Dzięki ulepszeniom w produkcji baterie Ni-Cd są teraz używane w większości przenośnych urządzenia elektryczne. Dopuszczalny koszt i wysoki wskaźniki efektywności spopularyzował prezentowany typ baterii. Takie urządzenia są obecnie szeroko stosowane w narzędziach, aparatach fotograficznych, odtwarzaczach itp. Aby bateria działała długo, trzeba wiedzieć, jak ładować akumulatory Ni-Cd. Przestrzegając zasad obsługi 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 rozładowywania. Ponadto należy całkowicie opróżnić akumulator. Ładowanie odbywa się za pomocą prądów pulsacyjnych. Parametry te powinny być przestrzegane przez cały okres eksploatacji urządzenia. Znając Ni-Cd możesz przedłużyć jego żywotność o kilka lat. Jednocześnie takie baterie działają nawet w większości trudne warunki. Cechą prezentowanych baterii jest „efekt pamięci”. Jeśli nie będziesz okresowo całkowicie rozładowywać baterii, na płytkach jej ogniw utworzą 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 dłuższym przechowywaniu akumulatora można go szybko ponownie naładować. To jedna z zalet prezentowanych urządzeń, która sprawia, 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 tysiąc cykli. Zaletą akumulatora Ni-Cd jest jego wytrzymałość i możliwość pracy w warunkach skrajnych. Nawet podczas pracy na mrozie sprzęt będzie działał poprawnie. Jego pojemność w takich warunkach się nie zmienia. 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 musi koniecznie się uczyć, jak prawidłowo ładować Baterie Ni-Cd. Prezentowane baterie, jak wspomniano powyżej, mają „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, które są niebezpieczne dla środowiska i zdrowia ludzkiego. Utylizacja takich substancji wiąże się z dodatkowymi kosztami. Dlatego używanie takich baterii jest w niektórych krajach ograniczone.

Akumulatory Ni-Cd wymagają cyklu ładowania po długim okresie przechowywania. Wiąże się to z wysoka prędkość samorozładowanie. Jest to również wada projektowa. Jednak wiedząc jak prawidłowo ładować Akumulatory niklowo-kadmowe, jeśli są używane prawidłowo, mogą zapewnić Twojemu sprzętowi autonomiczne źródło zasilania na wiele lat.

Odmiany ładowarek

Aby prawidłowo naładować akumulator niklowo-kadmowy, musisz użyć specjalny sprzęt. Najczęściej jest dostarczany z baterią. Jeśli z jakiegoś powodu nie ma ładowarki, możesz ją kupić osobno. W sprzedaży dzisiaj są odmiany automatyczne i odwrócone impulsy. Korzystając z urządzeń pierwszego typu, użytkownik nie musi wiedzieć jakie napięcie ładować? Baterie Ni-Cd. Proces odbywa się automatycznie. Jednocześnie możesz ładować lub rozładowywać do 4 akumulatorów jednocześnie.

Za pomocą specjalnego przełącznika urządzenie przechodzi w tryb rozładowania. W której wskaźnik koloru będzie świecić żółty. 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. Odwracalne należą do grupy profesjonalny sprzęt. Są w stanie wykonać kilka cykli ładowania i rozładowania o różnym czasie trwania.

Ładowarki specjalne i uniwersalne

Wielu użytkowników jest zainteresowanych kwestią 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. W przypadku braku ładowarki należy zakupić osprzęt do akumulatorów prezentowanego typu. W takim przypadku możliwe będzie ładowanie tylko baterii wkrętarki. Jeśli baterie są w użyciu różne rodzaje warte kupna wyposażenie uniwersalne. 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 długa praca Sprzęt wykorzystuje baterie typu dyskowego. Posiadają płaskie elektrody o odpowiedniej grubości. Podczas rozładowywania ich napięcie powoli spada do 1,1 V. Można to sprawdzić 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 baterii. 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

Obecnie szeroko stosowane są baterie z elektrodami cermetalowymi. Mają niską odporność i zapewniają wysoką wydajność energetyczną urządzenia. Naładowane napięcie Akumulator Ni-Cd tego typu jest utrzymywany pod napięciem 1,2 V do momentu utraty 90% określonej pojemności. Około 3% jest tracone podczas późniejszego rozładowania od 1,1 do 1 V. Prezentowany typ akumulatorów można rozładowywać prądem 3-5 C.

Elektrody rolkowe są instalowane w akumulatorach cylindrycznych. Mogą być rozładowywane prądem o wyższym natężeniu, czyli na poziomie 7-10 C. Wskaźnik pojemności będzie maksymalny w temperaturze +20 ºС. Wraz ze 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, należy szczegółowo rozważyć.

Ogólne zasady pobierania opłat

Podczas ładowania akumulatora niklowo-kadmowego niezwykle ważne jest ograniczenie nadmiernego prądu dostarczanego do elektrod. Jest to konieczne ze względu na gromadzenie się wewnątrz urządzenia podczas tego procesu nacisku. Podczas ładowania uwalniany jest tlen. Wpływa to na obecny współczynnik 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 jaki prąd należy zrobić. Najczęściej tryb realizacji tego procesu jest standardem 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 układanie masy aktywnej. Jest to konieczne, aby zwiększyć pojemność baterii.

Użytkownik może być również zainteresowany jak naładować baterię Ni-Cd. W tym 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 obejmuje zastosowanie stopniowego lub płynnego zmniejszania prądu. W pierwszym etapie znacznie przekroczy 0,1 C.

Szybkie ładowanie

Istnieją inne sposoby, które akceptują Ni- Baterie CD. Jak ładować bateria tego typu w trybie szybkim? Tutaj jest cały system. Producenci zwiększają szybkość tego procesu poprzez wypuszczanie specjalnych urządzeń. Mogą być ładowane dużymi prądami. W takim przypadku urządzenie posiada specjalny system sterowania. Zapobiega silnemu przeładowaniu akumulatora. Albo sama bateria, albo jej ładowarka może mieć taki system.

Cylindryczne odmiany urządzeń ładowane są stałym prądem 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. W procedurze przyspieszonej szybkość doładowania nie powinna przekraczać 120-140% pojemności. Istnieją nawet akumulatory, które można w pełni naładować w ciągu zaledwie 1 godziny.

Zatrzymaj ładowanie

Ucząc się ładowania akumulatorów niklowo-kadmowych, należy rozważyć zakończenie procesu. Gdy prąd przestanie płynąć do elektrod, ciśnienie wewnątrz akumulatora nadal rośnie. Proces ten zachodzi w wyniku utleniania jonów wodorotlenowych 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 doładowanie było znaczne, proces ten będzie wolniejszy.

Ustawienie trybu

W celu prawidłowo naładować Akumulator niklowo-kadmowy, musisz znać zasady ustawiania sprzętu (jeśli są dostarczane przez producenta). 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 to założyć poziom minimalny. Prąd pompy należy ustawić w zakresie 50-100 mAh. Aby móc w pełni wykorzystać moc akumulatora, trzeba ładować dużym prądem. Jeśli jest to wymagane maksymalna moc akumulator jest ładowany małym prądem w trybie normalnym. Po zastanowieniu się, jak ładować akumulatory Ni-Cd, każdy użytkownik będzie mógł prawidłowo przeprowadzić ten proces.

