Die Batterie ist Nickel. Lithium-, Alkali- und Salzbatterien, Nickelbatterien - was bei niedrigen Temperaturen besser ist, bei langer Lagerung

Ich kaufte mir einen neuen Schraubendreher und beschloss, mich eingehender damit zu befassen, wie man seine Nickel-Cadmium-Batterien richtig bedient.
Ziel ist es, mit einem Akkuschrauber aktiv mit einem Batteriewechsel zu arbeiten, ohne Gefahr zu laufen, die Batterien vorzeitig zu beschädigen.
Referenz:
Dieser Schraubendreher hat:
- Wiederaufladbare Batterie - 12 V.
- Anzahl der Elemente - 10.
- Batteriekapazität - 1,2 Ah.
- EMF einer geladenen Batterie - 13,6 V.
Besonderheiten:
- Es wird angenommen, dass die maximale EMF einer vollständig entladenen Batterie 10 V beträgt.
- Alle Ni-Cd-Akkus haben einen "Memory"-Effekt, d.h. werden sie nicht bis zum Ende entladen, verlieren sie ihre Kapazität.
- Ni-Cd-Akkus haben eine große Selbstentladung.
- Die Anzahl der Lade-Entlade-Zyklen für jeden Akku ist begrenzt.
- Es wird angenommen, dass das einzige Kriterium für die volle Ladung von Ni-Cd-Akkus (bei Strömen über 0,1 °C) ihre Temperatur ist, die etwa 40 °C beträgt.
Was ich getan habe:
1. Zuerst habe ich die Matte studiert. Teil (Datei angehängt).
2. Zweitens habe ich eine Reihe von Messungen durchgeführt.
3. Drittens arbeitete und baute er ein Ladegerät-Entladegerät für ultraschnelles Laden und automatisches Abschalten bei Nennentladung.
Also Punkt für Punkt:

1. Lesen Sie die Theorie (Datei).
2. Ich habe die Ladeströme und Temperaturen der Batterie bei zwei sehr unterschiedlichen Strömen gemessen und mit der "Theorie" verglichen.

2A. „Schnelle“ Ladung mit großem Anfangsstrom (größer als 2,5 Ampere).
Ich habe einen vollständig entladenen Akku mit einem Ladegerät mit einer EMK von 15 Volt geladen, das einem alten Laptop ohne zusätzliche Strom- / Spannungsbegrenzer entnommen wurde, d. H. - direkt. Eigentlich heißt es "Laden mit konstanter Spannung".
Ergebnis:
In den ersten 15 Minuten verbrauchte der Akku 50 % seiner Kapazität, während der Ladestrom auf 1,4 A abfiel. Die Akkutemperatur hat sich kaum verändert.
Ferner näherte sich der Strom während der nächsten 45 Minuten asymptotisch 0,22 A (erhöht auf 30°C). Dann blieb der Strom fast 1 Stunde lang auf dem Niveau von 0,22 A (am Ende - 34 * C) und nach weiteren 30 Minuten schaltete ich die Ladung mit einem ausgeprägten automatischen Ladungsausgleich der Elemente (gemäß dem "Theorie") - wenn der Strom auf 0, 35 A und Temperaturen bis zu 38 * C anstieg.
Fazit: Eine Vollladung mit hohem Strom ist in 2,5 Stunden möglich. Und bis zu 50 % - in 15 Minuten. Ich habe nirgendwo von Problemen mit Unterladung gelesen. Probleme nur - mit unter Einmal in der Nähe. Nun, und natürlich - mit hinter in der Nähe (oder besser gesagt - mit Überhitzung durch Überladung).
2B. Langsames Laden mit niedrigem Strom (0,1 C, dh - 120 mA). Modus - in der Nähe von "Tropf".
Ich habe einen tiefentladenen Akku mit einem Ladegerät eines anderen Schraubers (schwächer als der Standard) ohne zusätzliche Strom-/Spannungsbegrenzer geladen, d.h. auch direkt.
In den ersten 15 Minuten fiel der Ladestrom von 310mA auf 120mA ab und blieb dann mehr oder weniger stabil, und die Temperatur stieg für 15 Stunden Ladezeit auf 37 * C.
Gleichzeitig stabilisierte sich die Temperatur von 36-37 * C nach 10,5 Stunden Ladezeit.
Fazit: Laden mit einem Strom nahe, aber nicht mehr als 0,1C, kann zeitlich unbegrenzt durchgeführt werden, d.h. - Keine Angst vor Überhitzung / Überladung des Akkus. Grob gesagt habe ich es "für die Nacht" eingeschaltet und dann, als ich aufwachte, mich gekratzt und es ausgeschaltet. Dies ist nützlich, wenn die Batterie kein trennendes Thermoelement hat.

