Отличный тест батареи 9 В, сравнение технологий: щелочной, никель-металлгидридный, литий-ионный, что лучше?

Презентация продукта, цель испытаний

Для тестирования мы выбрали известные, проверенные и ценимые за их качество аккумуляторные батареи и аккумуляторы 9В. Они были изготовлены по различным технологиям. Надеемся, что результаты позволят вам выбрать правильное решение для вашего устройства.
Какой аккумулятор, с какой химией служит дольше всего? Какой из них выделяет больше всего энергии? Обеспечивает ли щелочная батарея более высокое напряжение, чем аккумуляторы? Ответ на все это вы найдете в нашем тесте.

Сравнивая исходные технические данные, можно создать впечатление, что щелочная батарея превосходит аккумуляторные батареи с большей емкостью и более высоким номинальным напряжением, поэтому она должна прослужить дольше всего/надежнее всего - вы уверены?

Процедура испытания

Для тестирования мы использовали 4 шт. щелочных батареек и по одной от каждой аккумуляторной батареи. Аккумуляторы перед испытаниями формировались при 3-кратном полном заряде и разряде.
Испытания заключались в разрядке при комнатной температуре токами: 50 мА, 100 мА, 200 мА и 500 мА. Погрешность измерения в нашем тесте составила 2%.
На основе записанных измерений были рассчитаны емкость [мАч], энергия [мВтч], внутреннее сопротивление [мОм] всех ячеек.
В качестве порога суммарного разряда устанавливаем значение 4В – это предельное напряжение, при котором многие мультиметры отказываются работать и т.д.

Тест No1 - разряд 50 мА

Ток 50 мА является умеренным значением для батареи с напряжением 9 В. Многие импульсные устройства требуют более высоких значений, но во многих приложениях (большинство электронных мультиметров) потребность намного меньше. Мы решили, что это хорошая отправная точка для дальнейших более сложных испытаний.

Для начала сухие результаты - напоминаем, что предельный порог разряда достигал напряжения 4,0В.

Способность:
1. Щелочная батарея: 598 мАч
2. Литий-ионный аккумулятор: 530 мАч
3. Аккумулятор Ni-MH 280: 316 мАч
4. Аккумуляторная батарея Ni-MH 175: 196 мАч

Энергия:
1. Щелочная батарея: 4331 мВтч
2. Литий-ионный аккумулятор: 3946 мВтч
3. Аккумуляторная батарея Ni-MH 280: 2731 мВтч
4. Аккумулятор Ni-MH 175: 1719 мВтч

Отметим, что хотя щелочная батарея определенно выигрывает в тесте на емкость, она не так убедительна, если учесть накопленную энергию мВтч.
Емкость мАч – это единица, которую следует сравнивать только для ячеек с точно таким же выходным напряжением, изготовленных по одной технологии – на ее величину не влияет напряжение аккумулятора во время работы. Реальная производительность аккумулятора гораздо точнее определяется энергией, выраженной в мВтч – ее значение учитывает выходное напряжение данного аккумулятора во время работы.

Среднее напряжение:
1. Аккумуляторная батарея Ni-MH 175: 8,75 В
2. Аккумулятор Ni-MH 280: 8,64 В
3. Литий-ионный аккумулятор: 7,43 В
4. Щелочная батарея: 7,24 В

Оказывается, что щелочная батарея с самым высоким заявленным номинальным напряжением 9 В на самом деле предлагает выходное напряжение, аналогичное литий-ионной батарее 7,4 В. 
Никель-металлгидридные аккумуляторные батареи 8,4 В обеспечивают высочайшее выходное напряжение.

В конечном итоге, в условиях разряда 50мА, до уровня 4,0В, щелочная батарея выигрывает, но если бы нашему устройству для работы требовалось напряжение выше 7,0В, щелочная батарея проигрывала бы Li-ion аккумулятору, лишь немного выигрывая с Ni-MH 280 батареей. Ниже приведены графики, представляющие зависимость достигнутых значений емкости и энергии от напряжения.

PS. Любознательный укажет на то, что щелочная батарея - единственная, которая не достигла заявленной емкости в данном тесте - это связано с тем, что ток разряда в 50 мА все еще слишком высок для выполнения этого условия. Щелочная батарея Varta достигает заявленной емкости под нагрузкой 620 Ом, что можно сравнить с током разряда около 10 мА. Чем выше нагрузка, тем явно уменьшается полезная емкость щелочного аккумулятора – это покажут последующие тесты.