Chociaż nikiel baterie kadmowe od tego roku zakazani w produkcji w krajach UE, ci niestrudzeni pracownicy są nadal wykorzystywani w wielu niedrogich i wydajnych urządzeniach autonomicznych (śrubokręty, golarki elektryczne, latarki).

Nawet jeśli instrukcja obsługi nie mówi nic o rodzaju baterii urządzenia, dość łatwo stwierdzić, że jest to bateria niklowo-kadmowa, która służy jako źródło prądu - najczęściej czas ładowania jest wskazany w zakresie 5-12 godzin i jest wskazówka o konieczności samodzielnego wyłączenia ładowarki po czasie ładowania.

W przypadku akumulatorów niklowo-kadmowych preferowane jest szybkie ładowanie impulsowe niż wolne ładowanie. prąd stały. Te baterie mogą się rozpaść więcej mocy, co decyduje o ich wyborze w przypadku wydajnych, samodzielnych urządzeń. Akumulatory niklowo-kadmowe to jedyny rodzaj akumulatorów, który może wytrzymać pełne rozładowanie pod dużym obciążeniem bez żadnych konsekwencji. Inne typy akumulatorów wymagają niecałkowitego rozładowania przy stosunkowo niskich obciążeniach mocy.

Akumulatory niklowo-kadmowe nie lubią długotrwałego ładowania przy okazjonalnych lekkich obciążeniach. okresowy pełne rozładowanie niezbędne dla nich jako powietrze dla osoby - w przypadku braku całkowitego rozładowania na elektrodach tworzą się duże kryształy metalu (co prowadzi do manifestacji tak zwanego „efektu pamięci”) - bateria nagle traci swoją pojemność. Do długiej i wydajnej pracy akumulatorów NiCd konieczne są cykle konserwacji akumulatorów – całkowite rozładowanie, a następnie pełne naładowanie, zgodnie z większością zaleceń – raz w miesiącu, co Ostatnia deska ratunku raz na 2-3 miesiące.

Baterie niklowo-kadmowe to najbardziej „głupi” spośród obecnie produkowanych masowo baterii – nie wymagają nawet systemu monitorowania parametrów baterii, co determinuje ich zastosowanie w niedrogich i wydajnych urządzeniach.

Ładowanie niskimi prądami w ciągu 5-12 godzin pozwala obejść się bez żadnych środków ostrożności w postaci systemów kontroli ładowania i rozładowania. Podczas ładowania bateria po prostu powoli traci pojemność (ku uciesze producenta). Należy o tym pamiętać podczas korzystania z ładowarek „bad-boy” (ładowarek bez mechanizmu) automatyczna kontrola opłata). Dlatego najlepiej jest ładować całkowicie rozładowany akumulator i ściśle przestrzegać czasu ładowania, co pozwoli na długo zachować pojemność akumulatora NiCd.

Przy korzystaniu z „szybkiego” ładowania (z czasem ładowania poniżej 5 godzin) wskazane jest posiadanie ładowarki z czujnikiem temperatury, gdyż temperatura akumulatora wzrasta podczas ładowania, pojemność rośnie wraz z temperaturą, gdyż pojemność wzrasta, ładowarka może naładować akumulator ponad wymagany poziom, co prowadzi do jeszcze większego wzrostu temperatury (zjawisko „biegu termicznego” akumulatora) i co najmniej do pogorszenia parametrów akumulatora. Podobna sytuacja istnieje również podczas ładowania akumulatora w niskich temperaturach. Czujnik temperatury pozwala na zmianę parametrów ładowania w zależności od temperatury akumulatora, a także odłączenie akumulatora od ładowania, gdy tempo narastania temperatury przekroczy 1 stopień Celsjusza na minutę lub gdy temperatura akumulatora osiągnie 60 stopni Celsjusza, co pozwala uniknąć tragicznych konsekwencji niestabilności termicznej .

Jako ilustrację potrzeby czujnika temperatury w ładowarce mogę podać przykład dwuletniego ładowania baterii niklowo-kadmowej do profesjonalnego wkrętaka na ładowarce bez czujnika temperatury (na zdjęciu - to jest sama ładowarka), co pozwala naładować akumulator w przyspieszonym tempie – w godzinę. W tym czasie temperatura w mieszkaniu wynosiła około 30°C, ładowarka powinna automatycznie ładować akumulator aż do osiągnięcia docelowego napięcia i automatycznie się wyłączyć, co zostało powiedziane po angielsku na biało w instrukcji w dziale bezpieczeństwa. Rano pierwszy akumulator z zestawu został naładowany bez żadnych ekscesów - po 50 minutach ładowarka się wyłączyła, wieczorem drugi akumulator dał niespodziankę podczas ładowania: z powodu braku czujnika temperatury w ładowarce akumulator wszedł w tryb przyspieszania termicznego. Ponieważ ładowanie zostało przyspieszone, problem został zauważony późno - gdy akumulator zadymił i zaczął pryskać gorącym elektrolitem. Ładowarka, która szybko została odłączona od sieci, została uratowana. Bateria przez długi czas parskała w agonii, starając się przy wyjeździe w inny świat wyrządzić jak największe szkody, ale zawiodła i szkody ograniczały się do kosztu samej baterii - 15USD. Od tego czasu ładowarka jest podłączona do sieci za pomocą timera.

Pomimo swoich niedociągnięć, baterie niklowo-kadmowe nadal istnieją wśród nas. Mam nadzieję, że część teorii i praktycznych doświadczeń przedstawionych w artykule pozwoli czytelnikowi maksymalnie wykorzystać baterię niklowo-kadmową swojego urządzenia.

Copyright © Dmitrij Spitsyn, 2009.

/ Akumulatory niklowo-kadmowe w elektronarzędziach

Akumulatory niklowo-kadmowe (NiCd) w elektronarzędziach

Obecnie na rynku ręcznym narzędzia budowlane z roku na rok rośnie udział narzędzi zasilanych bateryjnie. Akumulatory zasilanie (bateria) Istnieje kilka rodzajów elektronarzędzi: niklowo-kadmowy, niklowo-metalowo-wodorkowy i litowo-jonowy. Baterie na bazie niklu są obecnie najczęściej używane. W tym artykule szczegółowo omówimy charakterystykę baterii niklowo-kadmowej.

Obudowa akumulatorów niklowo-kadmowych (NiCd) wykonana jest z niklowanej blachy stalowej, która jest jednocześnie biegunem ujemnym. Same elektrody wykonane są w postaci folii ze związków niklowo-kadmowych zgodnie z technologią aglomeracji. Folię taką umieszcza się jako uzwojenie wraz z warstwą izolacyjną (separatorem), przez którą przesącza się elektrolit. Sam elektrolit ma konsystencję pasty i składa się głównie z wody i wodorotlenku potasu (ług potasowy).