3. Ich habe ein Ladegerät-Entladegerät (ZRU) aus einem Ladegerät eines alten Schraubendrehers hergestellt.

Nun, die Ladung dort erfolgt direkt von einem der beiden oben beschriebenen Ladegeräte, und die Entladung erfolgt über einen starken Widerstand (24 Ohm) mit einer Relaisschaltung. Relais - schaltet die Entladung automatisch ab, wenn die Spannung 9-10 Volt erreicht.
Warum Zwangsentlassung? Es wird benötigt, damit die Kapazität des Akkus nicht abnimmt, d.h. um den Effekt des "Gedächtnisses" zu eliminieren (siehe "Theorie" in der Datei). Das heißt, wenn der Benutzer glaubt, dass die Batterie gewechselt werden muss, setzt er eine halb entladene Batterie im Entlademodus in die ZRU ein und wartet, während er seinen Geschäften nachgeht, auf das Erlöschen der LED. Danach schaltet es den Kippschalter in die Ladeposition und wenn diese Batterie ein Thermoelement hat, das die Ladung abschaltet, wenn die Temperatur auf 40-45 * C steigt, „vergisst“ sie es. Darüber hinaus kann es einen Akku in 15 Minuten verwenden (mit Schnellladung). Wenn kein Thermoelement vorhanden ist, kann ein täglicher elektromechanischer Timer zum Abschalten verwendet werden.

Anmerkung 1. Prinzipiell kann man den Akku mit einem Schraubendreher selbst entladen, was mir aber nicht gefallen hat. Die Kontrolle der Höhe des Nennabflusses ist ungefähr so: Wird die bereits ohne Last kaum drehende Kartusche von Hand angehalten und beginnt sie danach nicht mehr zu rotieren, so ist der Abfluss nahe am nominell.
Anmerkung 2. Bei jedem realen Ladestrom kann und sollte die Beendigung der Ladung von Ni-Cd-Akkus anhand der Temperatur des Akkus beurteilt werden - vorzugsweise etwa 40 * C (bei Raumtemperatur!).
Notiz 3. Auf der Grundlage des Vorstehenden können Empfehlungen zur Lagerung von Batterien gegeben werden. Der Zweck der Empfehlungen ist die maximale Ressource der Batterie.
Ich würde zwei verschiedene Betriebsarten eines Schraubendrehers herausgreifen:
- Selten. Lassen Sie eine Batterie im Zustand liegen, wie sie nach der letzten Arbeit hinterlassen wurde, und halten Sie die andere Batterie entladen. Verwenden Sie bei Arbeitsbeginn zuerst (before Einmal Zeile im Arbeitsprozess), und die zweite kann zu diesem Zeitpunkt aufgeladen werden.
- Häufig. Bewahren Sie einen in einem aufgeladenen Zustand und den anderen nach der letzten Arbeit in einem beliebigen Zustand auf. Nun, wenn - sehr oft (jeden Tag), dann können Sie beide in geladenem Zustand aufbewahren.
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Ich verstehe, dass nicht jeder ein Ladegerät für eine schnelle und eine langsame Ladung hat (normale geben normalerweise einen durchschnittlichen Strom zwischen ihnen an). Sie sind jedoch immer noch leicht herzustellen/zu finden. Ich hoffe jedenfalls, dass das hier Geschriebene jemandem hilft, sich ein wenig mit solch „eigenartigen“ Ni-Cd-Akkus auseinanderzusetzen.

