Baterii Ni mh nichel metal hidrură. Baterie de hidrură de nichel metalic (Ni-MH)

Cercetările privind bateriile de hidrură de nichel-metal au început în anii 1970 ca îmbunătățiri ale bateriilor de nichel-hidrogen, deoarece greutatea și volumul bateriilor de nichel-hidrogen nu satisfăceau producătorii (hidrogenul din aceste baterii era sub presiune ridicată, ceea ce necesita o putere puternică și grea carcasa de otel). Utilizarea hidrogenului sub formă de hidruri metalice a făcut posibilă reducerea greutății și volumului bateriilor, iar pericolul de explozie a bateriei la supraîncălzire a fost, de asemenea, redus.

Din anii 1980, tehnologia bateriei NiMH a fost mult îmbunătățită și a început utilizarea comercială în diferite domenii. Succesul bateriilor NiNH a fost facilitat de capacitatea crescută (până la 40% comparativ cu NiCd), utilizarea materialelor reciclabile (ecologice) și o durată de viață foarte lungă, depășind adesea cea a bateriilor NiCd.

Avantajele și dezavantajele bateriilor NiMH

Avantaje

・ Capacitate mai mare - 40% sau mai mult decât bateriile convenționale NiCd
・ Efect de „memorie” mult mai puțin pronunțat în comparație cu bateriile nichel-cadmiu - ciclurile de service ale bateriei pot fi efectuate de 2-3 ori mai rar
Transportation Transport ușor - transportul companiilor aeriene fără condiții prealabile
・ Ecologic - reciclabil

dezavantaje

Life Durată de viață limitată a bateriei - de obicei aproximativ 500-700 cicluri complete de încărcare / descărcare (deși pot exista diferențe uneori în funcție de modurile de operare și de dispozitivul intern).
Effect Efect de memorie - bateriile NiMH necesită pregătire periodică (ciclu complet de descărcare / încărcare)
・ Durată de viață relativ scurtă a bateriilor - de obicei nu mai mult de 3 ani atunci când sunt depozitate într-o stare descărcată, după care se pierd principalele caracteristici. Depozitarea la rece cu 40-60% încărcare parțială va încetini îmbătrânirea bateriei.
・ Auto-descărcare ridicată a bateriilor
・ Capacitate limitată de putere - Depășirea sarcinilor admise va reduce durata de viață a bateriei.
・ Este necesar un încărcător în etape dedicat, deoarece încărcarea generează multă căldură, iar bateriile NiMH vor fi supraîncărcate.
・ Toleranță slabă la temperaturi ridicate (peste 25-30 Celsius)

Proiectarea bateriilor și acumulatorilor NiMH

Bateriile moderne de nichel metal hidrură au un design intern similar cu bateriile de nichel cadmiu. Electrodul pozitiv de oxid de nichel, electrolitul alcalin și presiunea de hidrogen calculată sunt aceleași în ambele sisteme de baterii. Numai electrozii negativi sunt diferiți: pentru bateriile de nichel-cadmiu - un electrod de cadmiu, pentru hidrură de nichel-metal - un electrod bazat pe un aliaj de metale absorbante de hidrogen.

În bateriile moderne de hidrură de nichel-metal, se folosește compoziția unui aliaj adsorbant cu hidrogen de tipul AB2 și AB5. Alte aliaje AB sau A2B nu sunt utilizate pe scară largă. Ce înseamnă literele misterioase A și B în aliaj? - Un simbol (sau un amestec de metale) este ascuns sub simbolul A, iar atunci când se formează hidruri, se generează căldură. În consecință, simbolul B denotă un metal care reacționează endoterm cu hidrogenul.

Pentru electrozii negativi AB5, se utilizează un amestec de elemente de pământuri rare din grupul lantan (componenta A) și nichel cu impurități ale altor metale (cobalt, aluminiu, mangan) - componenta B. Pentru electrozi AB2, titanul și nichelul sunt utilizate cu impurități de zirconiu, vanadiu, fier, mangan, crom.

Bateriile cu hidrură de nichel-metal cu electrozi de tip AB5 sunt mai frecvente datorită performanțelor de ciclism mai bune, deși bateriile cu electrozi de tip AB2 sunt mai ieftine, au capacitate mai mare și puteri mai bune.

În timpul ciclului, volumul electrodului negativ fluctuează până la 15-25% din original datorită absorbției / evoluției hidrogenului. Ca urmare a fluctuațiilor de volum, un număr mare de microfisuri apar în materialul electrodului. Acest fenomen explică de ce o nouă baterie NiMH necesită mai multe cicluri de „antrenament” de încărcare / descărcare pentru a aduce puterea și capacitatea bateriei la valori nominale. De asemenea, formarea microfisurilor are o latură negativă - suprafața electrodului crește, ceea ce se corodează cu consumul de electrolit, ceea ce duce la o creștere treptată a rezistenței interne a elementului și la o scădere a capacității. Pentru a reduce rata proceselor corozive, se recomandă depozitarea bateriilor NiMH într-o stare încărcată.

Electrodul negativ are capacitate excesivă în raport cu cea pozitivă atât în ​​supraîncărcare, cât și în supradescărcare, pentru a asigura un nivel acceptabil de evoluție a hidrogenului. Datorită coroziunii aliajului, capacitatea de supraîncărcare a electrodului negativ scade treptat. De îndată ce capacitatea de supraîncărcare în exces este epuizată, o cantitate mare de hidrogen va fi eliberată pe electrodul negativ la sfârșitul sarcinii, ceea ce va duce la eliberarea excesului de hidrogen prin supapele celulei, „fierbând” electrolitul. și defectarea bateriei. Prin urmare, pentru a încărca bateriile de hidrură de nichel-metal, este necesar un dispozitiv special de încărcare care să țină seama de comportamentul specific al bateriei pentru a evita pericolul de autodistrugere a celulei bateriei. Când colectați bateria, asigurați-vă că celulele sunt bine ventilate și nu fumează în apropierea bateriei reîncărcabile NiMH de mare capacitate.

