Nickel zink
Root server » TechTalk » FAQ accessoires » Nickel zink oplaadbare batterijen
 
Nickel zink oplaadbare batterijen komen en gaan en er zijn weinig fabrikanten. De eerste batterijen hadden een bedenkelijke kwaliteit, ondertussen is de kwaliteit een beetje beter geworden en kunnen deze accu's gebruikt worden in bepaalde toestellen die niet goed werken met een spanning van 1.2V

-

-

Nickel zink batterijen hebben een technisch probleem dat nog steeds niet volledig opgelost is: de afname van de levensduur ten gevolge van het laden en ontladen. De zinkanode wordt opgelost in het electroliet tijdens het ontladen en wordt opnieuw opgebouwd tijdens het laden. Het zink vormt geen mooie laag, maar slaat willenkeurig neer, waardoor de morfologie van de anode verandert.
Oplaadbare nikkel-zinkbatterijen verschijnen op de markt en verdwijnen vervolgens weer. Het is een interessante technologie in vergelijking met NiMH-batterijen die een spanning van 1,2 V hebben, al zijn deze batterijen niet altijd even betrouwbaar.

Deze batterijen worden beschreven op deze pagina over fotografie: nikkel-zinkbatterijen (technologie-overzicht).
Batterijen in AA- en AAA-formaat worden hier getest: test van nikkel-zinkbatterijen (2026).

Deze batterijen worden op de markt gebracht als de ideale vervanger voor standaard wegwerpbatterijen (saline en alkaline batterijen). Met een spanning van 1,6 V kunnen ze worden gebruikt in apparaten die 1,5 V vereisen en niet werken op 1,2 V, zoals wandklokken, multimeters, afstandsbedieningen... Dergelijke apparaten stoppen vaak met werken bij een spanning van bijvoorbeeld 1,15 V, ook al bevat de batterij nog bijna 50% van zijn lading. Het gaat hier echter om toepassingen met een laag stroomverbruik, en deze test heeft tot doel te bepalen hoe goed de batterij zijn lading behoudt.

Deze batterijen hebben een zeer lage interne weerstand en kunnen een hoge stroom leveren. Zink is een zeer reactief metaal (de hoge interne weerstand van standaard wegwerpbatterijen wordt veroorzaakt door de koolstofstaaf en de depolarisator, niet door het zink). In theorie zijn deze batterijen ideale vervangers voor de inmiddels verboden nikkel-cadmiumbatterijen; ze zijn geschikt voor gebruik in boormachines, elektrische stofzuigers en speelgoed dat veel stroom verbruikt.

Op deze pagina richten we ons voornamelijk op praktische toepassingen voor nickel zink AA- en AAA-batterijen voor huishoudelijk gebruik.
Uit tests is gebleken dat deze batterijen momenteel een acceptabele capaciteit bieden en relatief betrouwbaar zijn. Batterijen in andere formaten (C en D) zijn nergens te vinden, ook al zijn ze –volgens de reclame– bedoeld voor apparaten met een hoog stroomverbruik. Uiteraard zijn er ook geen 9V-batterijen verkrijgbaar, aangezien die spanning eenvoudig kan worden bereikt door één extra NiMH-cel aan de behuizing toe te voegen.

Voordelen van nikkel-zinkbatterijen

Deze batterijen worden hier vergeleken met NiMH-batterijen. Nikkel-zinkbatterijen voor consumertoepassingen zijn enkel verkrijgbaar in AA- en AAA-formaat.
  • De rustspanning ligt hoger dan die van NiMH-batterijen, waardoor ze geschikt zijn voor apparaten die niet goed werken met standaard oplaadbare batterijen en specifiek alkalinebatterijen vereisen. De beginspanning is zelfs hoger dan die van alkalinebatterijen.

  • Deze batterijen kunnen een zeer hoge stroom leveren zonder de spanningsval die vaak optreedt bij standaardbatterijen. De spanning daalt vrij lineair tijdens het ontladen, waardoor de laadstatus kan worden geschat door de spanning te meten wanneer de batterij niet wordt belast. Ze zijn zeer geschikt voor apparaten met een hoog energieverbruik, zoals gemotoriseerd speelgoed, scheerapparaten, kruimeldieven, enzovoort – kortom, elke toepassing die voorheen afhankelijk was van nikkel-cadmiumbatterijen (die inmiddels verboden zijn).