Das Problem der Auswahl von Batterien wurde von Benutzern mehr als einmal angesprochen. Für Walkie-Talkies, für diverse Zusatzgeräte, in zusätzlichen Netzteilen etc. Auf Anweisung der Herausgeber der Website werde ich einen kurzen Exkurs machen und versuchen herauszufinden, was besser ist. Außerdem handelt es sich hier nicht um ein erschöpfendes Opus, sondern eher um abstrakte Markierungen an bestimmten Punkten.

Sofort - ca Salz Elemente vergessen. Ja, sie sind billig, aber sie lecken, entladen sich in der Kälte, sie sind auch Probleme. Ihr Zweck sind Fernsehfernbedienungen.

Alkaline - alkalische Batterien, haben ein Feature: Wenn der Akku leer ist, lassen Sie ihn 30 Minuten ruhen und er funktioniert wieder für eine Weile. Daher gibt es eine Möglichkeit, ihren Dienst zu erweitern: regelmäßig 2 Sätze zu wechseln.

Lithiumbatterien kann nicht aufgeladen werden. Beim Aufladen können sie explodieren! Sie arbeiten 7-mal länger als alkalische, sie können ihre Ladung jahrelang nicht verlieren.

Aus einem Kommentar: Ich bin ein Lebensretter, gute Akkus sind für uns nicht nur Leistung, sondern oft unser eigenes Überleben. Navigator, Taschenlampe - das alles sollte ohne Probleme funktionieren.

Bei Minusgraden Elektrolyt verdickt. Hier werden nur Lithiumzellen benötigt.

Bewahren Sie sowohl Batterien als auch Akkus getrennt von Geräten auf.

Es gibt gewöhnliche Batterien für den Einzelhandel und solche für den industriellen Verbrauch, sie haben eine andere Verpackung und das Design des Elements selbst ist ausgezeichnet, und vor allem leben sie länger, und dies ist keine subjektive Meinung, sondern tatsächlich gemessen Angaben zu einem Anwendungsbeispiel. Der Unterschied, den ich schätzen würde, ist 1,5 bis 2,5 mal länger. Geprüft (verwendet) auf Walkie-Talkies. 12 Sätze (24 Walkie-Talkies), die Hälfte mit im Supermarkt gekauften Batterien, die gleichen Dummköpfe, das Ablaufdatum ist normal, die zweite Hälfte mit denen, die ich gekauft habe. Die Supermärkte hielten etwa 8 Stunden Arbeit (1 Schicht) aus, am zweiten Tag arbeiteten sie nur noch die industrielle Option, sie arbeiteten fast eine weitere Schicht.

Energizer- und Duracell-Akkus mit hoher Kapazität können für Basisgeräte verwendet werden, wobei zu beachten ist, dass ihre Kapazität nicht zu groß ist und sie sich bei erheblichem Stromverbrauch schnell entladen.

Batterien mit hoher Ladungsdichte und langer Haltbarkeit - Energizer L91-2 (LR6) Ultimate Lithium, Größe "AA", 1,5 V, Li-Fe - eine Batteriegeneration auf Basis der Li-Fe-Technologie mit hoher Kapazität (sogar mehr als Batterien ) und lange Haltbarkeit (mehrere Jahre). Ihr einziger Nachteil ist der Preis, der mit den Kosten für Batterien vergleichbar ist.

Nickelbatterien:

Nickel-Cadmium: Vor dem Aufladen unbedingt so weit wie möglich entladen, da sonst die Kapazität allmählich abnimmt.
Nickel-Metallhydrid: 3 mal größer als Cadmium.

Für langes und regelmäßiges Arbeiten empfehle ich Akkus mit geringer Selbstentladung (Sanyo eneloop 2000 mAh, Varta long life Ready2Use 2100 mAh oder ähnlich) als Hauptstromquelle für Geräte. Im Anhang ein Satz Energizer Ultimate Lithium-Batterien mit hoher Kapazität in einer versiegelten Plastiktüte.