Ogniwo baterii jest układem zamkniętym, który jest odizolowany od środowiska zewnętrznego. Dzięki temu elektrolit nie może wyciekać. Podczas normalnego ładowania i rozładowywania w elektrolicie zachodzi wymiana gazowa. W nietypowych warunkach pracy, takich jak zwarcie lub zbyt wysoki prąd ładowania, ogniwo akumulatora może się rozwinąć nadciśnienie. Aby zapobiec zniszczeniu ogniw baterii, wysokiej jakości ogniwa są wyposażone w zawór bezpieczeństwa. W stanie naładowanym statycznie napięcie ogniwa akumulatora między biegunem ujemnym i dodatnim wynosi 1,2 V.

Konserwacja:

Akumulatory niklowo-kadmowe stosowane w elektronarzędziach są bezobsługowe. Mogą być przechowywane naładowane lub nienaładowane. Po rozładowaniu baterii nie ma potrzeby jej natychmiastowego ładowania. Jest to znacząca różnica między tymi akumulatorami a akumulatorami kwasowo-ołowiowymi. Baterie niklowo-kadmowe powinny być w miarę możliwości całkowicie rozładowane, ale nie do głębokiego rozładowania. O całkowitym rozładowaniu baterii w elektronarzędziu można mówić nawet wtedy, gdy moc urządzenia jest zauważalnie zmniejszona. Rozładowanie aż do całkowitego zatrzymania silnika lub całkowitego rozładowania latarki elektrycznej, gdy lampka już nie świeci, powoduje głębokie rozładowanie i może uszkodzić sam akumulator.

Charakterystyka woltamperowa:

Charakterystyka prądowo-napięciowa akumulatorów niklowo-kadmowych zależy od ich wielkości (pojemności) i konstrukcji. Im bardziej ogniwo akumulatora jest zoptymalizowane pod kątem wysokiej rezystancji prądu, tym stabilniejsze jest napięcie rozładowania. Jeśli porównamy akumulatory o tej samej konstrukcji, ale o różnych pojemnościach, często akumulator o dużej pojemności ma większą rezystancję prądową o dużej wytrzymałości. Dzięki licznym inspekcjom i testom producenci wysokiej jakości elektronarzędzi odkryli optymalna równowaga między pojemnością energetyczną a wysokim prądem rezystancyjnym.

Efekt pamięci:

W przypadku korzystania z akumulatorów niklowo-kadmowych należy je zawsze całkowicie rozładować, a dopiero potem ponownie naładować. Jeśli ta zasada nie jest przestrzegana, może wystąpić tzw. efekt pamięci. Takie częściowe wyładowania i późniejsze częściowe ładunki mogą prowadzić do tworzenia się kryształów na elektrodzie ujemnej, przez co spada początkowa pojemność akumulatora i spada napięcie podczas rozładowywania. Po podłączeniu urządzenie elektroniczne do sieci funkcja stabilizacji napięcia jest wyzwalana w wyniku przedwczesnego wyłączenia urządzenia. Urządzenia z silnikiem, takie jak elektronarzędzia, reagują na to zmniejszeniem prędkości obrotowej. Efekt pamięci, który nie jest zbyt wyraźny, jest odwracalny. W tym celu należy powtórzyć kilka „normalnych” cykli rozładowania-ładowania, podczas których należy stosować tzw. szybkie ładowarki o dużym prądzie ładowania.

Samorozładowanie:

Akumulatory niklowo-kadmowe rozładowują się podczas przechowywania. Proces samorozładowania zależy głównie od temperatury i jakości ogniwa akumulatora. Przechowywanie w wysokich temperaturach i słabej jakości ogniwa akumulatora przyczyniają się do samorozładowania. W temperaturze pokojowej czas rozładowania wynosi około 3-4 miesięcy.

Charakterystyka temperaturowa:

Jak prawie każdy proces chemiczny, Reakcja chemiczna płynie wolniej w niskich temperaturach niż w wysokich. Przede wszystkim dotyczy to grubych elektrolitów akumulatorów niklowo-kadmowych. Dzięki temu w niskiej temperaturze dają mniejszy prąd rozładowania niż w temperaturze pokojowej. Ponadto nie można ich ładować dużym prądem w niskich temperaturach. Dolna granica temperatury wynosi około -15C.

Bezpieczeństwo środowiska:

Akumulatory niklowo-kadmowe zawierają zarówno związki niklu, jak i kadmu. Związki kadmu są silnie toksyczne. W przypadku nieprawidłowej utylizacji kadm z baterii może tworzyć wysoce toksyczne związki, które są potencjalnie szkodliwe dla środowiska. Dlatego pod koniec okresu użytkowania baterie niklowo-kadmowe muszą być odpowiednio utylizowane i poddawane recyklingowi zgodnie z obowiązującymi przepisami. W przypadku prawidłowej utylizacji odsetek akumulatorów niklowo-kadmowych nadających się do recyklingu jest najwyższy w porównaniu z innymi systemami akumulatorów. Dzięki recyklingowi baterie niklowo-kadmowe są przyjazne dla środowiska. Dlatego producenci wysokiej jakości elektronarzędzi świadczą dedykowane usługi recyklingu akumulatorów NiCd.

Akumulatory niklowo-kadmowe (Ni-Cd) włączone ten moment nadal szeroko stosowany w gospodarka narodowa. Zgodnie ze swoją strukturą należą do grupy baterie alkaliczne. Baterie te cieszą się dużym zainteresowaniem, mimo że ich produkcja i stosowanie są ograniczone ze względów środowiskowych (kadm jest substancją toksyczną). Ale nie można ich całkowicie porzucić, ponieważ baterie te są używane w urządzeniach, w których inne baterie nie mogą działać. W szczególności jest to praca z rozładowaniem i prądy ładowania duży rozmiar. Są to dość łatwe w utrzymaniu urządzenia o długiej żywotności. Dlatego zasługują na rozpatrzenie w osobnym artykule.

Pierwsza bateria niklowo-kadmowa została stworzona przez Waldmara Jungnera w 1899 roku. Ale wtedy produkcja tych baterii alkalicznych była znacznie droższa niż innych rodzajów baterii. Tak więc ten wynalazek został na chwilę zapomniany. W 1932 r. opracowano metodę osadzania aktywnego materiału na porowatej elektrodzie niklowej. To przybliżyło wypuszczenie na rynek przemysłowych akumulatorów Ni-Cd.

W 1947 r. przeprowadzono szereg prac, podczas których gazy uwolnione podczas ładowania zostały zrekombinowane bez ich usuwania. W rezultacie narodziły się zamknięte akumulatory Ni-Cd, które są nadal używane. Wśród producentów akumulatorów niklowo-kadmowych są takie duże firmy jak GP Batteries, Samsung, Varta, GAZ, Konnoc, Advanced Battery Factory, Panasonic, Metabo, Ansmann i inne.

Akumulatory niklowo-kadmowe, mimo że są szeroko stosowane w gospodarce narodowej w ciągu ostatnich dziesięcioleci, stopniowo zawężają swój zakres. Są one stopniowo zastępowane przez akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe i litowe.

