Baterie Ni-ca. Akumulatory Ni-Cd, Ni-MH i Li-Ion

Badania nad akumulatorami niklowo-metalowo-wodorowymi rozpoczęły się w latach 70. XX wieku jako ulepszenia akumulatorów niklowo-wodorowych, ponieważ masa i objętość akumulatorów niklowo-wodorowych nie satysfakcjonowały producentów (wodór w tych akumulatorach był pod wysokim ciśnieniem, co wymagało mocnego i ciężkiego stalowa obudowa). Zastosowanie wodoru w postaci wodorków metali umożliwiło zmniejszenie masy i objętości akumulatorów, a także zmniejszono niebezpieczeństwo wybuchu akumulatorów w przypadku przegrzania.

Od lat 80-tych technologia akumulatorów NiMH została znacznie ulepszona i zaczęto wykorzystywać go komercyjnie w różnych dziedzinach. O sukcesie akumulatorów NiNH przyczyniła się zwiększona pojemność (do 40% w porównaniu do NiCd), wykorzystanie materiałów nadających się do recyklingu (przyjaznych dla środowiska) oraz bardzo długa żywotność, często przewyższająca żywotność akumulatorów NiCd.

Zalety i wady akumulatorów NiMH

Zalety

・ Większa pojemność — 40% lub więcej niż w przypadku konwencjonalnych akumulatorów NiCd
・ Znacznie mniej wyraźny efekt „pamięci” w porównaniu z akumulatorami niklowo-kadmowymi – cykle serwisowania akumulatorów można przeprowadzać 2-3 razy rzadziej
・ Łatwy transport - transport liniami lotniczymi bez żadnych warunków
・ Przyjazny dla środowiska - nadający się do recyklingu

niedogodności

・ Ograniczona żywotność baterii – zwykle około 500-700 pełnych cykli ładowania/rozładowania (chociaż czasami mogą występować różnice w zależności od trybów pracy i urządzenia wewnętrznego).
・ Efekt pamięci - akumulatory NiMH wymagają okresowego szkolenia (cykl pełnego rozładowania/ładowania)
・ Stosunkowo krótki okres trwałości akumulatorów – zwykle nie więcej niż 3 lata w stanie rozładowanym, po którym następuje utrata głównych cech. Chłodne przechowywanie z 40-60% częściowym naładowaniem spowolni starzenie się baterii.
・Wysokie samorozładowanie akumulatorów
・ Ograniczona pojemność mocy — przekroczenie dopuszczalnych obciążeń skróci żywotność baterii.
・ Wymagana jest dedykowana ładowarka stopniowa, ponieważ ładowanie generuje dużo ciepła, a akumulatory NiMH ulegną przeładowaniu.
・ Słaba tolerancja na wysokie temperatury (powyżej 25-30 stopni Celsjusza)

Projektowanie baterii i akumulatorów NiMH

Nowoczesne akumulatory niklowo-wodorkowe mają konstrukcję wewnętrzną podobną do akumulatorów niklowo-kadmowych. Dodatnia elektroda z tlenku niklu, elektrolit alkaliczny i obliczone ciśnienie wodoru są takie same w obu systemach akumulatorowych. Różnią się tylko elektrody ujemne: dla akumulatorów niklowo-kadmowych - elektroda kadmowa, dla niklowo-metalowo-wodorkowych - elektroda oparta na stopie metali absorbujących wodór.

W nowoczesnych akumulatorach niklowo-metalowo-wodorkowych stosuje się kompozycję stopu adsorbującego wodór typu AB2 i AB5. Inne stopy AB lub A2B nie są szeroko stosowane. Co oznaczają tajemnicze litery A i B w stopie? - Pod symbolem A jest ukryty metal (lub mieszanina metali), którego tworzenie się wodorków oddaje ciepło. W związku z tym symbol B oznacza metal, który reaguje endotermicznie z wodorem.

W przypadku elektrod ujemnych AB5 stosuje się mieszaninę pierwiastków ziem rzadkich z grupy lantanu (składnik A) i niklu z domieszkami innych metali (kobalt, aluminium, mangan) - składnik B. W przypadku elektrod AB2 stosuje się tytan i nikiel z zanieczyszczeniami cyrkonu, wanadu, żelaza, manganu, chromu.

Baterie niklowo-metalowo-wodorkowe z elektrodami AB5 są bardziej powszechne ze względu na lepszą wydajność cykliczną, chociaż baterie z elektrodami AB2 są tańsze, mają większą pojemność i lepszą moc znamionową.

W procesie cyklicznym objętość elektrody ujemnej waha się do 15-25% pierwotnej z powodu absorpcji / wydzielania wodoru. W wyniku wahań objętości w materiale elektrody pojawia się duża liczba mikropęknięć. Zjawisko to wyjaśnia, dlaczego nowy akumulator NiMH wymaga kilku „uczących” cykli ładowania/rozładowania, aby doprowadzić moc i pojemność akumulatora do wartości nominalnych. Powstawanie mikropęknięć ma również negatywną stronę - zwiększa się powierzchnia elektrody, która koroduje wraz ze zużyciem elektrolitu, co prowadzi do stopniowego wzrostu rezystancji wewnętrznej elementu i spadku pojemności. Aby zmniejszyć szybkość procesów korozyjnych, zaleca się przechowywanie akumulatorów NiMH w stanie naładowanym.

