- porady
- technologia
- często zadawane pytania
- testy
- pojemność mAh
- pojemność znamionowa
- porównanie
- everActive
- trwałość akumulatorków
- efektywność akumulatorków
- napięcie akumulatorka
- skumulowana energia
- baterie vs akumulatorki
- LR03 AAA
- LR6 AA
- eneloop
- AG13 LR1154 LR44
- delta v
- cykle ładowania
- rezystancja wewnętrzna
- stopień naładowania
- CR 2032
- efekt pamięci
- badanie akredytowane
- SR44 357
- baterie słuchowe 675
- SR626 377
- baterie zegarkowe
- polaryzacja
- mAh
- pasywacja
- ls 14250
- ls 14500
Kolejne wielkie badanie wydajności baterii i akumulatorków? - uważaj na 7 grzechów głównych popełnianych przez testerów. Kiedy test jest miarodajny/wartościowy? Sprawdź naszą ściągę.
W mojej ocenie powyższy problem bynajmniej nie wynika bezpośrednio ze „sponsorowania” testów, czy prób wpływania na ich wyniki. W większości wypadków zdecydowanie winne są przeoczenia i błędy popełniane przez testerów, recenzentów.
Wytykamy regularnie powtarzane błędy, które mogą z łatwością podważyć wiarygodność większości testów znalezionych w Internecie.
Mocno losowe warunki testowe → brak powtarzalności wyników
Porównywalne, powtarzalne warunki testowe to chyba najważniejszy punkt wyjścia do przeprowadzenia jakichkolwiek badań porównawczych. Niestety najczęściej popełniany błąd przez osoby testujące ma swoją genezę u tych podstaw.
I tak np. typowy tester baterii alkalicznych paluszków AA/AAA LR6/LR03 często dysponuje zaawansowaną „maszynką” - precyzyjnym elektronicznym obciążeniem, gdzie z dużą dokładnością można zadać prąd rozładowania/moc rozładowania, czy zasymulować dowolna rezystancję obciążenia. Przedmiotowe, testowane baterie umieszcza się w koszyku, koszyk podłącza się do obciążenia i przeprowadza pomiar.
I tutaj pojawia się nieoczywisty problem – typowe koszyki/uchwyty do baterii są przeznaczone pod bardzo niskie obciążenia. Po przyłożeniu obciążeń typu 300 mA i wyższych spadki napięcia na sprężynkach, dociskach, wreszcie na cieniutkich przewodach pomiarowych są tak duże (sięgające niekiedy dziesiątych części wolta), że procentowe różnice w uzyskanym czasie pracy / zmierzonej pojemności mogą sięgać wartości dwucyfrowych. W takich konfiguracjach nawet uzyskanie tych samych wyników w kolejnych powtórzeniach testu tej samej baterii jest bardzo trudne. Przy błędach pomiarowych rzędu 10% i wyższych porównywanie wyników traci jakikolwiek sens.
Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie koszyka/uchwytu wysokoprądowego oraz doprowadzenie czterech przewodów pomiarowych (osobne tory do pomiaru napięcia i natężenia), gdzie punkt do pomiaru napięcia jest umieszczony możliwie blisko biegunów testowanej baterii. Ile razy widzieliście to zrobione w takiej konfiguracji, z 4 przewodami pomiarowymi? Podobnie jak ja – pewnie rzadko lub być może wcale.
W typowym popularnym teście nawet najlepsze, najbardziej precyzyjne obciążenie elektroniczne nie pomoże, jeżeli nie dopilnujemy pewnego pomiaru napięcia bezpośrednio z baterii/akumulatora. W typowym scenariuszu testowym dla ogniw AA/AAA, tania markowa ładowarka z funkcją rozładowania i pomiaru pojemności zapewni bardziej powtarzalne warunki testowe.
Niekonsekwentny dobór sprzętu do testów / pomiarów
Posiadany sprzęt do testów baterii i akumulatorków nie musi być wcale drogi ani skomplikowany – wielu testerów dysponuje drogim i precyzyjnym sprzętem, który jednak nieumiejętnie użyty okaże się mniej użyteczny od prostej dedykowanej ładowarki z funkcją pomiaru pojemności. W najprostszym teście wystarczy prosty rezystor o znanej oporności, multimetr cyfrowy i rejestracja upływającego czasu i napięcia w określonych interwałach.