W szczególności Akumulatory niklowo-kadmowe ustąpić miejsca przenośnej technologii. Powodem tego jest niebezpieczeństwo kadmu dla ludzi i środowiska. Utylizacja tych baterii wymaga specjalistycznego sprzętu do wychwytywania kadmu. bo auto prowadzi się łatwiej, szybciej i lepiej dopracowane. Jednak nadal istnieje wiele obszarów, w których akumulatory niklowo-kadmowe są niezbędne.

Zastosowanie baterii niklowo-kadmowych (Ni-Cd)

Baterie niklowo-kadmowe o niewielkich wymiarach są stosowane w urządzenia techniczne wymagający do swojej pracy wysoki prąd. W takich warunkach baterie niklowo-kadmowe się rozładowują stabilna moc i nie przegrzewają się w przeciwieństwie do innych typów baterii. Baterie niklowo-kadmowe są szeroko stosowane w trolejbusach, tramwajach, jako baterie trakcyjne w samochodach elektrycznych, istnieją przemysłowe baterie Ni-Cd. Ponadto znajdują szerokie zastosowanie w transporcie morskim i rzecznym.

Akumulatory Ni-Cd można znaleźć w helikopterach i samolotach jako akumulatory pokładowe, w przenośnych narzędziach (śrubokręt, dziurkacz itp.). Jednak baterie litowe coraz częściej znajdują się w narzędziach. Baterie niklowo-kadmowe nie mogą być jeszcze wymienione w tych przenośnych urządzeniach, które mają duże zużycie energii. Chociaż w niektórych urządzeniach są z powodzeniem zastępowane, które nie zawierają szkodliwego kadmu.

Baterie Ni-Cd w kształcie dysku znalazły szerokie zastosowanie. Ten wariant był szeroko stosowany jako bateria do zasilania pamięci nieulotnej we wczesnych komputerach osobistych. Zostały przylutowane na płycie głównej. Następnie zostały zastąpione bateriami litowymi. Baterie dyskowe były również szeroko stosowane w aparatach, lampach błyskowych, kalkulatorach, latarkach, radiach, aparatach słuchowych itp.

Akumulatory niklowo-kadmowe mogą być przechowywane przez długi czas, są łatwe w utrzymaniu, są niewrażliwe na niskie temperatury, mają niski opór wewnętrzny i niski ciężar właściwy. Wszystko to przeważa negatywny moment związane z obecnością w nich toksycznego kadmu. Baterie niklowo-kadmowe nadal dominują w ich zastosowaniu w lotnictwie, sprzęcie wojskowym i przenośnych radiotelefonach. Dodatkowo możesz przeczytać materiał o redukcji Ni-Cd.

Akumulatory niklowo-kadmowe urządzenia (Ni-Cd)

Budowa akumulatorów Ni-Cd

Strukturalnie bateria niklowo-kadmowa jest elektrodą dodatnią i ujemną oddzieloną separatorem. Są zanurzone w alkalicznym elektrolicie, a wszystko to zamknięte w szczelnej metalowej obudowie. Elektroda dodatnia zawiera NiOOH (tlenek niklu-wodorotlenek). Skład negatywu zawiera w składzie kadm (Cd). Elektrolitem jest KOH (wodorotlenek potasu). Jest silną zasadą, bez zapachu. Zaletą KOH jest to, że substancja nie jest ani wybuchowa, ani palna. Udział masowy KOH w elektrolicie zgodnie z GOST R 50711-94 powinien wynosić co najmniej 85 procent w postaci stałej i co najmniej 45 procent w postaci płynnej.

W celu zwiększenia pola powierzchni elektrod wykonuje się je z cienkiej folii. Separator pomiędzy elektrodami wykonany jest z włókniny, która nie wchodzi w interakcje z alkaliami. Sam elektrolit nie jest zużywany podczas reakcji.

Jedno ogniwo niklowo-kadmowe wytwarza napięcie około 1 wolta. Dlatego łączy się je w baterie o gęstości energii około 60 Wh na kilogram.

Na poniższym obrazku widać główne elementy alkalicznej baterii niklowo-kadmowej serii KL.

Wyjście Born lub current ma na celu odprowadzenie prądu z akumulatora i działa jako zacisk do podłączenia akumulatorów. Przez wtyczkę napełniany jest elektrolit, a także wylot gazu powstałego podczas procesu ładowania. Połączenie elektrod wraz z nakładkami stykowymi zapewnia wyjęcie i doprowadzenie z elektrod do palnika. Nakładki stykowe są przyspawane do elektrod.

Elektroda to lamela ułożona poziomo. Zawierają substancję czynną w perforowanej stalowej taśmie. Żebro zapewnia sztywność elektrody i zapewnia przepływ prądu do nakładki stykowej. Elektrody o różnej polaryzacji są oddzielone separatorem ramowym, który nie zakłóca swobodnego przepływu elektrolitu.

Reakcje zachodzące na elektrodach akumulatora Ni-Cd

Procesy na elektrodzie dodatniej

Główne reakcje elektrochemiczne zachodzące na elektrodzie dodatniej akumulatora niklowo-kadmowego można opisać następującymi wzorami:

W trakcie ładowania

Ni(OH) 2 + OH - ? NiOOH + H 2 O + e -

Podczas rozładowania

NiOOH + H2O + e - ? Ni(OH) 2 + OH -

Wodorotlenek niklu (NiOOH) na elektrodzie dodatniej może występować w dwóch wersjach:

• a-Ni(OH) 2;
• a-Ni(OH)2.

Formy te różnią się gęstością i nawilżeniem. Jeśli bateria jest rozładowana, obie te formy wodorotlenku niklu są obecne na elektrodzie dodatniej. Gdy akumulator Ni-Cd jest ładowany, forma a-Ni(OH) 2 staje się a-NiOOH. W tym przypadku sieć krystaliczna substancji nieco się zmienia. W końcowej fazie ładowania powstaje β-NiOOH. Liczba faz? I? Wodorotlenek niklu będzie zależeć od konkretnych warunków ładowania.

Faza? intensywnie formowana w wysoka prędkośćładowanie lub przeładowanie. W wyniku powstania α-NiOOH następuje radykalne przegrupowanie struktury tlenków. Dla porównania, gęstość faz? wynosi 4,15, a faza -3,85 g/cm3. Z tego powodu przy przeładunku Akumulator niklowo-cd następuje zmiana objętości masy czynnej elektrody dodatniej. Właściwości elektrochemiczne? I? są też inne. W przypadku postaci a-NiOOH ładunek przechodzi mniej wydajnie, a aktualny współczynnik wykorzystania w tym przypadku jest mniejszy niż w przypadku postaci a. Forma? ma również niższy potencjał rozładowania i samorozładowania dwa razy mniejsze niż dla?.

Procesy na elektrodzie ujemnej

Na elektrodzie ujemnej akumulatora niklowo-kadmowego zachodzą następujące reakcje:

Podczas ładowania

Cd(OH) 2 + 2e? ? Cd+2OH?

Podczas rozładowywania

Cd+2OH? ? Cd(OH) 2 + 2e?

