Batterier

Batterier
Lygter har brug for strøm for at kunne lyse, dette leveres normalt af batterier, disse findes med mange forskellige typer kemi og udforminger. Dette billede viser et lille udsnit af de batterier jeg bruger i mine forskellige lygter:

I det efterfølgende vil jeg forklare noget mere om disse og flere andre batterier. Mange er med illustrationer af de relevante batteri typer, men da jeg ikke har alle typer batterier, vil der mangle nogle illustrationer.

Kemi
Indholdet i batterier kan være meget forskelligt, og have meget varierende egenskaber. En af de grundlæggende opdelinger er om batteriet er et primær batteri eller et opladeligt batteri, andre vigtige egenskaber er batteries evne til at levere høj strøm og hvor lang tid batteriet kan holde til at ligge. Vægten og rumfanget på batteriet er også vigtige egenskaber i en lygte, da de fleste ønsker en lille kraftig lygte med lang driftid.

Zinc-Carbon
Den billigste kemi og også den dårligste til lygter. Disse batterier kan ikke levere store strømme og har risiko for lækage.

Type: Primær
Spænding: 1.5 volt
Strømtræk: lavt
Typisk kapacitet: 1100 mAh for AA størrelse og lavt strømtræk
Lagertid:
Typiske udforminger: AAA, AA, C, D

Alkaline
Disse batterier er en smule bedre end Zinc-Carbon, men stadig ikke gode til kraftige lygter og der er stadig en risiko for lækage.

Type: Primær
Spænding: 1.5 volt
Strømtræk: lavt
Typisk kapacitet: 2700 mAh for AA størrelse og lavt strømtræk
Lagertid: Op til 5 år
Typiske udforminger: AAA, AA, C, D

NiMH
Opladelige batterier som kan erstatte Zinc-Carbon og alkaline batterier i de fleste anvendelser og tåler højt strømtræk meget bedre.
Selvom spændingen er specificeret lavere end alkaline, vil den i praktisk brug være højere en stor del af tiden. Alkaline har en startspænding på 1.5 volt og er først tomme ved 0.9 volt, hvor NiMH regnes for tomme ved 1 volt og holder 1.2 volt det meste af tiden.

Type: Opladelige
Spænding: 1.2 volt
Strømtræk: høj
Typisk kapacitet: 2500 mAh for AA størrelse
Lagertid: Nogle måneder
Typiske udforminger: AAA, AA, C, D (Bemærk at C og D sommetider har meget lav kapacitet)

NiMH langtidsholdbare / LSD / Hybrid / Precharged
Disse batterier bruger samme kemi som NiMH batterier, men har fået forbedret lagertiden meget, prisen for denne forbedring er en lavere kapacitet.

Type: Opladelige
Spænding: 1.2 volt
Strømtræk: høj
Typisk kapacitet: 2000 mAh for AA størrelse
Lagertid: Flere år
Typiske udforminger: AAA, AA, C, D

SLA (Sealed Led Acid)
Også kaldet bly-batteri, dette er samme type batteri som der bruges i mange biler. Ulempen ved disse batterier er den forholdsvis korte lagertid og den høje vægt, men de er billige i forhold til deres kapacitet. De bruges i nogle store kraftige lygter.

Type: Opladelige
Spænding: 2 volt per celle, leveres typisk i pakker med 3 eller 6 celler (dvs. 6 eller 12 volt).
Strømtræk: høj
Lagertid: Nogle måneder

Lithium (Li-FeS / Li-FeS2)
En lithium kemi som kan erstatte almindelige 1.5 volt batterier og tilbyde væsentlig bedre egenskaber: Mindre vægt, større kapacitet, lang holdbarhed, kan tåle høje strømtræk og ingen risiko for lækage. De har kun en ulempe og det er prisen.
Denne type batterier bør ikke bruges i lygter med "Direct drive" fra 3 batterier, det medfører en stor risiko for at beskadige lygten.