De-a lungul timpului, ca urmare a ciclului, auto-descărcarea bateriei crește și datorită apariției porilor mari în materialul separator și formării unei conexiuni electrice între plăcile electrodului. Această problemă poate fi rezolvată temporar prin descărcarea profundă a bateriei de mai multe ori și apoi reîncărcarea completă.

La reîncărcarea bateriilor NiMH, se generează o cantitate destul de mare de căldură, mai ales la sfârșitul încărcării, care este unul dintre semnele că încărcarea trebuie finalizată. Atunci când colectați mai multe celule ale bateriei într-o baterie, este necesar un sistem de monitorizare a parametrilor bateriei (BMS), precum și prezența jumperilor de conectare conductivi deconectați termic între o parte a celulelor bateriei. De asemenea, este recomandabil să conectați bateriile la baterie prin sudarea prin puncte a jumperilor, mai degrabă decât prin lipire.

Descărcarea bateriilor de hidrură de nichel-metal la temperaturi scăzute este limitată de faptul că această reacție este endotermă și se formează apă pe electrodul negativ, care diluează electrolitul, ceea ce duce la o mare probabilitate de înghețare a electrolitului. Prin urmare, cu cât temperatura ambiantă este mai scăzută, cu atât este mai mică puterea de ieșire și capacitatea bateriei. În schimb, la temperaturi ridicate în timpul procesului de descărcare, capacitatea de descărcare a bateriei NiMH va fi maximă.

Cunoașterea designului și a principiilor de funcționare vă va permite să tratați cu o mai bună înțelegere procesul de operare a bateriilor de hidrură de nichel-metal. Sperăm că informațiile colectate în acest articol vă vor permite să prelungiți durata de viață a bateriei și să evitați posibilele consecințe periculoase din cauza unei neînțelegeri a principiilor utilizării în siguranță a bateriilor de hidrură de nichel-metal.

Descărcați caracteristicile bateriilor NiMH la diferite
curenții de descărcare la o temperatură ambiantă de 20 ° C

imagine preluată de pe www.compress.ru/Article.aspx?id=16846&iid=781

Baterie Duracell Nickel Metal Hydride

imagine preluată de pe www.3dnews.ru/digital/1battery/index8.htm

P.P.S.
Schema unei direcții promițătoare pentru crearea bateriilor de stocare bipolare

diagramă preluată din bateriile bipolare cu plumb acid

Tabel comparativ al parametrilor diferitelor tipuri de baterii

În a doua jumătate a secolului al XX-lea, una dintre cele mai bune surse de curent chimic reîncărcabile au fost bateriile reîncărcabile fabricate folosind tehnologia nichel-cadmiu. Acestea sunt încă utilizate pe scară largă în diverse domenii datorită fiabilității și pretențiilor lor.

Limitarea

Ce este bateria de nichel cadmiu

Bateriile nichel-cadmiu sunt surse de alimentare galvanice reîncărcabile care au fost inventate în 1899 în Suedia de către Waldmar Jungner. Până în 1932, utilizarea lor practică era foarte limitată din cauza costului ridicat al metalelor utilizate în comparație cu bateriile cu plumb-acid.

Îmbunătățirea tehnologiei de producție a dus la o îmbunătățire semnificativă a caracteristicilor lor operaționale și în 1947 a făcut posibilă crearea unei baterii sigilate, fără întreținere, cu parametri excelenți.

Principiul de funcționare și proiectarea bateriei Ni-Cd

Aceste baterii generează energie electrică datorită procesului reversibil de interacțiune a cadmiului (Cd) cu hidroxid de nichel (NiOOH) și apă, ca urmare a căruia se formează hidroxid de nichel Ni (OH) 2 și hidroxid de cadmiu Cd (OH) 2 , provocând apariția unei forțe electromotoare.

Bateriile Ni-Cd sunt produse în cutii sigilate, care conțin electrozi separați printr-un separator neutru, conținând nichel și cadmiu într-o soluție de electrolit alcalin de tip jeleu (de obicei hidroxid de potasiu, KOH).

Electrodul pozitiv este o plasă de oțel sau o folie acoperită cu pastă de oxid-hidroxid de nichel amestecată cu un material conductor

Electrodul negativ este o plasă de oțel (folie) cu cadmiu poros presat.

O celulă de nichel-cadmiu este capabilă să furnizeze o tensiune de aproximativ 1,2 volți, prin urmare, pentru a crește tensiunea și puterea bateriilor, mulți electrozi conectați în paralel sunt utilizați în proiectarea lor, separați prin separatoare.

Caracteristici tehnice și ce sunt bateriile Ni-Cd

Bateriile Ni-Cd au următoarele specificații:

• tensiunea de descărcare a unui element este de aproximativ 0,9-1 volți;
• tensiunea nominală a elementului este de 1,2 v, pentru a obține tensiuni de 12v și 24v, se utilizează o conexiune în serie a mai multor elemente;
• tensiune de încărcare completă - 1,5-1,8 volți;
• temperatura de lucru: de la -50 la +40 grade;
• numărul de cicluri de încărcare-descărcare: de la 100 la 1000 (în cele mai moderne baterii - până la 2000), în funcție de tehnologia utilizată;
• nivel de auto-descărcare: de la 8 la 30% în prima lună după o încărcare completă;
• consum specific de energie - până la 65 W * oră / kilogram;
• durata de viață este de aproximativ 10 ani.

Bateriile Ni-Cd sunt produse în diverse carcase de dimensiuni standard și în versiuni non-standard, inclusiv discuri, sigilate.

Unde se folosesc bateriile nichel-cadmiu?

Aceste baterii sunt utilizate în dispozitive care consumă un curent mare și, de asemenea, experimentează sarcini mari în timpul funcționării în următoarele cazuri:

• pe troleibuze și tramvaie;
• pe mașinile electrice;
• pe transportul maritim și fluvial;
• în elicoptere și avioane;
• în unelte electrice (șurubelnițe, burghie, șurubelnițe electrice și altele);
• aparate de ras electrice;
• în echipament militar;
• aparate de radio portabile;
• în jucării controlate radio;
• în felinare pentru scufundări.