  • Het is een milieuvriendelijke technologie. De batterij bevat alleen zink, nikkel en een sterke base (kaliumhydroxide met een kleine hoeveelheid lithiumhydroxide). Al deze materialen kunnen aan het einde van de levensduur eenvoudig worden teruggewonnen via dezelfde recyclingkanalen als die voor alkalinebatterijen. Daartegenover is het metaalhydride dat in huidige NiMH-batterijen wordt gebruikt een mengsel van zeldzame (en dure) aardmetalen; terugwinning uit gebruikte batterijen is niet rendabel vanwege de zeer lage concentratie. Zink is daarentegen een veelvoorkomend metaal met een goed ontwikkeld recyclingproces (aangezien ook standaard alkalinebatterijen zink bevatten). Zowel nikkel als zink zijn veelvoorkomende metalen met relatief stabiele prijzen.

  • Deze batterijen kunnen tegen lage kosten worden geproduceerd, omdat er geen dure of moeilijk verkrijgbare grondstoffen voor nodig zijn. Momenteel is de prijs nog hoog omdat de technologie zich in een beginstadium bevindt (vergelijkbaar met natriumbatterijen, een alternatief voor lithiumbatterijen).

Nadelen van nikkel-zinkbatterijen

  • Dit type batterij heeft een slechte reputatie vanwege de relatief korte levensduur van de cellen, met name wat betreft het aantal oplaadcycli dat ze kunnen doorstaan.

  • Er is een specifieke oplader vereist; een standaard NiMH-oplader kan niet worden gebruikt, tenzij deze specifiek is ontworpen om ook nikkel-zinkbatterijen op te laden. Continu opladen bij een spanning van meer dan 1,9 V veroorzaakt waterelektrolyse, wat ertoe kan leiden dat de batterij uitdroogt.

  • Een veelgehoord probleem op forums is dat deze batterijen hun lading niet goed vasthouden. Uit mijn tests bleek dat, hoewel sommige merken hun lading redelijk goed vasthouden, ze niet zo goed presteren als NiMH-batterijen met een lage zelfontlading (LSD = low slef discharge).

  • Mijn tests toonden aanzienlijke verschillen in batterijkwaliteit aan (capaciteit, behoud van lading, levensduur en aantal cycli).

  • Lagere capaciteit (mAh) in vergelijking met moderne NiMH-batterijen. De hogere spanning compenseert de lagere capaciteit niet; de opgeslagen energie (Wh) is lager. Nikkel-zinkbatterijen bieden een hoge vermogensdichtheid (veel watts), maar een lage energiedichtheid (weinig watt-uur).

Welke laders?

Hoewel deze oplaadbare batterijen gebruikt kunnen worden in apparaten die geschikt zijn voor 1,5V-cellen, is er een geschikte lader nodig om ze weer op te laden. Slimme laders merken snel op dat deze batterijen zich anders gedragen dan NiMH-cellen en breken het laadproces af; de laadspanning stijgt namelijk snel naar 1,8V, wat te hoog is voor een standaard NiMH-batterij.

Je moet een compatibele lader gebruiken die een laadspanning van 1,9V kan bereiken. Het laadproces moet een CC/CV-profiel volgen (constante stroom gevolgd door constante spanning), vergelijkbaar met dat van loodzuur- en lithiumbatterijen. Als alternatief kan een eenvoudige (niet-slimme) lader worden gebruikt die een constante stroom van 50mA levert, mits de laadtijd beperkt blijft om te voorkomen dat de spanning boven de 1,9V uitkomt.

Het opladen kan tot 24 uur duren, waarbij de spanning enkele uren op 1,89V blijft staan terwijl de stroom geleidelijk afneemt. Tijdens deze fase wordt er feitelijk nog maar heel weinig extra capaciteit toegevoegd.

Bij de aanschaf van een lader kan je best kiezen voor een model dat de batterijen ook kan ontladen (om ze te testen) en de werkelijke capaciteit kan weergeven. Dit zijn vaak multifunctionele laders die diverse soorten batterijen kunnen laden en ontladen en elke cel afzonderlijk kunnen bewaken; dit helpt bij het opsporen en verwijderen van defecte cellen.

Als u slechts over een eenvoudige lader beschikt, gebruik dan een voltmeter om de spanning van de batterijen te meten nadat ze zijn ontladen. Dit is belangrijk om cellen van slechte kwaliteit eruit te filteren (u kunt er zeker van zijn dat een set altijd minstens één cel met mindere eigenschappen bevat). De zwakste cel bepaalt de gebruiksduur van het apparaat (het principe van de "zwakste schakel"). Zodra de zwakste cellen zijn verwijderd, zijn de overgebleven cellen van goede kwaliteit.

Eerste afbeelding rechts:
Eerste keer opladen: de spanning stijgt direct naar ongeveer 1,9V, alsof de batterij al opgeladen is. De batterij kan echter nog geen stroom leveren en moet eerst enkele laad- en ontlaadcycli doorlopen.