Elektroda ujemna ma nadmierną pojemność w stosunku do dodatniej zarówno pod względem przeładowania, jak i nadmiernego rozładowania, aby zapewnić akceptowalny poziom wydzielania wodoru. Z powodu korozji stopu zdolność przeładowania elektrody ujemnej stopniowo maleje. Po wyczerpaniu się nadmiaru możliwości przeładowania duża ilość wodoru zostanie uwolniona na elektrodzie ujemnej pod koniec ładowania, co spowoduje uwolnienie nadmiaru wodoru przez zawory ogniwa, „odparowanie” ogniwa. awaria elektrolitu i akumulatora. Dlatego do ładowania akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych wymagane jest specjalne urządzenie ładujące, które uwzględnia specyficzne zachowanie akumulatora w celu uniknięcia niebezpieczeństwa samozniszczenia ogniwa akumulatora. Podczas zbierania baterii upewnij się, że ogniwa są dobrze wentylowane i nie palą w pobliżu akumulatora NiMH o dużej pojemności.

Z biegiem czasu, w wyniku cykli, samorozładowanie akumulatora wzrasta również z powodu pojawienia się dużych porów w materiale separatora i utworzenia połączenia elektrycznego między płytami elektrod. Ten problem można tymczasowo rozwiązać, kilkakrotnie głębokie rozładowanie akumulatora, a następnie jego pełne naładowanie.

Podczas ładowania akumulatorów NiMH, szczególnie pod koniec ładowania, wytwarzana jest dość duża ilość ciepła, co jest jednym ze znaków wskazujących na konieczność dokończenia ładowania. W przypadku gromadzenia kilku ogniw baterii w baterii wymagany jest system monitorowania parametrów baterii (BMS), a także obecność odłączanych termicznie przewodzących zworek łączących część ogniw baterii. Zaleca się również podłączenie akumulatorów w akumulatorze przez zgrzewanie punktowe zworek zamiast lutowania.

Rozładowanie akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych w niskich temperaturach jest ograniczone tym, że reakcja ta jest endotermiczna, a na elektrodzie ujemnej tworzy się woda, która rozcieńcza elektrolit, co prowadzi do dużego prawdopodobieństwa zamarznięcia elektrolitu. Dlatego im niższa temperatura otoczenia, tym niższa moc wyjściowa i pojemność baterii. Natomiast w podwyższonych temperaturach podczas rozładowywania pojemność rozładowania akumulatora NiMH będzie maksymalna.

Znajomość budowy i zasad działania pozwoli z większym zrozumieniem potraktować proces eksploatacji akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych. Mamy nadzieję, że informacje zebrane w tym artykule pozwolą przedłużyć żywotność baterii i uniknąć ewentualnych niebezpiecznych konsekwencji wynikających z niezrozumienia zasad bezpiecznego użytkowania baterii niklowo-metalowo-wodorkowych.

Charakterystyki rozładowania akumulatorów NiMH przy różnych
prądy rozładowania w temperaturze otoczenia 20°C

zdjęcie zaczerpnięte z www.compress.ru/Article.aspx?id=16846&iid=781

Akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy Duracell

zdjęcie zaczerpnięte z www.3dnews.ru/digital/1battery/index8.htm

PS.
Schemat obiecującego kierunku tworzenia bipolarnych akumulatorów

schemat zaczerpnięty z bipolarnych akumulatorów kwasowo-ołowiowych

Tabela porównawcza parametrów różnych typów akumulatorów

Historia wynalazku

Badania nad technologią akumulatorów NiMH rozpoczęły się w latach 70. XX wieku i zostały podjęte jako próba przezwyciężenia niedociągnięć. Jednak stosowane w tym czasie związki wodorków metali były niestabilne i nie osiągnięto wymaganych właściwości. W rezultacie proces rozwoju akumulatorów NiMH utknął w martwym punkcie. W 1980 r. opracowano nowe związki wodorków metali, wystarczająco stabilne do stosowania w akumulatorach. Od końca lat 80. akumulatory NiMH są stale ulepszane, głównie pod względem gęstości energii. Ich twórcy zauważyli, że technologia NiMH ma potencjał, aby osiągnąć jeszcze wyższe gęstości energii.

Opcje

• Teoretyczne zużycie energii (Wh/kg): 300 Wh/kg.
• Specyficzne zużycie energii: ok - 60-72 Wh/kg.
• Gęstość energii właściwej (W · h / dm³): około - 150 W · h / dm³.
• Pole elektromagnetyczne: 1,25.
• Temperatura pracy: -60...+55°C (- 40...+55)
• Żywotność: około 300-500 cykli ładowania/rozładowania.

Opis

Akumulatory niklowo-wodorkowe typu „Krone”, zwykle o napięciu początkowym 8,4 V, stopniowo zmniejszają napięcie do 7,2 V, a następnie, gdy bateria jest wyczerpana, napięcie gwałtownie spada. Ten typ baterii jest przeznaczony do zastąpienia baterii niklowo-kadmowych. Akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe mają o około 20% większą pojemność przy tych samych wymiarach, ale krótszą żywotność – od 200 do 300 cykli ładowania/rozładowania. Samorozładowanie jest około 1,5-2 razy wyższe niż w przypadku akumulatorów niklowo-kadmowych.

Akumulatory NiMH są praktycznie wolne od „efektu pamięci”. Oznacza to, że możesz naładować niecałkowicie rozładowany akumulator, jeśli nie był przechowywany w tym stanie dłużej niż kilka dni. Jeśli akumulator został częściowo rozładowany, a następnie nie był używany przez dłuższy czas (ponad 30 dni), należy go rozładować przed ładowaniem.

Przyjazny dla środowiska.

Najkorzystniejszy tryb pracy: ładowanie niskim prądem 0,1 pojemności nominalnej czas ładowania 15-16 godzin (typowe zalecenia producenta).

Składowanie

Baterie należy przechowywać w pełni naładowane w lodówce, ale nie poniżej 0°C. Podczas przechowywania wskazane jest regularne (raz na 1-2 miesiące) sprawdzanie napięcia. Nie powinna spaść poniżej 1,37. W przypadku spadku napięcia konieczne jest doładowanie akumulatorów. Jedynym akumulatorem, który można przechowywać w stanie rozładowanym, są akumulatory Ni-Cd.