Pojemność elektrody kadmowej w akumulatorach niklowo-kadmowych przekracza pojemność elektrody dodatniej o około 20-70 procent. Z tego powodu uważa się, że potencjał elektrody ujemnej podczas ładowania-rozładowania pozostaje niezmieniony.

Ogólne procesy w akumulatorze Ni-Cd

W akumulatorze niklowo-kadmowym zachodzą następujące reakcje:

Podczas ładowania

2Ni(OH)2 + Cd(OH)2? 2NiOOH + Cd + 2H2O

Podczas rozładowywania

2NiOOH + Cd + 2H2O? 2Ni(OH)2 + Cd(OH)2

W procesie przeładowania na elektrodzie dodatniej zachodzi następująca reakcja:

2OH? ? 1/2O2 + H2O + 2e?

Oznacza to, że uwalniany jest tlen, który przez separator dociera do elektrody ujemnej i tam z jego udziałem zachodzi następująca reakcja:

1/2O2 + Cd + H2O? Cd(OH)2

Rezultatem jest zamknięta reakcja na tlen. Stabilizuje to ciśnienie w akumulatorze niklowo-kadmowym podczas przeładowania. Wysokość ciśnienia w akumulatorze w dużej mierze zależy od szybkości transportu tlenu między dodatnią i ujemną elektrodą. W procesie ładowania wodór może być uwalniany na ujemnej elektrodzie kadmowej:

H2O+e? ? Oh? + 1/2H2

Następnie utlenia się na elektrodzie dodatniej. Reakcja wygląda tak:

NiOOH + 1/2H2? Ni(OH)2

Tworzenie wodoru w szczelna bateria to niebezpieczny proces. Jeśli tempo jego wchłaniania jest niskie, może to prowadzić do jego akumulacji. I już jest wybuchowy. Dlatego w szczelnych akumulatorach niklowo-kadmowych pojemność elektrody kadmowej jest znacznie większa niż elektrody dodatniej.

Pojemność wynosi szczelna bateria jest dokładnie określona przez wartość pojemności elektrody z tlenku niklu.

Charakterystyka akumulatorów niklowo-kadmowych (Ni-Cd)

Napięcie nominalne szczelnych akumulatorów niklowo-kadmowych wynosi 1,2 wolta. Ładowanie prądem 1/10 pojemności następuje w ciągu 16 godzin. Pojemność akumulatora Ni-Cd mierzy się rozładowaniem prądem 2/10 od pojemności nominalnej do napięcia 1 wolta.

Na poniższym obrazku można zobaczyć charakterystykę rozładowania akumulatorów niklowo-kadmowych w różnych trybach rozładowania.

Na poniższych wykresach widać zależność zdolności rozładowania od prądu obciążenia i temperatury.

Samorozładowanie akumulatorów niklowo-kadmowych zależy głównie od niestabilności termodynamicznej elektrody tlenek niklu-wodorotlenek. Wpływ prądu upływu między elektrodami na samorozładowanie jest niewielki. Ale stopniowo zwiększa się wraz z żywotnością baterii. Rozpraszanie ciepła w akumulatorach Ni-Cd w dużej mierze zależy od stopnia naładowania. Gdy bateria osiągnie 70 procent pojemności, uruchamia się proces wydzielania tlenu. W efekcie, na skutek jonizacji tlenu na elektrodach ujemnych, akumulator jest nagrzewany. Pod koniec ładowania temperatura w akumulatorze Ni-Cd wzrasta o 10-15 stopni Celsjusza. Jeśli ładowanie odbywa się w trybie przyspieszonym, wzrost temperatury może wynosić 40-45 stopni Celsjusza.

Po odłączeniu od ładunku potencjał elektrody dodatniej (tlenku niklu) maleje, a ładunek warstwy głębokiej i powierzchniowej jest stopniowo wyrównywany. Po pewnym czasie zmniejsza się intensywność samorozładowania. W przypadku różnych serii akumulatorów Ni-Cd samorozładowanie i stabilizacja pojemności resztkowej mogą się znacznie różnić. Samorozładowanie, oprócz zmniejszenia pojemności, prowadzi również do spadku napięcia o 0,03-0,05 wolta. Zjawisko to tłumaczy się stopniowym wyrównywaniem ładunku w głębi i na powierzchni elektrody. Dodatkowo działa częściowa pasywacja masy aktywnej.

Przechowywanie akumulatorów niklowo-kadmowych (a także akumulatorów kwasowo-ołowiowych) w niskiej temperaturze zmniejsza samorozładowanie. W 20 stopniach Celsjusza samorozładowanie jest dwa razy większe niż przy 0.

Poniższy rysunek przedstawia wykres utraty pojemności akumulatorów NiCd w różnych temperaturach.

Aby zrekompensować samorozładowanie podczas przechowywania akumulatora, można go ładować niskim prądem. Zazwyczaj wartość prądu ładowania wynosi 0,03-0,05 pojemności. Ale konkretna wartość jest negocjowana przez producenta baterii. Zdolność do wytrzymania długiego ładowania jest różna w przypadku akumulatorów niklowo-kadmowych o różnych konstrukcjach. Najmniej nadają się do ładowania alkaliczne baterie niklowo-kadmowe w postaci dysku, które mają elektrody płytkowe o dużej grubości. Ale są też takie konstrukcje, które są w stanie wytrzymać ładowanie przez kilka miesięcy bez konsekwencji.

Jeśli chodzi o energię charakterystyka Ni-Cd baterie, różnią się one również w zależności od rodzaju baterii.

Dyskowe akumulatory niklowo-kadmowe z 2 elektrodami charakteryzują się specyficzną charakterystyką energetyczną 15-18 Wh na kilogram i 35-45 Wh na litr. Ta sama odmiana, ale z 4 elektrodami, ma dwukrotnie wyższą charakterystykę energetyczną. Dla cylindrycznych akumulatorów Ni-Cd wartości te wynoszą 45 Wh na kilogram i 130 Wh na litr.

Co wpływa na rozładowanie akumulatorów Ni-Cd?

Charakterystyka rozładowania konkretne modele zależą od następujących cech:

• grubość, struktura, rezystancja wewnętrzna elektrod;
• gęstość montażu grup elektrod;
• charakterystyka separatora (grubość i struktura);
• objętość elektrolitu;
• specyficzne cechy konstrukcyjne baterii.

Akumulatory niklowo-kadmowe dyskowe z grubymi prasowanymi elektrodami są używane w warunkach długiego rozładowania. W tym przypadku następuje stopniowy spadek pojemności i napięcia do 1,1 wolta. Po rozładowaniu do 1 V pojemność pozostaje około 5-10 procent wartości nominalnej. Takie akumulatory wykazują znaczne obniżenie napięcia rozładowania i utraconej pojemności akumulatorów Ni-Cd przy wzroście prądu rozładowania do wartości 0,2*C. Tłumaczy się to tym, że masa czynna nie ma zdolności do równomiernego rozładowania się inna głębokość elektrody.

