Ni-Ca-Batterien. Ni-Cd-, Ni-MH- und Li-Ion-Akkus

Die Erforschung von Nickel-Metallhydrid-Batterien begann in den 1970er Jahren als Verbesserung von Nickel-Wasserstoff-Batterien, da Gewicht und Volumen von Nickel-Wasserstoff-Batterien die Hersteller nicht zufrieden stellten (der Wasserstoff in diesen Batterien stand unter hohem Druck, was eine starke und schwere Stahlgehäuse). Durch die Verwendung von Wasserstoff in Form von Metallhydriden konnten Gewicht und Volumen der Batterien reduziert werden, zudem wurde die Gefahr der Batterieexplosion bei Überhitzung reduziert.

Seit den 1980er Jahren wurde die NiMH-Akkutechnologie stark verbessert und der kommerzielle Einsatz in verschiedenen Bereichen begonnen. Der Erfolg von NiNH-Akkus wird durch die erhöhte Kapazität (bis zu 40% im Vergleich zu NiCd), die Verwendung recycelbarer Materialien (umweltfreundlich) und eine sehr lange Lebensdauer, die oft die von NiCd-Akkus übertrifft, begünstigt.

Vor- und Nachteile von NiMH-Akkus

Vorteile

・ Höhere Kapazität - 40% oder mehr als herkömmliche NiCd-Akkus
・ Deutlich weniger ausgeprägter "Memory"-Effekt im Vergleich zu Nickel-Cadmium-Akkus - Akku-Servicezyklen können 2-3 mal seltener durchgeführt werden
・ Einfacher Transport - Fluggesellschaften transportieren ohne Vorbedingungen
・ Umweltfreundlich - recycelbar

Nachteile

・ Begrenzte Akkulaufzeit - normalerweise ca. 500-700 volle Lade-/Entladezyklen (obwohl es je nach Betriebsmodus und internem Gerät manchmal Unterschiede geben kann).
・ Memory-Effekt - NiMH-Akkus erfordern regelmäßiges Training (Vollentladung / Ladezyklus)
・ Relativ kurze Haltbarkeit von Batterien - in der Regel nicht mehr als 3 Jahre im entladenen Zustand, danach gehen die wesentlichen Eigenschaften verloren. Eine kühle Lagerung mit 40-60 % Teilladung verlangsamt die Alterung der Batterie.
・ Hohe Selbstentladung der Batterien
・ Begrenzte Stromkapazität – Das Überschreiten der zulässigen Lasten verringert die Batterielebensdauer.
・ Ein spezielles Stufenladegerät ist erforderlich, da beim Laden viel Wärme entsteht und NiMH-Akkus überladen werden.
・ Schlechte Toleranz gegenüber hohen Temperaturen (über 25-30 Celsius)

Aufbau von NiMH-Batterien und -Akkus

Moderne Nickel-Metallhydrid-Batterien haben ein ähnliches internes Design wie Nickel-Cadmium-Batterien. Die positive Nickeloxidelektrode, der alkalische Elektrolyt und der berechnete Wasserstoffdruck sind in beiden Batteriesystemen gleich. Nur die negativen Elektroden unterscheiden sich: bei Nickel-Cadmium-Batterien - eine Cadmium-Elektrode, bei Nickel-Metallhydrid - eine Elektrode auf Basis einer Legierung aus wasserstoffabsorbierenden Metallen.

In modernen Nickel-Metallhydrid-Batterien wird die Zusammensetzung einer wasserstoffadsorbierenden Legierung der Typen AB2 und AB5 verwendet. Andere AB- oder A2B-Legierungen werden nicht häufig verwendet. Was bedeuten die mysteriösen Buchstaben A und B in der Legierung? - Unter dem Symbol A verbirgt sich ein Metall (oder ein Metallgemisch), dessen Hydridbildung Wärme abgibt. Dementsprechend bezeichnet das Symbol B ein Metall, das mit Wasserstoff endotherm reagiert.

Für negative AB5-Elektroden wird eine Mischung aus Seltenerdelementen der Lanthangruppe (Komponente A) und Nickel mit Verunreinigungen anderer Metalle (Kobalt, Aluminium, Mangan) verwendet - Komponente B. Für AB2-Elektroden werden Titan und Nickel mit Verunreinigungen verwendet von Zirkonium, Vanadium, Eisen, Mangan, Chrom.

Nickel-Metallhydrid-Batterien mit Elektroden des Typs AB5 sind aufgrund der besseren Zyklenleistung häufiger anzutreffen, obwohl Batterien mit Elektroden des Typs AB2 billiger sind, eine höhere Kapazität und eine bessere Nennleistung haben.

Beim Zyklen schwankt das Volumen der negativen Elektrode aufgrund der Aufnahme / Entwicklung von Wasserstoff bis zu 15-25% des Originals. Durch Volumenschwankungen kommt es im Elektrodenmaterial zu einer Vielzahl von Mikrorissen. Dieses Phänomen erklärt, warum ein neuer NiMH-Akku mehrere „Trainings“-Lade-/Entladezyklen benötigt, um die Akkuleistung und -kapazität auf Nennwerte zu bringen. Die Bildung von Mikrorissen hat auch eine negative Seite - die Oberfläche der Elektrode nimmt zu, was mit dem Elektrolytverbrauch korrodiert, was zu einem allmählichen Anstieg des Innenwiderstands des Elements und einer Abnahme der Kapazität führt. Um die Rate korrosiver Prozesse zu reduzieren, wird empfohlen, NiMH-Akkus in geladenem Zustand zu lagern.