Akumulatory NiMH o niskim poziomie samorozładowania (LSD NiMH)

Akumulator niklowo-wodorkowy o niskim poziomie samorozładowania, LSD NiMH, został po raz pierwszy wprowadzony na rynek w listopadzie 2005 roku przez firmę Sanyo pod marką Eneloop. Później wielu światowych producentów zaprezentowało swoje akumulatory LSD NiMH.

Ten typ akumulatora ma zmniejszone samorozładowanie, co oznacza, że ​​ma dłuższą żywotność niż konwencjonalne akumulatory NiMH. Baterie są sprzedawane jako „gotowe do użycia” lub „wstępnie naładowane” i są sprzedawane jako zamienniki baterii alkalicznych.

W porównaniu do konwencjonalnych akumulatorów NiMH, akumulatory LSD NiMH są najbardziej przydatne, gdy między ładowaniem a użytkowaniem mogą upłynąć ponad trzy tygodnie. Konwencjonalne akumulatory NiMH tracą do 10% swojej pojemności ładowania w ciągu pierwszych 24 godzin po naładowaniu, następnie prąd samorozładowania stabilizuje się do 0,5% swojej pojemności na dobę. Dla LSD NiMH ten parametr zazwyczaj mieści się w zakresie od 0,04% do 0,1% wydajności na dzień. Producenci twierdzą, że dzięki ulepszeniu elektrolitu i elektrody uzyskano następujące zalety LSD NiMH w stosunku do klasycznej technologii:

Wśród niedociągnięć należy zauważyć, że ma stosunkowo nieco mniejszą pojemność. Obecnie (2012) maksymalna osiągnięta paszportowa pojemność LSD wynosi 2700 mAh.

Niemniej jednak podczas testowania akumulatorów Sanyo Eneloop XX o pojemności paszportowej 2500mAh (min 2400mAh) okazało się, że wszystkie akumulatory w partii 16 sztuk (wyprodukowane w Japonii, sprzedawane w Korei Południowej) mają jeszcze większą pojemność - od 2550 mAh do 2680 mAh ... Testowany z ładowarką LaCrosse BC-9009.

Niepełna lista akumulatorów długoterminowych (o niskim samorozładowaniu):

• Prolife firmy Fujicell
• Ready2Use Accu firmy Varta
• AccuEvolution firmy AccuPower
• Hybrydowe, platynowe i OPP wstępnie naładowane przez Rayovac
• eneloop autorstwa Sanyo
• eniTime autorstwa Yuasa
• Infinium firmy Panasonic
• ReCyko od Gold Peak
• Natychmiastowa przez Vapex
• Hybrio od Uniross
• Cykl energii firmy Sony
• MaxE i MaxE Plus firmy Ansmann
• EnergyOn firmy NexCell
• ActiveCharge / StayCharge / wstępnie naładowany / Accu firmy Duracell
• Wstępnie naładowany przez Kodak
• nx-ready według energii ENIX
• Imedion z
• Pleomax E-Lock firmy Samsung
• Centura by Tenergy
• Ecomax firmy CDR King
• R2G firmy Lenmar
• LSD gotowe do użycia przez Turnigy

Inne zalety akumulatorów NiMH o niskim samorozładowaniu (LSD NiMH)

Akumulatory niklowo-wodorkowe o niskim poziomie samorozładowania mają zwykle znacznie niższą rezystancję wewnętrzną niż konwencjonalne akumulatory NiMH. Jest to bardzo korzystne w zastosowaniach o dużym poborze prądu:

• Bardziej stabilne napięcie
• Zmniejszone wytwarzanie ciepła, szczególnie w trybach szybkiego ładowania/rozładowania
• Wyższa wydajność
• Wysoka wydajność prądowa impulsu (przykład: lampa błyskowa aparatu ładuje się szybciej)
• Możliwość ciągłej pracy w urządzeniach o niskim poborze prądu (Przykład: piloty, zegarki.)

Metody ładowania

Ładowanie odbywa się prądem elektrycznym o napięciu na ogniwie do 1,4 - 1,6 V. Napięcie na w pełni naładowanym ogniwie bez obciążenia wynosi 1,4 V. Napięcie pod obciążeniem waha się od 1,4 do 0,9 V. rozładowany akumulator wynosi 1,0 - 1,1 V (dalsze rozładowanie może uszkodzić ogniwo). Do ładowania akumulatora stosuje się prąd stały lub pulsacyjny z krótkotrwałymi ujemnymi impulsami (w celu przywrócenia efektu „pamięci” metoda „FLEX Negative Pulse Charging” lub „Reflex Charging”).

Monitorowanie końca ładowania poprzez zmianę napięcia

Jedną z metod wyznaczania końca ładunku jest metoda -ΔV. Obraz przedstawia wykres napięcia ogniwa podczas ładowania. Ładowarka ładuje akumulator prądem stałym. Po całkowitym naładowaniu akumulatora napięcie na nim zaczyna spadać. Efekt jest obserwowany tylko przy dostatecznie wysokich prądach ładowania (0,5C..1C). Ładowarka powinna wykryć ten upadek i wyłączyć ładowanie.

Istnieje również tzw. „przegięcie” – metoda wyznaczania końca szybkiego ładowania. Istotą metody jest to, że analizowane jest nie maksymalne napięcie na akumulatorze, ale maksimum pochodnej napięcia względem czasu. Oznacza to, że szybkie ładowanie zatrzyma się w momencie, gdy tempo wzrostu napięcia będzie maksymalne. Pozwala to na wcześniejsze zakończenie fazy szybkiego ładowania, gdy temperatura akumulatora nie zdążyła jeszcze znacząco wzrosnąć. Metoda ta wymaga jednak pomiaru napięcia z większą dokładnością i pewnych obliczeń matematycznych (obliczenia pochodnej i filtracji cyfrowej otrzymanej wartości).

