Каким током разряжать nimh аккумуляторы. NiMH аккумуляторы, их тренировка и восстановление

ВведениеНесмотря на широкое распространение литий-ионных аккумуляторов в малогабаритных устройствах – плеерах, мобильных телефонах, дорогих беспроводных мышках – обычные батарейки формата AA пока не собираются сдавать позиции. Они дёшевы, их можно купить в любом киоске, наконец, сделав питание от стандартных батареек, производитель устройства может переложить заботу об их смене (или, в случае аккумуляторов, зарядке) на пользователя и тем самым сэкономить ещё несколько долларов.

Батарейки формата AA используются в большинстве недорогих беспроводных мышек, практически во всех беспроводных клавиатурах, в пультах дистанционного управления, в недорогих фотоаппаратах-«мыльницах» и дорогих профессиональных фотовспышках, в фонарях и детских игрушках... в общем, перечислять можно долго.

И всё чаще эти батарейки заменяются аккумуляторами, как правило – никель-металлгидридными, имеющими паспортную ёмкость от 2500 до 2700 мА*ч и рабочее напряжение 1,2 В. Идентичные с батарейками габариты и близкое напряжение позволяют без проблем устанавливать их практически в любое устройство, изначально рассчитанное на батарейки. Выгода очевидна: мало того, что один аккумулятор выдерживает несколько сотен циклов перезарядки, так ещё и ёмкость его при хоть сколь-нибудь серьёзной нагрузке оказывается ощутимо выше, чем у батареек . А значит, вы не только сэкономите деньги, но ещё и получите более «долгоиграющее» устройство.

В сегодняшней же статье мы рассмотрим – и проверим на практике – 16 аккумуляторов разных производителей и с разными параметрами, чтобы определиться, какие же из них стоит покупать. В частности, не останутся без внимания и не столь давно появившиеся в продаже аккумуляторы с уменьшенным током саморазряда, способные месяцами лежать в заряженном состоянии – и оставаться готовыми к использованию в любую минуту.

Напомним нашим читателям, что устройство и базовые особенности различных типов элементов питания, а также вопросы выбора зарядных устройств для Ni-MH аккумуляторов мы уже описывали ранее .

Методика тестирования

Подробное описание методики можно найти в отдельной статье, целиком посвящённой этой теме: «».

Если же говорить вкратце, то для тестирования аккумуляторов нами используется зарядное устройство Sanyo MQR-02 (четыре независимых канала заряда, ток 565 мА), четырёхканальная стабилизированная нагрузка собственного изготовления, позволяющая испытывать одновременно четыре аккумулятора, а также самописец Velleman PCS10, с помощью которого строится график зависимости напряжения на аккумуляторах от времени.

Все аккумуляторы перед испытаниями проходят тренировку – два полных цикла заряд-разряд. Измерение ёмкости аккумуляторов начинается сразу после зарядки – за исключением теста на ток саморазряда, перед которым аккумуляторы выдерживаются в течение недели при комнатной температуре без нагрузки. В большинстве тестов каждая модель представлена двумя экземплярами, но в некоторых случаях – на аккумуляторах GP и Philips, показавших неожиданно плохие результаты – мы перепроверяли измерения на четырёх аккумуляторах. Впрочем, каких-либо серьёзных расхождений между разными экземплярами не было ни в одном из тестов.

Так как кривые напряжения у большинства аккумуляторов схожи – исключением в сегодняшней статье стала лишь продукция NEXcell – мы приводим результаты измерения только в ампер-часах (А*ч). Перевод их в ватт-часы по указанной причине на расстановку сил не повлияет.

Ansmann Energy Digital (2700 мА*ч)

Открывает нашу статью марка аккумуляторов, не очень часто встречающаяся в магазинах, но при этом достаточно известная и пользующаяся хорошей репутацией среди фотографов.

Тем не менее, выступили аккумуляторы Ansmann не более чем средне – в общем зачёте ни в одном из тестов они не поднялись даже до середины итоговой таблицы. Отставание от лидеров по ёмкости составило около 15–20 %. Впрочем, других проблем с ними не было.

Ansmann Energy Digital (2850 мА*ч)

Более ёмкая версия предыдущих аккумуляторов, внешне, на первый взгляд, отличающаяся только надписью на корпусе.

Впрочем, при внимательном рассмотрении отличия оказались более существенными:

Как вы видите на фотографии, корпус у старшей модели немного крупнее, нежели у младшей, а плюсовой контакт сделан, наоборот, короче, чтобы сохранить общие габариты аккумулятора неизменными. К сожалению, в некоторых устройствах, в которых плюсовой контакт в батарейном отсеке утоплен (чтобы не допустить случайной переполюсовки аккумуляторов), Ansmann Energy Digital 2850 могут просто не заработать – они упрутся в корпус устройства и попросту не достанут до его плюсового контакта. К слову, одним из таких устройств оказался наш тестовый стенд: чтобы протестировать эти аккумуляторы, пришлось подкладывать металлические пластинки под плюсовой контакт.
Но стоит ли овчинка выделки?.. По результатам тестов, аккумуляторы Ansmann Digital Energy 2850 хоть и опередили младшую модель этой же компании, но в общем зачёте выше четвёртого места подняться не смогли, да и четвёртое-то заняли в довольно специфическом тесте.

Ansmann Energy Max-E (2100 мА*ч)

Сравнительно маленькая ёмкость этих аккумуляторов объясняется тем, что они относятся к новому классу элементов питания – Ni-MH аккумуляторам с уменьшенным током саморазряда. Как известно, у обычных аккумуляторов при хранении ёмкость плавно снижается, так что, полежав несколько месяцев, они разрядятся до нуля. Max-E же должны держать заряд на протяжении куда большего времени, то есть месяцев, а то и лет – это позволяет, во-первых, эффективно использовать их в устройствах с маленьким энергопотреблением (например, часах, пультах дистанционного управления и так далее), во-вторых, при необходимости использовать сразу после покупки, без предварительной зарядки.

Внешне аккумуляторы вполне обычные. Габариты – стандартные, проблем совместимости с какими-либо устройствами у них не будет.
К обычному набору тестов мы добавили ещё один: разрядку аккумулятора током 500 мА без предварительной зарядки. Трудно сказать, сколько времени они добирались от производителя до магазина, а потом лежали в магазине перед тем, как их купили мы – но результат налицо: только что купленные аккумуляторы имели остаточную ёмкость около 1,5 А*ч. Обычные аккумуляторы такой тест просто не проходили: без предварительной зарядки их ёмкость оказывалась близкой к нулю.

Camelion High Energy NH-AA2600 (2500 мА*ч)

Нет, в заголовке не опечатка: несмотря на число «2600» в названии, на самом деле паспортная типовая ёмкость этих аккумуляторов – 2500 мА*ч.

На корпусе аккумуляторов это указано прямым текстом – правда, очень мелким шрифтом.
Более того, в большинстве тестов аккумуляторы Camelion уверенно заняли последнее место, продемонстрировав реальную ёмкость менее 2000 мА*ч (мы тестировали два аккумулятора Camelion одновременно – результат у них получился одинаковым). На разрядных кривых при этом нет ничего необычного – они выглядят ровно так, как должны выглядеть графики для аккумулятора с ёмкостью 2000 мА*ч. Попытки с лупой найти на этикетке ещё более мелкий шрифт, объясняющий полученный результат, успехом не увенчались.

Duracell (2650 мА*ч)

Марка Duracell на рынке элементов питания известна прекрасно – вряд ли будет легко найти человека, который бы про неё не слышал. Однако, судя по конструкции аккумуляторов, Duracell делает их не сам – они чрезвычайно похожи на продукцию Sanyo.

Результат аккумуляторы Duracell показали неплохой: несмотря на не самую высокую паспортную ёмкость, в одном случае они смогли даже добраться до тройки лидеров.

Energizer (2650 мА*ч)

Ровно такая же конструкция, и даже дизайн этикетки в чём-то похож – перед нами снова аккумуляторы производства Sanyo, но на этот раз продающиеся под маркой Energizer.

Результат оказался потрясающим: несмотря на участие в тестировании моделей аккумуляторов с паспортной ёмкостью вплоть до 2850 мА*ч, аккумуляторы Energizer с их, казалось бы, скромными 2650 мА*ч в двух нагрузочных тестах из трёх заняли первое место!

GP «2700 Series» 270AAHC (2600 мА*ч)

Ещё одна «не опечатка» в заголовке: несмотря на двукратный намёк на ёмкость 2700 мА*ч, на самом деле аккумуляторы GP 270AAHC имеют паспортную типовую ёмкость 2600 мА*ч.

Как водится, об этом написано мелким шрифтом – немного ниже большого, почти во весь корпус, числа «2700».
Результат же в общем зачёте оказался невелик: восьмое место в тестах с большой нагрузкой и лишь предпоследнее, с ёмкостью, едва превышающей 2000 мА*ч, – при нагрузке 500 мА.

GP ReCyko+ 210AAHCB (2050 мА*ч)

ReCyko+ – ещё одна серия аккумуляторов с небольшим током саморазряда, готовых к использованию сразу после покупки и подходящих для работы в устройствах с маленьким энергопотреблением.

Паспортная ёмкость аккумулятора отличается от указанной в его наименовании («210AAHCB») на 50 мА*ч в меньшую сторону.
Обещанное уменьшение тока саморазряда в тестах подтвердилось: новенький, только из магазина, аккумулятор смог отдать около 1,7 А*ч без предварительной зарядки. Напомним читателям, что несколько попробованных нами «обычных» аккумуляторов в таких условиях не смогли отдать вообще ничего, сразу «просев» под нагрузкой до нуля.

NEXcell (2300 мА*ч)

Продукция не слишком известной компании NEXcell привлекает своей низкой ценой: упаковка из четырёх штук стоит меньше двухсот рублей.

Формально никаких подвохов нет: значение 2300 мА*ч прямо указано в качестве типичной паспортной ёмкости аккумуляторов.
Увы, в реальности картина печальнее. Во всех случаях аккумуляторы NEXcell оказались в последней тройке, а в самом тяжёлом тесте, с постоянной нагрузкой 2,5 А, – и вовсе на последнем месте, причём с катастрофическим отставанием: по сравнению с нагрузкой 500 мА ёмкость аккумулятора «просела» более чем вдвое. При этом у других аккумуляторов ёмкость от нагрузки зависела весьма слабо.

Объясняется это просто: у аккумуляторов NEXcell очень большое внутреннее сопротивление. Посмотрите на график импульсного разряда: верхняя граница полосы на нём соответствует напряжению без нагрузки, нижняя – при нагрузке 2,5 А. Соответственно, ширина линии равна падению напряжения аккумулятора под нагрузкой, которое определяется его внутренним сопротивлением – и если у остальных аккумуляторов падение составляет около 0,1 В, то у NEXcell оно вдвое больше. Из-за этого при большой нагрузке напряжение на аккумуляторе сильно проседает, и в результате быстро оказывается ниже предельно допустимого значения, равного 0,9 В.

Так что, хотя под средней нагрузкой (500 мА) аккумуляторы NEXcell выступили более-менее приемлемо, с более серьёзными токами они либо не смогут работать вообще, либо сильно потеряют в ёмкости. А скажем, для фотовспышек такие характеристики аккумуляторов будут означать заметно большее время зарядки высоковольтного конденсатора.