W przypadku akumulatorów pracujących w trybie rozładowania o średniej intensywności elektrody są cieńsze, a ich liczba wzrasta do 4. W rezultacie prąd rozładowania wzrasta do 0,6 pojemności.

Istnieją również tak zwane akumulatory o krótkim rozładowaniu. Wyposażone są w elektrody ceramiczno-metalowe o niskiej rezystancji wewnętrznej. Modele te mają najwyższą wydajność energetyczną spośród innych typów akumulatorów niklowo-kadmowych. Ich napięcie podczas rozładowania jest utrzymywane powyżej 1,2 V, dopóki nie wyczerpią 90 procent pojemności akumulatora. Baterie te mogą być używane podczas rozładowywania dużymi wartościami prądu (3-5C).

Na uwagę zasługują również baterie cylindryczne z elektrodami walcowanymi. Te nowoczesne akumulatory mogą być rozładowywane przez długi czas prądem 7-10C. Na przedstawionych powyżej wykresach wyładowań widać, że temperatura OC ma istotny wpływ na charakterystykę akumulatorów niklowo-kadmowych. Akumulator ma największą pojemność w temperaturze 20 stopni Celsjusza. Wraz ze wzrostem temperatury praktycznie się nie zmienia. Ale gdy spada do 0 stopni, pojemność spada tym szybciej, im większa jest wartość prądu rozładowania. Ten spadek pojemności jest związany ze spadkiem napięcia rozładowania, co jest spowodowane wzrostem polaryzacji i rezystancji omowej. Opór wzrasta ze względu na małą objętość elektrolitu.

Tak więc skład zasady (elektrolitu) i jego stężenie znacząco wpływają na charakterystykę baterii. Od tego zależy temperatura powstawania soli, krystalicznych hydratów, lodu i innych pierwiastków.

Jeśli elektrolit jest zamrożony, wyładowanie jest generalnie wykluczone. Niższa wartość temperatura robocza Akumulatory Ni-Cd w większości przypadków to minus 20 stopni Celsjusza. W przypadku niektórych typów akumulatorów skład elektrolitu jest dostosowywany, a dolna granica zakresu temperatur zostaje rozszerzona do minus 40 stopni Celsjusza.

Co wpływa na ładowanie akumulatorów Ni-Cd?

Podczas ładowania szczelnego akumulatora niklowo-kadmowego ważne jest, aby ograniczyć przeładowanie. Podczas ładowania ciśnienie wewnątrz akumulatora wzrasta z powodu uwolnienia tlenu. Tak więc efektywność korzystania z prądu spada, gdy zbliżasz się do 100. ładowania.

Na poniższym obrazku widać wykresy charakteryzujące zależność pojemności podczas rozładowywania baterii cylindrycznej.

Ładowanie akumulatorów Ni-Cd dozwolone jest w zakresie temperatur 0-40 stopni Celsjusza. Zalecany odstęp to 10-30 stopni. Pobór tlenu na elektrodzie kadmowej spowalnia wraz ze spadkiem temperatury, co powoduje wzrost ciśnienia. Jeśli temperatura jest wyższa niż zalecana, wówczas potencjał wzrasta i tlen zaczyna uwalniać się bardzo wcześnie na dodatniej elektrodzie tlenkowo-niklowej. W tej samej temperaturze tlen uwalniany jest bardziej aktywnie niż bardziej aktualne opłata. Jednocześnie szybkość pobierania tlenu pozostaje prawie niezmieniona. Dla tej wartości wartość ta zależy od konstrukcji akumulatora, a raczej od transportu tlenu z dodatniej do ujemnej elektrody kadmowej. Wpływa na to gęstość układu, grubość, struktura elektrod, a także materiał separatora i objętość elektrolitu.

Im mniejsza grubość elektrod i im większa gęstość ich ułożenia, tym bardziej wydajny będzie proces ładowania. Najbardziej wydajne pod tym względem są baterie cylindryczne z elektrodami walcowanymi. Dla nich wydajność ładowania prawie się nie zmienia, gdy prąd zmienia się z 0,1 na 1C. Producenci nazywają standardowy tryb ładowania, w wyniku którego akumulator o napięciu 1 wolta jest w pełni naładowany w ciągu 16 godzin prądem o pojemności 0,1. Niektóre modele ładowane w tym trybie wymagają 14 godzin. Konkretne wskaźniki zależą już od cech konstrukcyjnych i objętości masy aktywnej.

Wszystko to dotyczy ładunku galwanostatycznego. Jest to ładunek o stałej wartości prądu. Ale ładowanie można również przeprowadzić z płynnym lub stopniowym spadkiem natężenia prądu na końcowym etapie ładowania. Wtedy na początkowym etapie prąd może być ustawiony znacznie powyżej standardowej wartości 0,1 pojemności. Często istnieje realna potrzeba zwiększenia prędkości ładowania. Problem rozwiązuje się za pomocą akumulatorów, których charakterystyka pozwala na efektywne odbieranie ładunku o dużej gęstości. Prąd jest utrzymywany na stałym poziomie przez cały proces ładowania. Poprawiane są również systemy sterowania, które nie pozwalają na przeładowanie akumulatora.

Cylindryczne akumulatory niklowo-kadmowe są zwykle ładowane w następujących trybach:

• 6-7 godzin prądu 0,2 pojemności;
• 3-4 godziny przy prądzie 0,3 pojemności.

Podczas przyspieszania nie zaleca się doładowywania o więcej niż 120-140 procent. Wtedy pojemność zostanie zapewniona nie mniej niż wartość nominalna. Akumulatory Ni-Cd do pracy w trybach przyspieszonych ładują się jeszcze szybciej (około godziny). Jednak w tym drugim przypadku potrzebna jest kontrola napięcia i temperatury. W przeciwnym razie, na skutek gwałtownego wzrostu ciśnienia, może rozpocząć się proces degradacji baterii.

Po zakończeniu ładowania w szczelnie zamkniętej baterii tlen jest nadal uwalniany z powodu utleniania jonów wodorotlenowych na elektrodzie dodatniej. W wyniku procesu samorozładowania potencjał maleje, a proces wydzielania tlenu stopniowo maleje i staje się równy jego absorpcji na elektrodzie kadmowej. Następnie ciśnienie spada. O tym jest szczegółowo zdemontowany pod podanym linkiem.

Działające baterie niklowo-kadmowe (Ni-Cd)

Stopniowo podczas pracy akumulatorów niklowo-kadmowych zachodzą w nich zmiany, które wpływają na wydajność. Zmiany te powodują stopniowy spadek napięcia akumulatora i spadek jego zdolności rozładowania.

Jakie czynniki prowadzą do awarii akumulatorów Ni-Cd:

• Zmniejszenie powierzchnia robocza elektrody;
• utrata masy czynnej elektrod;
• zmiana składu i objętości elektrolitu alkalicznego, a także jego redystrybucja w akumulatorze;
• występowanie przecieków wzdłuż przewodów spowodowanych rozrostem dendrytów kadmu;
• procesy związane z nieodwracalnym zużyciem wody i tlenu;
• rozkład materii organicznej.