Kontrola końca ładowania poprzez zmianę temperatury

Gdy ogniwo jest ładowane prądem stałym, większość energii elektrycznej jest przekształcana w energię chemiczną. Gdy akumulator jest w pełni naładowany, dostarczona energia elektryczna zostanie zamieniona na ciepło. Przy odpowiednio dużym prądzie ładowania koniec ładowania można określić poprzez gwałtowny wzrost temperatury ogniwa, instalując czujnik temperatury akumulatora. Maksymalna dopuszczalna temperatura akumulatora to 60°C.

Obszary zastosowania

Wymiana standardowego ogniwa galwanicznego, pojazdów elektrycznych, defibrylatorów, techniki rakietowej i kosmicznej, autonomicznych systemów zasilania, sprzętu radiowego, sprzętu oświetleniowego.

Wybór pojemności baterii

Używając akumulatorów NiMH, nie zawsze należy dążyć do dużej pojemności. Im bardziej pojemna bateria, tym wyższy (pozostałe czynniki są równe) jego prąd samorozładowania. Jako przykład rozważmy baterie o pojemności 2500 mAh i 1900 mAh. Akumulatory, które są w pełni naładowane i nie są używane, na przykład przez miesiąc, stracą część swojej pojemności elektrycznej z powodu samorozładowania. Bardziej pojemna bateria będzie tracić energię znacznie szybciej niż mniej pojemna. Tak więc np. po miesiącu akumulatory będą miały mniej więcej równy poziom naładowania, a po jeszcze dłuższym czasie początkowo bardziej pojemny akumulator będzie zawierał mniejszy ładunek.

Z praktycznego punktu widzenia baterie o dużej pojemności (1500-3000 mAh dla baterii AA) mają sens w urządzeniach o wysokim zużyciu energii przez krótki czas i bez wcześniejszego przechowywania. Na przykład:

• W modelach sterowanych radiowo;
• W aparacie - aby zwiększyć liczbę zdjęć wykonywanych w stosunkowo krótkim czasie;
• W innych urządzeniach, w których ładunek rozładuje się w stosunkowo krótkim czasie.

Baterie o małej pojemności (300-1000 mAh dla baterii AA) są bardziej odpowiednie w następujących przypadkach:

• Gdy korzystanie z ładowania nie rozpoczyna się natychmiast po naładowaniu, ale po dłuższym czasie;
• Do okresowego użytku w urządzeniach (lampki ręczne, nawigatory GPS, zabawki, krótkofalówki);
• Do długotrwałego użytkowania w urządzeniu o umiarkowanym poborze mocy.

Producenci

Akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe produkowane są przez różne firmy, m.in.:

• Kamelion
• Lenmar
• Nasza siła
• ŹRÓDŁO NIAI
• Przestrzeń

Zobacz też

Literatura

• Akumulatory DA Chrustalewa. M: Szmaragd, 2003.

Notatki (edytuj)

Spinki do mankietów

• GOST 15596-82 Źródła prądu chemicznego. Warunki i definicje
• GOST R IEC 61436-2004 Uszczelnione akumulatory niklowo-wodorkowe
• GOST R IEC 62133-2004 Akumulatory i baterie zawierające elektrolity alkaliczne i inne niekwasowe. Wymagania bezpieczeństwa dotyczące przenośnych akumulatorów zamkniętych i baterii z nich do użytku przenośnego

Z doświadczenia operacyjnego

Ogniwa NiMH są szeroko reklamowane jako ogniwa wysokoenergetyczne, odporne na zimno i bez pamięci. Kupując aparat cyfrowy Canon PowerShot A 610, oczywiście wyposażyłem go w pojemną pamięć na 500 wysokiej jakości zdjęć, a dla wydłużenia czasu fotografowania kupiłem od Duracell 4 ogniwa NiMH o pojemności 2500 mAh.

Porównajmy cechy elementów produkowanych przez przemysł:

Tabela 1.

Z tabeli widać, że ogniwa NiMH mają wysoką pojemność energetyczną, co czyni je preferowanym wyborem.

Do ich ładowania zakupiono inteligentną ładowarkę DESAY Full-Power Harger, która zapewnia ładowanie ogniw NiMH wraz z ich treningiem. Ogniwa były naładowane z wysoką jakością, ale… Jednak przy szóstym ładowaniu kazało mu żyć długo. Wypalona elektronika.

Po wymianie ładowarki i kilku cyklach ładowania-rozładowania akumulatory zaczęły siadać w drugim lub trzecim dziesięciu strzałach.

Okazało się, że wbrew zapewnieniom ogniwa NiMH mają też pamięć.

A większość nowoczesnych urządzeń przenośnych, które z nich korzystają, ma wbudowaną ochronę, która wyłącza zasilanie po osiągnięciu określonego minimalnego napięcia. Zapobiega to całkowitemu rozładowaniu akumulatora. Tu zaczyna odgrywać swoją rolę pamięć żywiołów. Niecałkowicie rozładowane ogniwa są ładowane niecałkowicie, a ich pojemność spada z każdym ładowaniem.

Wysokiej jakości ładowarki umożliwiają ładowanie bez utraty pojemności. Ale czegoś nie mogłem znaleźć w sprzedaży tego do ogniw o pojemności 2500mAh. Pozostaje okresowo ich szkolić.