Die negative Elektrode weist sowohl bei Überladung als auch bei Tiefentladung eine Überkapazität gegenüber der positiven auf, um ein akzeptables Niveau der Wasserstoffentwicklung sicherzustellen. Aufgrund der Korrosion der Legierung nimmt die Überladungskapazität der negativen Elektrode allmählich ab. Sobald die überschüssige Überladekapazität erschöpft ist, wird am Ende des Ladevorgangs an der negativen Elektrode eine große Menge Wasserstoff freigesetzt, was zur Freisetzung von überschüssigem Wasserstoff durch die Zellenventile, zum „Abkochen“ des Elektrolyten führt und Batterieausfall. Um Nickel-Metallhydrid-Batterien aufzuladen, ist daher ein spezielles Ladegerät erforderlich, das das spezifische Verhalten der Batterie berücksichtigt, um die Gefahr der Selbstzerstörung der Batteriezelle zu vermeiden. Achten Sie beim Einsammeln des Akkus darauf, dass die Zellen gut belüftet sind und rauchen Sie nicht in der Nähe des wiederaufladbaren NiMH-Akkus mit hoher Kapazität.

Durch die Zyklen nimmt mit der Zeit auch die Selbstentladung der Batterie durch das Auftreten großer Poren im Separatormaterial und die Ausbildung einer elektrischen Verbindung zwischen den Elektrodenplatten zu. Dieses Problem kann vorübergehend behoben werden, indem der Akku mehrmals tief entladen und dann vollständig aufgeladen wird.

Beim Aufladen von NiMH-Akkus entsteht vor allem am Ende des Ladevorgangs eine ziemlich große Wärmemenge, was eines der Anzeichen dafür ist, dass der Ladevorgang abgeschlossen werden muss. Beim Sammeln mehrerer Batteriezellen in einer Batterie ist ein Batterieparameterüberwachungssystem (BMS) sowie das Vorhandensein von thermisch getrennten leitfähigen Verbindungsbrücken zwischen einem Teil der Batteriezellen erforderlich. Es ist auch ratsam, die Batterien in der Batterie durch Punktschweißen der Jumper zu verbinden, anstatt zu löten.

Die Entladung von NiMH-Akkus bei niedrigen Temperaturen wird dadurch begrenzt, dass diese Reaktion endotherm ist und sich an der negativen Elektrode Wasser bildet, das den Elektrolyten verdünnt, was zu einer hohen Wahrscheinlichkeit des Einfrierens des Elektrolyten führt. Je niedriger die Umgebungstemperatur ist, desto geringer sind daher die Leistungsabgabe und die Batteriekapazität. Im Gegensatz dazu ist bei erhöhten Temperaturen während der Entladung die Entladekapazität des NiMH-Akkus maximal.

Die Kenntnis des Aufbaus und der Funktionsprinzipien ermöglicht es Ihnen, den Vorgang des Betriebs von Nickel-Metallhydrid-Batterien besser zu verstehen. Hoffentlich helfen Ihnen die in diesem Artikel gesammelten Informationen, die Lebensdauer Ihrer Batterie zu verlängern und mögliche gefährliche Folgen aufgrund eines Missverständnisses der Grundsätze der sicheren Verwendung von Nickel-Metallhydrid-Batterien zu vermeiden.

Entladeeigenschaften von NiMH-Akkus bei verschiedenen
Ableitströme bei einer Umgebungstemperatur von 20 °C

Bild von www.compress.ru/Article.aspx?id=16846&iid=781

Duracell Nickel-Metallhydrid-Akku

Bild von www.3dnews.ru/digital/1battery/index8.htm

P.P.S.
Schema einer vielversprechenden Richtung zur Entwicklung von bipolaren Akkumulatoren

Diagramm von bipolaren Blei-Säure-Batterien

Vergleichstabelle der Parameter verschiedener Batterietypen

Geschichte der Erfindung

Die Erforschung der NiMH-Batterietechnologie begann in den 70er Jahren des 20. Jahrhunderts und wurde als Versuch unternommen, die Mängel zu überwinden. Die damals verwendeten Metallhydridverbindungen waren jedoch instabil und die geforderten Eigenschaften wurden nicht erreicht. Infolgedessen ist der Entwicklungsprozess für NiMH-Akkus ins Stocken geraten. 1980 wurden neue Metallhydrid-Verbindungen entwickelt, die für den Einsatz in Batterien ausreichend stabil sind. Seit Ende der 1980er Jahre wurden NiMH-Batterien vor allem hinsichtlich der Energiedichte kontinuierlich verbessert. Ihre Entwickler stellten fest, dass die NiMH-Technologie das Potenzial hat, noch höhere Energiedichten zu erreichen.

Optionen

• Theoretischer Energieverbrauch (Wh/kg): 300 Wh/kg.
• Spezifischer Energieverbrauch: ca. - 60-72 Wh/kg.
• Spezifische Energiedichte (W·h/dm³): ca. - 150 W·h/dm³.
• EMF: 1,25.
• Betriebstemperatur: -60 ... + 55 ° C. (- 40 ... +55)
• Lebensdauer: ca. 300-500 Lade-/Entladezyklen.

Beschreibung

Nickel-Metallhydrid-Batterien des Formfaktors "Krone", normalerweise mit einer Anfangsspannung von 8,4 Volt, reduzieren die Spannung allmählich auf 7,2 Volt, und dann, wenn die Batterieleistung erschöpft ist, nimmt die Spannung schnell ab. Dieser Batterietyp wurde entwickelt, um Nickel-Cadmium-Batterien zu ersetzen. Nickel-Metallhydrid-Akkus haben bei gleichen Abmessungen etwa 20 % mehr Kapazität, aber eine kürzere Lebensdauer - von 200 bis 300 Lade-/Entladezyklen. Die Selbstentladung ist etwa 1,5-2 mal höher als bei Nickel-Cadmium-Batterien.

NiMH-Akkus sind praktisch frei vom „Memory-Effekt“. So können Sie einen unvollständig entladenen Akku laden, wenn er länger als mehrere Tage nicht in diesem Zustand gelagert wurde. Wurde der Akku teilentladen und längere Zeit (mehr als 30 Tage) nicht benutzt, muss er vor dem Laden entladen werden.

Umweltfreundlich.

Die günstigste Betriebsart: Niedrigstromladung, 0,1 der Nennkapazität, Ladezeit - 15-16 Stunden (typische Herstellerempfehlung).