În prezent, datorită înăspririi cerințelor de mediu, majoritatea bateriilor de dimensiuni standard populare (și altele) sunt produse utilizând tehnologii hidrură de nichel-metal și litiu-ion. În același timp, multe baterii Ni Cd de diferite dimensiuni standard, lansate acum câțiva ani, sunt încă în funcțiune.

Celulele Ni-Cd au o durată de viață lungă, care uneori depășește 10 ani și, prin urmare, acest tip de baterie poate fi găsit în multe dispozitive electronice, pe lângă cele enumerate mai sus.

Pro și contra bateriei Ni-Cd

Acest tip de baterie are următoarele caracteristici pozitive:

• durata de viață lungă și numărul de cicluri de încărcare-descărcare;
• durată lungă de viață și depozitare;
• capacitate de încărcare rapidă;
• capacitatea de a rezista la sarcini grele și la temperaturi scăzute;
• păstrarea performanței în cele mai nefavorabile condiții de operare;
• cost scăzut;
• capacitatea de a stoca aceste baterii într-o stare descărcată timp de până la 5 ani;
• rezistență medie la supraîncărcare.

În același timp, sursele de alimentare cu nichel-cadmiu prezintă o serie de dezavantaje:

• prezența unui efect de memorie, manifestat prin pierderea capacității la încărcarea bateriei, fără a aștepta o descărcare completă;
• necesitatea întreținerii preventive (mai multe cicluri de încărcare-descărcare) pentru a câștiga capacitatea maximă;
• recuperarea completă a bateriei după stocarea pe termen lung necesită trei până la patru cicluri complete de încărcare-descărcare;
• auto-descărcare mare (aproximativ 10% în prima lună de depozitare), ducând la o descărcare aproape completă a bateriei pentru un an de depozitare;
• densitate redusă de energie în comparație cu alte baterii;
• toxicitate ridicată a cadmiului, din cauza căreia sunt interzise într-o serie de țări, inclusiv în UE, necesitatea de a arunca astfel de baterii pe echipamente speciale;
• mai multă greutate în comparație cu bateriile moderne.

Diferența dintre sursele Ni-Cd și Li-Ion sau Ni-Mh

Bateriile cu componente active, inclusiv nichel și cadmiu, au o serie de diferențe față de sursele de alimentare mai moderne cu litiu-ion și hidrură de nichel-metal:

• Celulele Ni-Cd, spre deosebire de variante, au efect de memorie, au o capacitate specifică mai mică cu aceleași dimensiuni;
• Sursele NiCd sunt mai nepretențioase, rămân operaționale la temperaturi foarte scăzute și sunt de multe ori mai rezistente la supraîncărcare și descărcare puternică;
• Bateriile Li-Ion și Ni-Mh sunt mai scumpe, le este frică de supraîncărcare și descărcare puternică, dar au o descărcare de sine mai mică;
• durata de viață și stocarea bateriilor Li-Ion (2-3 ani) este de câteva ori mai scurtă decât cea a produselor Ni Cd (8-10 ani);
• Sursele de nichel-cadmiu își pierd rapid capacitatea atunci când sunt utilizate în modul tampon (de exemplu, într-un UPS). Deși pot fi apoi recuperate complet prin descărcare profundă și încărcare, cel mai bine este să nu folosiți produse Ni Cd în dispozitive de încărcare cu prelungire;
• Același mod de încărcare pentru bateriile Ni-Cd și Ni-Mh vă permite să utilizați aceleași încărcătoare, dar ar trebui să țineți cont de faptul că bateriile nichel-cadmiu au un efect de memorie mai pronunțat.

Pe baza diferențelor disponibile, este imposibil să se ajungă la o concluzie clară despre care baterie este mai bună, deoarece toate elementele au atât puncte tari, cât și puncte slabe.

Reguli de operare

În timpul funcționării, apar o serie de modificări în sursele de alimentare Ni Cd, care duc la o deteriorare treptată a caracteristicilor și, în cele din urmă, la o pierdere a performanței:

• zona utilă și masa electrozilor scade;
• se modifică compoziția și volumul electrolitului;
• separatorul și impuritățile organice se descompun;
• apa și oxigenul se pierd;
• scurgerile actuale apar asociate cu creșterea dendritelor de cadmiu pe plăci.

Pentru a minimiza deteriorarea bateriei care apare în timpul funcționării și depozitării acesteia, este necesar să se evite efectele adverse asupra bateriei, care sunt asociate cu următorii factori:

• încărcarea unei baterii incomplet încărcate duce la o pierdere reversibilă a capacității sale datorită scăderii suprafeței totale a substanței active ca urmare a formării cristalelor;
• supraîncărcare puternică regulată, care duce la supraîncălzire, gazare crescută, pierderea apei în electrolit și distruge electrozii (în special anodul) și separatorul;
• supraîncărcare, ducând la epuizarea prematură a bateriei;
• funcționarea pe termen lung la temperaturi foarte scăzute duce la o schimbare a compoziției și a volumului electrolitului, rezistența internă a bateriei crește și performanța sa se deteriorează, în special capacitatea scade.

Cu o creștere puternică a presiunii în interiorul bateriei, ca urmare a încărcării rapide cu un curent ridicat și a degradării puternice a catodului de cadmiu, excesul de hidrogen poate fi eliberat în baterie, ceea ce duce la o creștere bruscă a presiunii, care poate deforma carcasa. , încalcă densitatea ansamblului, mărește rezistența internă și reduce tensiunea de funcționare.

La bateriile echipate cu o supapă de siguranță de urgență, pericolul de deformare poate fi prevenit, dar modificările ireversibile ale compoziției chimice a bateriei nu pot fi evitate.

Încărcarea bateriilor Ni Cd trebuie făcută cu un curent de 10% (dacă aveți nevoie de o încărcare rapidă în baterii speciale - cu un curent de până la 100% timp de 1 oră) din capacitatea lor (de exemplu, 100 mA cu o capacitate de 1000 mAh) timp de 14-16 ore. Cel mai bun mod de descărcare este cu un curent egal cu 20% din capacitatea bateriei.