Szkolenie dotyczące ogniw NiMH

Wszystko napisane poniżej nie dotyczy ogniw baterii, które mają silne samorozładowanie. ... Można je tylko wyrzucić, doświadczenie pokazuje, że nie nadają się do treningu.

Trening ogniw NiMH składa się z kilku (1-3) cykli rozładowania - ładowania.

Rozładowanie odbywa się do momentu, gdy napięcie na ogniwie akumulatora spadnie do 1V. Wskazane jest, aby rozładowywać ogniwa pojedynczo. Powodem jest to, że zdolność do przejęcia kontroli może być różna. I staje się silniejszy, gdy ładujesz bez treningu. W związku z tym dochodzi do przedwczesnego zadziałania zabezpieczenia napięciowego Twojego urządzenia (odtwarzacza, kamery, ...) i późniejszego ładowania nienaładowanego elementu. Skutkiem tego jest rosnąca utrata pojemności.

Rozładowanie musi odbywać się w specjalnym urządzeniu (rys. 3), co pozwala na wykonanie go indywidualnie dla każdego elementu. Jeśli nie ma kontroli napięcia, wyładowanie odbywało się aż do zauważalnego spadku jasności lampy.

A jeśli zmierzysz czas świecenia żarówki, możesz określić pojemność baterii, oblicza się ją według wzoru:

Pojemność = Prąd rozładowania x Czas rozładowania = I x t (A * godzina)

Akumulator o pojemności 2500 mA na godzinę jest w stanie dostarczyć do obciążenia prąd 0,75 A przez 3,3 godziny, jeśli czas uzyskany w wyniku rozładowania jest odpowiednio mniejszy, a pojemność resztkowa jest mniejsza. A przy zmniejszeniu potrzebnej pojemności musisz kontynuować trening baterii.

Teraz do rozładowania ogniw baterii używam urządzenia wykonanego według schematu pokazanego na rys. 3.

Wykonany jest ze starej ładowarki i wygląda tak:

Dopiero teraz są 4 żarówki, jak na ryc. 3. O żarówkach trzeba powiedzieć osobno. Jeśli lampa ma prąd rozładowania równy lub nieco mniejszy prąd rozładowania dla danej baterii, może być wykorzystana jako obciążenie i wskaźnik, w przeciwnym razie lampa jest tylko wskaźnikiem. Wtedy rezystor musi mieć taką wartość, aby całkowita rezystancja El 1-4 i rezystora równoległego R 1-4 wynosiła około 1,6 Ohm.Niedopuszczalna jest wymiana żarówki na diodę LED.

Przykładem żarówki, która może być użyta jako obciążenie, jest kryptonowa żarówka 2,4V.

Szczególny przypadek.

Uwaga! Producenci nie gwarantują normalnej pracy akumulatorów przy prądach ładowania przekraczających prąd szybkiego ładowania I ładowany powinien być mniejszy niż pojemność akumulatora. Czyli dla akumulatorów o pojemności 2500mA*godzina powinna wynosić poniżej 2,5A.

Zdarza się, że ogniwa NiMH po rozładowaniu mają napięcie mniejsze niż 1,1 V. W takim przypadku konieczne jest zastosowanie techniki opisanej w powyższym artykule w magazynie MIR PC. Element lub szereg elementów jest podłączony do źródła zasilania za pomocą żarówki samochodowej o mocy 21 W.

Jeszcze raz chciałbym zwrócić waszą uwagę! Należy sprawdzić samorozładowanie takich elementów! W większości przypadków to elementy o obniżonym napięciu mają zwiększone samorozładowanie. Te elementy są łatwiejsze do wyrzucenia.

Preferowane jest ładowanie indywidualne dla każdego elementu.

Dla dwóch ogniw o napięciu 1,2 V napięcie ładowania nie powinno przekraczać 5-6 V. Podczas wymuszonego ładowania lampka jest jednocześnie wskaźnikiem. Gdy jasność żarówki zmniejszy się, można sprawdzić napięcie na ogniwie NiMH. Będzie ona większa niż 1,1 V. Zazwyczaj to początkowe ładowanie doładowania trwa od 1 do 10 minut.

Jeżeli ogniwo NiMH podczas wymuszonego ładowania przez kilka minut nie podnosi napięcia, nagrzewa się – to jest powód, aby wyjąć je z ładowania i wyrzucić.

Polecam używać tylko ładowarek z możliwością trenowania (regeneracji) ogniw podczas ładowania. Jeśli takich nie ma, to po 5-6 cyklach pracy w sprzęcie, nie czekając na całkowitą utratę wydajności, przeszkol je i odrzuć elementy z silnym samorozładowaniem.

I nie zawiodą cię.

Na jednym z forów skomentowano ten artykuł ”jest głupio napisane, ale nie ma nic więcej". Czyli to nie jest "głupia", ale proste i dostępne do wykonania w kuchni dla każdego kto potrzebuje pomocy. Czyli tak proste jak to tylko możliwe. Zaawansowani potrafią postawić sterownik, podłączyć komputer,...... ale to już inna historia.

Aby to nie wydawało się głupie

Istnieją inteligentne ładowarki do ogniw NiMH.

Taka ładowarka współpracuje z każdym akumulatorem osobno.

On może:

1. indywidualnie pracować z każdą baterią w różnych trybach,
2. ładuj akumulatory w trybie szybkim i wolnym,
3. indywidualny wyświetlacz LCD dla każdej komory baterii,
4. niezależnie ładować każdy z akumulatorów,
5. ładuj od jednego do czterech akumulatorów o różnych pojemnościach i rozmiarach (AA lub AAA),
6. chronić akumulator przed przegrzaniem,
7. chronić każdy akumulator przed przeładowaniem,
8. określenie końca ładowania poprzez spadek napięcia,
9. zidentyfikować wadliwe baterie,
10. wstępne rozładowanie akumulatora do napięcia resztkowego,
11. przywracanie starych akumulatorów (trening ładowania-rozładowania),
12. sprawdzić pojemność akumulatorów,
13. wyświetlacz LCD: - prąd ładowania, napięcie, odzwierciedla aktualną pojemność.