Тест No2 - разряд 100 мА

Ток разряда в 100 мА  все еще достаточно умеренный, когда речь идет об аккумуляторах 9 В. Такой расход характерен для некоторых бесконтактных термометров, некоторых игрушек и т.д. 

Способность:
1. Щелочная батарея: 538 мАч
2. Литий-ионный аккумулятор: 528 мАч
3. Аккумулятор Ni-MH 280: 293 мАч
4. Аккумулятор Ni-MH 175: 186 мАч

Энергия:
1. Литий-ионный аккумулятор: 3912 мВтч
2. Щелочная батарея: 3782 мВтч
3. Аккумуляторная батарея Ni-MH 280: 2508 мВтч
4. Аккумуляторная батарея Ni-MH 175: 1601 мВтч

Среднее напряжение:
1. Аккумуляторная батарея Ni-MH 175: 8,59 В
2. Аккумулятор Ni-MH 280: 8,56 В
3. Литий-ионный аккумулятор: 7,40 В
4. Щелочная батарея: 7,03 В

Нагрузка в 100 мА означает значительное снижение емкости, достигаемой щелочными батареями , и еще большие потери накопленной энергии. Все батареи, с другой стороны, предлагают очень стабильные параметры, аналогичные тем, что находятся на уровне 50 мА.
Щелочную батарею сложно считать победителем в условиях разряда 100 мА.
При разрядке до 7,0В щелочная батарея явно проигрывает даже с Ni-MH аккумулятором емкостью 280 мАч (из-за меньшей выходной мощности).

Ниже приведены графики, представляющие зависимость достигнутых значений емкости и энергии от напряжения.

Тест No3 - разряд 200 мА

Ток разряда в 200 мА – это уже достаточно требовательные условия для аккумулятора 9В. Тем не менее, все еще используются устройства, которые имеют еще более высокие временные потребности в энергии - например, аксессуары для пейнтбола и т. д.

Способность:
1. Литий-ионный аккумулятор: 526 мАч
2. Щелочной аккумулятор: 465 мАч
3. Аккумулятор Ni-MH 280: 288 мАч
4. Аккумулятор Ni-MH 175: 186 мАч

Энергия:
1. Литий-ионный аккумулятор: 3854 мВтч
2. Щелочная батарея: 3158 мВтч
3. Аккумулятор Ni-MH 280: 2399 мВтч
4. Аккумулятор Ni-MH 175: 1543 мВтч

Среднее напряжение:
1. Аккумуляторная батарея Ni-MH 280: 8,34 В
2. Аккумуляторная батарея Ni-MH 175: 8,30 В
3. Литий-ионный аккумулятор: 7,33 В
4. Щелочная батарея: 6,75 В

Нагрузка 200 мА — это дальнейшее снижение емкости и накопленной энергии в щелочной батарее. Все батареи по-прежнему очень стабильны. Стоит отметить, что никель-металлгидридные аккумуляторы имеют явно самое высокое выходное напряжение во всем поле.

Ниже приведены графики, представляющие зависимость достигнутых значений емкости и энергии от напряжения.

Победителем при разряде 200 мА стал литий-ионный аккумулятор everActive.

При разрядке до 7,0В щелочной аккумулятор проигрывает даже наименее емкому Ni-MH аккумулятору емкостью 175 мАч.

Тест No4 - разряд током 500 мА

Ток разряда 500 мА является редким значением нагрузки в типичных приложениях. Тем не менее, тест показывает, чего пользователи могут ожидать от самых требовательных к энергии устройств.

Способность:
1. Литий-ионный аккумулятор: 507 мАч
2. Щелочной аккумулятор: 378 мАч
3. Аккумулятор Ni-MH 280: 278 мАч
4. Аккумулятор Ni-MH 175: 182 мАч

Энергия:
1. Литий-ионный аккумулятор: 3626 мВтч
2. Щелочная батарея: 2326 мВтч
3. Аккумулятор Ni-MH 280: 2185 мВтч
4. Аккумулятор Ni-MH 175: 1417 мВтч

Среднее напряжение:
1. Аккумулятор Ni-MH 280: 7,87 В
2. Аккумуляторная батарея Ni-MH 175: 7,79 В
3. Литий-ионный аккумулятор: 7,15 В
4. Щелочная батарея: 6,15 В

Нагрузка в 500 мА — это явно многовато для типичного щелочного аккумулятора. Все аккумуляторы остаются очень стабильными. 