Lagerung

Akkus sollten vollgeladen im Kühlschrank gelagert werden, jedoch nicht unter 0°C. Während der Lagerung empfiehlt es sich, die Spannung regelmäßig (einmal alle 1-2 Monate) zu überprüfen. Er sollte 1,37 nicht unterschreiten. Wenn die Spannung abfällt, müssen die Batterien aufgeladen werden. Der einzige Akku, der entladen gelagert werden kann, sind Ni-Cd-Akkus.

NiMH-Akkus mit geringer Selbstentladung (LSD NiMH)

Die Nickel-Metallhydrid-Batterie mit geringer Selbstentladung, LSD NiMH, wurde erstmals im November 2005 von Sanyo unter der Marke Eneloop eingeführt. Später präsentierten viele weltweite Hersteller ihre LSD-NiMH-Akkus.

Dieser Akkutyp hat eine reduzierte Selbstentladung, wodurch er länger haltbar ist als herkömmliche NiMH-Akkus. Batterien werden als „gebrauchsfertig“ oder „vorgeladen“ vermarktet und als Ersatz für Alkalibatterien vermarktet.

Im Vergleich zu herkömmlichen NiMH-Akkus sind LSD-NiMH-Akkus am sinnvollsten, wenn zwischen Aufladen und Gebrauch des Akkus mehr als drei Wochen vergehen können. Herkömmliche NiMH-Akkus verlieren in den ersten 24 Stunden nach dem Laden bis zu 10 % ihrer Ladekapazität, danach stabilisiert sich der Selbstentladestrom auf bis zu 0,5 % ihrer Kapazität pro Tag. Für LSD NiMH liegt dieser Parameter typischerweise im Bereich von 0,04 % bis 0,1 % Kapazität pro Tag. Die Hersteller behaupten, dass durch die Verbesserung des Elektrolyten und der Elektrode folgende Vorteile von LSD NiMH gegenüber der klassischen Technologie erreicht wurden:

Zu den Mängeln ist anzumerken, dass es eine relativ etwas geringere Kapazität hat. Derzeit (2012) beträgt die maximal erreichte Passkapazität von LSD 2700 mAh.

Beim Testen von Sanyo Eneloop XX-Akkus mit einer Passkapazität von 2500 mAh (min 2400 mAh) stellte sich jedoch heraus, dass alle Akkus in einer Charge von 16 Stück (made in Japan, verkauft in Südkorea) eine noch größere Kapazität haben - von 2550mAh bis 2680mAh ... Getestet mit dem Ladegerät LaCrosse BC-9009.

Eine unvollständige Liste von Langzeitspeicherbatterien (mit geringer Selbstentladung):

• Prolife von Fujicell
• Ready2Use Akku von Varta
• AccuEvolution von AccuPower
• Hybrid, Platinum und OPP vorgeladen von Rayovac
• eneloop von Sanyo
• eniTime von Yuasa
• Infinium von Panasonic
• ReCyko von Gold Peak
• Sofort von Vapex
• Hybrio von Uniross
• Cycle Energy von Sony
• MaxE und MaxE Plus von Ansmann
• EnergyOn von NexCell
• ActiveCharge / StayCharged / Vorgeladen / Akku von Duracell
• Vorgeladen von Kodak
• nx-ready von ENIX energien
• Imedion aus
• Pleomax E-Lock von Samsung
• Centura von Tenergy
• Ecomax von CDR King
• R2G von Lenmar
• LSD gebrauchsfertig von Turnigy

Weitere Vorteile von NiMH-Akkus (LSD NiMH) mit geringer Selbstentladung

Nickel-Metallhydrid-Akkus mit geringer Selbstentladung haben typischerweise einen deutlich geringeren Innenwiderstand als herkömmliche NiMH-Akkus. Dies ist sehr vorteilhaft bei Anwendungen mit hoher Stromaufnahme:

• Stabilere Spannung
• Reduzierte Wärmeentwicklung insbesondere im Schnelllade-/Entlademodus
• Höhere Effizienz
• Hohe Stoßstromkapazität (Beispiel: Kamerablitz lädt schneller)
• Möglichkeit des Dauerbetriebs in Geräten mit geringem Stromverbrauch (Beispiel: Fernbedienungen, Uhren.)

Lademethoden

Das Aufladen erfolgt mit elektrischem Strom mit einer Spannung an der Zelle von bis zu 1,4 - 1,6 V. Die Spannung an einer voll geladenen Zelle ohne Last beträgt 1,4 V. Die Spannung unter Last variiert von 1,4 bis 0,9 V. eine entladene Batterie beträgt 1,0 - 1,1 V (weitere Entladung kann die Zelle beschädigen). Zum Laden der Batterie wird ein konstanter oder gepulster Strom mit kurzzeitigen negativen Impulsen verwendet (um den "Memory"-Effekt wiederherzustellen, die Methode "FLEX Negative Pulse Charging" oder "Reflex Charging").

Überwachung des Ladeendes durch Änderung der Spannung

Eine der Methoden zur Bestimmung des Ladeendes ist die -ΔV-Methode. Das Bild zeigt ein Diagramm der Zellspannung während des Ladevorgangs. Das Ladegerät lädt den Akku mit konstantem Strom. Nachdem die Batterie vollständig geladen ist, beginnt die Spannung an ihr abzufallen. Der Effekt wird nur bei ausreichend hohen Ladeströmen (0.5C..1C) beobachtet. Das Ladegerät sollte diesen Sturz erkennen und den Ladevorgang abschalten.

Es gibt auch die sogenannte „Inflexion“ – eine Methode zur Bestimmung des Endes des Schnellladens. Der Kern des Verfahrens besteht darin, dass nicht die maximale Spannung an der Batterie analysiert wird, sondern das Maximum der Spannungsableitung nach der Zeit. Das heißt, das Schnellladen stoppt in dem Moment, in dem die Spannungsanstiegsrate maximal ist. Dadurch kann die Schnellladephase früher abgeschlossen werden, wenn die Batterietemperatur noch nicht deutlich angestiegen ist. Das Verfahren erfordert jedoch eine genauere Messung der Spannung und einige mathematische Berechnungen (Berechnung der Ableitung und digitale Filterung des erhaltenen Wertes).