Nickel-Cadmium-Batterie (Ni-Cd-Batterien) ist eine Stromquelle chemischen Ursprungs. Hauptbestandteile: Nickelhydroxid, eine kleine Menge Graphitpulver (nicht mehr als 8%), Lithiumhydroxid-Elektrolysezelle. Die Anode ist Cadmiumhydroxid oder eine Substanz in pulvriger Konsistenz. Ni-Cd-Lamellenbatterien können bis zu 25 Jahre halten, und herkömmliche Batterien können 100 bis 900 aufeinanderfolgende Entlade-/Ladezyklen überstehen.

Wie lädt man Nickel-Cadmium-Akkus auf?

Um das elektrische Potenzial der Batterien wieder aufzufüllen, wird ein automatisches und ein Gegenimpulsladen verwendet. Der erste Typ bezieht sich auf Haushaltsgeräte: einfach herzustellen, kostengünstig, kann gleichzeitig 2-4 Zellen laden. Der zweite Typ (professionell) ist in der Lage, nicht nur zu laden, sondern auch das Arbeitspotential der Batterien aufrechtzuerhalten.

Die Nickel-Cadmium-Batterie „merkt“ sich die untere Grenze der Entladung, bei deren Erreichen sie ihre Funktion einstellt. Daher wird empfohlen, eine vollständige Entladung (bis U=1V) durchzuführen. Kontrollieren Sie die Temperatur, denn wenn sie 50 ° C erreicht, fällt die Batterie aus.

Beim Laden wird ein großer Strom verwendet. Wenn es darum geht, die maximale Leistung des Akkus aufzubringen, ist es besser, ihn mit einem niedrigen Strom zu laden. Für den beschleunigten Lademodus wird eine schrittweise Stromversorgung gewählt (10 % - mittlerer Strom, 80 % - hoher Strom und die restlichen 10 % - minimaler Strom).

Bei Nickel-Cadmium-Batterien steigt die Spannung auf ein bestimmtes Niveau und wird dann auf diesen Wert fixiert. Bei voller Ladung nimmt U ab.

So stellen Sie eine Nickel-Cadmium-Batterie wieder her

Wenn der Ni-Cd-Akku vollständig entladen ist, reagiert er nicht mehr auf den Ladevorgang. Es gibt eine Möglichkeit, seine Leistung wiederherzustellen.

Wenn die Batterie arbeitet, ändern sich die mechanische Festigkeit und die Menge der positiven Elektrode. Die Folge des Prozesses ist die Verschlechterung der Verbindung zwischen Elektrode und aktiver Masse. Das Ergebnis: eine starke Abnahme der Kapazität und Leitfähigkeit und dann - die Beseitigung des Kontakts zwischen den beiden Elektroden.

Die Kapazität sinkt aufgrund von Quarzspleißen, das beim Überladen auftritt. Außerdem erhöht sich die Selbstentladung, insbesondere bei längerer Lagerung.

Nickel-Cadmium-Batterien werden durch einen starken Stoß (wie Berührungen, 2-3 Mal pro Sekunde) mit einem hohen Strom wiederhergestellt. Dies führt zum Zerkleinern großer Kristalle, zur Erneuerung der Kapazität und zu einer Verringerung der eigenen Entladung. Danach können die Akkus ganz normal aufgeladen werden.

Nickel-Cadmium-Akkus oder Lithium-Ionen-Akkus

Wenn Sie einen Nickel-Cadmium-Akku kaufen, ihn gut verwenden und lagern, dann führt dies nicht zu einer Beschädigung des Akkus. Und Lithium-Ionen-Analoga sollten vor der Lagerung aufgeladen werden.

Ni-Cd

gefällt

Geringe Kosten.
Schnelles Laden und Arbeiten mit hohem Ladestrom.
Wiederverwendbares Laden (obligatorisch "from scratch").
Einsatz bei Temperaturen bis -20°C.

stört

Hohe Entladungsladung.
Bei langer Inaktivität sind bis zu 5 Lade-/Entladezyklen zur Wiederherstellung erforderlich.
Um das „Gedächtnis“ zu eliminieren, ist es ratsam, jedes Mal eine vollständige Entladung des Akkus zu erreichen.