Ważne aby warunki testu odpowiadały charakterowi pracy/specyfice badanych baterii. I tak np. nic nie da nawet najbardziej precyzyjny pomiar z rozładowania akumulatorków Ni-MH jeżeli nie zadbamy o ich wcześniejsze prawidłowe naładowanie / uformowanie. Posiadając możliwie precyzyjne urządzenie do rozładowywania musimy zadbać o równie dobry osprzęt, pewne połączenia oraz porządną ładowarkę w przypadku testowania akumulatorków.
Pośpiech w testowaniu
Redaktor robiący test dla na potrzeby kolejnego wydania gazety itp. związany jest konkretnymi terminami, w których musi się zmieścić w przygotowaniu testów. Podobnie z youtuberami, którzy liczą na dużą oglądalność i chcą szybko zacząć zarabiać na swoich materiałach. Niestety widoczny pośpiech, brak określonej, powtarzalnej procedury testowej jest typowy w większości testów jakie znaleźć można w Internecie.
Oczywistym przykładem jest np. pomiar energii i pojemności baterii jednorazowych CR2032 pod ciągłym obciążeniem powyżej 5 mA – gdzie takie warunki wykraczają poza ich nominalne możliwości. Z pewnością nie każdy chce tracić kilka dni na test jednej baterii, jednak w przypadku niektórych baterii inaczej się po prostu nie da – zastosowanie zbyt wysokich obciążeń powoduje, że baterie pracują wręcz w abstrakcyjnych, niedopuszczalnych dla siebie warunkach – efektem jest brak powtarzalności wyników, nawet w obrębie tych samych baterii, znaczny rozrzut zmierzonej pojemności pomiędzy testami i oczywiście odrealnione, bardzo zaniżone wyniki takiego testu dla większości produktów.
Brak informacji o wieku badanych baterii akumulatorków
Niestety testerom brakuje często podstawowej wiedzy o produktach, które testują.
Nawet najwyższej jakości specjalista, elektronik, który dysponuje odpowiednim sprzętem do wykonania testów, który wie jak zadbać o możliwie niską niepewność pomiarową nie przeprowadzi prawidłowo testu, jeżeli nie zadba o produkty wyprodukowane w podobnym okresie.
Dopuszczalna normami, trwała degradacja nowych, nieużywanych akumulatorków Ni-MH może sięgać nawet 30% już po upływie 12 miesięcy od pierwotnego pełnego naładowania. Oczywiście żaden z markowych akumulatorków aż tak szybko się nie starzeje, jednak szczególnie najpojemniejsze akumulatorki wyraźnie starzeją się w czasie bez względu na to jak intensywnie są użytkowane.
Podobnie z bateriami alkalicznymi, gdzie w zależności od warunków przechowywania mogą one tracić od 3 do 10% pojemności rocznie, oraz pogarsza się ich charakterystyka napięciowa (ogniwa takie osiągają niższe napięcie i oddają mniej energii).
Test leżaków magazynowych / egzemplarzy wadliwych
To konsekwencja wcześniej opisanego problemu, gdzie tester nie zadbał nawet o sprawdzenie/weryfikację wieku/daty produkcji badanych ogniw.
W skrajnym wypadku w ręce testera trafiają leżaki, zależałe ogniwa, gdzie część może już na starcie być wadliwa. Jeżeli procedura testowa nie przewidzi np. sprawdzenia poziomu ich napięcia przed pomiarem lub, w przypadku akumulatorków, pomiaru fabrycznego poziomu naładowania przed rozpoczęciem pierwszego procesu ładowania, to tester nie ma nawet wiedzy, czy nie trafił na stare lub zwyczajnie wadliwe egzemplarze.
Zestawianie wyników starych, czasem wadliwych ogniw na tle nowych, wyselekcjonowanych mija się kompletnie z celem i można mieć tylko nadzieję, że nie jest celową manipulacją.