Kontrolle des Ladeendes durch Änderung der Temperatur

Beim Laden einer Zelle mit Gleichstrom wird der größte Teil der elektrischen Energie in chemische Energie umgewandelt. Wenn die Batterie vollständig geladen ist, wird die zugeführte elektrische Energie in Wärme umgewandelt. Bei ausreichend großem Ladestrom können Sie durch den Einbau eines Batterietemperatursensors das Ende der Ladung durch einen starken Anstieg der Zelltemperatur feststellen. Die maximal zulässige Batterietemperatur beträgt 60 °C.

Einsatzgebiete

Ersatz einer galvanischen Standardzelle, Elektrofahrzeuge, Defibrillatoren, Raketen- und Raumfahrttechnik, autonome Stromversorgungssysteme, Funkanlagen, Beleuchtungsanlagen.

Auswahl der Batteriekapazität

Bei der Verwendung von NiMH-Akkus sollten Sie nicht immer der großen Kapazität hinterherlaufen. Je größer die Batteriekapazität ist, desto höher ist (unter sonst gleichen Bedingungen) ihr Selbstentladestrom. Betrachten Sie als Beispiel Batterien mit einer Kapazität von 2500 mAh und 1900 mAh. Akkus, die vollständig geladen sind und beispielsweise einen Monat lang nicht verwendet werden, verlieren durch Selbstentladung einen Teil ihrer elektrischen Kapazität. Ein Akku mit größerer Kapazität verliert viel schneller an Leistung als ein Akku mit geringerer Kapazität. So haben die Batterien beispielsweise nach einem Monat eine ungefähr gleiche Ladung und nach noch längerer Zeit wird die anfänglich kapazitätsreichere Batterie eine geringere Ladung enthalten.

Aus praktischer Sicht sind Hochleistungsakkus (1500-3000 mAh bei AA-Batterien) sinnvoll, um kurzzeitig und ohne vorherige Lagerung in Geräten mit hohem Energieverbrauch eingesetzt zu werden. Zum Beispiel:

• In funkgesteuerten Modellen;
• In der Kamera - um die Anzahl der in relativ kurzer Zeit aufgenommenen Bilder zu erhöhen;
• Bei anderen Geräten, bei denen die Ladung in relativ kurzer Zeit aufgebraucht ist.

Batterien mit geringer Kapazität (300-1000 mAh für AA-Batterien) eignen sich eher für die folgenden Fälle:

• Wenn die Nutzung der Ladung nicht unmittelbar nach dem Aufladen beginnt, sondern erst nach längerer Zeit;
• Zur regelmäßigen Verwendung in Geräten (Handlampen, GPS-Navigationsgeräte, Spielzeug, Walkie-Talkies);
• Für den Langzeiteinsatz in einem Gerät mit moderatem Stromverbrauch.

Hersteller

Nickel-Metallhydrid-Batterien werden von verschiedenen Firmen hergestellt, darunter:

• Kamelion
• Lenmar
• Unsere Stärke
• NIAI-QUELLE
• Platz

siehe auch

Literatur

• Khrustalev D.A. Akkumulatoren. M: Smaragd, 2003.

Notizen (Bearbeiten)

Links

• GOST 15596-82 Chemische Stromquellen. Begriffe und Definitionen
• GOST R IEC 61436-2004 Versiegelte Nickel-Metallhydrid-Batterien
• GOST R IEC 62133-2004 Akkumulatoren und Akkumulatoren mit alkalischen und anderen nicht-sauren Elektrolyten. Sicherheitsanforderungen an tragbare versiegelte Akkumulatoren und Batterien daraus für den tragbaren Gebrauch

Aus Betriebserfahrung

NiMH-Zellen werden weithin als Hochenergiezellen, kältebeständig und gedächtnislos beworben. Nachdem ich eine Digitalkamera Canon PowerShot A 610 gekauft hatte, habe ich sie natürlich mit einem großen Speicher für 500 hochwertige Bilder ausgestattet, und um die Aufnahmedauer zu erhöhen, kaufte ich 4 NiMH-Zellen mit einer Kapazität von 2500 mAh von Duracell.

Vergleichen wir die Eigenschaften der von der Industrie hergestellten Elemente:

Tabelle 1.

Aus der Tabelle können wir erkennen, dass NiMH-Zellen eine hohe Energiekapazität haben, was sie zur bevorzugten Wahl macht.

Um sie aufzuladen, wurde ein intelligentes Ladegerät DESAY Full-Power Harger angeschafft, das mit ihrem Training das Aufladen von NiMH-Zellen ermöglicht. Die Zellen wurden mit hoher Qualität aufgeladen, aber ... Bei der sechsten Ladung befahl es jedoch, eine lange Zeit zu leben. Elektronik durchgebrannt.

Nach dem Austausch des Ladegeräts und mehreren Lade-Entlade-Zyklen begannen die Akkus in den zweiten oder dritten zehn Schüssen zu sitzen.

Es stellte sich heraus, dass NiMH-Zellen trotz der Zusicherungen auch über einen Speicher verfügen.

Und die meisten modernen tragbaren Geräte, die sie verwenden, verfügen über einen integrierten Schutz, der den Strom abschaltet, wenn eine bestimmte Mindestspannung erreicht wird. Dadurch wird verhindert, dass der Akku vollständig entladen wird. Hier beginnt die Erinnerung an die Elemente, ihre Rolle zu spielen. Unvollständig entladene Zellen werden unvollständig geladen und ihre Kapazität sinkt mit jeder Aufladung.

Hochwertige Ladegeräte ermöglichen das Laden ohne Kapazitätsverlust. Aber etwas, das ich beim Verkauf für Zellen mit einer Kapazität von 2500 mAh nicht finden konnte. Es bleibt, sie regelmäßig zu trainieren.

NiMH-Zelltraining

Alles was unten geschrieben steht, gilt nicht für Batteriezellen, die eine starke Selbstentladung haben. ... Sie können nur weggeworfen werden, die Erfahrung zeigt, dass sie sich nicht zum Training eignen.

Das NiMH-Zelltraining besteht aus mehreren (1-3) Entlade-Ladezyklen.