Cum se repară o baterie Ni Cd

Sursele de alimentare cu nichel-cadmiu în cazul unei pierderi de capacitate pot fi restaurate aproape complet printr-o descărcare completă (până la 1 volt pe celulă) și o încărcare ulterioară într-un mod standard. Acest antrenament al bateriilor poate fi repetat de mai multe ori pentru a le restabili complet capacitatea.

Dacă este imposibil să restaurați bateria prin descărcare și încărcare, puteți încerca să le restabiliți prin expunerea la impulsuri scurte de curent (de zeci de ori mai mari decât capacitatea elementului care se restabilește) timp de câteva secunde. Această acțiune elimină scurtcircuitul intern din celulele bateriei care apare din cauza creșterii dendritelor prin arderea lor cu un curent puternic. Există activatori industriali speciali care realizează un astfel de efect.

Restaurarea completă a capacității inițiale a acestor baterii este imposibilă datorită modificărilor ireversibile ale compoziției și proprietăților electrolitului, precum și degradării plăcilor, dar face posibilă prelungirea duratei de viață.

Metoda de recuperare la domiciliu este de a efectua următoarele acțiuni:

• cu un fir cu o secțiune transversală de cel puțin 1,5 milimetri pătrați, conectați minusul elementului restaurat la catodul unei baterii puternice, de exemplu, o baterie auto sau de la un UPS;
• al doilea fir este atașat în siguranță la anodul (plus) al uneia dintre baterii;
• timp de 3-4 secunde, capătul liber al celui de-al doilea fir atinge rapid terminalul pozitiv liber (cu o frecvență de 2-3 atingeri pe secundă). În acest caz, este necesar să se prevină sudarea firelor la joncțiune;
• un voltmetru verifică tensiunea la sursa restaurată, dacă este absentă, se efectuează un alt ciclu de recuperare ;;
• când pe baterie apare o forță electromotivă, aceasta se pune la încărcare;

În plus, puteți încerca să distrugeți dendritele din baterie prin înghețarea acestora timp de 2-3 ore, urmate de atingerea lor ascuțită. Când sunt înghețate, dendritele devin fragile și se prăbușesc din impact, ceea ce teoretic ar putea ajuta să scape de ele.

Există, de asemenea, metode de recuperare mai extreme asociate cu adăugarea de apă distilată la elementele vechi prin forarea corpurilor lor. Dar asigurarea completă a etanșeității acestor elemente în viitor este foarte problematică. Prin urmare, nu merită economisirea și expunerea sănătății la riscul otrăvirii cu compuși de cadmiu datorită câștigului mai multor cicluri de lucru.

Depozitare și eliminare

Cel mai bine este să depozitați bateriile nichel-cadmiu descărcate la o temperatură scăzută într-un loc uscat. Cu cât temperatura de depozitare a acestor baterii este mai scăzută, cu atât acestea au mai puțină auto-descărcare. Modelele de înaltă calitate pot fi depozitate până la 5 ani, fără a afecta semnificativ caracteristicile tehnice. Pentru a le pune în funcțiune, este suficient să le încărcați.

Substanțele nocive conținute într-o baterie AA pot polua aproximativ 20 de metri pătrați din teritoriu. Pentru eliminarea în siguranță a bateriilor Ni Cd, acestea trebuie predate punctelor de reciclare, de unde sunt expediate către fabrici, unde trebuie distruse în cuptoare speciale sigilate dotate cu filtre care captează substanțe toxice.

Ați putea fi, de asemenea, interesat de

Utilizarea unei baterii auto cu o încărcare incompletă poate avea un efect foarte negativ asupra performanței bateriei.

De la an la an, bateriile continuă să împingă bateriile convenționale din piață. Acest lucru se întâmplă pentru

Toate bateriile sunt împărțite în mai multe tipuri. În viața de zi cu zi acestea sunt numite diferit, dar clasificarea modernă

Baterii luminoase, atractive în exterior, care evocă gândurile cursei de Formula 1, culori colorate, forme ergonomice, asta

Bateriile Nimh sunt surse de alimentare clasificate ca baterii alcaline. Sunt similare cu bateriile cu nichel-hidrogen. Dar nivelul capacității lor energetice este mai mare.

Compoziția internă a bateriilor ni mh este similară cu cea a surselor de alimentare cu nichel-cadmiu. Pentru a pregăti o concluzie pozitivă, se folosește un astfel de element chimic, nichelul, unul negativ - un aliaj care include absorbția hidrogenului metalelor de tip.

Există mai multe modele tipice de baterii cu hidrură de nichel și metal:

• Cilindru. Pentru a separa conductorii conductivi, se utilizează un separator, căruia i se dă forma cilindrului. O supapă de urgență este concentrată pe capac, care se deschide ușor atunci când presiunea crește semnificativ.
• Prisma. Într-o astfel de baterie de hidrură de nichel metalic, electrozii sunt concentrați alternativ. Un separator este folosit pentru a le separa. Pentru a găzdui elementele principale, se folosește un corp din plastic sau un aliaj special. Pentru a controla presiunea, în capac se introduce o supapă sau un senzor.

Printre avantajele unei astfel de surse de energie se numără:

• Parametrii specifici de energie ai sursei de energie cresc în timpul funcționării.
• Nu se utilizează cadmiu la prepararea elementelor conductoare. Prin urmare, nu există probleme cu eliminarea bateriei.
• Lipsa unui fel de „efect de memorie”. Prin urmare, nu este nevoie de creșterea capacității.
• Pentru a face față tensiunii de descărcare (reduceți-o), specialiștii descarcă unitatea la 1 V de 1-2 ori pe lună.

Printre limitările legate de bateriile cu hidrură de nichel și metal, se numără:

• Respectarea gamei stabilite de curenți de funcționare. Depășirea acestor indicatori duce la o descărcare rapidă.
• Funcționarea acestui tip de sursă de energie în înghețuri severe nu este permisă.
• Siguranțele termice sunt introduse în baterie, cu ajutorul căreia se determină supraîncălzirea unității, o creștere a nivelului de temperatură la un indicator critic.
• O tendință de auto-descărcare.