Zmiany w elektrodzie dodatniej (tlenek niklu)

Po określonej, wystarczająco dużej liczbie cykli zmienia się gęstość masy czynnej elektrody dodatniej. Następuje tak zwane pęcznienie elektrody z tlenku niklu. Ponadto zmniejsza się jego wytrzymałość. W efekcie pogarsza się jakość kontaktu masy aktywnej z podstawą elektrody. W rezultacie zmniejsza się przewodność elektryczna elektrody i zmniejsza się pojemność akumulatora.

Spadek wytrzymałości elektrody dodatniej spowodowany jest głównie regularnym przeładowaniem. Jak wspomniano powyżej, towarzyszy temu uwalnianie tlenu w szczelnie zamkniętej obudowie akumulatora. W bateriach z elektrodami cermetalowymi zmiany te obserwuje się w znacznie mniejszym stopniu. Podczas pracy akumulatorów niklowo-kadmowych obserwuje się wzrost kryształów masy czynnej. Prowadzi to do zmniejszenia powierzchni roboczej elektrod i spadku pojemności.

Zmiany w elektrodzie ujemnej (kadm)

Na elektrodzie kadmowej głównym procesem powodującym jej degradację jest migracja masy aktywnej. W długo eksploatowanym akumulatorze Ni-Cd masa aktywna elektrody ujemnej znajduje się zarówno w separatorze, jak i na elektrodzie dodatniej. W efekcie dochodzi do utraty masy czynnej, a także zablokowania warstwy powierzchniowej elektrody ujemnej.

Utrudnia to dostęp elektrolitu alkalicznego w głąb elektrody. W rezultacie wzrasta rezystancja wewnętrzna akumulatora. Migracja masy czynnej i wzrost dendrytów przez separator do elektrody dodatniej powoduje zwarcia i wzrost samorozładowania. Podobnie jak w elektrodzie tlenkowo-niklowej, tak iw kadmowej kryształy rosną, a masa aktywna pęcznieje.

Żywotność baterii niklowo-kadmowych jest również skrócona przez inne nieodwracalne procesy. W szczególności, ze względu na wysoki potencjał utleniania elektrody dodatniej, utleniają się na niej zanieczyszczenia organiczne. Są to specjalne dodatki stabilizujące i aktywujące w tego typu akumulatorach. Baza cermetalowa elektrody podczas jej utleniania zużywa wodę i uwalnia wodorotlenek niklu (Ni (OH) 2).

Wzrost ciśnienia w akumulatorze niklowo-kadmowym ma również szkodliwy wpływ na stan akumulatora. Gdy pojemność elektrody kadmowej spada, zmienia się równowaga pojemności dodatniej i ujemnej płyty. W rezultacie powstają warunki do wydzielania wodoru. Na niska prędkość rekombinacja, wodór zaczyna się akumulować i istnieje zagrożenie gwałtownego wzrostu ciśnienia. Ten wzór jest często obserwowany przy szybkim ładowaniu. W przypadku modeli pryzmatycznych i tarczowych akumulatorów Ni-Cd obudowa może ulec deformacji pod wpływem podwyższonego ciśnienia. Można zachować szczelność, ale gęstość zespołu jest zerwana, wzrasta rezystancja wewnętrzna akumulatora i spada napięcie rozładowania.

Warto pamiętać, że wodór kumuluje się również wtedy, gdy akumulator jest stale rozładowywany do 0 woltów. Ponadto wewnątrz akumulatora znajduje się azot, który dostaje się tam po zamknięciu. Tak więc wewnątrz nadal jest redukcja azotanów w elektrolicie. Powoduje również wzrost ciśnienia. Alkaliczne baterie niklowo-kadmowe mają zawór bezpieczeństwa do uwalniania ciśnienia. Ale robi się to raz, ponieważ w pierwiastku chemicznym zachodzą nieodwracalne zmiany.

Elektrolit alkaliczny również przyczynia się do spadku wydajności baterii Ni-Cd. Dokładniej zmiana jego składu i objętości. W wyniku zmiany struktury i pęcznienia elektrod następuje wycofanie elektrolitu. W rezultacie wzrasta rezystancja wewnętrzna akumulatora. Skład elektrolitu zmienia się stopniowo. W porównaniu ze stanem początkowym ilość węglanów może znacznie wzrosnąć. Przewodność elektryczna elektrolitu spada, a parametry akumulatora pogarszają się podczas rozładowania. Jest to szczególnie widoczne w niskich temperaturach.

Jak praca i temperatura wpływają na proces degradacji

Jeden z najbardziej ważne czynniki mającym wpływ na proces degradacji baterii niklowo-kadmowych jest temperatura. Na każde dziesięć stopni wzrostu temperatury procesy chemiczne przyspieszają od dwóch do czterech razy.

Wpływ temperatury staje się jeszcze bardziej wyraźny wraz ze wzrostem prądu ładowania, ponieważ powoduje to nagrzewanie się akumulatora w przypadku przeładowania. Spadek pojemności elektrolitu kadmowego w niskiej temperaturze przewyższy spadek pojemności elektrody dodatniej. Nakłada to pewne ograniczenia na korzystanie z baterii w regionach północnych. W takiej sytuacji podczas ładowania zwiększa się szybkość wydzielania wodoru.

Na proces degradacji akumulatorów niklowo-kadmowych duży wpływ ma charakter eksploatacji. Co zawiera tutaj:

• głębokość i tryb rozładowania;
• tryb ładowania;
• przedział czasowy m / y ładowanie i rozładowanie (jeśli cykl jest ciągły);
• okresy przechowywania i eksploatacji.

Na poniższym wykresie widać czas trwania baterii w cyklach w zależności od głębokości rozładowania.

Należy zauważyć, że akumulatory Ni-Cd mają dość dużą odporność na przypadkowe przeładowanie. Jeśli nadmierne rozładowanie występuje rzadko, wodór łatwo się rekombinuje. Po usunięciu polaryzacji napięcie akumulatora zostaje przywrócone.

Przy ciągłym ładowaniu akumulatorów niklowo-kadmowych konieczne jest dostarczenie prądu równego 0,03-0,05 pojemności znamionowej. Jeśli bateria jest stale eksploatowana w tym trybie, to oprócz wielkości prądu wpływa również temperatura systemu operacyjnego. Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta produkcja tlenu. Przyspiesza to degradację baterii. Aby funkcjonować z ciągłym ładowaniem (temperatura 50-55 stopni Celsjusza) stworzono specjalne modele akumulatorów cylindrycznych. Posiadają elektrody rolkowe o żywotności co najmniej 4 lat. Akumulatory te mają dostosowany skład elektrolitu i zostały przygotowane w celu przyspieszenia absorpcji gazów.

Jeśli po długim ładowaniu rozładujesz akumulator Ni-Cd, jego pojemność będzie nieco mniejsza niż akumulatorów ładowanych od podstaw. Ale to zjawisko jest tymczasowe i pojemność powróci do normy po kilku cyklach ładowania i rozładowania.