Es wird solange entladen, bis die Spannung an der Batteriezelle auf 1V abfällt. Es empfiehlt sich, die Zellen einzeln zu entladen. Der Grund dafür ist, dass die Fähigkeit, die Verantwortung zu übernehmen, variieren kann. Und es wird stärker, wenn Sie ohne Training aufladen. Daher kommt es zu einer vorzeitigen Auslösung des Spannungsschutzes Ihres Gerätes (Player, Kamera, ...) und anschließendem Aufladen des ungeladenen Elements. Die Folge davon ist ein zunehmender Kapazitätsverlust.

Das Entladen muss in einem speziellen Gerät (Abb. 3) erfolgen, das für jedes Element einzeln durchgeführt werden kann. Wenn keine Spannungsregelung vorhanden ist, wurde die Entladung bis zu einer merklichen Abnahme der Helligkeit der Lampe durchgeführt.

Und wenn Sie die Brenndauer der Glühbirne messen, können Sie die Kapazität des Akkus bestimmen, sie berechnet sich nach der Formel:

Kapazität = Entladestrom x Entladezeit = I x t (A * Stunde)

Eine Batterie mit einer Kapazität von 2500 mA Stunde kann einen Strom von 0,75 A für 3,3 Stunden an die Last liefern, wenn die durch die Entladung erhaltene Zeit geringer ist bzw. die Restkapazität geringer ist. Und wenn die benötigte Kapazität nachlässt, müssen Sie den Akku weiter trainieren.

Um nun die Batteriezellen zu entladen, verwende ich ein Gerät, das nach dem in Abb. 3 gezeigten Schema hergestellt wurde.

Es besteht aus einem alten Ladegerät und sieht so aus:

Nur jetzt sind es 4 Glühbirnen, wie in Abb. 3. Es ist notwendig, über Glühbirnen gesondert zu sagen. Wenn die Lampe einen Entladestrom hat, der dem Nennwert einer bestimmten Batterie entspricht oder etwas darunter liegt, kann sie als Last und Anzeige verwendet werden, andernfalls ist die Lampe nur eine Anzeige. Dann muss der Widerstand so groß sein, dass der Gesamtwiderstand von El 1-4 und dem Parallelwiderstand R 1-4 etwa 1,6 Ohm beträgt Das Ersetzen einer Glühbirne durch eine LED ist nicht akzeptabel.

Ein Beispiel für eine Glühbirne, die als Last verwendet werden kann, ist eine 2,4-V-Krypto-Taschenlampenbirne.

Ein Sonderfall.

Beachtung! Hersteller garantieren nicht den normalen Betrieb von Batterien mit Ladeströmen, die den Schnellladestrom überschreiten I sollte kleiner sein als die Batteriekapazität. Bei Batterien mit einer Kapazität von 2500mA * Stunde sollte sie also unter 2,5A liegen.

Es kommt vor, dass NiMH-Zellen nach der Entladung eine Spannung von weniger als 1,1 V haben. In diesem Fall ist es erforderlich, die im obigen Artikel im MIR PC-Magazin beschriebene Technik anzuwenden. Ein Element oder eine Reihe von Elementen wird über eine 21-W-Autoglühbirne mit einer Stromquelle verbunden.

Ich möchte Sie noch einmal darauf aufmerksam machen! Die Selbstentladung solcher Elemente muss überprüft werden! In den meisten Fällen sind es die Elemente mit reduzierter Spannung, die eine erhöhte Selbstentladung aufweisen. Diese Elemente sind leichter zu verwerfen.

Die Aufladung erfolgt vorzugsweise individuell für jedes Element.

Bei zwei Zellen mit einer Spannung von 1,2 V sollte die Ladespannung 5-6 V nicht überschreiten. Während des erzwungenen Ladens ist das Licht auch ein Indikator. Wenn die Helligkeit der Glühbirne nachlässt, können Sie die Spannung an der NiMH-Zelle überprüfen. Sie beträgt mehr als 1,1 V. Normalerweise dauert diese anfängliche Boost-Ladung 1 bis 10 Minuten.

Wenn die NiMH-Zelle während mehrerer Minuten erzwungener Ladung die Spannung nicht erhöht, erwärmt sie sich - dies ist ein Grund, sie aus der Ladung zu nehmen und zu entsorgen.

Ich empfehle, nur Ladegeräte mit der Fähigkeit zu verwenden, Zellen beim Aufladen zu trainieren (zu regenerieren). Wenn keine solchen vorhanden sind, trainieren Sie sie nach 5-6 Arbeitszyklen in der Ausrüstung, ohne auf einen vollständigen Kapazitätsverlust zu warten, und lehnen Sie Elemente mit starker Selbstentladung ab.

Und sie werden dich nicht im Stich lassen.

In einem der Foren kommentierte dieser Artikel "es ist dumm geschrieben, aber es gibt nichts anderes". Das ist also nicht "dumm", sondern einfach und zur Ausführung in der Küche für jeden verfügbar, der Hilfe braucht. Das heißt, so einfach wie möglich. Fortgeschrittene können einen Controller aufsetzen, einen Computer anschließen, ......, aber das ist eine andere geschichte.

Damit es nicht dumm erscheint

Es gibt intelligente Ladegeräte für NiMH-Zellen.

Ein solches Ladegerät arbeitet mit jedem Akku separat.

Er kann:

1. individuell mit jeder Batterie in verschiedenen Modi arbeiten,
2. Akkus im schnellen und langsamen Modus laden,
3. individuelle LCD-Anzeige für jedes Batteriefach,
4. jeden der Akkus unabhängig laden,
5. Laden von ein bis vier Akkus unterschiedlicher Kapazität und Größe (AA oder AAA),
6. schützt den Akku vor Überhitzung,
7. schützt jede Batterie vor Überladung,
8. Bestimmung des Ladeendes durch Spannungsabfall,
9. defekte Batterien identifizieren,
10. Batterie auf Restspannung vorentladen,
11. alte Batterien restaurieren (Lade-Entlade-Training),
12. Überprüfen Sie die Kapazität der Batterien,
13. Anzeige auf dem LCD: - Ladestrom, Spannung, geben die aktuelle Kapazität wieder.