Încărcarea bateriei NiMH

Procesul de încărcare a bateriilor de hidrură de nichel metalic este asociat cu anumite reacții chimice. Pentru fluxul lor normal, este necesară o parte din energie, care este furnizată de încărcător, din rețea.

Eficiența procesului de încărcare este partea din energia primită de sursa de alimentare stocată. Valoarea acestui indicator poate varia. Dar, în același timp, este imposibil să se obțină o eficiență de 100%.

Înainte de a încărca baterii de hidrură metalică, studiați principalele tipuri, care depind de magnitudinea curentului.

Încărcare tip picurare

Este necesar să utilizați cu precauție acest tip de încărcare pentru baterii, deoarece duce la o scădere a perioadei de funcționare. Deoarece deconectarea acestui tip de încărcător se realizează manual, procesul necesită monitorizare și reglare constantă. În acest caz, este setat indicatorul de curent minim (0,1 din capacitatea totală).

Deoarece cu o astfel de încărcare a bateriilor ni mh, tensiunea maximă nu este stabilită, acestea sunt ghidate numai de indicatorul de timp. Pentru a estima intervalul de timp, se utilizează parametrii de capacitate pe care îi are sursa de alimentare descărcată.

Eficiența unei surse de alimentare încărcate în acest mod este de aproximativ 65-70 la sută. Prin urmare, producătorii nu recomandă utilizarea unor astfel de încărcătoare, deoarece acestea afectează performanța bateriei.

Reîncărcare rapidă

Atunci când se determină ce curent poate fi utilizat pentru a încărca bateriile ni mh în modul rapid, se iau în considerare recomandările producătorilor. Magnitudinea curentului este de la 0,75 la 1 din capacitatea totală. Nu este recomandat să depășiți intervalul stabilit, deoarece supapele de urgență sunt activate.

Pentru a încărca bateriile nimh în modul rapid, tensiunea este setată de la 0,8 la 8 volți.

Eficiența încărcării rapide a surselor de alimentare ni mh atinge 90%. Dar acest parametru scade imediat ce se termină timpul de încărcare. Dacă nu opriți încărcătorul în timp util, atunci presiunea din interiorul bateriei va începe să crească, indicatorul de temperatură va crește.

Pentru a încărca bateria ni mh, efectuați următoarele acțiuni:

• Preîncărcare

Acest mod este introdus atunci când bateria este complet descărcată. În această etapă, curentul este între 0,1 și 0,3 ori capacitatea. Este interzisă utilizarea curenților mari. Intervalul de timp este de aproximativ o jumătate de oră. De îndată ce parametrul de tensiune ajunge la 0,8 volți, procesul se oprește.

• Treceți la modul rapid

Procesul actual de acumulare se desfășoară în decurs de 3-5 minute. Temperatura este monitorizată pe întreaga perioadă de timp. Dacă acest parametru atinge o valoare critică, atunci încărcătorul este oprit.

Încărcarea rapidă a bateriilor NiMH stabilește curentul la 1 din capacitatea totală. În acest caz, este foarte important să deconectați rapid încărcătorul pentru a nu deteriora bateria.

Pentru a monitoriza tensiunea se utilizează un multimetru sau voltmetru. Acest lucru ajută la eliminarea alarmelor false, care au un efect dăunător asupra performanței dispozitivului.

Unele încărcătoare pentru baterii ni mh funcționează nu cu o constantă, ci cu un curent de impuls. Alimentarea cu curent se efectuează la o frecvență specificată. Alimentarea cu un curent pulsat contribuie la distribuția uniformă a compoziției electrolitice și a substanțelor active.

• Încărcare suplimentară și de întreținere

Pentru a reîncărca încărcarea completă ni mh a bateriei în ultima etapă, indicatorul curent este redus la 0,3 din capacitate. Durata este de aproximativ 25-30 de minute. Este interzisă creșterea acestei perioade de timp, deoarece acest lucru ajută la reducerea duratei de viață a bateriei.

Încărcare accelerată

Unele încărcătoare de baterii nichel-cadmiu sunt echipate cu un mod de încărcare suplimentară. Pentru aceasta, curentul de încărcare este limitat prin setarea parametrilor la un nivel de 9-10 din capacitate. Reduceți curentul de încărcare imediat ce bateria este încărcată la 70%.

Dacă bateria este încărcată într-un mod accelerat mai mult de o jumătate de oră, atunci structura conductoarelor conductive este distrusă treptat. Experții recomandă utilizarea unei astfel de taxe dacă aveți ceva experiență.

Cum să încărcați corect sursele de alimentare și să eliminați posibilitatea supraîncărcării? Pentru a face acest lucru, urmați aceste reguli:

1. Controlul temperaturii bateriilor ni mh. Este necesar să opriți încărcarea bateriilor nimh imediat ce nivelul de temperatură crește rapid.
2. Există limite de timp pentru sursele de alimentare nimh care vă permit să controlați procesul.
3. Bateriile reîncărcabile ni mh trebuie descărcate și încărcate la o tensiune de 0,98. Dacă acest parametru este redus semnificativ, atunci încărcătoarele sunt oprite.

Recuperarea surselor de alimentare cu hidrură de nichel metalic

Procesul de restaurare a bateriilor ni mh este de a elimina consecințele „efectului de memorie” asociat cu pierderea capacității. Este mai probabil ca acest efect să apară dacă unitatea nu este complet încărcată frecvent. Dispozitivul fixează limita inferioară, după care capacitatea scade.

Înainte de a restabili sursa de alimentare, sunt pregătite următoarele elemente:

• Bec cu puterea necesară.
• Încărcător. Înainte de utilizare, este important să clarificați dacă încărcătorul poate fi utilizat pentru descărcare.
• Voltmetru sau multimetru pentru stabilirea tensiunii.

