Parametrii NICD. Diferențele dintre bateriile Ni-Cd și Ni-Mh

Istoria inventiei

Cercetările privind tehnologia bateriilor NiMH au început în anii 70 ai secolului XX și au fost întreprinse ca o încercare de a depăși neajunsurile. Cu toate acestea, compușii de hidrură metalică utilizați la acel moment erau instabili și nu au fost atinse caracteristicile necesare. Ca urmare, procesul de dezvoltare pentru bateriile NiMH a blocat. Noi compuși de hidrură metalică, suficient de stabili pentru utilizare în baterii, au fost dezvoltați în 1980. De la sfârșitul anilor 1980, bateriile NiMH au fost îmbunătățite continuu, în principal din punct de vedere al densității energetice. Dezvoltatorii lor au remarcat că există potențialul ca tehnologia NiMH să atingă densități de energie și mai mari.

Opțiuni

• Consum teoretic de energie (Wh/kg): 300 Wh/kg.
• Consum specific de energie: aproximativ - 60-72 Wh/kg.
• Densitatea specifică de energie (W · h / dm³): aproximativ - 150 W · h / dm³.
• EMF: 1,25.
• Temperatura de funcționare: -60 ... + 55 ° C. (- 40 ... +55)
• Durată de viață: aproximativ 300-500 de cicluri de încărcare/descărcare.

Descriere

Bateriile nichel-hidrură metalică din factorul de formă „Crohn”, de obicei cu o tensiune inițială de 8,4 volți, reduc treptat tensiunea la 7,2 volți, iar apoi, când puterea bateriei este epuizată, tensiunea scade rapid. Acest tip de baterie este conceput pentru a înlocui bateriile cu nichel-cadmiu. Bateriile nichel-hidrură metalică au o capacitate cu aproximativ 20% mai mare pentru aceleași dimensiuni, dar o durată de viață mai scurtă - de la 200 la 300 de cicluri de încărcare/descărcare. Autodescărcarea este de aproximativ 1,5-2 ori mai mare decât cea a bateriilor cu nichel-cadmiu.

Bateriile NiMH sunt practic lipsite de „efectul de memorie”. Aceasta înseamnă că puteți încărca o baterie incomplet descărcată dacă nu a fost depozitată mai mult de câteva zile în această stare. Dacă bateria a fost parțial descărcată și apoi nu a fost folosită o perioadă lungă de timp (mai mult de 30 de zile), atunci trebuie să fie descărcată înainte de încărcare.

Prietenos cu mediul.

Cel mai favorabil mod de funcționare: încărcare cu curent scăzut, 0,1 din capacitatea nominală, timp de încărcare - 15-16 ore (recomandarea tipică a producătorului).

Depozitare

Bateriile trebuie depozitate complet încărcate în frigider, dar nu sub 0 ° C. În timpul depozitării, este recomandabil să verificați regulat (o dată la 1-2 luni) tensiunea. Nu ar trebui să scadă sub 1,37. Dacă tensiunea scade, este necesară reîncărcarea bateriilor. Singura baterie reîncărcabilă care poate fi depozitată descărcată sunt bateriile reîncărcabile Ni-Cd.

Baterii NiMH cu descărcare automată scăzută (LSD NiMH)

Bateria nichel-hidrură metalică cu descărcare redusă, LSD NiMH, a fost introdusă pentru prima dată în noiembrie 2005 de către Sanyo sub marca Eneloop. Mai târziu, mulți producători globali și-au prezentat bateriile LSD NiMH.

Acest tip de baterie are o auto-descărcare redusă, ceea ce înseamnă că are o durată de viață mai lungă decât bateriile convenționale NiMH. Bateriile sunt comercializate ca „gata de utilizare” sau „preîncărcate” și sunt comercializate ca înlocuitori pentru bateriile alcaline.