Tweede afbeelding rechts:
Accu's aan het einde van het laadproces: de in de accu opgeslagen capaciteit is normaal (ongeveer 1000 mAh), de spanning bedraagt bijna 1,9 V en de stroomsterkte is laag. Het laden dient niet te worden voortgezet.

Mijn praktijkervaring

Ik gebruik deze batterijen in diverse apparaten met een laag stroomverbruik: afstandsbedieningen (4 batterijen), thermometers met externe sensoren (10 batterijen), multimeters (6 batterijen) en een wandklok (één batterij). De NiZn batterijen hebben de NiMH-batterijen vervangen en zorgen voor een langere gebruiksduur voordat er een waarschuwing voor een lage spanning verschijnt.

Ik gebruik deze nikkel-zinkbatterijen in mijn thermometer met externe sensor. De temperaturen in de tuin en kelder worden via radiogolven doorgegeven, maar de ontvanger werkt niet als de spanning niet hoog genoeg is. Er is geen ontvangst bij 1,2 V, wat de 'gemiddelde' spanning is van standaard NiMH-batterijen. De thermometers werken perfect met NiZn-batterijen, al weet ik nog niet hoe lang ze hun lading behouden of hoeveel laadcycli ze meegaan.

De batterijen zijn in augustus 2026 geplaatst en ik zal laten weten wanneer ze leeg zijn. NiZn-batterijen van het formaat AAA zijn minder betrouwbaar dan AA-batterijen en hebben een beperkte capaciteit van ongeveer 300 mAh, vergeleken met circa 800 mAh voor een oplaadbare NiMH-batterij (hier niet bruikbaar) of een alkalinebatterij (niet oplaadbaar). Bij deze toepassing is de capaciteit echter niet doorslaggevend, aangezien de thermometer zeer weinig stroom trekt.

De batterijen worden los verkocht (meestal in verpakkingen van 4) of in combinatie met een specifieke oplader. Uit mijn ervaring blijkt dat er vaak een mindere cel in een verpakking zit; het is dus de moeite waard om twee verpakkingen te kopen, zelfs als je er maar één nodig hebt.

Deze batterijen zijn theoretisch ontworpen voor toepassingen met een hoog stroomverbruik, maar het viel me op dat wanneer mijn slimme oplader het einde van een ontlaadcyclus aangeeft (ontladen met 100 mA), de batterij nog steeds meer dan 50 mAh kan leveren bij een lagere stroomsterkte. Naar mijn mening werken deze batterijen dus goed in apparaten met een laag stroomverbruik (met name diverse afstandsbedieningen).

Ze worden geclassificeerd als batterijen voor apparaten met een hoog stroomverbruik ('high-drain'), omdat ze een zeer lage interne weerstand hebben (waardoor ze een zeer hoge stroomsterkte kunnen leveren) en omdat ze hun lading niet goed vasthouden. In een apparaat met een laag verbruik, zoals een wandklok, verliest de batterij meer energie door zelfontlading dan door het daadwerkelijke stroomverbruik van de klok.

Uit mijn tests bleek dat, zodra de zwakkere exemplaren zijn verwijderd, deze batterijen hun lading uitstekend vasthouden. Er is na drie maanden geen sprake van capaciteitsverlies. Trek je dus niets aan van forums waar steeds dezelfde oude misvattingen worden herhaald en eindeloos worden gedeeld. Iedereen kan zich op een forum als expert voordoen, zelfs zonder het verschil te kennen tussen mAh en mWh —een cruciaal onderscheid bij nikkel-zinkbatterijen!

Hoge spanning en hoge stroomsterkte

Sommige elektronische flitsers profiteren ook van de hogere spanning en stroomsterkte, waardoor ze sneller klaar zijn voor de volgende flits. Wees echter voorzichtig: oudere flitsers vertrouwen op de interne weerstand van de batterijen die destijds beschikbaar waren om de stroom te beperken. Dergelijke flitsers zullen na slechts enkele keren gebruik doorbranden.

Deze hogere spanning en zeer lage interne weerstand kunnen schade veroorzaken aan zaklampen met gloeilampjes die ontworpen zijn voor een werking op 1,2 V (de spanning van een standaardbatterij tijdens ontlading of van een conventionele oplaadbare batterij). De gloeidraad zal zeer snel doorbranden als deze wordt gevoed met 1,6 V (of, nog erger, 1,8 V direct na het opladen).

Conclusie

Deze oplaadbare batterijen zijn een uitstekende keuze als je de tijd neemt om ze regelmatig te testen en defecte exemplaren te verwijderen. Houd er bij de aanschaf rekening mee dat er altijd wat uitval zal zijn, maar uiteindelijk is dit de meest kosteneffectieve oplossing als je veel apparaten hebt die werken op 1,5 V.

Publicités - Reklame

-