Un bec sau un încărcător, care este echipat cu modul adecvat, este furnizat bateriei cu propriile mâini pentru a o descărca complet. După aceea, modul de încărcare este activat. Numărul de cicluri de recuperare depinde de cât timp bateria nu a fost utilizată. Se recomandă repetarea procesului de instruire de 1-2 ori pe parcursul lunii. Apropo, restabilesc în felul acesta acele surse care au pierdut 5-10 la sută din capacitatea totală.

O metodă destul de simplă este utilizată pentru a calcula capacitatea pierdută. Deci, bateria este complet încărcată, după care se descarcă și se măsoară capacitatea.

Acest proces va fi mult simplificat dacă utilizați un încărcător cu care puteți controla și nivelul de tensiune. De asemenea, este benefic să utilizați astfel de unități, deoarece probabilitatea unei descărcări profunde este redusă.

Dacă starea de încărcare a bateriilor de hidrură de nichel metal nu a fost stabilită, atunci lampa trebuie conectată cu atenție. Nivelul de tensiune este monitorizat cu un multimetru. Aceasta este singura modalitate de a preveni posibilitatea unei descărcări complete.

Specialiști cu experiență efectuează atât restaurarea unui element, cât și a întregului bloc. În perioada de încărcare, taxa existentă este egalizată.

Restaurarea unei surse de alimentare care a funcționat de 2-3 ani cu o încărcare sau descărcare completă nu aduce întotdeauna rezultatul scontat. Acest lucru se datorează faptului că compoziția electrolitică și conductorii conductori se schimbă treptat. Înainte de a utiliza astfel de dispozitive, se restabilește compoziția electrolitică.

Urmăriți un videoclip despre recuperarea unei astfel de baterii.

Recomandări privind bateria NiMH

Durata de viață a bateriilor ni mh depinde în mare măsură de supraîncălzirea sau supraîncărcarea semnificativă a sursei de alimentare nu este permisă. În plus, maestrilor li se recomandă să ia în considerare următoarele reguli:

• Indiferent de cât timp sunt stocate sursele de alimentare, acestea trebuie încărcate. Procentul de încărcare trebuie să fie de cel puțin 50 din capacitatea totală. Numai în acest caz nu vor exista probleme în timpul depozitării și întreținerii.
• Bateriile reîncărcabile de acest tip sunt sensibile la supraîncărcare și căldură excesivă. Acești indicatori au un efect negativ asupra duratei de utilizare, a mărimii producției curente. Aceste surse de alimentare necesită încărcătoare speciale.
• Ciclurile de instruire pentru sursele de alimentare NiMH sunt opționale. Cu ajutorul unui încărcător dovedit, capacitatea pierdută este restabilită. Numărul de cicluri de recuperare depinde în mare măsură de starea unității.
• Între ciclurile de recuperare, acestea trebuie să ia pauze și, de asemenea, să învețe cum să încarce bateria utilizată. Această perioadă de timp este necesară pentru ca unitatea să se răcească, nivelul de temperatură scăzând la valoarea necesară.
• Procedura de reîncărcare sau ciclul de instruire se efectuează numai într-un regim de temperatură acceptabil: + 5- + 50 de grade. Dacă acest indicator este depășit, atunci probabilitatea unui eșec rapid crește.
• Când reîncărcați, asigurați-vă că tensiunea nu scade sub 0,9 volți. La urma urmei, unele încărcătoare nu se încarcă dacă această valoare este minimă. În astfel de cazuri, este permisă conectarea unei surse externe pentru a restabili alimentarea.
• Recuperarea ciclică se efectuează cu condiția să existe o anumită experiență. La urma urmei, nu toate încărcătoarele pot fi utilizate pentru descărcarea bateriei.
• Procedura de stocare include o serie de reguli simple. Nu este permisă stocarea sursei de alimentare în aer liber sau în încăperi în care nivelul de temperatură scade la 0 grade. Acest lucru provoacă solidificarea compoziției electrolitului.

Dacă nu una, ci mai multe surse de alimentare sunt încărcate în același timp, atunci starea de încărcare este menținută la nivelul stabilit. Prin urmare, consumatorii fără experiență efectuează separat recuperarea bateriei.

Bateriile Nimh sunt surse de alimentare eficiente care sunt utilizate în mod activ pentru completarea diferitelor dispozitive și ansambluri. Se remarcă prin anumite avantaje și caracteristici. Înainte de a le utiliza, este obligatoriu să se țină seama de regulile de bază de utilizare.

Video despre bateriile Nimh

Principala diferență dintre bateriile Ni-Cd și bateriile Ni-Mh este compoziția lor. Baza bateriei este aceeași - este nichel, este catodul, iar anodii sunt diferiți. Pentru o baterie Ni-Cd, anodul este metal cadmiu, pentru o baterie Ni-Mh, anodul este un electrod hidrogen metalic hidrură.

Fiecare tip de baterie are avantajele și dezavantajele sale, cunoscându-le, puteți selecta mai precis bateria de care aveți nevoie.

Vechiul încărcător se va potrivi cu noua baterie dacă trec de la Ni-Cd la Ni-Mh sau invers?

Principiul de încărcare pentru ambele baterii este absolut același, astfel încât încărcătorul poate fi utilizat de la bateria anterioară. Regula de bază pentru încărcarea acestor baterii este că pot fi încărcate numai după ce au fost descărcate complet. Această cerință se datorează faptului că ambele tipuri de baterii sunt supuse „efectului de memorie”, deși cu bateriile Ni-Mh această problemă este minimizată.

Cum se păstrează corect bateriile Ni-Cd și Ni-Mh?

Cel mai bun loc pentru depozitarea bateriei este într-un loc uscat și răcoros, cu cât temperatura de depozitare este mai mare, cu atât bateria se va descărca mai repede. Bateria poate fi depozitată în orice stare, alta decât descărcarea completă sau încărcarea completă. Încărcarea optimă este de 40-60 %%. O dată la 2-3 luni, trebuie efectuată o taxă suplimentară (datorită autodescărcării prezente), descărcarea și încărcarea din nou până la 40-60 %% din capacitate. Depozitarea timp de până la cinci ani este acceptabilă. După depozitare, bateria trebuie descărcată, reîncărcată și apoi utilizată normal.