Co najważniejsze podkreślam, tego typu urządzenie pozwala na indywidualną pracę z każdym akumulatorem.

Według opinii użytkowników taka ładowarka pozwala przywrócić większość zaniedbanych akumulatorów, a sprawnych na cały gwarantowany okres użytkowania.

Niestety nie korzystałem z takiej ładowarki, bo po prostu nie da się jej kupić na prowincji, ale na forach można znaleźć sporo recenzji.

Najważniejsze, aby nie ładować dużymi prądami, pomimo deklarowanego trybu prądami 0,7 - 1 A, jest to nadal urządzenie o niewielkich rozmiarach i może rozpraszać moc 2-5 watów.

Wniosek

Każda regeneracja akumulatorów NiMh jest ściśle indywidualna (z każdym elementem z osobna). Dzięki stałemu monitorowaniu i odrzucaniu elementów, które nie akceptują ładowania.

A najlepszym sposobem na ich odbudowę są inteligentne ładowarki, które umożliwiają indywidualne odrzucanie i cykl ładowania-rozładowania dla każdej komórki. A ponieważ takie urządzenia nie współpracują automatycznie z akumulatorami o dowolnej pojemności, przeznaczone są do ogniw o ściśle określonej pojemności lub muszą mieć kontrolowane prądy ładowania i rozładowania!

Główną różnicą między akumulatorami Ni-Cd a akumulatorami Ni-Mh jest ich skład. Podstawa baterii jest taka sama - to nikiel, to katoda, inne są anody. W przypadku akumulatora Ni-Cd anodą jest metaliczny kadm, w przypadku akumulatora Ni-Mh anodą jest elektroda wodorowodorkowa.

Każdy rodzaj baterii ma swoje plusy i minusy, znając je możesz dokładniej dobrać baterię, której potrzebujesz.

Czy stara ładowarka będzie pasować do nowej baterii, jeśli zmienię z Ni-Cd na Ni-Mh lub odwrotnie?

Zasada ładowania obu akumulatorów jest dokładnie taka sama, więc ładowarką można używać z poprzedniego akumulatora. Podstawową zasadą ładowania tych akumulatorów jest to, że można je ładować dopiero po całkowitym rozładowaniu. Wymóg ten wynika z faktu, że oba typy akumulatorów podlegają „efektowi pamięci”, chociaż przy akumulatorach Ni-Mh problem ten jest zminimalizowany.

Jak prawidłowo przechowywać akumulatory Ni-Cd i Ni-Mh?

Najlepszym miejscem do przechowywania akumulatora jest chłodne, suche miejsce, ponieważ im wyższa temperatura przechowywania, tym szybciej akumulator się rozładowuje. Akumulator można przechowywać w dowolnych warunkach innych niż pełne rozładowanie lub pełne naładowanie. Optymalne ładowanie to 40-60%%. Raz na 2-3 miesiące należy wykonać dodatkowe doładowanie (ze względu na samorozładowanie), rozładować i ponownie naładować do 40-60% pojemności. Dopuszczalne jest przechowywanie do pięciu lat. Po przechowywaniu akumulator należy rozładować, naładować, a następnie normalnie używać.

Czy mogę używać baterii o większej lub mniejszej pojemności niż oryginalny pakiet baterii?

Pojemność akumulatora to czas, przez jaki elektronarzędzie jest zasilane z akumulatora. W związku z tym w przypadku elektronarzędzi nie ma absolutnie żadnej różnicy w pojemności akumulatora. Rzeczywista różnica będzie dotyczyć tylko czasu ładowania akumulatora i czasu pracy elektronarzędzia na zasilaniu akumulatorowym. Wybierając pojemność baterii należy zacząć od swoich wymagań, jeśli na jednej baterii trzeba pracować dłużej - wybór jest na korzyść baterii pojemniejszych, jeśli kompletne baterie są w pełni zadowolone, to należy pozostać na bateriach równych lub podobna pojemność.

Dzięki postępowi w produkcji baterie Ni-Cd są obecnie używane w większości przenośnych urządzeń elektronicznych. Rozsądny koszt i wysoka wydajność sprawiły, że prezentowany typ akumulatorów stał się popularny. Takie urządzenia są dziś szeroko stosowane w narzędziach, aparatach fotograficznych, odtwarzaczach muzyki itp. Aby bateria działała długo, musisz nauczyć się ładować baterie Ni-Cd. Przestrzegając zasad działania takich urządzeń można znacznie wydłużyć ich żywotność.

Główna charakterystyka

Aby zrozumieć, jak ładować akumulatory Ni-Cd, musisz zapoznać się z funkcjami takich urządzeń. Zostały wynalezione przez W. Jungnera w 1899 roku. Jednak ich produkcja była wówczas zbyt kosztowna. Technologia uległa poprawie. Obecnie w sprzedaży dostępne są łatwe w obsłudze i stosunkowo niedrogie akumulatory niklowo-kadmowe.

Prezentowane urządzenia wymagają szybkiego ładowania i wolnego rozładowania. Ponadto należy całkowicie opróżnić akumulator. Ładowanie odbywa się prądami impulsowymi. Parametry te powinny być przestrzegane przez cały okres eksploatacji urządzenia. Znając Ni-Cd możesz przedłużyć jego żywotność o kilka lat. Co więcej, takie baterie są używane nawet w najtrudniejszych warunkach. Cechą prezentowanych baterii jest „efekt pamięci”. Jeśli bateria nie jest okresowo całkowicie rozładowywana, na płytkach jej ogniw tworzą się duże kryształy. Zmniejszają pojemność baterii.