În comparație cu bateriile convenționale NiMH, bateriile LSD NiMH sunt cele mai utile atunci când între încărcare și utilizarea bateriei pot trece mai mult de trei săptămâni. Bateriile convenționale NiMH își pierd până la 10% din capacitatea de încărcare în primele 24 de ore după încărcare, apoi curentul de autodescărcare se stabilizează la până la 0,5% din capacitatea sa pe zi. Pentru LSD NiMH, acest parametru este de obicei în intervalul de la 0,04% la 0,1% capacitatea pe zi. Producătorii susțin că, prin îmbunătățirea electrolitului și a electrodului, au fost obținute următoarele avantaje ale LSD NiMH față de tehnologia clasică:

Printre deficiențe, trebuie menționat că are o capacitate relativ puțin mai mică. În prezent (2012) capacitatea maximă a pașaportului LSD atins este de 2700 mAh.

Cu toate acestea, la testarea bateriilor Sanyo Eneloop XX cu o capacitate de pașaport de 2500mAh (min 2400mAh), s-a dovedit că toate bateriile dintr-un lot de 16 bucăți (fabricate în Japonia, vândute în Coreea de Sud) au o capacitate și mai mare - de la 2550 mAh până la 2680 mAh... Testat cu încărcătorul LaCrosse BC-9009.

O listă incompletă de baterii de stocare pe termen lung (cu descărcare automată scăzută):

• Prolife de la Fujicell
• Ready2Use Accu de Varta
• AccuEvolution de la AccuPower
• Hibrid, platină și OPP preîncărcat de Rayovac
• eneloop de Sanyo
• eniTime de Yuasa
• Infinium de la Panasonic
• ReCyko de Gold Peak
• Instant de Vapex
• Hybrio de Uniross
• Cycle Energy de la Sony
• MaxE și MaxE Plus de la Ansmann
• EnergyOn de NexCell
• ActiveCharge / StayCharged / Pre-Charge / Accu de la Duracell
• Preîncărcat de Kodak
• nx-ready de energiile ENIX
• Imedion din
• Pleomax E-Lock de la Samsung
• Centura de Tenergy
• Ecomax de CDR King
• R2G de la Lenmar
• LSD gata de utilizare de Turnigy

Alte beneficii ale bateriilor NiMH cu descărcare automată redusă (LSD NiMH).

Bateriile cu autodescărcare scăzută cu hidrură metalică de nichel au de obicei o rezistență internă semnificativ mai mică decât bateriile NiMH convenționale. Acest lucru este foarte benefic în aplicațiile cu consum mare de curent:

• Tensiune mai stabilă
• Generare redusă de căldură în special în modurile de încărcare/descărcare rapidă
• Eficiență mai mare
• Capacitate mare de curent de impuls (Exemplu: blițul camerei se încarcă mai repede)
• Posibilitatea de funcționare continuă în dispozitive cu consum redus de energie (Exemplu: telecomenzi, ceasuri.)

Metode de încărcare

Încărcarea se realizează cu un curent electric cu o tensiune pe celulă de până la 1,4 - 1,6 V. Tensiunea la o celulă complet încărcată fără sarcină este de 1,4 V. Tensiunea sub sarcină variază de la 1,4 la 0,9 V. o baterie descărcată este de 1,0 - 1,1 V (descărcarea ulterioară poate deteriora celula). Pentru a încărca bateria se folosește un curent constant sau pulsat cu impulsuri negative de scurtă durată (pentru a restabili efectul de „memorie”, metoda „Încărcare cu impuls negativ FLEX” sau „Încărcare reflexă”).

Monitorizarea sfârșitului de încărcare prin schimbarea tensiunii

Una dintre metodele de determinare a sfârșitului de încărcare este metoda -ΔV. Imaginea prezintă un grafic al tensiunii celulei în timpul încărcării. Încărcătorul încarcă bateria cu curent constant. După ce bateria este complet încărcată, tensiunea pe ea începe să scadă. Efectul se observă numai la curenți de încărcare suficient de mari (0,5C..1C). Încărcătorul ar trebui să detecteze această cădere și să oprească încărcarea.