Type: Primær
Spænding: 1.5 volt
Strømtræk: høj
Typisk kapacitet: 3000 mAh for AA størrelse
Lagertid: 15 år til 90% kapacitet
Typiske udforminger: AAA, AA

Lithium (Li-MnO2)
Denne type batteri blev kendt som et foto batteri, men Surefire indførte dem som lygtebatterier, da de kan levere meget strøm og har et højt energiindhold. Idag bruger mange kraftige lygter denne type batterier. Der findes ikke en opladelig batteritype der umiddelbart kan erstatte disse batterier, i nogle tilfælde kan LiIon bruges, men ikke altid og ikke alle typer LiIon.
Denne type batterier bør købes på internettet, da der kan være meget stor besparelse i forhold til fysiske forretninger. Denne type batterier er dog stadig væsentlig mere kostbare end alkaline batterier.

Type: Primær
Spænding: 3 volt
Strømtræk: høj
Typisk kapacitet: 1400 mAh for CR123 størrelse
Lagertid: 10 år
Typiske udforminger: CR2, CR123

Lithium-Ion (LiCoO2)
Den almindelige type LiIon batteri, dette battery har vundet udbredelse i laptop computere, men også i mange andre typer udrustning, det betyder at batteriet fås i rigtig mange størrelser. Batteriet har en høj kapacitet i forhold til vægten og kan tåle at blive ladet op tit.
Men batteriet tåler ikke at blive afladet helt, overopladet, for stort strømtræk. Problemet er at batteriet kan reagerer ret voldsomt på sådan nogle mishandlinger, derfor bør der altid være et beskyttelse kredsløb i forbindelse med disse batterier. Alle de lidt større typer (Fra 14500) kan købes med indbygget beskyttelse kredsløb i cellen, hvilket passer fint til lygtebrug. Se sidst i artiklen for et eksempel på beskyttelse.
Mange fabrikanter er meget optimistiske i deres opgivelse af kapacitet på LiIon batterier.

Type: Opladelig
Spænding: 3.7
Max. ladespænding: 4.2 volt
Strømtræk: høj
Typisk kapacitet: 750mAh for 14500 størrelse
Lagertid: Få år.
Typiske udforminger: 10180, 10280, 10440, 14250, 14500, 14650, 16340, 17500, 17670, 18500, 18650, 25500, 32650

Lithium-Ion (Jern fosfat) (LiFePO4)
Denne type LiIon har en lidt lavere spænding, det betyder at de sommetider bruges som erstatning for CR123 batterier, men ikke alt udstyr (f.eks. glødelamper) vil kunne tåle dette. De kræver en lader med lavere spænding end de andre typer LiIon batterier.
Denne type batterier vil ikke reagerer voldsomt ved mishandling, derfor er ikke brug for noget beskyttelses kredsløb i denne type celler.

Type: Primær
Spænding: 3.3 volt
Max. ladespænding: 3.6 volt
Strømtræk: meget høj
Typisk kapacitet: Mindre end Lithium-Ion (LiCoO2)
Lagertid: Få år, men bedre end normal LiIon
Typiske udforminger: 16340 (Til erstatning for CR123 batteri)

Lithium-Ion (Mangan) (LiMn)
Disse batterier minder meget on LiIon og kan direkter erstatte LiIon i mange sammenhænge, men de har lavere kapacitet, til gengæld tåler de meget højt strømtræk, dvs. de kan tåle at blive tømt på under 10 minutter. Denne type batterier vil ikke reagerer voldsomt ved mishandling. Disse batterier kaldes tit IMR foran størrelsen, f.eks. IMR16340.
Der er ikke brug for noget beskyttelses kredsløb i denne type celler, men de vil stadig få forkortet levetid ved mishandling.