NEXcell (2600 мА*ч)

Следующая модель аккумуляторов NEXcell – ёмкостью 2600 мА*ч и ценой 220 рублей за четыре штуки.

Внешних отличий нет никаких, но будут ли отличаться результаты тестов?..
Состояние пациента, как говорят медики, стабильно тяжёлое: во всех тестах – места в конце турнирной таблицы. Результат не так катастрофичен, как у модели на 2300 мА*ч, но проблема с завышенным вдвое внутренним сопротивлением никуда не делась: под большой нагрузкой аккумулятор заметно «проседает».

Вообще говоря, сейчас в продаже появились аккумуляторы NEXcell ёмкостью 2700 мА*ч, однако, ещё раз поглядев на результаты двух описанных выше моделей, мы решили не тратить время на их тестирование. В качестве дешёвых аккумуляторов для устройств с относительно небольшим энергопотреблением продукция NEXcell подойдёт, но для чего-то более серьёзного использовать её не стоит.

Philips MultiLife (2600 мА*ч)

Аккумуляторы Philips смогли нас удивить сразу – к сожалению, в негативном ключе. Они имеют тот же недостаток, что и рассмотренные выше Ansmann Energy Digital 2850: увеличенные габариты корпуса, из-за чего в некоторых устройства они просто не достают до плюсового контакта. И если в случае с Ansmann можно было хотя бы сослаться на большую паспортную ёмкость, то для аккумуляторов Philips заявлены довольно скромные 2600 мА*ч.

При этом каких-либо успехов аккумуляторы Philips в тестах не продемонстрировали, в нагрузочных тестах стабильно занимая места в середине списка. Какой-либо резон в покупке MultiLife, таким образом, найти трудно: средняя ёмкость и потенциальные проблемы совместимости из-за увеличенных габаритов корпуса.

Philips MultiLife (2700 мА*ч)

Новая версия аккумуляторов MultiLife на 100 мА*ч увеличила паспортную ёмкость, но при этом сохранила нестандартные габариты корпуса – и, соответственно, потенциальные проблемы совместимости.

Интересно, что на обеих сериях аккумуляторов MultiLife указана одна и та же минимальная ёмкость – 2500 мА*ч. Иначе говоря, увеличилась не только типовая паспортная ёмкость, но и разброс параметров между разными экземплярами.
Впрочем, во всех тестах Philips MultiLife 2700 мА*ч показали лучший результат, нежели их 2600-мА*ч собратья по серии, а при нагрузке 500 мА смогли даже выбраться на третье место. Хотя финальный вердикт от этого и не меняется: нестандартные габариты могут привести к несовместимости с конкретными устройствами, так что от покупки этих аккумуляторов лучше воздержаться.

Sanyo HR-3U (2700 мА*ч)

Компания Sanyo – один из крупнейших производителей аккумуляторов, и выше мы уже протестировали её продукцию, продающуюся под марками Duracell и Energizer. Однако, то были аккумуляторы с паспортной ёмкостью 2650 мА*ч, сейчас же мы держим в руках модель на 2700 мА*ч. Что это, просто округление числа – или другой аккумулятор?

Габариты Sanyo HR-3U имеет совершенно стандартные, что после аккумуляторов Philips приятно радует – не надо больше подкладывать металлические пластинки, чтобы обеспечить надёжный контакт аккумулятора с нагрузкой в нашей тестовой установке.

Обратите внимание, что при типовой паспортной ёмкости 2700 мА*ч минимальная может быть на 200 мА*ч ниже – из-за разброса параметров между разными экземплярами.
Занятно, но в нагрузочных тестах с большими токами Sanyo 2700 мА*ч ощутимо отстали от аккумуляторов Energizer и Duracell ёмкостью 2650 мА*ч, по сути, произведённых той же Sanyo, – а вот на токе 500 мА все три показали одинаковые результаты.

Varta Power Accu (2700 мА*ч)

Компания Varta – весьма заслуженный и известный производитель элементов питания, который, к сожалению, редко встречается в продаже в российских магазинах. Впрочем, нам повезло, и три модели аккумуляторов Varta мы купить смогли.

Varta Power Accu имеют паспортную ёмкость 2700 мА*ч и, как уверяет нас этикетка, рассчитаны на быстрый заряд (под таковым, надо полагать, понимается 15-минутный заряд большим током – способ не лучший, но удобный, если вам надо максимально быстро получить готовые к использованию аккумуляторы). Довольно необычна конструкция крышечки плюсового контакта – у аккумуляторов других фирм она выглядит значительно проще. Впрочем, технической разницы никакой нет, в любом случае поблизости от контакта находятся отверстия для сброса избыточного внутреннего давления при неправильной зарядке аккумулятора.
В двух нагрузочных тестах аккумуляторы Varta Power Accu заняли почётное второе место, отстав от аккумуляторов Energizer буквально на 10 мА*ч – это меньше погрешности измерения. В третьем же, при токе 500 мА, они и вовсе стали первыми.

Varta Professional (2700 мА*ч)

При той же паспортной ёмкости, название следующей серии аккумуляторов Varta намекает, что они должны быть в чём-то лучше, чем «простые» Power Accu.

Внешние отличия, впрочем, сводятся к разным этикеткам.
Результаты несколько обескураживают: во всех тестах Varta Professional хоть и продемонстрировали хороший результат, но от Power Accu немного отстали. Разница невелика, так что в принципе эти серии можно считать идентичными по реальным характеристикам.

Varta Ready2Use (2100 мА*ч)

Завершают же наши тестирование ещё одни «долгожители» – аккумуляторы с уменьшенным током саморазряда, на этот раз производства Varta.

Результат их, впрочем, мало отличается от двух аналогичных моделей, рассмотренных выше – GP ReCyko+ и Ansmann Max-E. Разброс емкостей между этими тремя моделями невелик, и каждая из них заняла первое место по одному разу – в трёх нагрузочных тестах.

Без предварительной зарядки – сразу после покупки – Ready2Use смогли отдать на нагрузке 500 мА немногим более 1,6 А*ч, тем самым подтвердив, что действительно готовы к использованию.

Нагрузочные тесты

Рассмотрев аккумуляторы по отдельности, давайте обобщим результаты измерений на диаграммах – так проще понять и расстановку сил среди конкретных участников, и различные общие тенденции. На всех диаграммах три модели с уменьшенным саморазрядом будут выделены в отдельную группу.

Самый, пожалуй, актуальный с практической точки зрения тест: нагрузка 500 мА, по порядку величины соответствующая многим устройствам, в которых аккумуляторы используются – фонарикам, детским игрушкам, фотоаппаратам...

В лидерах два аккумулятора Varta, за ними плотной группой идут четыре модели, три из которых – производства Sanyo. Аккумуляторы Ansmann, несмотря на самую большую паспортную мощность среди представленных моделей, заметного успеха не достигли. Абсолютный аутсайдер – аккумулятор Camelion, непосредственно перед ним идут GP, NEXcell и младшая модель Ansmann.

Все три аккумулятора с уменьшенным саморазрядом довольно близки друг к другу: разница между ними меньше пяти процентов.

Надо заметить, что ни одна модель не показала паспортной ёмкости, но из этого в общем-то не следует, будто все производители нас обманывают: измеренная ёмкость в некоторой степени зависит от условий, в которых эти измерения производились.

При большом нагрузочном токе – 2,5 А – в лидеры выходят аккумуляторы Energizer (Sanyo), с минимальным отрывом за ними идёт Varta, а замыкает тройку снова Sanyo, но уже под этикеткой Duracell. При этом, что интересно, «родные» аккумуляторы Sanyo на 2700 мА*ч довольно заметно отстали от лидеров.

Аккумуляторы GP смогли отчасти восстановить свою репутацию, поднявшись ближе к середине списка. Camelion лишний раз подтвердили, что их настоящая ёмкость довольно далека от обещанных 2500 мА*ч (обратите внимание, что с увеличением тока в 5 раз, с 500 до 2500 мА, их результат поменялся слабо – это говорит об отсутствии каких-либо серьёзных внутренних проблем, иначе говоря, аккумуляторы хорошие... просто они не на ту ёмкость, которая указана на этикетке). Обе модели NEXCell же сильно «просели» из-за очень высокого внутреннего сопротивления – вот это как раз является внутренней проблемой аккумулятора, и означает, что для больших нагрузок он не предназначен вообще.

Аккумуляторы с пониженным саморазрядом опять показывают близкие результаты, причём, по сравнению с 500-мА тестом, лидер и аутсайдер поменялись местами. Но, повторимся, разница между ними мала, и на неё можно закрыть глаза.

Импульсный разряд – при котором между 2,25-секундными импульсами тока с амплитудой 2,5 А у аккумулятора есть 6 секунд на восстановление – диспозицию меняет слабо. В лидерах опять Varta и Energizer, на четвёртое место поднялся Ansmann. Несколько удивляют и расстраивают результаты Sanyo HR-3U, продукция же NEXcell и Camelion заняла привычные последние места.

Интересно, что такой режим разряда в целом оказался для аккумуляторов самым лёгким: результаты по сравнению с предыдущими тестами подросли, некоторые модели даже превысили свою паспортную ёмкость.

Саморазряд аккумуляторов за 1 неделю

Рассматривая выше модели с пониженным током саморазряда, способные месяцами лежать без дела, почти не теряя ёмкость, мы уже упоминали, что все они были готовы к использованию сразу после распаковки, без предварительной зарядки – при паспортной ёмкости около 2 А*ч в такой ситуации они отдавали 1,5–1,7 А*ч. Из этого очевидно, что заявления производителей – не пустой звук, такие аккумуляторы, как Ansmann Max-E, GP ReCyko+ и Varta Ready2Use, действительно могут храниться месяцами в заряженном состоянии, а также использоваться в устройствах с маленьким энергопотреблением.

Ради чистоты эксперимента мы также попробовали нагрузить током 500 мА несколько свежекупленных «обычных» Ni-MH аккумуляторов с паспортными емкостями 2600–2700 мА*ч. Результат получился ожидаемый: без предварительной подзарядки они работать не могут, под любой сколь-нибудь заметной нагрузкой напряжение почти моментально падает ниже 1 В.

Однако при каких сроках хранения начнёт ощущаться разница между разными типами аккумуляторов? Ведь три вышеупомянутые модели имеют не только меньший ток саморазряда, но и меньшую паспортную ёмкость.

Чтобы выяснить это, мы в течение недели выдерживали заряженные аккумуляторы, после чего измеряли их ёмкость под нагрузкой 500 мА – и сравнивали с ёмкостью сразу после зарядки.

В процентном исчислении два первых места заняли модели с малым саморазрядом, и только Ansmann Max-E подвёл, потеряв 10 % ёмкости. Примерно половина «обычных» аккумуляторов потеряла от 7 до 10 % ёмкости, неожиданно плохо выступили аккумуляторы Philips MultiLife 2600, потерявшие более четверти заряда. Неудачно выступили и аккумуляторы GP.

Обратите внимание, что в двух случаях более ёмкие аккумуляторы демонстрировали и большие потери: это Ansmann Energy Digital и NEXcell.