Există și așa-numita „inflexie” - o metodă de determinare a sfârșitului încărcării rapide. Esența metodei este că nu se analizează tensiunea maximă de pe baterie, ci maximul derivatei tensiunii în funcție de timp. Adică, încărcarea rapidă se va opri în momentul în care rata de creștere a tensiunii este maximă. Acest lucru permite ca faza de încărcare rapidă să fie finalizată mai devreme, când temperatura bateriei nu a avut încă timp să crească semnificativ. Metoda necesită însă măsurarea tensiunii cu o mai mare precizie și câteva calcule matematice (calcularea derivatei și filtrarea digitală a valorii obținute).

Controlul sfârșitului de încărcare prin modificarea temperaturii

Când o celulă este încărcată cu curent continuu, cea mai mare parte a energiei electrice este transformată în energie chimică. Când bateria este complet încărcată, energia electrică furnizată va fi transformată în căldură. Cu un curent de încărcare suficient de mare, puteți determina sfârșitul încărcării printr-o creștere bruscă a temperaturii celulei prin instalarea unui senzor de temperatură a bateriei. Temperatura maximă admisă a bateriei este de 60 ° C.

Domenii de utilizare

Înlocuirea unei celule galvanice standard, vehicule electrice, defibrilatoare, rachete și tehnologie spațială, sisteme de alimentare autonome, echipamente radio, echipamente de iluminat.

Selectarea capacitatii bateriei

Când utilizați baterii NiMH, nu ar trebui să urmăriți întotdeauna capacitatea mare. Cu cât bateria este mai încăpătoare, cu atât este mai mare (altele fiind egale) curentul de autodescărcare. Ca exemplu, luați în considerare bateriile cu o capacitate de 2500 mAh și 1900 mAh. Bateriile care sunt complet încărcate și nu sunt utilizate, de exemplu, o lună, își vor pierde o parte din capacitatea electrică din cauza autodescărcării. O baterie mai incapatoare va pierde din putere mult mai repede decat una mai putin incapatoare. Astfel, după, de exemplu, o lună, bateriile vor avea o încărcare aproximativ egală, iar după un timp și mai lung, bateria inițial mai încăpătoare va conține o încărcare mai mică.

Din punct de vedere practic, bateriile de mare capacitate (1500-3000 mAh pentru bateriile AA) au sens să fie folosite în dispozitive cu consum mare de energie pentru o perioadă scurtă de timp și fără depozitare prealabilă. De exemplu:

• În modelele controlate radio;
• In camera - pentru a creste numarul de poze realizate intr-o perioada relativ scurta de timp;
• În alte dispozitive, în care încărcarea se va epuiza într-un timp relativ scurt.

Bateriile de capacitate redusă (300-1000 mAh pentru bateriile AA) sunt mai potrivite pentru următoarele cazuri:

• Când utilizarea încărcării nu începe imediat după încărcare, ci după un timp considerabil;
• Pentru utilizare periodică în dispozitive (lampi de mână, navigatoare GPS, jucării, walkie-talkie);
• Pentru utilizare pe termen lung într-un dispozitiv cu consum moderat de energie.

Producătorii

Bateriile nichel-hidrură metalică sunt fabricate de diverse companii, inclusiv:

• Camelion
• Lenmar
• Puterea noastră
• SURSA NIAI
• Spaţiu

Vezi si

Literatură

• Hrustalev D.A. Acumulatori. M: Smarald, 2003.