Type: Opladelig
Spænding: 3.7 volt
Max. ladespænding: 4.2 volt
Strømtræk: Meget høj
Typisk kapacitet: Mindre end Lithium-Ion (LiCoO2)
Lagertid:
Typiske udforminger: 16340, 18500, 18650, 26500

Udforming
Kemien skal selvfølgelig pakkes ind i en "kasse", de normale batterier vi kender er AAA, AA, C og D, men der findes mange mere specielle størrelser og en del af dem bruges i lygter.
De størrelser der angives med 5 tal (f.eks. 18650) er faktisk størrelsen på batteriet, de 2 først cifre er diameteren (Her 18 mm) og de næste 2 cifre er længden (Her 65 mm), der er dog en hvis tolerance på disse mål. Angivelsen med tal bruges normalt kun om LiIon batterier.

Nogle batterier har en flad plusterminal, som ikke når over beskyttesplastikken på huset, dette gælder især for LiIon batterier og er et problem i nogle lygter. Løsningen er batterier af et andet fabrikat, eller en lille magnet på toppen af batteriet, magneten må dog kun bruges hvis lygtehuset er isoleret indvendigt!

Jeg vil, så vidt muligt, vise et billede af hver størrelse batteri, sammen med et AA batteri, det giver et godt indtryk af størrelsen.

Knapceller
Disse batterier fås med flere forskellige kemier og i mange forskellige størrelser. Deres energiindhold er ikke specielt stort, men de bruges dog i nogle små lygter.

Bogstaverne fortæller hvilken kemi der bruges:

SR: Sølv oxid, 1.55 volt og højere kapacitet end alkaline
SG: Sølv oxid, 1.55 volt og højere kapacitet end alkaline
LR: Alkaline, 1.5 volt
AG: Alkaline, 1.5 volt
CR: Lithium, 3 volt

Hvis nummeret følges af 3 eller 4 cifre, er det størrelsen, de sidste to cifre er tykkelsen i 0.1 mm og de første cifre er diameter i mm (Hvis diameter kun er et ciffer er den nedrundet). Dvs. CR2032 -> Lithium, 20 mm diameter, 3.2 mm tykkelse.

De viste størrelser i det første billede er:
SR44 1.55 volt sølv oxid, typisk kapacitet 180mAh
LR41 1.5 volt alkaline, typisk kapacitet 30mAh
CR2016 3 volt lithium, typisk kapacitet 90mAh

Andre knapceller:

10180
En lille størrelse batteri, dette vil normalt være LiIon kemi. Dette batteri bruges i nogle af de mindste lygter på markedet: Wee og Drake

LiIon: Spænding:3.7 volt, typisk kapacitet:90 mAh

10280
En lille størrelse batteri, dette vil normalt være LiIon kemi. Dette batteri bruges i en af de mindste lygter på markedet: Draco

LiIon: Spænding:3.7 volt, typisk kapacitet:200 mAh

AAAA
Denne størrelse batterier bruges i nogle enkelte penligth lygter.
Nogle 9 volt batterier er lavet med 6 af disse batterier.

Alkaline: Spænding:1.5 volt, typisk kapacitet:600 mAh

AAA / 10440 / Micro / MN2400
Denne størrelse batteri er meget almindelig og fås med mange typer kemi. Der findes mange lygter på markedet som bruger den.

Alkaline: Spænding:1.5 volt, typisk kapacitet:1200 mAh, betegnelse:LR03, 24A
Carbon-zinc: Spænding:1.5 volt, typisk kapacitet:540 mAh, betegnelse:R03, 24D
NiMH: Spænding:1.2 volt, typisk kapacitet:1000 mAh
NiMH langtidholdbar: Spænding:1.2 volt, typisk kapacitet:800 mAh
Lithium: Spænding:1,5 volt, typisk kapacitet:1200mAh, betegnelse:FR03, 24LF
LiIon: Spænding:3.7 volt, typisk kapacitet:320 mAh

½AA / 14250
Denne størrelse battery bruges i lygten Raw med LiIon kemi.