Иначе говоря, если сразу после зарядки Ansmann на 2850 мА*ч имеет действительно большую ёмкость, чем Ansmann на 2700 мА*ч, то спустя несколько дней ситуация уже не столь однозначна. Посмотрим на таблицу с емкостями аккумуляторов через неделю выдержки:

Все лидирующие позиции плотно оккупированы моделями Varta (первые два места) и Sanyo (места с третьего по пятое) – здесь, в общем, даже нечего обсуждать, успех этих компаний абсолютно очевиден.

А вот между парами аккумуляторов одного производителя, но разной ёмкости ситуация сложилась интересная. Philips 2700 смог обойти Philips 2600, но это и не удивительно – учитывая, насколько провальный результат показал последний, обогнав по току саморазряда всех и вся. А вот в парах Ansmann 2700/2850 и NEXcell 2300/2600 после недельного отдыха на первое место вышли модели с меньшей паспортной ёмкостью.

Отдельно же стоит отметить, что за одну неделю аккумуляторы с пониженным током саморазряда какого-либо решающего преимущества не продемонстрировали, на них стоит ориентироваться, если вам нужен существенно больший интервал между подзарядками.

Заключение

Что же, пора подводить итоги и давать рекомендации. Сначала пройдёмся по производителям...

Безусловно, лидерами тестирования среди моделей с ёмкостью 2500 мА*ч и выше были аккумуляторы Varta и Sanyo (в том числе продающиеся под марками Energizer и Duracell, а также некоторыми другими – например, Sony). По частоте попаданий в первую тройку с ними не смог соперничать никто, а в тесте на недельный саморазряд они единолично заняли первые пять мест.

Старшие модели аккумуляторов Ansmann Energy Digital (2850 мА*ч) и Philips MultiLife (2700 мА*ч) в основном держались в середине, по одному разу выбившись на третье место. И можно было бы их и назвать середнячками, в принципе не сильно отстающими от лидеров и вполне стоящими своих денег, если бы не одно «но» – увеличенные габариты корпуса. Из-за этого данные модели могут оказаться просто несовместимы с некоторым устройствами, и потому мы советуем не рисковать и обратить внимание на другие аккумуляторы.

Довольно плохо выступили аккумуляторы GP. Мало того, что их производитель вводит покупателей в заблуждение маркировкой (типовая паспортная ёмкость серии «2700» – не 2700, как можно было бы подумать, а 2600 мА*ч), так и реальные результаты не впечатляют: невысокая ёмкость и большой ток саморазряда.

В случае с Camelion мало того, что крупная надпись «2600» не соответствует их паспортной ёмкости (равной 2500 мА*ч), так на практике они и вовсе чрезвычайно напоминают аккумуляторы с ёмкостью порядка 2000 мА*ч. У них небольшой ток саморазряда, маленькое внутреннее сопротивление, но, покупая эти аккумуляторы, надо помнить – к 2500 мА*ч никакого отношения они не имеют.

Продукция NEXcell – единственная, продемонстрировавшая в наших тестах наличие принципиальных проблем, а не просто несправедливую маркировку. У этих аккумуляторов внутреннее сопротивление вдвое выше, чем у всех прочих протестированных моделей, а потому с большой нагрузкой они справляются из рук вон плохо.

И, наконец, три модели аккумуляторов с пониженным саморазрядом – Varta Ready2Use, GP ReCyko+ и Ansmann Max-E – выступили примерно наравне. Да, ими действительно можно пользоваться сразу после покупки, без предварительной зарядки.

На что ориентироваться в целом, выбирая аккумуляторы? Дадим несколько советов:

Реальная ёмкость аккумуляторов, как показали наши измерения, сильнее зависит от их производителя, чем от цифр на этикетке – Sanyo (2650 мА*ч) и Varta (2700 мА*ч) уверенно обогнали Ansmann (2850 мА*ч).
Не гонитесь за большой паспортной ёмкостью. Аккумуляторы с большей ёмкостью часто обладают и большим током саморазряда, а это значит, что если вы используете их не сразу после зарядки, а в течение нескольких дней – то аккумуляторы с меньшей паспортной ёмкостью могут оказаться эффективнее.
При покупке обращайте внимание на габариты аккумулятора. Три из протестированных нами моделей – два аккумулятора Philips и один Ansmann – имели увеличенные габариты корпуса, из-за чего работали не во всех устройствах.
Заранее прикиньте, насколько интенсивно вы будете использовать аккумуляторы. Если вы планируете заряжать их не реже раза в неделю – то внимание стоит обращать на модели с паспортной ёмкостью порядка 2700 мА*ч. Если аккумуляторы должны долго (существенно дольше недели) лежать заряженными «на всякий случай» или использоваться в устройствах с небольшим потреблением, например, пультах дистанционного управления или часах, то предпочтение надо отдать моделям с пониженным током саморазряда, несмотря на их меньшую паспортную ёмкость.

P.S. Несколько же слов о том, на основании чего выбирать между аккумуляторами и обычными одноразовыми батарейками, можно прочитать в нашей предыдущей статье .

Другие материалы по данной теме

Тестирование батареек формата AA
Методика тестирования аккумуляторов и батареек

C 1932 года предпринимались попытки возобновить эксперименты. В то время была предложена идея введения внутрь пористого пластинчатого никелевого электрода из активных металлов, которые обеспечили бы лучшее движение зарядов и значительно снизили бы стоимость производства аккумуляторов.

Но только после второй мировой войны (в 1947 году) разработчики пришли к почти современной схеме герметичных Ni-Cd аккумуляторов.

Что нужно знать о Ni-MH аккумуляторах

При такой конструкции внутренние газы, выделяющиеся во время заряда поглощались не прореагировавшей частью катода, а не выпускались наружу, как в предыдущих вариантах.

Если по каким-либо причинам (превышение зарядного тока, понижение температуры) скорость анодного образования кислорода окажется выше скорости его катодной ионизации, то резкое повышение внутреннего давления может привести к взрыву аккумулятора. Для предотвращения этого корпус батареи изготавливается из стали, а иногда даже имеется предохранительный клапан.

С тех пор конструкция Ni-Cd батарей существенных изменений не претерпела (рисунок 2).

Рисунок 2 — Строение Ni-Cd аккумулятора

Основу любого аккумулятора составляют положительный и отрицательный электроды.

В данной схеме положительный электрод (катод) содержит гидрооксид никеля NiOOH с графитовым порошком (5-8%), а отрицательный (анод) - металлический кадмий Cd в виде порошка.

Аккумуляторы этого типа часто называют рулонными, так как электроды скатаны в цилиндр (рулон) вместе с разделяющим слоем, помещены в металлический корпус и залиты электролитом. Разделитель (сепаратор), увлажненный электролитом, изолирует пластины друг от друга. Он изготавливается из нетканого материала, который должен быть устойчив к воздействию щелочи. Электролитом чаще всего выступает гидрооксид калия KOH с добавкой гидроксида лития LiOH, способствующего образованию никелатов лития и увеличения емкости на 20%.

Рисунок 3 — Напряжение на аккумуляторе во время заряда или разряда, в зависимости от текущего уровня зарядки.

Во время разрядки активные никель и кадмий трансформируются в гидрооксиды Ni(OH)2 и Cd(OH)2.

К основным преимуществам Ni-Cd аккумуляторов относятся:

— низкая стоимость;

— работа в широком температурном диапазоне и устойчивость к ее перепадам (например, Ni-Cd аккумуляторы могут заряжаться при отрицательной температуре, что делает их незаменимыми при работе в условиях крайнего севера);

— они могут отдавать в нагрузку значительно больший ток, чем другие виды аккумуляторов;

— устойчивость к большим токам заряда и разряда;

— относительно короткое время заряда;

— большое количество циклов «заряда-разряда» (при правильной эксплуатации они выдерживают более 1000 циклов);

— легко восстанавливаются после длительного хранения.

Недостатки Ni-Cd аккумуляторов:

— наличие эффекта памяти - если регулярно ставить не до конца разряженный аккумулятор на зарядку, его емкость будет снижаться за счет роста кристаллов на поверхности пластин и других физико-химических процессов. Чтобы аккумулятор не «отдал концы» раньше времени, хотя бы раз в месяц его необходимо «тренировать», о чем сказано чуть ниже;

— кадмий - очень токсичное вещество, поэтому производство Ni-Cd аккумуляторов плохо сказывается на экологии.

Также возникают проблемы с переработкой и утилизацией самих аккумуляторов.

— низкая удельная емкость;

— большой вес и габариты по сравнению с другими типами аккумуляторов при одинаковой емкости;

— высокий саморазряд (после заряда за первые 24 часа работы теряют до 10%, а за месяц - до 20% запасенной энергии).

Рисунок 4 — Саморазряд Ni-Cd аккумуляторов

В настоящее время число выпускаемых Ni-Cd аккумуляторов стремительно сокращается, им на смену пришли, в частности, Ni-MH батареи.

3. Никель-металлогидридные аккумуляторы

На протяжении нескольких десятилетий никель-кадмиевые аккумуляторы использовались достаточно широко, но высокая токсичность производства заставляла искать альтернативные технологии. В результате были созданы никель-металлогидридные батареи, производимые и по сегодняшний день.

Несмотря на то, что работы над созданием Ni-MH аккумуляторов начались еще в 1970-е годы, устойчивые металлогидридные соединения, способные связывать большие объемы водорода, были найдены только через десять лет.

Первый Ni-MH аккумулятор, в котором в качестве основного активного материала металлогидридного электрода применялся сплав LaNi5, был запатентован Виллом в 1975 г. В ранних экспериментах с металлогидридными сплавами, никель-металлогидридные аккумуляторы работали нестабильно, и требуемой емкости батарей достичь не получалось. Поэтому промышленное использование Ni-MH аккумуляторов началось только в середине 80-х годов после создания сплава La-Ni-Co, позволяющего электрохимически обратимо абсорбировать водород на протяжении более 100 циклов. С тех пор конструкция Ni-MH аккумуляторных батарей непрерывно совершенствовалась в сторону увеличения их энергетической плотности.

Никель-металлогидридные аккумуляторы по своей конструкции являются аналогами никель-кадмиевых аккумуляторов, а по электрохимическим процессам – никель-водородных аккумуляторов. Удельная энергия Ni-MH-аккумулятора значительно выше удельной энергии Ni-Cd- и Ni-Н2-аккумуляторов (таблица 1).

Таблица 1

Значительный разброс некоторых параметров в таблице 1 связан с различным назначением (конструкциями) аккумуляторов. Отличительными особенностями НМ-аккумулятора являются высокая емкость, высокие мощностные (критические) характеристики (способность заряда и разряда большими токами), способность выдерживать избыточный заряд и сверхглубокий разряд (переполюсовку), отсутствие дендритообразований. Очень важным преимуществом НМ-аккумулятора перед НК-аккумулятором является отсутствие экологически очень вредного элемента – кадмия. По напряжению, типоразмерам, конструктивному исполнению и технологии НМ-аккумулятор соответствует НК-аккумулятору, и они могут быть взаимозаменяемы как в производстве, так и в эксплуатации.

