilitate, quindi non una gran perdita, se non trovate il BC900 questo va bene comunque
questa versione non pare aver dato problemi, forse anche grazie alle correnti più contenute e il diverso alimentatore, da 3VDC 2.8A
Maha Powerex MH-C9000 (http://www.mahaenergy.com/store/catalog/mhc9000.jpg)
presentato a dicembre 2006, è un caricatore simile al BC-900 ma più evoluto, grazie anche all'esperienza della Maha-Powerex nel campo dei caricatori (mentre La Crosse di solito fa svegliette e stazioni meteo...). dispone di 4 canali indipendenti con spazio per batterie AA o AAA, anche inserendo 4 AA tra una batteria e l'altra c'è abbastanza spazio per dissipare bene il calore e evitare interferenze. la carica è selezionabile da 200 a 2000mA a passi di 100mA per tutti i canali. la scarica è selezionabile da 100 a 1000mA a passi di 100mA per tutti i canali e termina a 0.9V. il tipo di carica è a -deltaV (5mV con precisione 1mV con lettura tra un impulso e l'altro ogni mezzo secondo), Vmax (1.47V), deltaTCO e TCO (54°C), si interrompe al verificarsi del primo degli eventi, dopo di che il caricatore fornisce una carica di riempimento di circa 100mA per due ore e infine va in trickle charge a circa 10mA a tempo indefinito. in funzione break-in invece, il tipo di carica è a CC a tempo, pari a 1/10 della capacità della batteria impostabile fino a un massimo di 20.000mAh. la corrente di carica non è lineare ma a impulsi ad alta frequenza di circa 2000mA, quindi più la corrente di carica selezionata è bassa più sono brevi questi impulsi da 2000mA. per la scarica gli impulsi sono di 1000mA. il caricatore ha un timer di sicurezza per canale che blocca comunque la carica a -deltaV dopo che sono stati erogati 4.000mAh, ovviamente ha anche un sensore di temperatura per batteria, per far funzionare il TCO e deltaTCO. il conteggio dei mAh erogati o immessi nelle batterie è preciso perchè tiene conto delle pause per la lettura del voltaggio.
i primi caricatori avevano qualche difficoltà nel percepire la fine carica con correnti molto basse perchè il C9000 rileva la tensione tra un impulso e l'altro (il che assottiglia il già minimo deltaV), il problema è stato risolto molto velocemente dalla maha con un nuovo firmware che abbassa ulteriormente il deltaV e prolunga la top-off charge (tra l'altro non capisco l'utilità di caricare a 200mA una stilo da 2500mAh rischiando di ingrossare i cristalli). l'alimentatore da 12VDC 2A max permette l'uso in auto con un semplice cavetto, il display è retroilluminato e non si può spegnere. la carica con correnti elevate di 4 batterie contemporaneamente genera un certo calore, sarebbe meglio raffreddare l'interno del caricatore con una ventola facendo attenzione a non raffreddare le batterie, pena la mancata lettura del TCO
Maha Powerex MH-C808M (http://www.fuji.com.tw/apic/pic1/220081224-205616BB.jpg)
caricatore ideale per chi ha molte batterie da caricare e in vari formati, accetta 8 batterie formato AAA o AA o C o D. le correnti di carica sono 317-633mA per le AAA e 950-1900mA per gli altri formati. la carica è sempre a impulsi di 2A, varia solo il duty cycle. ha anche una funzione scarica fino a 1V ad impulsi da 360mA, il duty cycle è proporzionale alle correnti di carica così abbiamo 167-335mA per le AA, C, D e 56-112mA per le AAA. il termine della carica è a -deltaV (precisione al millivolt) con controllo separato per ogni canale, però il caricatore non può fare cariche e scariche contemporaneamente, o tutti i canali caricano (anche diversi formati e diverse capacità) o tutti scaricano. a fine carica viene erogata una trickle charge di 7mA, quindi le batterie possono essere lasciate sul caricatore a tempo indefinito. la carica può essere terminata anche per TCO settato a 49°C o Vmax a 1,6V. il display retroilluminato è un semplice voltmetro a tacche. l'alimentazione purtroppo, oltre ad essere grande come quello di un potente notebook, ha addirittura 2 voltaggi in uscita, uno a 18V per la ricarica, uno a 20V per la "cpu" che governa le funzioni. la doppia alimentazione da un lato è utile per non avere interferenze tra una sezione e l'altra, ma purtroppo ne rende molto difficile l'uso in auto e in caso di rottura bisognerà per forza comprare quello originale