Am wichtigsten, ich betone, können Sie mit dieser Art von Gerät individuell mit jedem Akku arbeiten.

Laut Benutzerbewertungen können Sie mit einem solchen Ladegerät die meisten der vernachlässigten und wartungsfähigen Batterien wiederherstellen, um die gesamte garantierte Lebensdauer zu betreiben.

Leider habe ich ein solches Ladegerät nicht verwendet, da es in der Provinz einfach nicht zu kaufen ist, aber in den Foren findet man viele Bewertungen.

Die Hauptsache ist, nicht mit hohen Strömen zu laden, trotz des deklarierten Modus mit Strömen von 0,7 - 1A ist dies immer noch ein kleines Gerät und kann eine Leistung von 2-5 Watt abgeben.

Abschluss

Jede Rückgewinnung von NiMh-Akkus ist streng individuell (mit jedem einzelnen Element) Arbeit. Mit ständiger Überwachung und Ablehnung von Elementen, die keine Aufladung akzeptieren.

Und der beste Weg, sie wieder aufzubauen, sind intelligente Ladegeräte, die es Ihnen ermöglichen, jede Zelle einzeln abzulehnen und zu laden und zu entladen. Und da solche Geräte nicht automatisch mit Akkus beliebiger Kapazität arbeiten, sind sie für Zellen einer genau definierten Kapazität gedacht oder müssen kontrollierte Lade- und Entladeströme haben!

Der Hauptunterschied zwischen Ni-Cd-Akkus und Ni-Mh-Akkus ist ihre Zusammensetzung. Die Basis der Batterie ist die gleiche - es ist Nickel, es ist die Kathode und die Anoden sind unterschiedlich. Bei einer Ni-Cd-Batterie besteht die Anode aus Metallkadmium, bei einer Ni-Mh-Batterie ist die Anode eine Wasserstoff-Metallhydrid-Elektrode.

Jeder Akkutyp hat seine Vor- und Nachteile. Wenn Sie diese kennen, können Sie den benötigten Akku genauer auswählen.

Passt das alte Ladegerät in den neuen Akku, wenn ich von Ni-Cd auf Ni-Mh wechsele oder umgekehrt?

Das Ladeprinzip für beide Akkus ist exakt gleich, sodass das Ladegerät vom vorherigen Akku verwendet werden kann. Als Faustregel für das Laden dieser Akkus gilt, dass sie erst geladen werden können, wenn sie vollständig entladen sind. Diese Forderung ist darauf zurückzuführen, dass beide Batterietypen dem „Memory-Effekt“ unterliegen, wobei dieses Problem bei Ni-Mh-Batterien minimiert wird.

Wie lagert man Ni-Cd- und Ni-Mh-Akkus richtig?

Lagern Sie den Akku am besten an einem kühlen, trockenen Ort, denn je höher die Lagertemperatur, desto schneller entlädt sich der Akku. Die Batterie kann in jedem Zustand außer vollständig entladen oder vollständig geladen gelagert werden. Die optimale Ladung beträgt 40-60 %%. Einmal alle 2-3 Monate sollte nachgeladen werden (wegen vorhandener Selbstentladung), entladen und wieder auf 40-60 % der Kapazität geladen werden. Eine Lagerung von bis zu fünf Jahren ist akzeptabel. Nach der Lagerung sollte der Akku entladen, wieder aufgeladen und dann normal verwendet werden.

Kann ich Batterien mit einer größeren oder kleineren Kapazität als die des Original-Akkus verwenden?

Die Akkukapazität ist die Zeit, die Ihr Elektrowerkzeug mit Akkustrom betrieben hat. Dementsprechend gibt es für ein Elektrowerkzeug absolut keinen Unterschied in der Akkukapazität. Der eigentliche Unterschied besteht nur in der Ladezeit des Akkus und der Betriebszeit des Elektrowerkzeugs im Akkubetrieb. Bei der Auswahl der Akkukapazität sollten Sie von Ihren Anforderungen ausgehen, wenn Sie länger mit einem Akku arbeiten müssen - die Wahl fällt auf kapazitätsstärkere Akkus, sind die kompletten Akkus vollständig gesättigt, dann sollten Sie auf Akkus von gleichem oder gleichem Wert bleiben ähnliche Kapazität.

Aufgrund der Fortschritte in der Herstellung werden Ni-Cd-Batterien heute in den meisten tragbaren elektronischen Geräten verwendet. Angemessene Kosten und hohe Leistung haben den vorgestellten Batterietyp populär gemacht. Solche Geräte werden heute häufig in Werkzeugen, Kameras, Musikplayern usw. verwendet. Damit ein Akku lange hält, müssen Sie lernen, wie man Ni-Cd-Akkus auflädt. Wenn Sie die Betriebsregeln solcher Geräte einhalten, können Sie deren Lebensdauer erheblich verlängern.

Hauptmerkmale

Um zu verstehen, wie Ni-Cd-Akkus geladen werden, müssen Sie sich mit den Funktionen solcher Geräte vertraut machen. Sie wurden 1899 von W. Jungner erfunden. Allerdings war deren Herstellung damals zu teuer. Die Technik hat sich verbessert. Heute werden einfach zu handhabende und relativ preiswerte Nickel-Cadmium-Batterien angeboten.

Die vorgestellten Geräte erfordern eine schnelle Aufladung und eine langsame Entladung. Außerdem muss die Entleerung der Batteriekapazität vollständig durchgeführt werden. Die Aufladung erfolgt mit Stoßströmen. Diese Parameter sollten während der gesamten Lebensdauer des Gerätes eingehalten werden. Wenn Sie Ni-Cd kennen, können Sie dessen Lebensdauer um mehrere Jahre verlängern. Darüber hinaus werden solche Batterien auch unter schwierigsten Bedingungen eingesetzt. Merkmal der vorgestellten Akkus ist der „Memory-Effekt“. Wenn die Batterie nicht regelmäßig vollständig entladen wird, bilden sich auf den Platten ihrer Zellen große Kristalle. Sie reduzieren die Kapazität des Akkus.