Замена отрицательного электрода позволила повысить в 1,3-2 раза закладку активных масс положительного электрода, который и определяет емкость аккумулятора. Поэтому Ni-MH аккумуляторы имеют по сравнению с Ni-Cd аккумуляторами значительно более высокими удельными энергетическими характеристиками.

В результате область применения НМ-аккумуляторов близка к области применения НК-аккумуляторов, НМ-аккумуляторы используются в сотовых телефонах, пейджерах, радиотелефонах, сканерах, фонарях, радиостанциях, электровелосипедах, электромобилях, гибридных автомобилях, электронных таймерах и декадных счетчиках, резервных запоминающих устройствах (MBU) и центральных процессорах (СР) компьютеров и ноутбуков, устройствах обнаружения наличия огня и дыма, устройствах охранной сигнализации, приборах экологического анализа воды и воздуха, блоках памяти электронно-управляемых обрабатывающих станков, радиоприемниках, диктофонах, калькуляторах, электрических бритвах, слуховых аппаратах, электрических игрушках и т.д.

В отличие от Ni-Cd в Ni-MH батареях в качестве анода берется сплав металлов, поглощающих водород. Щелочной электролит по-прежнему не принимает участия в реакции, основывающейся на перемещении ионов водорода между электродами. В ходе зарядки гидрооксид никеля Ni(OH)2 превращается в оксигидрит NiOOH, отдавая водород сплаву отрицательного электрода. Поглощение водорода не является изотермической реакцией, поэтому металлы для сплава всегда подбирают таким образом, чтобы один из них при связывании газа выделял, а другой, наоборот, поглощал тепло. В теории это должно было обеспечить тепловой баланс, тем не менее, никель-металлогидридные аккумуляторы греются существенно сильнее, нежели никель-кадмиевые.

Успех распространению никель-металлогидридных аккумуляторных батарей обеспечили высокая энергетическая плотность и нетоксичностъ материалов, используемых при их производстве.

4. Основные процессы Ni-MH аккумуляторов

В Ni-MH аккумуляторах в качестве положительного электрода используется оксидно-никелевый электрод, как и в никель-кадмиевом аккумуляторе, а электрод из сплава никеля с редкоземельными металлами, поглощающий водород, используется вместо отрицательного кадмиевого электрода.

Подробное описание никель-металлогидридных аккумуляторов

Все мыпривыкли к тому, что в автомобилях в основном используются свинцовые аккумуляторы .

Держатели элементов АА. Попытка восстановить емкость отработанных NiCd и NiMh аккумуляторов.

Но существуют и другие типы батарей, которые обеспечивают запуск и движение автомобиля, и одна из них — это никель-металлогидридный аккумулятор, о достоинствах и недостатках которой мы поговорим с вами сегодня.

Применяются в основном в гибридных автомобилях либо электрокарах. Итак, что же нужно знать о свойствах аккумулятора данного типа?

Достоинства никель-металлогидридных батарей

Высокая мощность батареи (посравнению с никель-кадмиевыми аккумуляторами). Разница составляет до 40 %. При этом, такая батарея обладает малым весом
У никель-металлогидридных аккумуляторов очень низкий эффект памяти , а это значит, что пользователь может без проблем подзаряжать элементы питания, не дожидаясь их полной разрядки
NiMH-батарея обладает высокой механической надежностью
Полные циклы зарядки-разрядки такого аккумулятора проводятся значительно реже, чем батареи NiCd
Никель металлогидридные аккумуляторы не требуют особых условий транспортировки
Эти батареи экологически-чистые , после истечения срока эксплуатации их без проблем можно утилизировать

Недостатки никель-металлгидридных аккумуляторных батарей

К сожалению, недостатки у такого типа батарей тоже есть. И самый главный из них — это очень высокий уровень саморазряда . Иными словами, даже в том случае, если автомобиль стоит и не эксплуатируется, батарея разряжается.

Чтобы продлить срок службы батареи, в том случае, если батарея не эксплуатировалась слишком долго, перед зарядкой ее необходимо полностью разрядить. Таким образом, ввы продлите срок ее службы.

Следующий недостаток никель-металлогидридного аккумулятора— это сравнительно малое (около 600) циклов заряда.

Вышеописанная батарея также плохо переносит высокие температуры (от 25 градусов тепла ), поэтому хранить ее нужно в прохладных условиях. Здесь нужно учитывать также и то, что хранение батареи в разряженном состоянии ускоряет ее старение. Средний срок хранения — 3 года.

Кроме того, важно учитывать также и тир зарядного устройства, которое вы собираетесь использовать для зарядки никель металлогидридного аккумулятора. Оно должно быть со стадийным алгоритмом заряда, так вы избежите перегрева и перезаряда аккумулятора, которые негативно влияют на его качественные характеристики.

Еще один фактор, который следует учитывать при эксплуатации никель металлогидридных аккумуляторов — здесь очень важно не превышать максимально допустимые нагрузки , рекомендованные производителем.

И напоследок: при соблюдении всех норм и правил использования, а также хранения никель-металлогидридных аккумуляторов, они будут служить вам очень долго.

FONAREVKA.RU — Всё о фонарях и осветительной технике > Источники питания и зарядные устройства > Вторичные элементы питания (Аккумуляторы) > Правильное восстановление NI-MH аккумуляторов

Просмотр полной версии: Правильное восстановление NI-MH аккумуляторов

Добрый день.
Заголовок вышел немного желтым, да. Содержание скорее наоборот — вопрос, а не повествование, как Вы ожидали. Но по мере заполнения темы я думаю она может быть полезна читающим позже.

Собственно, попал ко мне вот такой зоопарк аккумуляторов (прил 1), которые люди выбросили.
Что-то мне подсказывает, что почти все из них заряжались тупыми дешевыми зарядками за 50р, не вовремя заряжались и неправильно хранились, и от этого сильно потеряли в емкости.
И это что-то мне так же подсказывает, что почти все из них можно реанимировать и благополучно использовать во всяких не высокотоковых устройствах, типа слабеньких фонариков, плееров, часов, пультов итп.

У меня имеется зарядка LaCrosse, которая умеет тренировать банки, и как наверное, все уже знают — это работает. Так же есть аймакс.
Из личного опыта — я нашел древнейший никель-кадмиевый аккумулятор (прил. 2), я его покупал больше 10 лет назад для мп3 плеера, тогда это был самый емкий. Так вот, через год использования и 9 лет валяния в столе лакросс показал емкость в бешеных 120 мАч. Через 7 циклов зарядки-разрядки в режиме восстановления — емкость при разряде 250 ма составляет 650 мАч. Неплохо, правда?

Так вот, собственно, в чем у меня возникла загвоздка: заряжать никель токами более 0,7С и ниже 0.2С вредно. А каким же их током гонять на разряд-заряд для оптимального, скажем так, восстановления?

Принцип работы никель-металлогидридных аккумуляторов и возможности их замены

В интернетах полно противоречивой информации: кто-то советует 1С, кто-то 0.1.

Я был бы благодарен за совет сведущих людей.

05.03.2014, 19:20

А каким же их током гонять на разряд-заряд для оптимального, скажем так, восстановления?
Дык у лякрузы и не такой большой выбор 🙂 Заряд/разряд: 200/100мА, 500/250, 750/350 и т.д.
Если совсем дохлые, я бы начал с 200/100, потом 500/250. Ну и следить надо, чтоб не перегревались и не было перезаряда, если круза дельту не поймает, с полудохлыми такое может быть.

Ну, как я сказал, есть еще и аймакс, им можно вдуть куда большие токи.
Но вопрос преимущественно по лакроссу, да.

05.03.2014, 20:59

им можно вдуть куда большие токи.
Моё мнение — не стоит вдувать в полудохлые аккумуляторы большие токи, они от этого греются и пухнут:LaughOutLoudBulb: Но, возможно, есть люди, считающие иначе.

Если совсем дохлые, я бы начал с 200/100, потом 500/250
Именно так.
750/350 подходит только для свежих современных аккумов, типа энелупов. Можно, конечно, и в этот хлам такой ток вдуть (как на аккумы повлияет — хз, тут уже индивидуально), но зарядка будет вырубаться по перегреву — выигрыша во времени не будет.

если они греются от токов выше 0.2-0.3С — пришла пора добавить воды (http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=20:29955:1018#1018).
или выбросить уже нафик, а не заниматься некрофилией.

заряжать никель токами более 0,7С и ниже 0.2С вредно
бог с ним с 0.7, но почему ниже 0.2С вредно? если рекомендованный 0.1С?

Неплохо, правда?
кстати, скорее всего, такого чудесного результата как с кадмием, с металлгидридом вы не добъетесь. просто потому что эффект памяти у них проявляется слабее, чем деградация.

07.03.2014, 14:05

но почему ниже 0.2С вредно?
Думаю, потому, что зарядка скорее всего ΔV не поймает и не прекратит зарядку. Но при таких токах это уже капельная зарядка получается.

Думаю, потому, что зарядка скорее всего ΔV не поймает
тогда уж менее 0.3С
а менее 0.2С дельта уже не нужна, там пофиг

Про доливку воду когда то думал но не пробовал:)), а вот тренинги толку не давали, но да ёмкость восстанавливалась но совсем не надолго. С переходом на литий забросил всю эту тему. В мыши наверное уже больше года живёт Fujicell 2800мА, ЗУ интегрировано в мышь заряжается пока я сплю напругой 1.39В ток в конце падает до 20мА.

думал но не пробовал
я пробовал. емкость конечно не восстанавливается, с чего бы ей восстановиться.
а вот внутреннее сопротивление драматикал падает 🙂
8 штук с 0.5-1 (!) Ом упали в среднем до 60-100 мОм

Но расход воды для водных электролитов это так и должно быть, все АКБ этим страдают. Да вскрытие показывало что все Ni-Mh были очень сухими.

Знаю что в Ni-Ca наливных раньше электролит меняли и они работали лет по 15.

Никель-кадмиевые аккумуляторы

Герметичные Ni-Cd аккумуляторы характеризуются горизонтальной разрядной кривой, высокими скоростями разряда и способностью действовать при низких температурах. Применяются для питания портативной аппаратуры, электроинструмента, бытовых приборов, игрушек и т.д. Это тип аккумуляторов, которые способны работать в самых жестких условиях.

Для никель-кадмиевых аккумуляторов необходим полный периодический разряд: если его не делать, на пластинах элементов формируются крупные кристаллы, значительно снижающие их емкость (так называемый "эффект памяти").
Номинальное напряжение герметичных Ni-Cd аккумуляторов – 1,2 В.
Номинальный (стандартный) режим заряда – током 0,1С в течение 16 ч.
Номинальный режим разряда – током 0,2С до напряжения 1 В.

Сразу после зарядки никель-кадмиевые аккумуляторы могут иметь напряжение вплоть до 1,44 В., но довольно быстро оно падает и доходит до стационарных 1,2 В. Такие элементы питания способны выдерживать 1000 циклов заряд-разряд, но только при правильном режиме заряда. Преимущества Ni-Cd аккумуляторных батарей:

возможность быстрого и простого заряда, даже после длительного хранения аккумулятора;
большое количество циклов заряд/разряд: при правильной эксплуатации — более 1000 циклов;
хорошая нагрузочная способность и возможность эксплуатации при низких температурах;
продолжительные сроки хранения при любой степени заряда;
сохранение стандартной емкости при низких температурах;
диапазон рабочих температур от -40 до +60 ?C.
наибольшая приспособленность для использования в жестких условиях эксплуатации;
низкая стоимость;

Недостатки Ni-Cd аккумуляторных батарей:

относительно низкая по сравнению с другими типами аккумуляторных батарей энергетическая плотность;
присущий этим аккумуляторам эффект памяти и необходимость проведения периодических работ по его устранению;
токсичность применяемых материалов, что отрицательно сказывается на экологии, и некоторые страны ограничивают использование аккумуляторов этого типа;
относительно высокий саморазряд — после хранения необходим цикл заряда.