il caricatore ha la fama di caricare le batterie al 95% circa, questo aumenta i cicli di ricarica e non fa scaldare le batterie durante la carica anche se è veloce
SPK Technology SCH-808F (http://www.spowerking.com/pro/a3.jpg)
lo trovate marcato anche come "Fujicell" o "Extreme", attenzione però alle imitazioni, ci sono caricatori molto simili ma di qualità inferiore, qui (http://www.hwupgrade.it/forum/showpost.php?p=27953878&postcount=2897) CarloR1t ci spiega come distinguerli
caricatore economico scoperto da CarloR1t circa un anno fa (qui (http://www.hwupgrade.it/forum/showpost.php?p=24482489&postcount=1098) la sua completa recensione), ha 4 canali indipendenti per batterie AA e AAA, il caricatore è molto compatto e ha l'alimentatore integrato per tensioni AC da 100 a 240V, più un connettore DC per tensioni da 5 a 12V. la carica avviene a impulsi di circa 1000mA (anche per la trickle charge). la carica media è di circa 750mA quando l'alimentazione ha una tensione superiore ai 7V, mentre sotto i 7V la corrente media varia a seconda delle batterie inserite in ricarica, con 3-4 batterie è di circa 225mA, con 1-2 batterie circa 400mA. la tricke charge è di 33mA ma è erogata soltanto con alimentazioni superiori ai 7V. il caricatore può anche scaricare le batterie fino ad 1V, ma come per le correnti di carica, anche quelle di scarica sono abbastanza bizzarre: con 2-4 batterie è a impulsi di 325mA con una media di 275mA, con 3 batterie impulsi da 250mA (205mA di media), con una batteria impulsi da 162mA (138mA). il caricatore ha un sensore di temperatura singolo, usato solo per prevenire danni al caricatore, non per controllare la temperatura delle batterie. il display a tacche in realtà è un semplice voltmetro (sempre meglio di niente comunque). per terminare la carica viene usata la tecnica del -deltaV e PVD (zero deltaV). c'è comunque un timer di sicurezza settato a 4,5 ore.
i caricatori funzionano abbastanza bene, anche se alcuni hanno riportato la fusione della zona di alimentazione AC del caricatore (infatti la zona DC continua a funzionare), dovuta probabilmente allo scarso controllo qualità di questi caricatori. proprio la presenza dell'alimentazione AC integrata solleva critiche sulla sicurezza da parte di alcuni (specie negli USA). i rivenditori comunque, si sono sempre rivelati disponibili a sostituire i caricatori nati male. non è possibile caricare e scaricare batterie contemporaneamente, o caricano tutte, o scaricano tutte
---------------------------------------------------------------------------------
Caricatori economici
a volte si è tentati di comprare da hong kong dei caricatori che sono simili (se non identici) ad altri con brand molto famosi. l'esempio tipico è il Sony BCG-34HRMF4 (http://g-ecx.images-amazon.com/images/G/01/ciu/9d/02/0224923f8da037ec78e98010.L.jpg) che costa più del doppio del Soshine SC-C3 (http://www.cwtcoshop.com/cwtco2/battery/lcd-charger2.jpg)
peccato che, aprendo i due caricatori, ci si ritrova di fronte a circuiti ben diversi: questo è il sony (http://i180.photobucket.com/albums/x99/pbc2oo7/30nov2007album01/sony-BCG-34HRMF4-pcb.jpg), questo il soshine (http://i180.photobucket.com/albums/x99/pbc2oo7/30nov2007album01/soshine-sc-c3-pcb.jpg)
quindi se il sony va bene, non è detto che comprando il soshine ci si ritrova con la stessa qualità, bisogna prima testarlo