Pot folosi baterii cu o capacitate mai mare sau mai mică decât setul original?

Capacitatea bateriei este perioada de timp în care instrumentul dvs. electric funcționează cu bateria. În consecință, pentru o unealtă electrică, nu există absolut nicio diferență în capacitatea bateriei. Diferența reală va fi doar în timpul de încărcare a bateriei și timpul de funcționare al sculei electrice la baterie. Când alegeți o capacitate a bateriei, ar trebui să începeți de la cerințele dvs., dacă trebuie să lucrați mai mult folosind o baterie - alegerea este în favoarea bateriilor mai mari, dacă bateriile complete sunt complet satisfăcătoare, atunci ar trebui să rămâneți pe baterii egale sau capacitate similară.

Bateriile Ni-MH (hidrură de nichel-metal) aparțin grupului alcalin. Sunt surse de curent chimic, unde oxidul de nichel acționează ca un catod, iar un electrod hidrogen metalic hidrogen acționează ca un anod. Alcaliul este un electrolit. Sunt similare bateriilor cu nichel-hidrogen, dar le depășesc în ceea ce privește capacitatea energetică.

Producția de baterii Ni-MH a început la mijlocul secolului al XX-lea. Au fost dezvoltate luând în considerare dezavantajele bateriilor nichel-cadmiu învechite. În NiNH pot fi utilizate diferite combinații de metale. Pentru producția lor, au fost dezvoltate aliaje și metale speciale care funcționează la temperatura camerei și la presiune scăzută de hidrogen.

Producția industrială a început în anii optzeci. Aliaje și metale pentru Ni-MH sunt încă produse și îmbunătățite astăzi. Dispozitivele moderne de acest tip pot asigura până la 2 mii de cicluri de încărcare-descărcare. Un rezultat similar este realizabil datorită utilizării aliajelor de nichel cu metale din pământuri rare.

Cum sunt folosite aceste dispozitive

Dispozitivele cu hidrură de nichel-metal sunt utilizate pe scară largă pentru alimentarea diferitelor tipuri de electronice care funcționează într-un mod autonom. De obicei, acestea vin sub formă de baterii AAA sau AA. Există și alte versiuni. De exemplu, bateriile industriale. Domeniul de utilizare al bateriilor Ni-MH este puțin mai larg decât cel al bateriilor nichel-cadmiu, deoarece acestea nu conțin materiale toxice.

În prezent, bateriile de hidrură de nichel-metal vândute pe piața internă sunt împărțite în 2 grupe din punct de vedere al capacității - 1500-3000 mAh și 300-1000 mAh:

1. Primul utilizat la dispozitive cu consum ridicat de energie într-un timp scurt. Acestea sunt tot felul de playere, modele cu radio control, camere, camere video. În general, dispozitivele care consumă energie rapid.
2. Al doilea utilizat atunci când consumul de energie începe după un anumit interval de timp. Acestea sunt jucării, lumini, walkie-talkies. Bateria este alimentată de dispozitive care consumă moderat energie electrică, care sunt offline mult timp.

Încărcarea dispozitivelor Ni-MH

Încărcarea este picurată și rapidă. Producătorii nu recomandă primul, deoarece face dificilă determinarea corectă a întreruperii alimentării curente a dispozitivului. Din acest motiv, poate apărea o supraîncărcare puternică, ceea ce duce la degradarea bateriei. folosind opțiunea rapidă. Eficiența aici este puțin mai mare decât cea a tipului de încărcare prin picurare. Curentul este setat - 0,5-1 C.

Cum se încarcă bateria hidrură:

• se determină prezența unei baterii;
• calificarea dispozitivului;
• preîncărcare;
• încărcare rapidă;
• reîncărcare;
• încărcare de întreținere.

Pentru încărcare rapidă, trebuie să aveți un încărcător bun. Trebuie să controleze sfârșitul procesului în funcție de criterii diferite, independente. De exemplu, dispozitivele Ni-Cd au un control delta de tensiune suficient. Și cu NiMH, aveți nevoie de baterie pentru a urmări cel puțin temperatura și delta.

Pentru ca Ni-MH să funcționeze corect, amintiți-vă de „Regula celor trei R”: „ Nu supraîncălziți ”,„ Nu supraîncărcați ”,„ Nu supraîncărcați ”.

Pentru a preveni supraîncărcarea bateriilor, se utilizează următoarele metode de control:

1. Încetarea încărcării pe baza ratei de schimbare a temperaturii ... Cu această metodă, temperatura bateriei este monitorizată constant în timpul încărcării. Când citirile cresc mai repede decât este necesar, încărcarea se oprește.
2. Metoda de terminare a încărcării la timpul maxim .
3. Încetarea încărcării de temperatura absolută ... Aici temperatura bateriei este monitorizată în timpul procesului de încărcare. Când se atinge valoarea maximă, încărcarea rapidă se oprește.
4. Metoda negativă de terminare a tensiunii Delta ... Înainte de a finaliza încărcarea bateriei, ciclul oxigenului crește temperatura dispozitivului NiMH, provocând scăderea tensiunii.
5. Tensiunea maximă ... Metoda este utilizată pentru a opri încărcarea dispozitivelor cu rezistență internă crescută. Acesta din urmă apare la sfârșitul duratei de viață a bateriei din cauza lipsei de electrolit.
6. Presiune maximă ... Metoda este utilizată pentru bateriile prismatice de mare capacitate. Nivelul de presiune admisibilă într-un astfel de dispozitiv depinde de dimensiunea și designul său și este în intervalul 0,05-0,8 MPa.

Pentru a clarifica timpul de încărcare al unei baterii Ni-MH, ținând cont de toate caracteristicile, puteți aplica formula: timp de încărcare (h) = capacitate (mAh) / curent încărcător (mA). De exemplu, există o baterie cu o capacitate de 2000 miliampere ore. Curentul de încărcare din încărcător este de 500 mA. Capacitatea este împărțită la curent și obțineți 4. Adică bateria va fi încărcată timp de 4 ore.