Zalety

Aby zrozumieć, jak prawidłowo ładować akumulatory Ni-Cd śrubokręta, aparatu, aparatu i innych urządzeń przenośnych, należy zapoznać się z technologią tego procesu. Jest prosty i nie wymaga od użytkownika specjalnej wiedzy i umiejętności. Nawet po długim przechowywaniu baterii możesz ją szybko naładować. To jedna z zalet prezentowanych urządzeń, które sprawiają, że są one poszukiwane.

Akumulatory niklowo-kadmowe charakteryzują się dużą liczbą cykli ładowania i rozładowania. W zależności od producenta i warunków pracy liczba ta może osiągnąć ponad 1000 cykli. Zaletą akumulatora Ni-Cd jest jego wytrzymałość i możliwość pracy w warunkach skrajnych. Nawet podczas pracy na mrozie sprzęt będzie działał prawidłowo. Jego pojemność nie zmienia się w takich warunkach. W dowolnym stanie naładowania akumulator może być przechowywany przez długi czas. Jego ważną zaletą jest niski koszt.

niedogodności

Jedną z wad prezentowanych urządzeń jest fakt, że użytkownik zdecydowanie musi się uczyć, jak prawidłowo ładować Baterie Ni-Cd. Prezentowane baterie, jak wspomniano powyżej, posiadają efekt pamięci. Dlatego użytkownik musi okresowo przeprowadzać środki zapobiegawcze w celu jego wyeliminowania.

Gęstość energii prezentowanych akumulatorów będzie nieco niższa niż w przypadku innych typów autonomicznych źródeł zasilania. Ponadto do produkcji tych urządzeń wykorzystywane są materiały toksyczne, niebezpieczne dla środowiska i zdrowia ludzkiego. Utylizacja takich substancji wiąże się z dodatkowymi kosztami. Dlatego w niektórych krajach używanie takich baterii jest ograniczone.

Po długotrwałym przechowywaniu akumulatory Ni-Cd wymagają cyklu ładowania. Wynika to z wysokiego współczynnika samorozładowania. Jest to również wada projektowa. Jednak wiedząc jak prawidłowo ładować Baterie Ni-Cd, używaj ich prawidłowo, możesz zapewnić swojemu sprzętowi autonomiczne źródło zasilania na wiele lat.

Odmiany ładowarek

Aby prawidłowo naładować akumulator niklowo-kadmowy, należy użyć specjalnego sprzętu. Najczęściej jest dostarczany z baterią. Jeśli z jakiegoś powodu nie ma ładowarki, możesz ją kupić osobno. Wersje automatyczne i odwracalne impulsowe są już w sprzedaży. Korzystając z pierwszego typu urządzenia, użytkownik nie musi wiedzieć do jakiego napięcia ładować Baterie Ni-Cd. Proces odbywa się automatycznie. W takim przypadku można jednocześnie ładować lub rozładowywać do 4 akumulatorów.

Za pomocą specjalnego przełącznika urządzenie przechodzi w tryb rozładowania. W takim przypadku wskaźnik koloru zaświeci się na żółto. Po zakończeniu tej procedury urządzenie automatycznie przełącza się w tryb ładowania. Zaświeci się czerwony wskaźnik. Gdy akumulator osiągnie wymaganą pojemność, urządzenie przestanie dostarczać prąd do akumulatora. W takim przypadku wskaźnik zmieni kolor na zielony. Sprzęt odwracalny należy do grupy sprzętu profesjonalnego. Są zdolne do wykonywania wielu cykli ładowania i rozładowania o różnym czasie trwania.

Ładowarki specjalne i uniwersalne

Wielu użytkowników jest zainteresowanych pytaniem jak jak naładować baterię śrubokręta Typ Ni-Cd. W takim przypadku konwencjonalne urządzenie przeznaczone do baterii palcowych nie będzie działać. Specjalna ładowarka jest najczęściej dostarczana ze śrubokrętem. Powinien być używany podczas serwisowania akumulatora. Jeśli ładowarka nie jest dostępna, należy zakupić osprzęt do akumulatorów prezentowanego typu. W takim przypadku można ładować tylko akumulator wkrętarki. Jeśli działają baterie różnego typu, warto zaopatrzyć się w uniwersalny sprzęt. Umożliwi obsługę autonomicznych źródeł energii dla prawie wszystkich urządzeń (kamer, śrubokrętów, a nawet baterii). Na przykład może ładować akumulatory Ni-Cd iMAX B6. To proste i przydatne urządzenie w gospodarstwie domowym.

Rozładowanie wciśniętej baterii

Specjalna konstrukcja charakteryzuje się wytłaczanym Ni- a rozładowywanie prezentowanych urządzeń zależy od ich rezystancji wewnętrznej. Na ten wskaźnik mają wpływ niektóre cechy konstrukcyjne. Do długotrwałej pracy urządzenia stosowane są baterie dyskowe. Posiadają płaskie elektrody o odpowiedniej grubości. Podczas rozładowywania ich napięcie powoli spada do 1,1 V. Można to zweryfikować wykreślając krzywą.

Jeśli akumulator nadal rozładowuje się do 1 V, jego pojemność rozładowania wyniesie 5-10% pierwotnej wartości. Jeśli prąd zostanie zwiększony do 0,2 C, napięcie znacznie się zmniejszy. Dotyczy to również pojemności akumulatora. Wynika to z niemożności równomiernego rozładowania masy na całej powierzchni elektrody. Dlatego dziś ich grubość jest zmniejszona. Jednocześnie w konstrukcji baterii dyskowej znajdują się 4 elektrody. W takim przypadku można je rozładowywać prądem 0,6 C.