Vorteile

Um zu verstehen, wie Ni-Cd-Akkus eines Schraubendrehers, einer Kamera, einer Kamera und anderer tragbarer Geräte richtig aufgeladen werden, müssen Sie sich mit der Technologie dieses Prozesses vertraut machen. Es ist einfach und erfordert keine besonderen Kenntnisse und Fähigkeiten des Benutzers. Auch nach längerer Lagerung lässt sich der Akku schnell wieder aufladen. Dies ist einer der Vorteile der vorgestellten Geräte, die sie gefragt machen.

Nickel-Cadmium-Akkus haben eine hohe Anzahl von Lade- und Entladezyklen. Je nach Hersteller und Einsatzbedingungen kann dieser Wert über 1.000 Zyklen erreichen. Der Vorteil des Ni-Cd-Akkus ist seine Ausdauer und die Fähigkeit, unter Stress zu arbeiten. Auch bei kaltem Betrieb funktioniert das Gerät einwandfrei. Seine Kapazität ändert sich unter solchen Bedingungen nicht. In jedem Ladezustand kann der Akku lange gelagert werden. Sein wichtiger Vorteil sind seine geringen Kosten.

Nachteile

Einer der Nachteile der vorgestellten Geräte ist die Tatsache, dass der Benutzer unbedingt lernen muss, wie man richtig auflädt Ni-Cd-Akkus. Die vorgestellten Akkus haben, wie oben erwähnt, einen Memory-Effekt. Daher muss der Benutzer regelmäßig vorbeugende Maßnahmen ergreifen, um es zu beseitigen.

Die Energiedichte der vorgestellten Batterien wird etwas niedriger sein als die anderer Arten autonomer Stromquellen. Darüber hinaus werden bei der Herstellung dieser Geräte Materialien verwendet, die giftig und für die Umwelt und die menschliche Gesundheit unsicher sind. Die Entsorgung solcher Stoffe ist mit zusätzlichen Kosten verbunden. Daher ist die Verwendung solcher Batterien in einigen Ländern eingeschränkt.

Ni-Cd-Akkus benötigen nach längerer Lagerung einen Ladezyklus. Dies liegt an der hohen Selbstentladungsrate. Auch das ist ein Konstruktionsfehler. Allerdings wissen wie man richtig auflädt Ni-Cd-Batterien, verwenden Sie sie richtig, Sie können Ihre Geräte viele Jahre lang mit einer autonomen Stromquelle versorgen.

Verschiedene Ladegeräte

Um eine Nickel-Cadmium-Batterie richtig aufzuladen, müssen spezielle Geräte verwendet werden. Meistens wird es mit einer Batterie geliefert. Wenn aus irgendeinem Grund kein Ladegerät vorhanden ist, können Sie es separat erwerben. Heute werden automatische und reversible Impulsversionen verkauft. Bei Verwendung des ersten Gerätetyps muss der Benutzer nichts wissen auf welche spannung laden Ni-Cd-Akkus. Der Vorgang wird automatisch durchgeführt. In diesem Fall können Sie bis zu 4 Akkus gleichzeitig laden oder entladen.

Über einen speziellen Schalter wird das Gerät in den Entlademodus geschaltet. In diesem Fall leuchtet die Farbanzeige gelb. Nach Abschluss dieses Vorgangs wechselt das Gerät automatisch in den Lademodus. Die rote Anzeige leuchtet auf. Wenn der Akku die erforderliche Kapazität erreicht hat, stellt das Gerät die Stromversorgung des Akkus ein. In diesem Fall wird die Anzeige grün. Wendegeräte gehören zur Gruppe der professionellen Geräte. Sie sind in der Lage, mehrere Lade- und Entladezyklen unterschiedlicher Dauer durchzuführen.

Spezial- und Universalladegeräte

Viele Nutzer interessieren sich für die Frage nach dem Wie So laden Sie einen Akkuschrauber auf Ni-Cd-Typ. In diesem Fall funktioniert ein herkömmliches Gerät für Fingerbatterien nicht. Ein spezielles Ladegerät wird meistens mit einem Schraubendreher geliefert. Es sollte bei der Wartung der Batterie verwendet werden. Wenn das Ladegerät nicht verfügbar ist, sollten Sie Geräte für die Batterien des vorgestellten Typs kaufen. In diesem Fall kann nur der Akku des Schraubers geladen werden. Wenn Batterien unterschiedlicher Art im Einsatz sind, lohnt sich die Anschaffung von Universalgeräten. Es wird die Wartung von autonomen Energiequellen für fast alle Geräte (Kameras, Schraubendreher und sogar Batterien) ermöglichen. Es kann beispielsweise Ni-Cd-Akkus iMAX B6 laden. Dies ist ein einfaches und nützliches Gerät im Haushalt.

Entladen des gepressten Akkus

Das besondere Design zeichnet sich durch extrudiertes Ni- aus und die Entladung der vorgestellten Geräte hängt von deren Innenwiderstand ab. Dieser Indikator wird durch einige Konstruktionsmerkmale beeinflusst. Für den Langzeitbetrieb der Geräte werden Scheibenbatterien verwendet. Sie haben flache Elektroden von ausreichender Dicke. Während des Entladens sinkt ihre Spannung langsam auf 1,1 V. Dies kann durch Zeichnen einer Kurve überprüft werden.

Wenn die Batterie weiterhin auf 1 V entladen wird, beträgt ihre Entladekapazität 5-10% des ursprünglichen Wertes. Wird der Strom auf 0,2 C erhöht, wird die Spannung deutlich reduziert. Dies gilt auch für die Kapazität des Akkus. Dies liegt an der Unmöglichkeit, die Masse gleichmäßig über die gesamte Oberfläche der Elektrode zu entladen. Daher ist ihre Dicke heute reduziert. Gleichzeitig gibt es 4 Elektroden im Design der Scheibenbatterie. In diesem Fall können sie mit einem Strom von 0,6 C entladen werden.