Przy 2-3 letnich leżakach typowe są ubytki pojemności rzędu 20% i dużo mniej przewidywalne działanie – powyższe dotyczy praktycznie wszystkich baterii jednorazowych i akumulatorków dostępnych na rynku.
Tak jak w przypadku typowej elektroniki, również w bateriach i akumulatorkach mogą zdarzyć się egzemplarze wadliwe – logika podpowiada, że powinny być one reklamowane, a nie testowane...
Procedura testowa – a w zasadzie jej brak
Przeglądając większość testów można odnieść wrażenie, że autor uznał, że dysponuje idealnym sprzętem do testu baterii/akumulatorków i nic nie stoi na przeszkodzie aby taki test przeprowadzić.
Efektem wielu takich testów jest np. brak jakiejkolwiek procedury dot. formowania akumulatorków Ni-MH, czy zastosowanie nieodpowiedniej ładowarki itp.
Akumulatorki Ni-MH zależnie od ich wieku, pojemności, producenta mogą wymagać kilku cykli pełnego ładowania i rozładowania w celu prawidłowego uformowania.
Docelowa charakterystyka, poziom napięcia podczas rozładowania rozwija się stopniowo w czasie na akumulatorkach Ni-MH – dlatego niezbędnym minimum wydaje się przeprowadzenie przynajmniej kilku przeładowań akumulatorka, aby miało to jakąkolwiek wartość porównawczą.
Dla nowych akumulatorków (nie leżaków) normy dopuszczają pomiar w trakcie pierwszych 5 cykli.
W niektórych popularnych testach akumulatorki ładowane są tylko raz lub dwa. Ładowane są na sprzęcie, który niewiele mówi o prawidłowości naładowania zainstalowanych w nim akumulatorków.
Proces prawidłowego naładowania akumulatorków Ni-MH jest kluczowy dla dalszych testów, nawet w typowo użytkowym teście, gdzie dany recenzent/tester dysponuje tylko jedną ładowarką automatyczną. Mamy niestety dużą niepewność, czy wszystkie akumulatorki są traktowane jednakowo i czy zostały prawidłowo naładowane. Szczególnie gdy proces nie jest kilkukrotnie powtórzony.
Przy braku odpowiednio dobrej ładowarki, w przypadku ogniw Ni-MH uczciwym rozwiązaniem jest „ręczne” ładowanie akumulatorków zgodnie z normą PN/EN/IEC 61951:2, gdzie kilkukrotnie rozładowany do 1.0V akumulatorek ładujemy przez 16h stałym prądem stanowiącym wartość 10% jego pojemności.
Proces testowania np. baterii alkalicznych LR6/LR03 jest przynajmniej teoretycznie prostszy – choć i tam zwykle widzimy testy z obciążeniami rzędu 300 mA-500 mA, w dodatku w wątpliwej jakości koszykach, o których pisaliśmy w p.1. Są to warunki, w których taka bateria nie ma szans osiągnąć swoich nominalnych pojemności – wyniki będą tutaj zawsze dużo niższe, czasami nieprzewidywalne. Taki test nie da jednoznacznej informacji o jakości danej baterii. Niestety testów z obciążeniem np. rzędu 30-50 mA jest dużo mniej, a szkoda.
Proces testowania akumulatorków Li-ion 3,6/3,7V również powinien zaczynać się od dobrej ładowarki, która każdemu akumulatorkowi zapewni identyczne warunki testowe, najlepiej takiej, gdzie maksymalne napięcie ładowania zawiera się w zakresie 4.18-4.22V.
Przy rozładowaniu takich akumulatorków warto testy przeprowadzić z wyższymi wartościami prądu jak np. 3A/5A/10A, a nawet 20A w przypadku akumulatorków wysokoprądowych – tutaj jeszcze ważniejsze jest bardzo pewne połączenie akumulatorka z obciążeniem i niezakłócony pomiar napięcia możliwie najbliżej styków ogniwa.
Pomiar pojemności – jedyna słuszna miara wydajności akumulatora, czy baterii?