Reguli obligatorii care trebuie respectate pentru funcționarea corectă a dispozitivului de hidrură de nichel-metal:

1. Aceste baterii sunt mult mai sensibile la căldură decât bateriile nichel-cadmiu, nu pot fi supraîncărcate ... Supraîncărcarea va afecta negativ ieșirea curentă (capacitatea de a reține și livra încărcătura acumulată).
2. Bateriile cu hidrură metalică pot fi „antrenate” după cumpărare ... Efectuați 3-5 cicluri de încărcare / descărcare, care vă vor permite să atingeți limita de capacitate pierdută în timpul transportului și depozitării dispozitivului după părăsirea transportorului.
3. Trebuie să depozitați bateriile cu o cantitate mică de încărcare , aproximativ 20-40% din capacitatea nominală.
4. Lăsați dispozitivul să se răcească după descărcare sau încărcare. .
5. Dacă dispozitivul electronic folosește același ansamblu de baterii în modul de reîncărcare , apoi din când în când trebuie să descărcați fiecare dintre ele la o tensiune de 0,98 și apoi să încărcați complet. Se recomandă efectuarea acestei proceduri de ciclare o dată la fiecare 7-8 cicluri de reîncărcare a bateriilor.
6. Dacă trebuie să descărcați NiMH, atunci ar trebui să respectați un indicator minim de 0,98 ... Dacă tensiunea scade sub 0,98, atunci se poate opri încărcarea.

Recuperarea bateriilor Ni-MH

Datorită „efectului de memorie”, aceste dispozitive pierd uneori unele caracteristici și cea mai mare parte a capacității. Acest lucru se întâmplă cu cicluri multiple de descărcare incompletă și încărcare ulterioară. Ca urmare a unei astfel de lucrări, dispozitivul „își amintește” o limită de descărcare mai mică, din acest motiv, capacitatea sa scade.

Pentru a scăpa de această problemă, trebuie să vă exercitați în mod constant și să vă recuperați. O lampă sau un încărcător se descarcă la 0,801 volți, apoi bateria este complet încărcată. Dacă bateria nu a trecut prin procesul de recuperare de mult timp, atunci este recomandabil să efectuați 2-3 astfel de cicluri. Este indicat să-l antrenezi o dată la 20-30 de zile.

Producătorii de baterii Ni-MH susțin că „efectul de memorie” consumă aproximativ 5% din capacitate. Îl puteți restabili cu ajutorul antrenamentului. Un punct important în recuperarea Ni-MH este că încărcătorul are o funcție de descărcare cu un control de tensiune minimă. Ce este necesar pentru a preveni o descărcare puternică a dispozitivului în timpul recuperării. Acest lucru este de neînlocuit atunci când starea inițială de încărcare este necunoscută și este imposibil să se prevadă timpul aproximativ de descărcare.

Dacă starea de încărcare a bateriei este necunoscută, aceasta trebuie descărcată sub control de tensiune completă, altfel o astfel de recuperare va duce la descărcare profundă. Când restaurați o baterie intactă, este recomandat să se efectueze mai întâi o încărcare completă pentru a egaliza starea de încărcare.

Dacă bateria funcționează de câțiva ani, atunci recuperarea încărcării și descărcării poate fi inutilă. Este util pentru profilaxie în timpul funcționării dispozitivului. În timpul funcționării NiMH, împreună cu apariția "efectului de memorie", apar modificări ale volumului și compoziției electrolitului. Merită să ne amintim că este mai înțelept să reciclăm celulele bateriei individual, mai degrabă decât întreaga baterie. Perioada de valabilitate a bateriilor este de la unu la cinci ani (în funcție de modelul specific).

Avantaje și dezavantaje

O creștere semnificativă a parametrilor energetici ai bateriilor de hidrură de nichel-metal nu este singurul lor avantaj față de bateriile de cadmiu. Îndepărtându-se de utilizarea cadmiului, producătorii au început să folosească un metal mai ecologic. Este mult mai ușor să rezolvați problemele cu.

Datorită acestor avantaje și a faptului că metalul - nichelul este utilizat în fabricare, producția de dispozitive Ni-MH a crescut dramatic în comparație cu bateriile nichel-cadmiu. Sunt, de asemenea, convenabile, deoarece pentru a reduce tensiunea de descărcare în timpul reîncărcărilor lungi, trebuie efectuată o descărcare completă (până la 1 volt) la fiecare 20-30 de zile.

Un pic despre dezavantaje:

1. Producătorii au limitat bateriile Ni-MH la zece celule deoarece, odată cu creșterea ciclurilor de încărcare-descărcare și durata de viață, există pericolul supraîncălzirii și inversării polarității.
2. Aceste baterii funcționează într-un interval de temperatură mai restrâns decât bateriile nichel-cadmiu. ... Deja la -10 și + 40 ° С își pierd eficiența.
3. Când reîncărcați bateriile Ni-MH generează multă căldură , de aceea au nevoie de siguranțe sau întrerupătoare de temperatură.
4. Auto-încărcare crescută , a cărui prezență se datorează reacției electrodului oxid-nichel cu hidrogenul din electrolit.

Degradarea bateriilor Ni-MH este determinată de o scădere a capacității de sorbție a electrodului negativ în timpul ciclului. În ciclul de descărcare-încărcare, volumul rețelei de cristal se modifică, ceea ce contribuie la formarea ruginii și a fisurilor în timpul reacției cu electrolitul. Coroziunea apare atunci când bateria absoarbe hidrogen și oxigen. Acest lucru duce la o scădere a cantității de electroliți și la o creștere a rezistenței interne.

Trebuie avut în vedere faptul că caracteristicile bateriilor depind de tehnologia de prelucrare a aliajului negativ al electrodului, de structura și compoziția acestuia. Metalul contează și pentru aliaje. Toate acestea îi obligă pe producători să aleagă foarte atent furnizorii de aliaje și consumatorii - un producător.