Note (editare)

Legături

• GOST 15596-82 Surse de curent chimic. Termeni și definiții
• GOST R IEC 61436-2004 Baterii sigilate nichel-hidrură metalică
• GOST R IEC 62133-2004 Acumulatoare și baterii de stocare care conțin electroliți alcalini și alți neacizi. Cerințe de siguranță pentru acumulatorii portabili etanșați și bateriile de la acestea pentru utilizare portabilă

Printre alte baterii, bateriile reîncărcabile Ni Mh sunt adesea folosite. Aceste baterii sunt proiectate cu specificații tehnice înalte pentru a vă ajuta să profitați la maximum de ele. Acest tip de baterie este folosit aproape peste tot, mai jos vom lua în considerare toate caracteristicile unor astfel de baterii, precum și vom analiza nuanțele de funcționare și producătorii cunoscuți.

frânare

Ce este o baterie cu hidrură metalică de nichel

Pentru început, este de remarcat faptul că hidrura de nichel metal se referă la surse secundare de energie. Nu produce energie și necesită reîncărcare înainte de funcționare.

Este format din două componente:

• anod - hidrură de nichel-litiu sau nichel-lantan;
• catodul este oxid de nichel.

Un electrolit este, de asemenea, utilizat pentru a energiza sistemul. Electrolitul optim este hidroxidul de potasiu. Este o sursă de hrană alcalină conform clasificării moderne.

Acest tip de baterie a înlocuit bateriile cu nichel-cadmiu. Dezvoltatorii au reușit să minimizeze dezavantajele tipice pentru tipurile anterioare de baterii. Primele modele industriale au fost puse pe piață la sfârșitul anilor 1980.

În prezent, a fost posibilă creșterea semnificativă a densității energiei stocate în comparație cu primele prototipuri. Unii experți consideră că limita de densitate nu a fost încă atinsă.

Principiul de funcționare și dispozitivul bateriei Ni Mh

Pentru început, merită să luați în considerare modul în care funcționează o baterie NiMh. După cum am menționat deja, această baterie constă din mai multe componente. Să le analizăm mai detaliat.

Anodul de aici este un compus care absoarbe hidrogen. Este capabil să accepte o cantitate mare de hidrogen; în medie, cantitatea de element absorbit poate depăși volumul electrodului de 1000 de ori. Pentru a obține o stabilizare completă, litiu sau lantan este adăugat aliajului.

Catozii sunt fabricați din oxid de nichel. Acest lucru vă permite să obțineți o încărcare de înaltă calitate între catod și anod. În practică, o varietate de tipuri de catozi pot fi utilizate în funcție de designul lor tehnic:

• lamelar;
• metal-ceramic;
• pâslă metalică;
• presat;
• spumă de nichel (spumă polimerică).

Spuma polimerică și catozii din pâslă metalice au cea mai mare capacitate și durată de viață.

Alcalii sunt conductorul dintre ele. Aici se folosește hidroxid de potasiu concentrat.

Designul bateriei poate diferi în funcție de scop și scop. Cel mai adesea, acestea sunt anod și catod rulat într-o rolă, între care există un separator. Există și opțiuni în care plăcile sunt așezate alternativ, deplasate de un separator. Un element obligatoriu al designului este o supapă de siguranță, aceasta este declanșată atunci când presiunea din interiorul bateriei crește la 2-4 MPa.

Ce sunt bateriile Ni-Mh și caracteristicile lor tehnice

Toate bateriile Ni-Mh sunt baterii reîncărcabile. Bateriile de acest tip sunt produse în diferite tipuri și forme. Toate sunt destinate unei varietăți de scopuri și sarcini.

Există unele baterii care sunt foarte puțin folosite în acest moment sau sunt folosite într-o măsură limitată. Aceste baterii includ tipul „Krona”, era etichetată 6KR61, înainte erau folosite peste tot, acum se găsesc doar în echipamente vechi. Bateriile de tip 6KR61 aveau o tensiune de 9v.

Vom analiza principalele tipuri de baterii și caracteristicile acestora care sunt folosite acum.

• AA.... Capacitatea variază de la 1700-2900 mAh.
• AAA.... Uneori etichetat ca MN2400 sau MX2400. Capacitate - 800-1000 mAh.
• CU. Baterii de dimensiuni medii. Au o capacitate în intervalul 4500-6000 mA/h.
• D. Cel mai puternic tip de baterie. Capacitate de la 9000 la 11500 mAh.