Zylindrische Batterien

Batterien mit gesinterten Elektroden sind heute weit verbreitet. Sie haben einen geringen Widerstand und bieten eine hohe Energieeffizienz des Geräts. Ladespannung Diese Art von Ni-Cd-Akku wird auf 1,2 V gehalten, bis 90% der spezifizierten Kapazität verloren geht. Etwa 3% davon gehen bei der nächsten Entladung von 1,1 auf 1 V verloren. Der vorgestellte Batterietyp kann mit einem Strom von 3-5 C entladen werden.

Rollenelektroden werden in zylindrische Akkumulatoren eingebaut. Sie können mit einem Strom mit höheren Raten entladen werden, der bei 7-10 ° C liegt. Die Kapazitätsanzeige ist bei einer Temperatur von +20 ° C maximal. Mit seiner Erhöhung ändert sich dieser Wert unwesentlich. Sinkt die Temperatur auf 0 °C und darunter, nimmt die Entladekapazität direkt proportional zum Anstieg des Entladestroms ab. So laden Sie Ni- Cd-Batterien, Sorten die zum Verkauf stehen, müssen Sie sich im Detail überlegen.

Allgemeine Laderegeln

Beim Laden einer Nickel-Cadmium-Batterie ist es unbedingt erforderlich, den zu den Elektroden fließenden Überstrom zu begrenzen. Dies ist aufgrund des Wachstums im Inneren des Gerätes während dieses Druckvorgangs notwendig. Beim Laden wird Sauerstoff freigesetzt. Dies wirkt sich auf die aktuelle Auslastung aus, die sinken wird. Es gibt bestimmte Anforderungen, die erklären, wie Ni- Cd-Batterien. Parameter Prozess wird von den Herstellern von Sondergeräten berücksichtigt. Ladegeräte melden im Zuge ihrer Arbeit 160 % des Nennkapazitätswertes an die Batterie. Der Temperaturbereich muss während des gesamten Prozesses im Bereich von 0 bis +40 °C bleiben.

Standard-Lademodus

Hersteller müssen in der Anleitung angeben, wie viel aufladen Ni-Cd-Akku und wie es geht. In den meisten Fällen ist die Durchführung dieses Vorgangs für die meisten Batterietypen Standard. Wenn der Akku eine Spannung von 1 V hat, sollte er innerhalb von 14-16 Stunden geladen werden. In diesem Fall sollte der Strom 0,1 C betragen.

In einigen Fällen können die Eigenschaften des Prozesses geringfügig abweichen. Dies wird durch die konstruktiven Merkmale des Gerätes sowie die erhöhte Belastung der Wirkmasse beeinflusst. Dies ist notwendig, um die Batteriekapazität aufzubauen.

Der Benutzer könnte auch interessiert sein an mit welchem ​​strom soll der akku geladen werden Ni-Cd. In diesem Fall gibt es zwei Möglichkeiten. Im ersten Fall ist der Strom während des gesamten Prozesses konstant. Mit der zweiten Option können Sie den Akku lange aufladen, ohne ihn zu beschädigen. Das Schema geht von der Verwendung einer schrittweisen oder glatten Stromabnahme aus. In der ersten Stufe wird es 0,1 C deutlich überschreiten.

Beschleunigtes Laden

Es gibt andere Möglichkeiten, wie Ni- Cd-Batterien. Aufladen Batterie dieses Typs im beschleunigten Modus? Hier gibt es ein ganzes System. Hersteller beschleunigen diesen Prozess durch die Einführung spezieller Geräte. Sie können mit höheren Strömen geladen werden. In diesem Fall verfügt das Gerät über eine spezielle Steuerung. Es verhindert ein Überladen des Akkus. Entweder die Batterie selbst oder ihr Ladegerät kann ein solches System haben.

Zylindrische Gerätetypen werden mit einem konstanten Strom geladen, dessen Wert 0,2 C beträgt. Der Vorgang dauert nur 6-7 Stunden. In einigen Fällen ist es erlaubt, den Akku 3-4 Stunden lang mit einer Stromstärke von 0,3 C aufzuladen. In diesem Fall ist die Prozesskontrolle unabdingbar. Bei der beschleunigten Durchführung des Verfahrens sollte die Überladungsanzeige nicht mehr als 120-140% der Kapazität betragen. Es gibt sogar Akkus, die in nur 1 Stunde vollständig aufgeladen werden können.

Ladevorgang beenden

Der Abschluss des Vorgangs muss berücksichtigt werden, wenn Sie untersuchen, wie Ni-Cd-Akkus geladen werden. Nachdem kein Strom mehr zu den Elektroden fließt, steigt der Druck in der Batterie weiter an. Dieser Prozess tritt aufgrund der Oxidation von Hydroxylionen an den Elektroden auf.

Seit einiger Zeit besteht eine allmähliche Gleichung der Geschwindigkeit der Sauerstoffentwicklung und -absorption an beiden Elektroden. Dies führt zu einem allmählichen Abfall des Drucks im Inneren des Akkumulators. Wenn die Überladung erheblich war, wird dieser Vorgang langsamer.

Modus-Einstellung

Zu richtig laden Ni-Cd-Akku müssen Sie die Regeln zum Aufstellen des Geräts kennen (sofern vom Hersteller bereitgestellt). Die Nennkapazität der Batterie muss einen Ladestrom von bis zu 2 C aufweisen. Die Impulsart muss gewählt werden. Es kann Normal, Re-Flex oder Flex sein. Die Empfindlichkeitsschwelle (Druckabfall) sollte 7-10 mV betragen. Es wird auch Delta-Peak genannt. Es ist besser, es auf das Minimum einzustellen. Der Pumpstrom muss im Bereich von 50-100 mAh eingestellt werden. Um die Leistung des Akkus voll ausnutzen zu können, müssen Sie mit hohem Strom laden. Wird seine maximale Leistung benötigt, wird der Akku im Normalbetrieb mit geringem Strom geladen. Nach Überlegung, wie Ni-Cd-Akkus geladen werden, wird jeder Benutzer in der Lage sein, diesen Vorgang korrekt durchzuführen.