Ниже приведены графики, представляющие зависимость достигнутых значений емкости и энергии от напряжения.

Победителем в условиях разряда 500 мА остается литий-ионный аккумулятор everActive.

Щелочная батарея в коммунальном тесте, когда она разряжена до 7,0 В, будет явно худшей.

Испытание и результаты измерения внутреннего сопротивления

Меньше = Лучше
Чем ниже сопротивление, тем меньше падение напряжения на аккумуляторе во время работы, что приводит к более высокому КПД по току (более высокой выходной мощности).

Результаты:
1. Литий-ионный аккумулятор: 0,3 Ом
2. Аккумуляторная батарея Ni-MH 280: 0,87 Ом
3. Аккумуляторная батарея Ni-MH 175: 1,48 Ом
4. Щелочная батарея: 2,03 Ом

Безусловно, худший результат щелочной батареи был предсказуем на основе предыдущих тестов производительности. 
Явный победитель – литий-ионный аккумулятор.

Почему такая разница в рабочем напряжении между Ni-MH аккумуляторами и другими элементами того же размера?

Щелочная батарея, несмотря на номинальное напряжение 9 В, обеспечивает самый низкий уровень выходного напряжения за все время испытания.
Почему?

1. Для щелочных батареек номинальным напряжением является пусковое напряжение совершенно новой батареи, а для аккумуляторных батарей — среднее напряжение во время работы. Об этом мы писали в статье: Отличия щелочных батареек от никель-металлгидридных аккумуляторов.
2. В случае с аккумулятором 9 В разница также связана с конструкцией самого аккумулятора. Типичная одиночная никель-металлгидридная батарея 1,2 В имеет такое же рабочее напряжение, как и щелочная батарея 1,5 В. С другой стороны, один типичный литий-ионный аккумулятор 3,7 В имеет аналогичное рабочее напряжение, как 3 никель-металлгидридные батареи, соединенные последовательно, или 3 щелочные батареи 1,5 В.
   В щелочной батарее 9 В у нас есть 6 элементов 1,5 В, соединенных последовательно, в результате чего напряжение составляет 9 В. В никель-металлгидридных аккумуляторах у нас обычно есть еще один элемент - 7 элементов 1,2В дают напряжение 8,4В - на практике такой аккумулятор соответствовал бы щелочному аккумулятору с номинальным напряжением 10-10,5В.
   Литий-ионный аккумулятор 9 В, с другой стороны, состоит из двух последовательно соединенных элементов 3,7 В - это соответствует 6 щелочным элементам 1,5 В - именно поэтому литий-ионный аккумулятор имеет характеристики, наиболее схожие с одноразовым аккумулятором.
   

Победитель теста

Безусловным победителем всего теста, с учетом всех частичных результатов, является литий-ионный аккумулятор everActive Professional+ емкостью 500 мАч. 
Он обеспечивает высочайшую совместимость и совместимость с одноразовыми щелочными батареями, обеспечивая при этом стабильное сверхдлительное время работы независимо от области применения. Поддерживает стабильное, высокое напряжение даже при высоких нагрузках. Он имеет самое низкое внутреннее сопротивление среди всех протестированных аккумуляторов.

Минусом является относительно высокая стоимость покупки. Помните, однако, что помимо очень высокой емкости, этот аккумулятор имеет встроенное зарядное устройство - разъем micro USB (он не требует покупки специального зарядного устройства). Этот аккумулятор является единственным в этом списке, который также имеет электронную защиту от сильного разряда, перезаряда, а также короткого замыкания.

Для кого предназначены другие батареи 9 В и щелочные батарейки?

Ni-MH аккумуляторы, благодаря более высокому выходному напряжению, очень хорошо работают в устройствах, требующих повышенного напряжения для работы. Их низкое внутреннее сопротивление дает им преимущество перед щелочными батареями даже в устройствах с высоким потреблением тока.

Щелочные батареи лучше всего работают с нетребовательными устройствами - особенно там, где их хватает на несколько месяцев между заменами.

Автор: Михал Середзиньский
Копирование содержания статьи или ее части без согласия представителя компании Baltrade sp. z o.o. запрещено.

Испытанные батареи и аккумуляторы доступны в hurt.com.pl

[баннер=116/] [баннер=117/] [баннер=119/] [баннер=118/]