LiIon: Spænding:3.7 volt, typisk kapacitet:250 mAh

AA / 14500 / Mignon / MN1500
Den mest udbrede batteristørrelse, her er der en meget stort udvalg i kemi. Batteriet bruges i mange forskellige lygter, mest med de lave spændinger, men nogle få lygter virker også med LiIon.

Alkaline: Spænding:1.5 volt, typisk kapacitet:2700 mAh, betegnelse:LR6, 15A
Carbon-zinc: Spænding:1.5 volt, typisk kapacitet:1100 mAh, betegnelse:R6, 15D
NiMH: Spænding:1.2 volt, typisk kapacitet:2600 mAh
NiMH langtidholdbar: Spænding:1.2 volt, typisk kapacitet:2000 mAh
Lithium: Spænding:1.5 volt, typisk kapacitet:3000 mAh, betegnelse:FR6, 15LF
LiIon: Spænding:3.7 volt, typisk kapacitet:700 mAh

CR2 / RCR2 / 15266 / 15270
Et 3 volt lithium batteri som er lidt mindre end CR123 batterier, det bruges i nogle få lygter.

Lithium: Spænding:3 volt, typisk kapacitet:750 mAh
LiIon: Spænding:3 volt, typisk kapacitet:350 mAh (Dette er et LiIon batteri med indbygget regulering)

CR123 / RCR123 / 16340
Det mest almindelige lithium batteri til lygtebrug. Vær meget opmærksom på hvilken type batterier lygten kan bruge, nogle lygter kræver 3 volt andre 3.7 volt og nogle fungerer med begge typer batterier. De lygter der ikke kan bruge 3.7 volt batterier, kan måske bruge nogle af de andre opladelige typer.

Lithium: Spænding:3 volt, typisk kapacitet:1400 mAh
LiIon: Spænding:3 volt, typisk kapacitet:600 mAh (Dette er et LiIon batteri med indbygget regulering)
LiIon (LiFePO4): Spænding:3.3 volt, typisk kapacitet:500 mAh
LiIon: Spænding:3.7 volt, typisk kapacitet:600 mAh
LiIon (LiMn): Spænding:3.7 volt, typisk kapacitet:550 mAh

17500 (105S/300S)
To af disse batterier svarer til 3 CR123 i størrelsen og spændingerne vil også være rimelig ens, så det vil tit være muligt at bruge 2 17500 istedet for 3 CR123, de har dog en lille smule større diameter, lidt afhængig af fabrikat.

LiIon: Spænding:3.7 volt, typisk kapacitet:1100 mAh

2*CR123 / 17670 (168S/600S)
Dette batteri har cirka samme størrelse som 2 styk CR123 batterier og kan erstatte dem, hvis lygten er beregnet til det. Hvis der er plads vil 18650 dog være en fordel pg.a. den højere kapacitet.

LiIon: Spænding:3.7 volt, typisk kapacitet:1600 mAh

18500 (150A/300P)
LiIon: Spænding:3.7 volt, typisk kapacitet:1500 mAh

18650 (168A/600P)
Det mest almindelige LiIon battery, denne størrelse bruges i de fleste laptop computere. Der sidder beskyttelse dog ikke i den enkelte celle, men fælles for hele batteripakken.
Batteriet har samme længe som to CR123 celler og en noget større diameter, men en noget lavere spænding. Nogle lygter er designed til at virke med begge typer batterier, men hvis lygten kun er beregnet til 18650, så vil to CR123 ødelægge den.

LiIon: Spænding:3.7 volt, typisk kapacitet:2200 mAh
LiIon (LiMn): Spænding:3.7 volt, typisk kapacitet:1600 mAh

C / 25500 / Baby / MN1400 / 25500
Bemærk at nogle NiMH batterier har meget lav kapacitet, dvs. 3000mAh og derunder.
Det er muligt at købe convertere, hvor der kan sættes 1 AA batterier i og så kan den bruges istedet for en C celle.