Nickel-Cadmium-Autobatterien werden häufig für tragbare Elektrowerkzeuge verwendet.

Li-Ion

gefällt

Es gibt keinen „Memory-Effekt“, sodass der Akku jederzeit wieder aufgeladen werden kann.
Für den Dauereinsatz geeignet, können Sie es lagern, wenn die Ladung etwa 50 % beträgt.
Es entlädt sich sehr langsam (bis zu 5 % in 30 Tagen), hat eine gute Kapazität und stellt sein Potenzial schnell wieder her.

stört

Nicht geeignet für Dauerbetrieb bei Minusgraden.
Erfordert mehr finanzielle Kosten als eine Nickel-Cadmium-Batterie.
Es hat eine zeitlich begrenzte Nutzungsressource.

In Digitalkameras, Kameras, Elektronenmikroskopen, Mobiltelefonen verwendet, halten Lithium-Ionen-Batterien bis zu 5 Jahre.

Die wichtigsten Batterietypen:

Ni-Cd-Nickel-Cadmium-Batterien

Bei Akku-Werkzeugen sind Nickel-Cadmium-Akkus de facto Standard. Ingenieure sind sich ihrer Vor- und Nachteile bewusst, insbesondere Ni-Cd-Nickel-Cadmium-Akkus enthalten Cadmium – ein Schwermetall mit erhöhter Toxizität.

Nickel-Cadmium-Batterien haben einen sogenannten "Memory-Effekt", dessen Kern darin besteht, dass beim Laden einer unvollständig entladenen Batterie ihre erneute Entladung nur bis zu dem Niveau möglich ist, von dem aus sie geladen wurde. Mit anderen Worten, die Batterie „merkt“ sich den Restladungszustand, ab dem sie vollständig aufgeladen wurde.

Beim Laden eines unvollständig entladenen Ni-Cd-Akkus nimmt dessen Kapazität ab.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, mit diesem Phänomen umzugehen. Wir beschreiben nur den einfachsten und zuverlässigsten Weg.

Bei der Verwendung eines Akku-Werkzeugs mit Ni-Cd-Akkus gilt eine einfache Regel: Laden Sie nur vollständig entladene Akkus.

Es wird empfohlen, Ni-Cd-Nickel-Cadmium-Akkus im entladenen Zustand zu lagern, es ist wünschenswert, dass die Entladung nicht tief ist, da es sonst zu irreversiblen Prozessen im Akku kommen kann.

Vorteile von Ni-Cd-Nickel-Cadmium-Batterien

Niedrigpreisige Ni-Cd-Nickel-Cadmium-Batterien
Fähigkeit, den höchsten Laststrom zu liefern
Fähigkeit, den Akku schnell aufzuladen
Aufrechterhaltung einer hohen Batteriekapazität bis zu -20 °C
Eine große Anzahl von Lade-Entlade-Zyklen. Bei ordnungsgemäßem Betrieb funktionieren solche Batterien einwandfrei und ermöglichen bis zu 1000 Lade-Entlade-Zyklen oder mehr.

Nachteile von Ni-Cd-Nickel-Cadmium-Batterien

Relativ hohe Selbstentladung - Ni-Cd-Nickel-Cadmium-Akku verliert am ersten Tag nach einer Vollladung ca. 8-10 % seiner Kapazität.
Während der Lagerung verliert eine Ni-Cd-Nickel-Cadmium-Batterie jeden Monat etwa 8-10 % ihrer Ladung
Nach längerer Lagerung ist die Kapazität des Ni-Cd-Nickel-Cadmium-Akkus nach 5 Lade-Entlade-Zyklen wiederhergestellt.
Um die Lebensdauer des Ni-Cd-Ni-Cd-Akkus zu verlängern, wird empfohlen, ihn jedes Mal vollständig zu entladen, um den „Memory-Effekt“ zu vermeiden.

Ni-MH Nickel-Metallhydrid-Akkus

Diese Batterien werden auf dem Markt als weniger giftig (im Vergleich zu Ni-Cd-Nickel-Cadmium-Batterien) und umweltfreundlicher angeboten, sowohl in der Herstellung als auch in der Entsorgung.