Современные цилиндрические Ni-Cd аккумуляторы с рулонными электродами допускают высокие разрядные токи, для некоторых типов аккумуляторов максимальный долговременный ток составляет 7-10С.

Работоспособность герметичных Ni-Cd при эксплуатации определяется постепенными изменениями, которые происходят в аккумуляторах при циклировании и приводят к неминуемому уменьшению разрядной емкости и напряжения. Температура окружающей среды является одним из самых значительных факторов внешнего воздействия, определяющим длительность работоспособного состояния герметичных аккумуляторов. На процессы старения аккумуляторов наибольшее влияние оказывает высокая температура, при которой ускоряются все химические реакции (в 2-4 раза на каждые 10 °С), в том числе и ведущие к порче аккумулятора. При низких температурах во время заряда увеличивается опасность выделения водорода. Сильное воздействие оказывает режим эксплуатации: режим и глубина разряда, режим заряда, длительность паузы между зарядом и разрядом при непрерывном циклировании, периоды эксплуатации и хранения.

Никель-металлогидридные аккумуляторы

Удельная емкость и энергия никель-металлогидридных аккумуляторов в 1,5-2 раза выше удельной энергии никель-кадмиевых аккумуляторов, кроме того они не содержат токсичный кадмий, что позволяет им существенно потеснить никель-кадмиевые во многих областях техники. Изготавливаются в герметичном исполнении цилиндрической, призматической и дисковой форм. Применяются для питания портативных приборов и аппаратуры, как бытового, так и промышленного назначения.
Номинальное напряжение аккумуляторов – 1,2-1,25 В.
Номинальный (стандартный) режим заряда – током 0,1С в течение 15 ч.
Номинальный режим разряда – током 0,1-0,2С до напряжения 1 В.
У Ni-MH аккумуляторов нет "эффекта памяти", свойственного Ni-Cd, однако эффекты, связанные с перезарядом, сохраняются. Уменьшение разрядного напряжения, наблюдаемое при частых и долгих перезарядах так же, как и у Ni-Cd аккумуляторов, может быть устранено при периодическом осуществлении нескольких разрядов до 1 В. Такие разряды достаточно проводить 1 раз в месяц. В зависимости от типа Ni-MH аккумуляторов, режима работы и условий эксплуатации аккумуляторы обеспечивают от 500 до 1000 разрядно-зарядных циклов при глубине разряда 80% и имеют срок службы от 3 до 5 лет.

Однако никель-металлогидридные аккумуляторы уступают никель-кадмиевым по некоторым эксплуатационным характеристикам:

Ni-MH аккумуляторы эффективно работают в более узком интервале рабочих токов.
Ni-MH аккумуляторы имеют более узкий температурный диапазон эксплуатации: большая их часть неработоспособна при температуре ниже -10 °С и выше +40 °С, хотя в отдельных сериях аккумуляторов обеспечено расширение температурных границ.
в течении заряда Ni-MH аккумуляторов выделяется больше теплоты, чем при заряде Ni-Cd аккумуляторов, поэтому в целях предупреждения перегрева батареи из Ni-MH аккумуляторов в процессе быстрого заряда и/или значительного перезаряда в них устанавливают термо-предохранители или термо-реле, которые располагают на стенке одного из аккумуляторов в центральной части батареи.
Ni-MH аккумуляторы имеют повышенный саморазряд.
опасность перегрева при заряде одного из Ni-MH аккумуляторов батареи, а также переполюсования аккумулятора с меньшей емкостью при разряде батареи, возрастает с рассогласованием параметров аккумуляторов в результате продолжительного циклирования, поэтому создание батарей более чем из 10 аккумуляторов не рекомендуется всеми производителями.
более жесткие требования к подбору аккумуляторов в батарее и контролю процесса разряда, чем в случае использования Ni-Cd аккумуляторов.

Разрядная кривая Ni-MH аккумулятора аналогична кривой Ni-Cd аккумулятора.

Наработка (число разрядно-зарядных циклов) и срок службы Ni-MH аккумулятора также в значительной мере определяются условиями эксплуатации. Наработка понижается с увеличением глубины и скорости разряда. Наработка зависит от скорости заряда и способа контроля его окончания. Наибольшее внимание следует уделить температурному режиму, избегать переразрядов (ниже 1В) и коротких замыканий. Рекомендуется использовать Ni-MH аккумуляторы по назначению, избегать сочетания бывших в употреблении и неиспользованных аккумуляторов, не припаивать непосредственно к аккумулятору провода или прочие части. При хранении происходит саморазряд Ni-MH аккумулятора. По прошествии месяца при комнатной температуре потеря емкости составляет 20-30%, а при дальнейшем хранении потери уменьшаются до 3-7% в месяц.

Заряд никелевых аккумуляторов

При заряде герметичного аккумулятора кроме проблемы восстановления истраченной энергии, важным является ограничение его перезаряда, поскольку процесс заряда сопровождается повышением давления внутри аккумулятора.

Как нужно проводить восстановление Ni─MH аккумулятора и почему это важно?

Существенным фактором внешнего влияния на электрические характеристики аккумуляторов является температура окружающей среды. Емкость, которая может быть получена от аккумулятора при 20°С, наибольшая. Она почти не уменьшается и при разряде при более высокой температуре. Но при температуре ниже 0°С разрядная емкость уменьшается, и тем больше, чем больше разрядный ток.

Номинальным (стандартным) режимом заряда является режим, при котором аккумулятор, разряженный до 1В, заряжается током 0,1С в течение 16ч (для Ni-Mh 15ч.). Аккумуляторы могут быть заряжены при температуре от 0 до +40°С, наиболее эффективно в интервале температур от +10 до +30 °С. Ускоренный (за 4 — 5 часов) и быстрый (за 1 час) заряды возможны для Ni-MH аккумуляторов, имеющих высокоактивные электроды. При таких зарядах процесс контролируется по изменению температуры?Т и напряжения?U и другим параметрам. Рекомендуется также трехступенчатый способ заряда: первый этап быстрого заряда (ток до 1С), заряд со скоростью 0,1С в течение 0,5-1 ч для заключительной подзарядки, и заряд со скоростью 0,05-0,02С в качестве компенсационного подзаряда. Зарядное напряжение Uз при Iз=0,3-1С лежит в интервале 1,4-1,5В. Для исключения перезаряда аккумуляторных батарей могут применятся следующие методы контроля заряда с соответствующими датчиками, устанавливаемыми в аккумуляторные батареи или зарядные устройства:

метод прекращения заряда по абсолютной температуре Тmax.
метод прекращения заряда по скорости изменения температуры?T/?t.
метод прекращения заряда по отрицательной дельте напряжения -?U.
метод прекращения заряда по максимальному времени заряда t.
метод прекращения заряда по максимальному давлению Pmax. (0,05-0,8 Мпа).
метод прекращения заряда по максимальному напряжению Umax.

Для Ni-MH аккумуляторов не рекомендуется заряд при постоянном напряжении, так как может произойти "тепловой выход из строя" аккумуляторов. Тепловыделение в герметичном Ni-Cd аккумуляторе зависит от уровня его заряженности. К концу заряда в стандартном режиме температура аккумулятора может взрасти на 10-15 °С. При быстром заряде разогрев больше (до 40-45 °С).

Правила эксплуатации NiCd/NiMh аккумуляторов

Старайтесь использовать только штатные зарядные устройства
При использовании неавтоматических зарядных устройств, не заряжайте аккумулятор больше времени, указанного в инструкции. Перезаряд значительно ускоряет процесс старения аккумулятора
Не оставляйте разряженный аккумулятор во включенной аппаратуре. Дальнейший бесконтрольный разряд* полностью выводит аккумулятор из строя.
Избегайте зарядки не полностью разряженного аккумулятора.
Каждые 3-4 недели производите полную разрядку* аккумулятора в аппаратуре
Соблюдайте температурный диапазон эксплуатации
Перед хранением более 1 месяца NiCd аккумулятор необходимо разрядить*. NiMh аккумулятор хранить при 30-50% уровне заряда. Храните при температуре +5°С…+20°С. Срок хранения — до 4 лет.
Каждые 6 месяцев для NiMh и 12 месяцев для NiCd хранения рекомендуется сделать не менее 3 циклов заряда-разряда в стандартном режиме.

*Примечание: Аккумулятор является полностью разряженным, когда его напряжение падает до 83% от номинального. Например, аккумулятор с номиналом 1,2В будет полностью разряжен, когда при работающей аппаратуре напряжение на нем станет равным 1 В. Обычно этот уровень напряжения совпадает с порогом отключения аппаратуры.

ВНИМАНИЕ! В процессе эксплуатации НЕ ДОПУСКАТЬ:

применения зарядных устройств, не предназначенных для заряда аккумуляторов данной химической системы
короткого замыкания между контактами аккумулятора
внешнего нагрева выше 100°С и воздействия открытого огня
любых физических повреждений корпуса аккумулятора
зарядки холодного аккумулятора (ниже 0°С)
проникновения жидкости в корпус аккумулятора.

История изобретения

Исследования в области технологии изготовления NiMH аккумуляторов начались в 70-е годы XX века и были предприняты как попытка преодоления недостатков . Однако, применяемые в то время металл-гидридные соединения были нестабильны, и требуемые характеристики не были достигнуты. В результате процесс разработки NiMH аккумуляторов застопорился. Новые металл-гидридные соединения, достаточно устойчивые для применения в аккумуляторах, были разработаны в 1980. Начиная с конца восьмидесятых годов XX века NiMH аккумуляторы постоянно совершенствовались, главным образом по плотности запасаемой энергии . Их разработчики отмечали, что для NiMH технологии имеется потенциальная возможность достижения ещё более высоких плотностей энергии.

Параметры

Теоретическая энергоёмкость (Вт·ч /кг): 300 Вт·ч/кг .
Удельная энергоёмкость: около - 60-72 Вт·ч/кг.
Удельная энергоплотность (Вт·ч/дм ³): около - 150 Вт·ч/дм³.
ЭДС: 1,25 .
Рабочая температура: −60…+55 °C .(-40… +55)
Срок службы: около 300-500 циклов заряда/разряда.

Описание

Никель-металл-гидридные аккумуляторы форм фактора "Крона", как правило- начальным напряжением 8,4 вольта, постепенно снижает напряжение до 7,2 вольт, а затем, когда энергия аккумулятора будет исчерпана, напряжение быстро снижается. Этот тип аккумуляторов разработан для замены никель-кадмиевых аккумуляторов . Никель-металл-гидридные аккумуляторы имеют примерно на 20 % большую емкость при тех же габаритах, но меньший срок службы - от 200 до 300 циклов заряда/разряда. Саморазряд примерно в 1,5-2 раза выше, чем у никель-кадмиевых аккумуляторов.