Znakowanie baterii alkalicznych niklowo-kadmowych (Ni-Cd)

Oznaczenie baterii Ni-Cd może wyglądać tak:

40 HK, K, L, H; 250 P(P), K

Symbole oznaczają:

• 40 - liczba baterii w baterii lub zestawie baterii;
• NK, K - typ baterii niklowo-kadmowych (oznaczenie NK odpowiada TU 16-90 ILVE.563330.001TU, oznaczenie K odpowiada IEC 623, GOST R IEC 60623-2002);
• L, H - typ akumulatora Ni-Cd w zależności od trybu rozładowania (L - tryb długi wyładowanie, H - tryb krótkiego rozładowania);
• 250 - wartość Wydajność nominalna(amperogodziny);
• R(P) - plastikowa wersja zbiornika akumulatora;
• K - ramowa wersja pakietu akumulatorów.

Plusy i minusy akumulatorów niklowo-kadmowych (Ni-Cd)

Podsumowując, przypomnijmy krótko zalety i wady akumulatorów niklowo-kadmowych.

Zalety akumulatorów Ni-Cd

• Duża liczba cykli ładowania-rozładowania (ponad 1000);
• Długi okres trwałości niezależnie od stopnia naładowania;
• Szybki i łatwy sposób ładowania;
• Wytrzymaj poważne obciążenie;
• Możliwość pracy w niskich temperaturach;
• Dobrze nadaje się do trudnych warunków pracy;
• Utrzymuj wydajność w niskich temperaturach;
• Są niedrogie.

Wady akumulatorów Ni-Cd

• Efekt pamięci i konieczność pracy nad jego wyeliminowaniem;
• Dość wysoki stopień samorozładowanie;
• Niska gęstość energii w porównaniu z innymi rodzajami baterii;
• Toksyczność materiałów. Dotyczy to zwłaszcza kadmu. W wielu krajach produkcja i używanie takich baterii jest zabronione. Wymaga specjalnego sprzętu i technologii do ich utylizacji.

To wszystko, co w tym miejscu chciałem opowiedzieć o bateriach niklowo-kadmowych. Jeśli masz pytania lub uzupełnienia na ten temat, zostaw je w komentarzach.

Kanał nespokoyniy powiedział, jak przywrócić rozładowaną baterię, która jest zainstalowana na śrubokręcie. W naszym przypadku bateria niklowo-kadmowa. Możesz kupić wszystko, czego potrzebujesz do powrotu do zdrowia Darmowa dostawa w tym chińskim sklepie.
Zdemontowano pudełka. Tak wyglądają.

Postanowiłem przywrócić, ponieważ w akumulatorze niklowo-kadmowym nie ma ładunku. Powodem jest to, że kilka puszek nie zyskuje pojemności, a zatem cała bateria nie przyjmuje ładunku, nie ma pracy. Bateria ma pojemność 1300. Próbowałem ładować jeden słoik tym urządzeniem, jeden po drugim. Sprawdziłem, ile każdy z nich ładuje. W tym przypadku, jeśli najwyższy bank podpisał 1781, 1888, dzieje się tak pomimo faktu, że napisano normę 1300. W niektórych 68, 73, 50, inne są normalne 1340, 1359. Niektóre są normalne, inne nie pobierają opłat.

Bateria lub dowolne źródło o napięciu około 12 woltów. Związałem 2 przewody plus lub minus na kolanach i robię tzw start baterii. Na słoiku o napięciu 1,2 V dotykamy przewodów. Jest małe kliknięcie, przez jedną sekundę, usuń. Robimy to 3-4 razy.
Następnie zaczynamy ładować w nowy sposób z IMAX B6. Obecnie trwa ładowanie. Widać, że 1382 strzeliło już w około 1,5 godziny. 1383, 1,76 wolta, procesor decyduje, ile napięcia podać. Najpierw programujemy, potem ustawiamy. Jeden bank 1,2 V, ładowanie. Ten, który zdobył 1387 punktów, już nie bierze. Początkowo dostarczono 71. Już z grubsza 1400. Po takim starcie, krótkie dotknięcie potężnym napięciem, prawie 10 razy. Również tutaj nie ruszajmy się, krokodyle mogą się odczepić. Był też bank, wskazano 40, wykręcono 1426 i tym podobne, bank miał 80 z czymś, czyli każdy zyskuje ponad 1300. Tak więc planuje się go wypędzić. Zostało jeszcze kilka słoików do zrobienia tej baterii.
Kontynuacja z 4 minut na filmie o metodzie odzyskiwania nieużywanej baterii niklowo-kadmowej.

Jest sposób.

Trzy sposoby naprawy baterii śrubokręta

Jeśli bateria twojego śrubokręta jest niesprawna, istnieje kilka sposobów, aby to naprawić.

1. Wymień „martwy” słoik.

Przeanalizujmy tę metodę na przykładzie wkrętarki na 12 V, NiCd (akumulator niklowo-kadmowy). Jego bateria akumulatorowa wewnątrz ma 10 puszek 1,2 woltów połączonych szeregowo, co daje nam 12 woltów na wyjściu (1,2 * 10 = 12). Pojemność wszystkich puszek jest taka sama, np. 1,5 Ah.

2. Całkowicie wymień wszystkie elementy

3. Konwertuj baterię na litowo-jonową

W Chinach należy zakupić wysokoprądowe ogniwa litowe o wymaganej pojemności, tablicę balansującą BMS do ich ładowania. Do tych puszek można dokupić jeszcze jedno złącze i ładowarkę. Ale możesz ładować za pomocą standardowej ładowarki. Szczegóły dotyczące tej zmiany można znaleźć na moim kanale.
https://zen.yandex.ru/media/master_dom/

Naprawa baterii śrubokrętów Makita

Witajcie drodzy czytelnicy. Mój przyjaciel ma dobry śrubokręt Makita 6271. „Shurik” jest fajny, choć stary, ale baterie już dawno się wyczerpały. Poprosił mnie o zamianę baterii na litowo-jonowe. Zamówiłem wszystkie komponenty w Chinach, poczekałem na paczki i zacząłem przerabiać.
Ze starych „puszki” będziesz potrzebować tylko dwóch górnych, na których znajduje się listwa zaciskowa.

Zwalniamy obudowę i usuwamy z niej wszystkie plastikowe wypustki.

Postanowiłem zainstalować 3 akumulatory, np. 18650, płytkę balansującą 20 A i gniazdo ładowania. Baterie wymagają wysokiego prądu, z prądem rozładowania 20 lub 30 A.

Skręciłem baterie taśmą elektryczną i przylutowałem. Musisz szybko lutować, nie przegrzewając słoika.

Następnie przylutowałem niezbędne przewody do akumulatorów zgodnie ze schematem na płytce.


Przewody początkowo trwały dłużej niż to konieczne.

Po zlutowaniu styki podkleiłem taśmą dwustronną.


Gniazdo, zaciski i czujnik temperatury (TD) połączone w następujący sposób:


Sam czujnik wygląda tak. Należy go odlutować od zacisku ujemnego i przylutować do styku B-, co pozwoli naładować akumulator ładowaniem natywnym.