Toate bateriile enumerate au o tensiune de 1,5 V. Exista si cateva modele cu o tensiune de 1.2v. Tensiune maxima 12v (prin conectarea a 10 baterii 1.2v).

Avantaje și dezavantaje ale bateriei Ni-Mh

După cum am menționat deja, acest tip de baterie a înlocuit soiurile mai vechi. Spre deosebire de analogi, au redus semnificativ „efectul de memorie”. De asemenea, au redus cantitatea de substanțe dăunătoare naturii utilizate în procesul de creație.

Avantajele includ următoarele nuanțe.

• Funcționează bine la temperaturi scăzute. Acest lucru este deosebit de important pentru echipamentele operate în aer liber.
• „efect de memorie” redus. Dar, cu toate acestea, este prezent.
• Baterii netoxice.
• Capacitate mai mare în comparație cu analogii.

De asemenea, bateriile de acest tip au dezavantaje.

• Rată de autodescărcare mai mare.
• Mai scump de fabricat.
• După aproximativ 250-300 de cicluri de încărcare/descărcare, capacitatea începe să scadă.
• Durată de viață limitată.

Unde se folosesc bateriile cu hidrură metalică de nichel?

Datorită capacității mari, astfel de baterii pot fi folosite peste tot. Fie că este vorba despre o șurubelniță sau un dispozitiv de măsurare complex, în orice caz, o astfel de baterie îi va furniza energie în cantitatea potrivită fără probleme.

În viața de zi cu zi, astfel de baterii sunt cel mai adesea folosite în corpuri de iluminat portabile și echipamente radio. Aici prezintă performanțe bune, menținând proprietățile optime de consum pentru o lungă perioadă de timp. Mai mult, pot fi folosite atât elementele de unică folosință, cât și cele reutilizabile, reîncărcate regulat din surse externe de alimentare.

O altă aplicație sunt electrocasnicele. Datorita capacitatii lor suficiente, pot fi folosite si in echipamente medicale portabile. Ele funcționează bine în tensiuni arteriale și contoare de glucoză din sânge. Deoarece nu există supratensiuni, nu există nicio influență asupra rezultatului măsurării.

Multe aparate de măsurare din tehnologie trebuie folosite în aer liber, inclusiv iarna. Aici, bateriile cu hidrură metalică sunt pur și simplu de neînlocuit. Datorita reactiei lor scazute la temperaturi negative, pot fi folosite in cele mai dificile conditii.

Reguli de funcționare

Trebuie avut în vedere faptul că bateriile noi au o rezistență internă destul de mare. Pentru a obține o oarecare scădere a acestui parametru, la începutul utilizării, bateria ar trebui să fie descărcată la zero de mai multe ori. Pentru a face acest lucru, utilizați încărcătoare cu această funcție.

Atenţie! Acest lucru nu se aplică bateriilor de unică folosință.

Puteți auzi adesea întrebarea până la câți volți poate fi descărcată o baterie Ni-Mh. De fapt, poate fi descărcat la parametri aproape zero, caz în care tensiunea nu va fi suficientă pentru a menține funcționarea dispozitivului conectat. Este chiar recomandat să așteptați uneori o descărcare completă. Acest lucru ajută la reducerea „efectului de memorie”. Durata de viață a bateriei este prelungită în consecință.

În caz contrar, funcționarea bateriilor de acest tip nu diferă de analogii.

Trebuie să schimb bateriile Ni-Mh

O etapă importantă a funcționării este acumularea bateriei. Bateriile nichel-hidrură metalică necesită și ele această procedură. Acest lucru este deosebit de important după depozitarea pe termen lung pentru a restabili capacitatea și tensiunea maximă.