NiMH аккумуляторы практически избавлены от «эффекта памяти ». Это означает, что заряжать не полностью разряженный аккумулятор можно, если он не хранился больше нескольких дней в таком состоянии. Если же аккумулятор был частично разряжен, а затем не использовался в течение длительного времени (более 30 дней), то перед зарядом его необходимо разрядить.

Экологически безопасны.

Наиболее благоприятный режим работы: заряд небольшим током, 0,1 номинальной ёмкости, время заряда - 15-16 часов (типичная рекомендация производителя).

Хранение

Аккумуляторы нужно хранить полностью заряженными в холодильнике, но не ниже 0 градусов . При хранении желательно регулярно (раз в 1-2 месяца) проверять напряжение. Оно не должно падать ниже 1,37 . Если же напряжение упало, необходимо зарядить аккумуляторы заново. Единственный вид аккумуляторов, которые могут храниться разряженными, - это Ni-Cd аккумуляторы .

NiMH аккумуляторы с низким саморазрядом (LSD NiMH)

Никель-металл-гидридные аккумуляторы с низким саморазрядом (the low self-discharge nickel-metal hydride battery, LSD NiMH), впервые были представлены в ноябре 2005 фирмой Sanyo под торговой маркой Eneloop. Позднее многие мировые производители представили свои LSD NiMH аккумуляторы.

Этот тип аккумуляторов имеет сниженный саморазряд, а значит обладает более длительным сроком хранения по сравнению с обычными NiMH. Аккумуляторы продаются как «готовые к использованию» или «предварительно заряженный» и позиционируются как замена щелочным батарейкам.

По сравнению с обычными аккумуляторами NiMH, LSD NiMH являются наиболее полезными, когда между зарядкой и использованием аккумулятора может пройти более трех недель. Обычные NiMH аккумуляторы теряют до 10% емкости зарядом в течение первых 24 часов после заряда, зетем ток саморазряда стабилизируется на уровне до 0,5% емкости в день. Для LSD NiMH этот параметр как правило находится в диапазоне от 0,04% до 0,1% емкости в день. Производители утверждают, что улучшив электролит и электрод, удалось добиться следующих преимуществ LSD NiMH относительно классической технологии:

Из недостатков следует отметить сравнительно чуть меньшую емкость. В настоящее время (2012 год) максимально достигнутая паспортная емкость LSD - 2700 mAh.

Тем не менее, при тестировании аккумуляторов Sanyo Eneloop XX с паспортной емкостью 2500mAh (min 2400mAh) оказалось, что все из аккумуляторов партии в 16 штук (сделаны в Японии, проданы в Ю.Корее) имеют емкость даже больше - от 2550 mAh до 2680 mAh. Тестировалось зарядкой LaCrosse BC-9009.

Неполный список аккумуляторов долгого хранения (с низким саморазрядом):

Prolife от Fujicell
Ready2Use Accu от Varta
AccuEvolution от AccuPower
Hybrid, Platinum, и OPP Pre-Charged от Rayovac
eneloop от Sanyo
eniTime от Yuasa
Infinium от Panasonic
ReCyko от Gold Peak
Instant от Vapex
Hybrio от Uniross
Cycle Energy от Sony
MaxE и MaxE Plus от Ansmann
EnergyOn от NexCell
ActiveCharge/StayCharged/Pre-Charged/Accu от Duracell
Pre-Charged от Kodak
nx-ready от ENIX energies
Imedion от
Pleomax E-Lock от Samsung
Centura от Tenergy
Ecomax от CDR King
R2G от Lenmar
LSD ready to use от Turnigy

Другие преимущества NiMH аккумуляторов с низким саморазрядом (LSD NiMH)

Никель-металл-гидридные аккумуляторы с низким саморазрядом обычно имеют значительно более низкое внутреннее сопротивление чем обычные NiMH батареи. Это сказывается весьма положительно в приложениях с высоким токопотреблением:

Более стабильное напряжение
Уменьшенное тепловыделение особенно на режимах быстрого заряда/разряда
Более высокая эффективность
Способность к высокой импульсной токоотдаче (Пример: зарядка вспышки фотоаппарата происходит быстрее)
Возможность продолжительной работы в устройствах с низким энергопотреблением (Пример: пульты ДУ, часы.)

Методы заряда

Зарядка производится электрическим током при напряжении на элементе до 1,4 - 1,6 В. Напряжение на полностью заряженном элементе без нагрузки составляет 1,4 В. Напряжение при нагрузке меняется от 1,4 до 0,9 В. Напряжение без нагрузки на полностью разряженном аккумуляторе составляет 1,0 - 1,1 В (дальнейшая разрядка может испортить элемент). Для зарядки аккумулятора используется постоянный или импульсный ток с кратковременными отрицательными импульсами (для восстановления эффекта «памяти», метод «FLEX Negative Pulse Charging» или «Reflex Charging»).

Контроль окончания заряда по изменению напряжения

Одним из методов определения окончания заряда является метод -ΔV. На изображении показан график напряжения на элементе при заряде. Зарядное устройство заряжает аккумулятор постоянным током. После того, как аккумулятор полностью заряжен, напряжение на нём начинает падать. Эффект наблюдается только при достаточно больших токах зарядки (0,5С..1С). Зарядное устройство должно определить это падение и выключить зарядку.

Существует ещё так называемый «inflexion» - метод определения окончания быстрой зарядки. Суть метода заключается в том, что анализируется не максимум напряжения на аккумуляторе, а максимум производной напряжения по времени. То есть быстрая зарядка прекратится в тот момент, когда скорость роста напряжения будет максимальной. Это позволяет завершить фазу быстрой зарядки раньше, когда температура аккумулятора еще не успела значительно подняться. Однако метод требует измерения напряжения с большей точностью и некоторых математических вычислений (вычисления производной и цифровой фильтрации полученного значения).

Контроль окончания заряда по изменению температуры

При зарядке элемента постоянным током бóльшая часть электрической энергии преобразуется в химическую энергию. Когда аккумулятор полностью заряжен, то подводимая электрическая энергия будет преобразовываться в тепло. При достаточно большом зарядном токе можно определить окончание заряда по резкому увеличению температуры элемента, установив датчик температуры аккумулятора. Максимальная допустимая температура аккумулятора 60°С.

Области применения

Замена стандартного гальванического элемента, электромобили, дефибрилляторы, ракетно-космическая техника, системы автономного энергоснабжения, радиоаппаратура, осветительная техника.

Выбор емкости аккумуляторов

При использовании NiMH аккумуляторов далеко не всегда следует гнаться за большой ёмкостью. Чем более ёмкий аккумулятор, тем выше (при прочих равных условиях) его ток саморазряда. Для примера рассмотрим аккумуляторы ёмкостью 2500 мАч и 1900 мАч. Полностью заряженные и не используемые в течение, например, месячного срока аккумуляторы потеряют часть своей электрической ёмкости вследствие саморазряда. Более ёмкий аккумулятор будет терять заряд значительно быстрее, чем менее ёмкий. Таким образом по прошествии, например, месяца аккумуляторы будут иметь примерно равный заряд, а по прошествии ещё большего времени изначально более ёмкий аккумулятор будет содержать меньший заряд.

С практической точки зрения аккумуляторы высокой ёмкости (1500-3000 мАч для AA-батарей) есть смысл использовать в устройствах с высоким потреблением энергии в течение короткого времени и без предварительного хранения. Например:

В радиоуправляемых моделях;
В фотоаппарате - для увеличения количества снимков, сделанных в относительно короткий промежуток времени;
В прочих устройствах, в которых заряд будет выработан за относительно короткий срок.

Аккумуляторы же низкой ёмкости (300-1000 мАч для AA-батарей) скорее подойдут для следующих случаев:

Когда использование заряда начинается не сразу после зарядки, а по прошествии значительного времени;
Для периодического использования в устройствах (ручные фонари, GPS-навигаторы, игрушки, рации);
Для длительного использования в устройстве с умеренным энергопотреблением.

Производители

Никель-металл-гидридные аккумуляторы производятся разными фирмами, в том числе:

Camelion
Lenmar
Наша сила
НИАИ ИСТОЧНИК
Космос

См. также

Литература

Хрусталёв Д. А. Аккумуляторы. М: Изумруд, 2003.

Примечания

Ссылки

ГОСТ 15596-82 Источники тока химические. Термины и определения
ГОСТ Р МЭК 61436-2004 Аккумуляторы никель-металл-гидридные герметичные
ГОСТ Р МЭК 62133-2004 Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной и другие некислотные электролиты. Требования безопасности для портативных герметичных аккумуляторов и батарей из них при портативном применении


Гальванический элемент	Гальванический элемент Даниеля \| Щелочной элемент \| \| Сухой элемент \| Концентрационный элемент \| Воздушно-цинковый элемент \| Нормальный элемент Вестона
Электрические аккумуляторы	Свинцово-кислотный \| Серебряно-цинковый \| Никель-кадмиевый \| Никель-металл-гидридный \| Никель-цинковый аккумулятор \| Литий-ионный \| Литий-полимерный \| Литий-железо-сульфидный \| Литий-железо-фосфатный \| Литий-титанатный \| Ванадиевый \| Железо-никелевый
Топливные элементы	Прямой метанольный \| Твердооксидный \| Щелочной
Модели

Не секрет, что в любой момент можно оказаться в таких условиях, когда возникнет необходимость подзарядки «севших» батареек. К примеру, широко используемые в быту и на производстве Ni-MH аккумуляторы - как заряжать их правильно? Безусловно, можно воспользоваться простейшим зарядным устройством, входящим в комплектацию к предмету любой бытовой техники. Однако сила у них весьма невысока, поэтому такой заряд будет «держаться» очень недолго. Использование более сложных по типу подзарядников помогает добиться того, чтобы АКБ не только работала «на полную мощность», но и использовала при этом все свои возможные ресурсы. К тому же, батареи бывают разные. Их названия и напрямую зависят от того, из какого состава они сделаны.

Распространенные виды никелевых АКБ, их сходства и различия

Существует много , в состав которых входят различные химические соединения. В бытовом потреблении оптимально использовать никель-металлогидридные, кадмиевые и никель-цинковые элементы. Безусловно, любой батарее нужен определенный уход, поэтому всегда важно соблюдать правила эксплуатации и зарядки.

Ni-MH

Никель-металлогидридные аккумуляторы - это вторичные химические источники тока с гораздо большей емкостью, чем их предшественники - , однако срок службы их меньше. Одна из популярных сфер применения никелевых элементов - моделестроение (кроме авиации, по причине того, что батарея довольно тяжела по весу).

Первые разработки этих элементов начались в 70-х годах ХХ века с целью усовершенствовать Сd аккумуляторы. Спустя 10 лет, в конце 80-х, удалось добиться того, что химические соединения, используемые при создании Ni-MH аккумуляторов, стали более стабильными. К тому же, они гораздо меньше подвержены «эффекту памяти», чем Ni-Cd: не сразу «запоминают» ток заряда, оставшийся внутри в случае, если элемент до использования не был разряжен полностью. Поэтому полный разряд им требуется не так часто.