Baterie cylindryczne

Baterie ze spiekanymi elektrodami są dziś szeroko stosowane. Mają niską odporność i zapewniają wysoką wydajność energetyczną urządzenia. Naładowane napięcie Ten typ akumulatora Ni-Cd jest utrzymywany pod napięciem 1,2 V, aż do utraty 90% określonej pojemności. Około 3% jest tracone podczas kolejnego rozładowania od 1,1 do 1 V. Prezentowany typ akumulatorów można rozładowywać prądem 3-5 C.

Elektrody rolkowe są instalowane w akumulatorach cylindrycznych. Można je rozładowywać prądem o wyższym natężeniu, czyli na poziomie 7-10 C. Wskaźnik pojemności będzie maksymalny w temperaturze +20 ºС. Wraz z jego wzrostem wartość ta zmienia się nieznacznie. Jeżeli temperatura spadnie do 0 ºC i poniżej, zdolność rozładowania zmniejsza się wprost proporcjonalnie do wzrostu prądu rozładowania. Jak ładować Ni- Baterie CD, odmiany które są w sprzedaży, musisz szczegółowo rozważyć.

Ogólne zasady pobierania opłat

Podczas ładowania akumulatora niklowo-kadmowego konieczne jest ograniczenie nadmiernego prądu płynącego do elektrod. Jest to konieczne ze względu na wzrost wewnątrz urządzenia podczas tego procesu ciśnienia. Podczas ładowania zostanie uwolniony tlen. Wpływa to na obecny wskaźnik wykorzystania, który będzie się zmniejszał. Istnieją pewne wymagania, które wyjaśniają, jak ładować Ni- Baterie CD. Parametry proces jest brany pod uwagę przez producentów sprzętu specjalnego. Ładowarki w trakcie swojej pracy zgłaszają do akumulatora 160% wartości nominalnej pojemności. Zakres temperatur w całym procesie musi mieścić się w zakresie od 0 do +40 ºС.

Standardowy tryb ładowania

Producenci muszą wskazać w instrukcjach, ile ładować Akumulator Ni-Cd i jak to zrobić. Najczęściej tryb wykonywania tego procesu jest standardowy dla większości typów baterii. Jeśli akumulator ma napięcie 1 V, należy go naładować w ciągu 14-16 godzin. W takim przypadku prąd powinien wynosić 0,1 C.

W niektórych przypadkach charakterystyka procesu może się nieznacznie różnić. Wpływają na to cechy konstrukcyjne urządzenia, a także zwiększone obciążenie masy czynnej. Jest to konieczne do zwiększenia pojemności akumulatora.

Użytkownik może być również zainteresowany jakim prądem ładować akumulator Ni-Cd. W takim przypadku istnieją dwie opcje. W pierwszym przypadku prąd będzie stały przez cały proces. Druga opcja pozwala na ładowanie akumulatora przez długi czas bez ryzyka jego uszkodzenia. Schemat zakłada zastosowanie stopniowego lub płynnego zmniejszania prądu. W pierwszym etapie znacznie przekroczy 0,1 C.

Przyspieszone ładowanie

Są inne sposoby, na które Ni- Baterie CD. Jak ładować bateria tego typu w trybie przyspieszonym? Tutaj jest cały system. Producenci zwiększają szybkość tego procesu, wprowadzając specjalne urządzenia. Mogą być ładowane wyższymi prądami. W takim przypadku urządzenie posiada specjalny system sterowania. Zapobiega przeładowaniu akumulatora. Albo sama bateria, albo jej ładowarka może mieć taki system.

Urządzenia typu cylindrycznego ładowane są prądem stałym o wartości 0,2 C. Proces potrwa tylko 6-7 godzin. W niektórych przypadkach dozwolone jest ładowanie akumulatora prądem 0,3 C przez 3-4 godziny. W takim przypadku niezbędna jest kontrola procesu. Przy przyspieszonej realizacji procedury wskaźnik przeładowania powinien wynosić nie więcej niż 120-140% pojemności. Istnieją nawet akumulatory, które można w pełni naładować w ciągu zaledwie 1 godziny.

Zatrzymywanie ładowania

Podczas badania sposobu ładowania akumulatorów niklowo-kadmowych należy wziąć pod uwagę zakończenie procesu. Gdy prąd przestanie płynąć do elektrod, ciśnienie wewnątrz akumulatora nadal rośnie. Proces ten zachodzi w wyniku utleniania jonów hydroksylowych na elektrodach.

Od pewnego czasu istnieje stopniowe równanie szybkości wydzielania i absorpcji tlenu na obu elektrodach. Prowadzi to do stopniowego spadku ciśnienia wewnątrz akumulatora. Jeśli przeładowanie było znaczne, proces ten będzie wolniejszy.

Ustawienie trybu

Do ładować poprawnie Akumulator niklowo-kadmowy, musisz znać zasady ustawiania sprzętu (jeśli zapewnia to producent). Pojemność nominalna akumulatora musi mieć prąd ładowania do 2 C. Należy wybrać rodzaj impulsu. Może to być Normalny, Re-Flex lub Flex. Próg czułości (spadek ciśnienia) powinien wynosić 7-10 mV. Jest również nazywany Szczytem Delta. Lepiej ustawić go na minimalnym poziomie. Prąd pompowania należy ustawić w zakresie 50-100 mAh. Aby móc w pełni wykorzystać moc akumulatora, należy ładować prądem o dużym natężeniu. Jeśli wymagana jest jego maksymalna moc, akumulator jest ładowany niskim prądem w trybie normalnym. Po zastanowieniu się, jak ładować akumulatory Ni-Cd, każdy użytkownik będzie mógł prawidłowo przeprowadzić ten proces.