In der Praxis zeigen Ni-MH-Nickel-Metallhydrid-Akkus eine sehr große Kapazität bei etwas kleineren Abmessungen und Gewicht als Standard-Ni-Cd-Nickel-Cadmium-Akkus.

Durch den nahezu vollständigen Verzicht auf die Verwendung giftiger Schwermetalle bei der Konstruktion von Ni-MH Nickel-Metallhydrid-Akkus können diese nach Gebrauch recht sicher und umweltschonend entsorgt werden.

Nickel-Metallhydrid-Akkus haben einen leicht reduzierten „Memory-Effekt“. In der Praxis ist der „Memory-Effekt“ durch die hohe Selbstentladung dieser Akkus nahezu unsichtbar.

Bei der Verwendung von Ni-MH-Nickel-Metallhydrid-Akkus ist es wünschenswert, diese während des Betriebs nicht vollständig zu entladen.

Ni-MH NiMH-Akkus in geladenem Zustand lagern. Bei längeren Betriebsunterbrechungen (mehr als ein Monat) sollten die Batterien nachgeladen werden.

Vorteile von Ni-MH-Nickel-Metallhydrid-Akkus

Ungiftige Batterien
Weniger „Memory-Effekt“
Gute Leistung bei niedriger Temperatur
Große Kapazität im Vergleich zu Ni-Cd-Ni-Cad-Akkus

Nachteile von Ni-MH-Nickel-Metallhydrid-Akkus

Teurere Batterieart
Die Selbstentladungsrate ist etwa 1,5-mal höher als bei Ni-Cd-Ni-Cad-Akkus
Nach 200-300 Lade-Entladezyklen lässt die Arbeitskapazität von Ni-MH-Ni-MH-Akkus leicht nach
Ni-MH-Nickel-Metallhydrid-Akkus haben eine begrenzte Lebensdauer

Li-Ion Lithium-Ionen-Akkus

Der unbestrittene Vorteil von Lithium-Ionen-Akkus ist der kaum wahrnehmbare „Memory-Effekt“.

Dank dieser bemerkenswerten Eigenschaft kann der Li-Ion-Akku je nach Bedarf geladen oder nachgeladen werden. So können Sie beispielsweise einen teilentladenen Lithium-Ionen-Akku vor wichtigen, anspruchsvollen oder langen Arbeiten wieder aufladen.

Leider sind diese Batterien die teuersten Batterien. Zudem haben Lithium-Ionen-Akkus eine begrenzte Lebensdauer, unabhängig von der Anzahl der Lade-Entlade-Zyklen.

Zusammenfassend können wir davon ausgehen, dass sich Lithium-Ionen-Akkus am besten für Fälle mit intensiver Dauernutzung von Akku-Werkzeugen eignen.

Vorteile von Li-Ion-Lithium-Ionen-Akkus

Es gibt keinen „Memory-Effekt“ und daher ist es möglich, den Akku nach Bedarf zu laden und wieder aufzuladen
Lithium-Ionen-Akkus mit hoher Kapazität
Leichte Li-Ion-Lithium-Ionen-Akkus
Rekordtiefe Selbstentladung - nicht mehr als 5 % pro Monat
Fähigkeit zum schnellen Laden von Li-Ion-Lithium-Ionen-Akkus

Nachteile von Li-Ion-Lithium-Ionen-Akkus

Die hohen Kosten von Li-Ion Li-Ionen-Akkus
Reduzierte Betriebszeit bei Temperaturen unter Null Grad Celsius
Begrenzte Lebensdauer

Notiz

Aus der Praxis des Betriebs von Li-Ion-Lithium-Ionen-Akkus in Telefonen, Kameras usw. Es kann festgestellt werden, dass diese Batterien durchschnittlich 4 bis 6 Jahre halten und während dieser Zeit etwa 250-300 Entlade-Ladezyklen standhalten. Dabei wurde absolut deutlich gemerkt: mehr Entlade-Ladezyklen - kürzere Lebensdauer von Li-Ion Lithium-Ionen Akkus!

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