Ni-Cd

Несмотря на то, что Ni-MH имеют ряд очевидных преимуществ перед Ni-Cd, стоит отметить, что последние не теряют своей популярности. Главным образом потому, что не так сильно нагреваются при зарядке засчет большего сохранения энергии внутри элемента. Как известно, есть различные типы химических процессов, протекающих между веществами.

Если заряжать Ni-MH, реакции будут экзотермическими, а если кадмиевые аккумуляторы - эндотермическими, что и обеспечивает более высокий коэффициент полезного действия. Таким образом, Cd можно зарядить более высоким током, не опасаясь перегрева.

Ni-Zn

В последнее время большое внимание обсуждению в Интернете уделяется батарейкам, в состав которых входит цинк. Они не настолько известны потребителям, как предыдущие, но идеально подходят для использования в качестве элементов питания к цифровым фотоаппаратам.

Главная их особенность - это высокое напряжение и сопротивление, благодаря чему даже к концу цикла «заряд-разряд» не наблюдается резкого падения напряжения, как у заряда Ni. Если в фотоаппарате находятся металлогидридные аккумуляторы, он будет выключаться даже в том случае, если батарея не разряжена до конца, а у Ni-Zn такого нет даже в конце разряда.

В связи со спецификой этих батареек, для них может потребоваться индивидуальное зарядное устройство, либо их можно заряжать на любом универсальном «умном» подзаряднике, например, ImaxB6. Ni-Zn аккумуляторы также прекрасно подходят для применения в электрических детских игрушках и тонометрах.

Быстрая зарядка никель-металлогидридных аккумуляторов и других источников питания

Лучше проводить зарядку АКБ с помощью более сложных моделей соответствующих устройств. Их алгоритмы токов имеют более сложную последовательность. Конечно, сделать это немного сложнее, чем просто вставить батарею в базовый подзарядник, входящий в комплектацию. Но и качество зарядки при использовании «умного» устройства будет на порядок выше. Итак, как заряжать Ni-MH аккумуляторы?

Вначале включается ток и осуществляется проверка напряжения на выводах батареи (параметры тока - 0,1 емкости аккумулятора, или С). Если напряжение превышает 1,8 В, это означает либо отсутствие аккумулятора, либо его повреждение. В данном случае, процесс начинать нельзя. Нужно либо сменить поврежденный элемент на целый, либо вставить в устройство новый.

После проверки напряжения оценивается начальный разряд АКБ. Если U у нее меньше 0,8 В, то нельзя сразу переходить к быстрой зарядке, а если U=0,8 В или больше, то можно. Это так называемая «фаза предзарядки», используемая для подготовки элементов, которые очень сильно разряжены. Значение тока здесь 0,1-0,3 С, а длительность по времени - полчаса, не меньше. Сразу следует отметить, что на всех этапах важно постоянно контролировать температуру . Особенно, если речь идет о том, каким током и как правильно заряжать Ni-MH АКБ. Такие аккумуляторы нагреваются гораздо быстрее, особенно, ближе к концу процесса. Их температура не должна превышать 50°С.

Быстрая зарядка проводится только в том случае, если предыдущие проверки были выполнены правильно. Как зарядить батарею правильно? Итак, изначальное напряжение - 0,8 В или чуть больше. Начинается подача тока. Она осуществляется плавно и осторожно в течение 2-4 минут - до достижения нужного уровня. Оптимальный уровень тока для Ni-MH и Ni-Cd аккумуляторов - 0,5-1,0 С, но иногда рекомендуется не превышать больше 0,75.

Важно определить вовремя момент окончания быстрой фазы во избежание выведения батареи из строя. Самым надежным, в данном случае, является dv-метод, который применяется по-разному при заряде никель-кадмиевых и Ni-MH аккумуляторов. У Ni-Cd напряжение становится все больше и падает к концу зарядки, поэтому сигналом для ее окончания служит момент, когда U снижается до уровня 30 мВ.

Поскольку у Ni-MH падение U заряжаемых элементов гораздо менее выражено, в данном случае, применяется метод dv=0. Засекается период времени в 10 минут, в течение которого U батареи остается стабильным - то есть, с установленным нулевым порогом колебаний напряжения.

В заключении следует небольшая фаза дозарядки. Ток - в пределах 0,1-0,3 С, длительность - до получаса. Это необходимо для того, чтобы батарея зарядилась полностью, а также для выравнивая потенциала заряда в ней.

Важный момент (к нему относится и зарядка Ni-Cd аккумуляторов): если она проводится сразу после быстрой, следует обязательно остудить аккумулятор в течение нескольких минут: нагретый элемент неспособен принимать заряд должным образом.

Кроме быстрой, существует еще и капельная зарядка, которая производится токами малой величины. Некоторые считают, что она «продлевает жизнь» элементам питания, но это не так. По сути, капельная зарядка ничем не отличается от эффекта стандартного зарядного устройства без «серьезной» регулировки показателей тока. Любой элемент питания, если он не используется, рано или поздно теряет накопившуюся энергию, и ему все равно понадобится полноценный процесс зарядки, невзирая на его длительность и «трудоемкость». Такой процесс зарядки для многих привлекателен еще и тем, что показатели тока здесь можно не фиксировать ввиду их малости. Однако «продлить жизнь» элементам питания может только серьезный подход к использованию «умных» зарядных устройств. А также правильное их хранение, с учетом особенностей того или иного вида АКБ.

Температурный фактор и условия хранения

Современные зарядные устройства бывают снабжены специальной системой «оценивания» условий окружающей среды, в том числе и температурных факторов. Такой «зарядник» может сам определить, проводить зарядку в тех или иных условиях, или нет. Уже упоминалось о том, что уровень КПД внутри батареи бывает самым высоким именно в начале процесса, когда аккумуляторы гидридного плана нагреваются не так сильно. В конце процесса зарядки либо ближе к нему КПД резко падает, и вся энергия, превращаясь в тепло вследствие экзотермических химических реакций, выделяется наружу. Важно вовремя прекратить заряжать Ni-MH батарею. И, если есть возможность, обзавестись самым новым зарядным устройством, которое будет точно контролировать этот процесс.

В настоящее время все зарядные устройства, в том числе и Сd аккумуляторы, могут заряжаться током до 1С с установлением норм воздушного охлаждения. Оптимальная температура помещения, в котором проводится зарядка - 20°С. Не рекомендуется начинать процесс при температуре меньше +5 и больше 50°С.

Уникальность Ni-Cd состоит в том, что это единственный вид элементов, которые не пострадают в случае, если их хранить полностью разряженными, в отличие от Ni-MH. Для лучшей отдачи тока заряд никель-кадмиевых аккумуляторов рекомендуется проводить непосредственно перед использованием. Также после длительного хранения им требуется «раскачка»: следует полностью зарядить и разрядить Ni-Cd АКБ за сутки для оптимальной работы.

Никель-металлогидридные элементы, в отличие от своих предшественников, могут легко выйти из строя при глубоком разряде. Поэтому хранить их нужно только заряженными. При этом раз в два месяца следует регулярно проверять напряжение. Минимальный его уровень должен всегда оставаться 1 В, а если оно падает, необходима подзарядка.

Новый Ni-MH аккумулятор нужно перед применением полностью зарядить и разрядить три раза, затем сразу поставить на «базу» в течение 8-12 часов. Позже не будет необходимости долго держать его на зарядке - снимать сразу после указания специального индикатора на зарядном устройстве.

Хотя на смену всем этим элементам питания уже давно пришли более емкие, на основе лития, они активно используются и сейчас. Это и привычнее, и намного дешевле. К тому же, литиевые батареи при низких температурах работают намного хуже.

NiMH означает «никель-металлогидрид». Правильная зарядка является ключом к поддержанию производительности и долговечности. Данную технологию нужно знать для того, чтобы заряжать NiMH. Восстановление NiMH-элементов — достаточно сложный процесс, потому что пик напряжения и последующее падение меньше, а следовательно, показатели определяются сложнее. Чрезмерная зарядка приводит к перегреву и повреждению элемента, после чего теряется емкость с последующей утратой функциональности.

Батарея — электрохимическое устройство, в котором электрическая энергия преобразуется и сохраняется в химической форме. Химическая энергия легко преобразуется в электрическую. NiMH работает по принципу, основанному на поглощении, высвобождении и переносе водорода внутри двух электродов.

Батареи NiMH состоят из двух металлических полос, которые выступают в качестве положительных и отрицательных электродов, а также изолирующего сепаратора из фольги между ними. Этот энергетический «бутерброд» наматывается и помещается в аккумуляторную батарею вместе с жидким электролитом. Положительный электрод обычно состоит из никеля, отрицательный — из гидрида металла. Отсюда и название «NiMH», или «никель-металл-гидрид».

Преимущества:

Содержит меньше токсинов и являются экологически чистым, поддаются переработке.
Эффект памяти выше, чем у Ni-Cad.
Гораздо безопаснее, чем литиевые батареи.

Недостатки:

Глубокая разрядка сокращает срок службы и вырабатывает тепло при быстрой зарядке и высокой нагрузке.
Саморазряд больше по сравнению с другими батареями, его нужно учитывать перед тем как заряжать NiMH.
Требуется высокий уровень технического обслуживания. Батарея должна быть полностью разряженной, чтобы предотвратить образование кристаллов в процессе зарядки.
Более дорогостоящий, чем Ni-Cad аккумулятор.

Никель-металлогидридная ячейка имеет много характеристик, аналогичных NiCd, например, кривую разряда (с учетом дополнительной зарядки), которую может принять батарея. Она нетерпима к перезарядке, вызывающей снижение емкости, что представляет серьезную проблему для разработчиков зарядных устройств.

Характеристики тока, которые необходимы для того, чтобы правильно зарядить аккумулятор NiMH:

Номинальное напряжение — 1.2V.
Удельная энергия — 60-120 Вт-час/кг.
Плотность энергии — 140-300 Вт-час/кг.
Удельная мощность — 250-1000 Вт/кг.
Эффективность зарядки / разрядки — 90%.

Эффективность зарядки никелевых батарей составляет в диапазоне от 100% до 70% от полной емкости. Вначале происходит небольшое повышение температуры, но позже, когда уровень заряда поднимается, КПД падает, выделяя тепло, что требуется учитывать перед тем как заряжать NiMH.

Когда аккумулятор NiCD разряжается до определенного минимума напряжения, а затем заряжается, необходимо принять меры, чтобы уменьшить эффект кондиционирования (примерно каждые 10 циклов зарядки/разрядки), иначе он начнет терять емкость. Для NiMH такое требование не требуется, поскольку эффект для него незначителен.

Тем не менее такой процесс восстановления удобен и для никель-металлогидридных устройств, его рекомендуют учитывать перед тем, как заряжать NiMH аккумуляторы. Процесс повторяют три-пять раз, прежде чем они достигнут полной емкости. Процесс кондиционирования перезаряжаемых батарей гарантирует, что они будут работать долгие годы.