Alkaline: Spænding:1.5 volt, typisk kapacitet:8000 mAh, betegnelse:LR14, 14A
Carbon-zinc: Spænding:1.5 volt, typisk kapacitet:3800 mAh, betegnelse:R14, 14D
NiMH: Spænding:1.2 volt, typisk kapacitet:4500-6000 mAh
LiIon: Spænding:3.7 volt, typisk kapacitet:2800 mAh

D / Mono / MN1300
Den gamle store størrelse batterier til lygter, idag kan en diode lygte med to AA batterier lyse kraftigere end en gammel lygte med 2 D celler, men det store energi indhold er stadig nyttigt, hvis der ønskes lang drifttid med høj lysstyrke.
Bemærk at nogle NiMH batterier har meget lav kapacitet, dvs. 3000mAh og derunder.
Det er muligt at købe convertere, hvor der kan sættes 1, 2 eller 3 AA batterier i og så kan de bruges istedet for en D celle.

Alkaline: Spænding:1.5 volt, typisk kapacitet:12000 mAh, betegnelse:LR20, 13A
Carbon-zinc: Spænding:1.5 volt, typisk kapacitet:8000 mAh, betegnelse:R20, 13D
NiMH: Spænding:1.2 volt, typisk kapacitet:9000-11500 mAh

32650
Disse batterier har samme længde som 18650, men er noget tykkere, faktisk lige så tykke som D celler. De er ikke særlig almindelige, men Xtar indførte dem i forbindelse med deres D30 Howitzer lygte.

LiIon: Spænding:3.7 volt, typisk kapacitet:4500 mAh

Beskyttelse
Nogle batterier har brug for indbygget beskyttelse, det gælder især Lithium-Ion (LiCoO2), men andre typer har også lidt beskyttelse (Normalt en overtryksventil). Her kigger jeg på et 18650 LiIon battery fra AW:

Batteriet er et 18650 batteri, altså formodes det at være 18 mm i diameter og 65 mm langt, det passer dog ikke helt, en måling viser 18.3 mm og 67.6 mm. Som det kan ses er længden 2.6 mm for lang, årsagen vil kunne ses om lidt.

Den første beskyttelse i batteriet er en overtryksventil, de små huller i pluspolen er udluftning fra ventilen, batteriet indeholder også en temperatur sikring (Kaldet en PTC modstand), den kan dog ikke ses.

Læg mærke til indsnævringen på bagenden af batteriet og at der går noget langs siden af batteriet, begge dele er tegn på at dette er et beskyttet batteri, med en såkaldt "PCB protection", som er den beskyttelse der bør være på et Lithium-Ion (LiCoO2) batteri.

Her er batteriet så pakket ud og det kan ses at der sidder noget på minus enden af batteriet. Metalstrimlen som gav en bule i indpakningen kan også ses.

Den ene ende af metalstrimlen er forbundet til pluspolen på batteriet, den anden ende går ned til kredsløbet ved minuspolen.

Metalstrimlen er fastgjort til kredsløbet og en anden metalstrimmel går fra kredsløbet til minuspolen på batteriet.

Her er så alle dele lagt ud, selve 18650 batteriet i metalhus, og et beskyttelskredsløb, som er monteret på minus enden af batteriet, med diverse isolering og afstands stykker og endelig den sorte plastic uden om det hele. Uden beskyttelses plast og kredsløb, så kan selve batteriet godt overholde sine mål, det er 18.0 mm i diameter og 64.7 mm i længden.

Her er vist ovenstående og et par andre beskyttelses kredsløb, det sidste er beregnet til et mindre batteri.

Beskyttelsekredsløbet set fra bagsiden, dvs. den side af batteriet som er synlig. Som det kan ses er det ene kredsløb forstærket med en metalplade. Dette sikre en mere slidstærk overflade.