Eski ve yeni batarya sistemlerini karşılaştırmak için bir ABD şirketi olan Cadex, taşınabilir iletişim cihazlarında kullanılan büyük hacimli nikel-kadmiyum, nikel-metal-hidrit ve lityum iyon bataryaları test etti. Bu testler ilk şarjı ve ardından 1C oranında tam boşaltma / şarj döngüleri serilerini içeriyordu. Aşağıdaki tablolar 48 saatlik dinlenme süresindeki kapasiteyi yüzde olarak gösteriyor. Bu veriler zaman içinde meydana gelen kapasite kaybını, DC direnç ölçümünü ve kendi kendine deşarjı. Testler Cadex 7000 Serisi batarya analizörlerinde 1C şarj ve deşarj ve yüzde 100 deşarj derinliği (DoD) ile gerçekleştirildi.
Nikel-Kadmiyum
Yaşam döngüsü açısından, NiCd en dayanıklı bataryadır. Şekil 1, standart NiCd hücresi ile bir 7.2V, 900mA paketinin kapasitesini, dahili direncini ve kendi kendine deşarjını göstermektedir. Bu testler sırasında İç direnç düşük, 75mW de, kaldı ve kendi kendine deşarj stabildi. Zaman kısıtlamaları nedeniyle, test 2.300 döngüden sonra sonlandırıldı.
Bu akü, tüm test boyunca yüzde 100 DoD (deşarj derinliği) ve kaya gibi sağlam iç dirençle şarj/deşarj döngüsü boyunca uğradığı minimum kapasite kaybı açısından neredeyse mükemmel olan performansı için not olarak “A” alır. NiCd, çok az stresle ultra hızlı şarj edilebilen tek batarya platformudur. Güvenli çalışması nedeniyle NiCd hava taşıtlarında tercih edilen batarya olmaya devam ediyor.
Şekil 1: Standart NiCd bataryanın performansı (7.2V, 900mAh)
Bu batarya, istikrarlı kapasite, düşük iç direnç ve birçok şarj/deşarj döngüsünde bile orta derecede kendi kendine deşarj ile “A” notunu alır.
Ultra yüksek kapasiteli nikel kadmiyum, standart versiyona kıyasla yüzde 60’a kadar daha yüksek özgün enerji sunar, ancak bu, azaltılmış bir çevrim ömrü karşılığında gelir. Şekil 2’de 2.000 döngü sırasında sabit bir kapasite düşüşü, iç dirençte hafif bir artış ve 1.000 döngüden sonra kendi kendine deşarjda bir artış gözlemliyoruz.
Şekil 2: Ultra yüksek kapasiteli NiCd performansı (6V, 700mAh)Bu batarya daha kısa çevrim ömrü pahasına standart versiyondan daha yüksek özgün enerji sunar.
Nikel-Metal-Hidrit
Şekil 3, yüksek özgün enerji sunan ancak 300 döngüden sonra kapasitesini kaybeden bir batarya olan NiMH’yi incelemektedir. Ayrıca 700 döngü sayısından sonra iç dirençte hızlı bir artış ve 1000 döngüden sonra da kendi kendine deşarjda bir artış vardır. Test eski nesil bir NiMH batarya üzerinde yapıldı.
Şekil 3: NiMH’nin performansı (6V, 950mAh). Bu batarya ilk başta iyi performans sunar ancak 300 döngüden sonra kapasite, dahili direnç ve kendi kendine deşarj hızla artmaya başlar.
Lityum-Ion
Şekil 4, modern bir Li-ion Güç Hücresinin 2A, 10A, 15A ve 20A deşarjdaki kapasitesinin azalmasını incelemektedir. Daha yüksek yük akımları ile stres artar ve bu olgu aynı zamanda hızlı şarj için de geçerlidir. (Bkz.Piller-401a: Li-ion’un ultra hızlı şarjı.)
Li-ion üreticileri iç direncin ve kendi kendine deşarjın artışını nadiren döngüye bağlı bir olgu olarak ürün kılavuzlarında ya da etiketlerinde belirtirler. Elektrolit katkı maddeleri ile batarya ömrünün büyük bir kısmında direnci düşük tutan geliştirmeler yapılmıştır. Li-iyonun kendi kendine deşarjı normalde düşüktür, ancak yanlış kullanılırsa veya derin deşarjlara maruz kalırsa bu artabilir.
Şekil 4: E-One Moli tarafından üretilen IHR18650C’nin yine onlar tarafından sağlanan döngü özellikleri. (3.6V, 2.000mA). 18650 Güç Hücresi 2A ile şarj edildi ve 2, 10, 15 ve 20A’da boşaltıldı. İç direnç ve kendi kendine deşarj verileri sağlanamadı.
Laboratuvarda test edilen bataryalar sahada aynı bataryanın verdiğinden daha iyi sonuçlar verme eğilimindedir. Günlük kullanımdaki stres unsurları her zaman bir test laboratuvarına iyi bir şekilde, tam olarak, aktarılmaz. Yaşlanma, bir laboratuvar testinde göz ardı edilebilir bir rol oynar çünkü bataryalar sahada birkaç yıllık beklenen hizmet ömrü yerine laboratuvarda sadece birkaç aylık bir süre boyunca test edilir. Sıcaklık genellikle orta düzeydedir ve bataryalar kontrollü şarj koşulu altında ve onaylı şarj cihazlarıyla şarj edilir.
Yük davranışı, tüm bataryalar bir DC yük ile deşarj edildiği için bu bataryanın ömrünü belirleyen bir rol oynar. Bataryalar darbelerle boşaldıklarında daha düşük bir çevrim ömrüne sahip olma eğilimindedir. (Bkz. Piller-501: Boşaltmayla İlgili Temel Bilgiler.) Darbelerle boşaltma bataryanın ömrünü kısaltacağı için bataryayı aşırı zorlamaktan kaçının. Bir bataryanın tekrar tekrar en yüksek akımlarda yüklenmesi gerekiyorsa, daha yüksek Ah derecesine sahip bir batarya seçin.