Существует несколько способов зарядки, которые можно использовать с никель-металлогидридными батареями. Они, как и NiCds, требуют источника постоянного тока. Скорость обычно указывается на корпусе ячейки. Она не должна превышать технологические нормы. Пределы границ зарядки четко регламентированы производителями. Перед эксплуатацией батарей нужно четко знать, каким током заряжать NiMH аккумуляторы. Существует несколько методов, которые используются для предотвращения сбоя:

Параллельная зарядка батарей затрудняет качественное определение окончания процесса. Это связано с тем, что нельзя быть уверенным, что каждая ячейка или пакет имеют одинаковое сопротивление, и поэтому некоторые из них будут потреблять больше тока, чем другие. Это означает, что нужно использовать отдельную цепь зарядки для каждой линии в параллельном блоке. Следует установить, каким током заряжать NiMH, определив балансировку, например, используя резисторы такого сопротивления, что будут доминировать в управлении параметрами.

Современные алгоритмы были разработаны для обеспечения точной зарядки без использования термистора. Эти устройства аналогичны Delta V, но имеют специальные методы измерения для обнаружения полного заряда, обычно включающие некоторый цикл, когда напряжение измеряется по временному интервалу и между импульсами. Для многоэлементных пакетов, если они не находятся в одном и том же состоянии и не сбалансированы по емкости, они могут заполняться по одному за раз, подавая сигнал об окончании этапа.

Чтобы сбалансировать их, потребуется несколько циклов. Когда батарея достигает конца заряда, кислород начинает образовываться на электродах и рекомбинировать на катализаторе. Новая химическая реакция создает тепло, которое легко измеряется термистором. Это самый безопасный способ определения окончания процесса во время быстрого восстановления.

Ночная зарядка — самый дешевый способ зарядки никель-металлогидридной батареи при C/10, что ниже 10% от номинальной емкости в час. Это нужно учитывать, чтобы правильно заряжать NiMH. Таким образом, аккумулятор емкостью 100 мАч будет заряжаться при 10 мА в течение 15 часов. Этот метод не требует датчика окончания процесса и обеспечивает полный заряд. Современные элементы имеют катализатор рециркуляции кислорода, который предотвращает повреждение батареи при воздействии электротоком.

Этот метод не может использоваться, если скорость зарядки превышает C/10. Минимальное напряжение, необходимое для полной реакции, зависит от температуры (не менее 1,41 В на элемент при 20 градусах), что нужно учитывать, чтобы правильно заряжать NiMH. Продолжительное восстановление не вызывает вентиляции. Оно слегка нагревает батарею. Чтобы сохранить срок службы, рекомендуется использовать таймер с диапазоном от 13 до 15 часов. В зарядном устройстве Ni-6-200 есть микропроцессор, который сообщает о состоянии заряда через светодиод, а также выполняет функцию синхронизации.

Быстротечный процесс заряда

Используя таймер, можно заряжать C/3.33 в течение 5 часов. Это немного рискованно, так как батарея предварительно должна быть полностью разряжена. Один из способов убедиться в том, что этого не произойдет, — автоматическая разрядка аккумулятора, выполняемая зарядным устройством, который затем запускает процесс восстановления на 5 часов. Преимущество этого метода состоит в том, чтобы исключить любую возможность создания негативной памяти батареи.

В настоящее время не все производители выпускают подобные зарядные устройства, но микропроцессорная плата используется, например, в зарядном устройстве C/10 /NiMH-NiCad-solar-charge-controller и может быть легко модифицирован для выполнения разряда. Для рассеивания энергии частично заряженной батареи в течение разумного промежутка времени потребуется блок рассеивания мощности.

Если используется температурный монитор, аккумуляторы NiMH можно заряжать со скоростью до 1C, другими словами, 100% емкости в ампер-часах в течение 1,5 часов. Контроллер заряда батареи PowerStream делает это совместно с платой управления, которая способна измерять напряжение и ток для более сложных алгоритмов. При повышении температуры процесс должен быть прекращен, а при значение dT/dt должен быть установлен на 1-2 градуса в минуту.

Существуют новые алгоритмы, которые используют микропроцессорное управление при использовании сигнала -dV для определения окончания заряда. На практике они работают очень хорошо, поэтому современные устройства используют эту технологию, которая включает в себя процессы включения и выключения для измерения напряжения.

Спецификации адаптера

Важной проблемой является срок службы батарей или общая стоимость периода службы системы. В этом случае производители предлагают устройства с микропроцессорным управлением.

Алгоритм для идеального зарядного устройства:

Мягкий старт. Если температура выше 40 градусов или ниже нуля, начинают с зарядки C/10.
Опция. Если напряжение разряженной батареи выше 1,0 В/элемент, разряжают батарею до 1,0 В/элемент, а затем переходят к быстрой зарядке.
Быстрая зарядка. При 1 градусе, пока температура не достигнет 45 градусов или dT не указывает на полный заряд.
После завершения быстрой зарядки заряжают при C/10 в течение 4 часов, чтобы обеспечить полную зарядку.
Если напряжение заряженного NiMH аккумулятора поднимается до 1,78 В/элемент, прекращают работу.
Если время быстрой зарядки превышает 1,5 часа без перерыва, ее останавливают.

Теоретически подзарядка — это скорость заряда, которая достаточно высока, чтобы держать аккумулятор полностью заряженным, но достаточно низкая, чтобы избежать перезарядки. Определение оптимальной скорости подзарядки для конкретной батареи немного сложно описать, но общепризнанно, что она составляет около десяти процентов от емкости батареи, например, для Sanyo 2500 мАч AA NiMH оптимальная скорость подзарядки — 250 мА или ниже. Ее нужно учитывать, чтобы правильно заряжать NiMH аккумуляторы.

Наиболее частой причиной преждевременного выхода из строя аккумулятора является перезарядка. Типы зарядных устройств, которые чаще всего вызывают ее, — это так называемые «быстрые устройства» на 5 или 8 часов. Проблема с этими приборами состоит в том, что у них действительно нет механизма контроля процесса.

Большинство из них имеют простую функциональность. Они заряжаются с полной скоростью в течение фиксированного периода времени (обычно пять или восемь часов), а затем отключаются или переключаются на более низкую «ручную» скорость. Если они используются должным образом, то все в порядке. Если они применяются неправильно, то срок службы батареи сокращается несколькими способами:

Если полностью заряженные или частично заряженные батареи вставлены в устройство, оно не может это почувствовать, поэтому полностью заряжает аккумуляторы, для которых оно предназначено. Так, емкость аккумулятора падает.
Другой распространенной ситуацией является прерывание цикла зарядки в процессе. Однако после этого следует повторное подключение. К сожалению, это ведет к повторному запуску полного цикла зарядки, даже если предыдущий цикл практически завершен.

Самый простой способ избежать этих сценариев — использовать интеллектуальное зарядное устройство с микропроцессорным управлением. Оно может определять, когда батарея полностью заряжена, а затем — в зависимости от ее конструкции — либо полностью отключаться, либо переключаться в режим подзарядки.

Для того чтобы заряжать NiMH iMax, понадобится специальное зарядное устройство, так как использование неправильного метода может сделать батарею бесполезной. Многие пользователи считают iMax B6 лучшим выбором для зарядки NiMH. Он поддерживает процесс до 15 ячеистых батарей, а также множество настроек и конфигураций для разных типов аккумуляторов. Рекомендуемое время зарядки не должно превышать 20 часов.

Как правило, производитель гарантирует 2000 циклов зарядки / разрядки от стандартной батареи NiMH, хотя это количество может отличаться по условиям эксплуатации.

Алгоритм работы:

Заряжаем NiMH iMax B6. Необходимо подключить шнур питания к розетке с левой стороны устройства, принимая во внимание форму на конце кабеля, чтобы убедиться, что выполнено правильное подсоединение. Вставляем его до упора и останавливаем нажатие, когда появится звуковой сигнал и приветственное сообщение на экране дисплея.
Используют серебряную кнопку в крайнем левом углу, чтобы просмотреть первое меню и выбрать тип батареи, которую нужно зарядить. Нажатие крайней левой кнопки подтвердит выбор. Кнопка справа будет прокручивать опции: зарядка, разрядка, баланс, быстрая зарядка, хранение и другие.
Две центральные кнопки управления помогут выбрать нужный номер. Нажав крайнюю правую кнопку для входа, можно перейти к настройке напряжения, снова прокручивая с помощью двух центральных кнопок и нажав ввод.
Используют несколько кабелей для подключения аккумулятора. Первый набор выглядит как оборудование для лабораторных проводов. Он часто поставляется в комплекте с зажимами для крокодилов. Розетки для подключения находятся на правой стороне устройства рядом с нижней частью. Их достаточно легко обнаружить. Именно так можно зарядить NiMH с iMax B6.
Затем нужно подключить свободный кабель аккумулятора к концу красного и черного зажимов, создавая замкнутый контур. Это может быть немного рискованно, особенно если пользователь в первый раз выполнит неправильные настройки. Нажимают и удерживают кнопку ввода в течение трех секунд. Затем экран должен информировать о том, что он проверяет батарею, после чего пользователя попросят подтвердить настройку режима.
Во время зарядки аккумулятора можно прокручивать различные экраны дисплея с помощью двух центральных кнопок, которые сообщают информацию о процессе зарядки в различных режимах.

Самый стандартный совет: полностью разрядить батареи, а затем зарядить их. Хотя это является обработкой «эффекта памяти», в никель-кадмиевых батареях нужно быть осторожным, так как легко повредить их из-за чрезмерной разрядки, что приводит к «обращению полюсов» и к необратимым процессам. В некоторых случаях электроника аккумуляторов выполнена таким образом, что предотвращает негативные процессы, отключаясь до того, как они произойдут, но более простые устройства, например, для фонариков, этого не делают.

Необходимо:

Быть готовым заменить их. Никель-металлогидридные батареи не вечны. После окончания ресурса они перестанут работать.
Купить «умное» зарядное устройство, которое с помощью электроники контролирует процесс и предотвращает перезарядку. Это не только лучше для аккумуляторов, но и потребляет меньше энергии.
Извлечь батарею, когда перезарядка завершена. Ненужное время на устройстве означает, что для его зарядки используется больше «струйной» энергии, поэтому увеличивается износ и расходуется больше энергии.
Не разряжать батареи полностью, чтобы продлить срок их службы. Несмотря на все советы об обратном, полная разрядка фактически сокращает срок их службы.
Хранить NiMH батареи при комнатной температуре в сухом месте.
Избыточное тепло может повредить батареи и привести к их быстрой разрядке.
Рассмотреть возможность использования модели с низким уровнем заряда.

Таким образом, можно подвести черту. Действительно никель-металлогидрид батареи более подготовлены производителем для работы в современных условиях, а правильная зарядка аккумуляторов с применением умного устройства обеспечит их производительность и долговечность.

Каким током разряжать nimh аккумуляторы. NiMH аккумуляторы, их тренировка и восстановление

Юсуповы Проклятие семьи юсуповых

Родовое проклятие князей юсуповых Род юсуповых мужчины умирают рано

Фрэнк Синатра: биография, лучшие песни, интересные факты, слушать Новый виток карьеры Фрэнка Синатры

Срок окупаемости: формула и методы расчета, пример

Как сделать верный расчет чистых активов по балансу Как рассчитать чистые активы организации

Чистый оборотный капитал (NWC) Изменение оборотного капитала расчет по балансу

Бюджетирование на предприятии на примере