Zdecydowana większość testów z jakimi mamy do czynienia polega na syntetycznym pomiarze pojemności. Pominiemy tutaj sytuacje, gdzie założenia takich pomiarów są źle dobrane, czy gdzie porównuje się wartości pojemności z ładowania (na czym polega prawidłowy pomiar pojemnosci piszemy w innym wpisie) – niestety nawet tam gdzie cały test został przeprowadzony, wydawać by się mogło prawidłowo, jest miejsce na duży błąd pomiarowy.
Przykładem są np. pomiary pojemności baterii, akumulatorków na różnych sprzętach i porównywanie ich później jeden do jednego w finalnym zestawieniu.
Nawet przy takich samych zadanych warunkach pomiarowych różnice w wynikach pojemności mogą przekraczać 10-20% między różnymi ładowarkami/obciążeniami elektronicznymi. Nawet jeżeli wszystkie charakteryzują się taką samą, wysoką precyzją, to mogą różnić się sposobem pomiaru napięcia pod obciążeniem, czy charakterem obciążenia (ciągłym/impulsowym uśrednionym w czasie). Stosując różne sprzęty pomiarowe możemy wyciągać wartości średnie mAh z rozładowania i np. pilnować aby każdy z akumulatorków był sprawdzony w każdej ładowarce/obciążeniu.
Idealnie jak do takiego testu syntetycznego dodamy test praktyczny – np. ilość błysków lampy błyskowej, czy czas działania zabawki. Niektórzy testerzy poszli dalej – testowali zamrożone wcześniej akumulatorki. Takie testy są jednak bardzo czasochłonne i niestety trudno obecnie o takie projekty.
Jeżeli już nie chcemy tracić czasu na żmudne testy praktyczne, to są inne wartości syntetyczne, które można zmierzyć w trakcie testów pojemności lub ich sprawdzenie zajmuje dużo mniej czasu.
Rezystancja wewnętrzna – daje odpowiedź o możliwościach prądowych danego ogniwa – ogniwa o niższej rezystancji są dużo bardziej niezawodne i rokują dłuższe użytkowanie.
Energia mWh/Wh. Pojemność nie mówi nam wiele o faktycznej ilości energii oddawanej przez dane ogniwo. Nie wiemy przy jakim napięciu wyjściowym została osiągnięta – i tak dana bateria czy akumulator mogą mieć takie same pojemności, gdzie jedno z ogniw utrzymuje przez cały proces o ok. 10-20% wyższe napięcie. Takie ogniwo o wyższym napięciu wyjściowym osiągnie właśnie o te 10-20% wyższy wynik przy pomiarze energii w mWh/Wh.
Idealnie jak sprawdzimy jak wygląda zależność zmierzonej pojemności/energii od napięcia wyjściowego – pozwala to na dokładne oszacowanie, które ogniwo będzie lepsze do nawet nietypowych zastosowań.
Jak może wyglądać prezentacja takich wyników – sprawdźcie jeden z naszych testów dot. ogniw w rozmiarze 9V.
Podsumowanie
Dziękuję, że dotrwałeś do końca tego przydługiego wpisu 😊
Nadal nie wyczerpuje on tematu możliwych przeoczeń, błędów i pułapek przy testowaniu baterii i akumulatorków.
Znając te 7 najbardziej podstawowych błędów można by się pokusić o swoisty ranking – „Najgorsze testy baterii i akumulatorków” – bardzo możliwe, że znalazłyby się tam popularne testy z wynikiem 6/7, a może nawet 7/7.
Niestety bardzo rzadko znana redakcja, portal, czy youtuber czuję się w obowiązku błędy poprawić, a nawet się do nich przyznać.
Jeżeli samodzielnie chcemy sprawdzić/przetestować baterie i akumulatorki, a nie chcemy wydawać fortuny na testy w akredytowanych laboratoriach badawczych, to unikajmy podstawowych, omówionych powyżej błędów.
Jako firma z 33 letnim doświadczeniem na rynku, wyspecjalizowana w zakresie baterii i akumulatorków chętnie służymy wsparciem merytorycznym i produktowym w takich przedsięwzięciach – osoby zainteresowane zachęcamy do kontaktu.
Macie pytania, wątpliwości – pytajcie niżej w komentarzach.
Kopiowanie treści artykułu lub jego części bez zgody przedstawiciela firmy Baltrade jest zabronione.