Pentru a face acest lucru, este necesar să descărcați bateria la zero. Rețineți că este necesară descărcarea cu curent. Ca rezultat, ar trebui să obțineți tensiunea minimă. Așa că puteți reînvia bateria, chiar dacă a trecut mult timp de la data fabricării. Cu cât bateria a stat mai mult timp, cu atât sunt necesare mai multe cicluri de balansare. De obicei, durează 2-5 cicluri pentru a restabili capacitatea și rezistența.

Cum se repară o baterie Ni Mh

În ciuda tuturor avantajelor și caracteristicilor, astfel de baterii au încă un „efect de memorie”. Dacă bateria începe să-și piardă performanța, atunci ar trebui restaurată.

Înainte de a începe lucrul, trebuie să verificați capacitatea bateriei. Uneori se dovedește că este aproape imposibil să obțineți îmbunătățiri ale performanței, caz în care trebuie doar să înlocuiți bateria. De asemenea, verificăm bateria pentru o defecțiune.

Direct lucrul în sine este similar cu acumularea. Dar, aici nu realizează o descărcare completă, ci pur și simplu reduc tensiunea la un nivel de 1v. Este necesar să se facă 2-3 cicluri. Dacă în acest timp nu a fost posibil să se obțină un rezultat optim, merită să recunoașteți bateria ca inutilizabilă. La încărcare, trebuie să mențineți parametrul Delta Peak pentru o anumită baterie.

Depozitarea și eliminarea

Merită să păstrați bateria la o temperatură apropiată de 0 ° C. Aceasta este starea optimă. De asemenea, trebuie avut în vedere că stocarea ar trebui să aibă loc doar în perioada de expirare, aceste date sunt indicate pe ambalaj, dar decodarea poate diferi de la producător la producător.

Producătorii cărora merită să fie atenți

Toți producătorii de baterii produc baterii Ni-Mh. În lista de mai jos puteți vedea cele mai cunoscute companii care oferă produse similare.

• Energizant;
• Varta;
• Duracell;
• Minamoto;
• Eneloop;
• Cameliu;
• Panasonic;
• Irobot;
• Sanyo.

Dacă te uiți la calitate, toate sunt aproximativ la fel. Dar, putem evidenția bateriile Varta și Panasonic, acestea având cel mai optim raport preț-calitate. În caz contrar, puteți utiliza oricare dintre bateriile enumerate fără nicio restricție.

Datorită progreselor în producție, bateriile Ni-Cd sunt acum folosite în majoritatea dispozitivelor electronice portabile. Costul rezonabil și performanța ridicată au făcut popular tipul de baterii prezentat. Astfel de dispozitive sunt utilizate pe scară largă astăzi în instrumente, camere, playere muzicale etc. Pentru ca o baterie să reziste mult, trebuie să înveți cum să încarci bateriile Ni-Cd. Respectând regulile de funcționare ale unor astfel de dispozitive, le puteți prelungi semnificativ durata de viață.

Principalele caracteristici

Pentru a înțelege cum să încărcați bateriile Ni-Cd, trebuie să vă familiarizați cu caracteristicile unor astfel de dispozitive. Au fost inventate de W. Jungner în 1899. Cu toate acestea, producția lor era atunci prea scumpă. Tehnologia s-a îmbunătățit. Astăzi, bateriile cu nichel-cadmiu ușor de utilizat și relativ ieftine sunt la vânzare.

Dispozitivele prezentate necesită ca încărcarea să fie rapidă, iar descărcarea să fie lentă. În plus, golirea capacității bateriei trebuie efectuată complet. Reîncărcarea se realizează cu curenți de impuls. Acești parametri trebuie respectați pe toată durata de viață a dispozitivului. Cunoscând Ni-Cd, îi puteți prelungi durata de viață cu câțiva ani. În același timp, astfel de baterii sunt folosite chiar și în cele mai dificile condiții. Caracteristica bateriilor prezentate este „efectul de memorie”. Dacă bateria nu este complet descărcată periodic, pe plăcile celulelor sale se vor forma cristale mari. Acestea reduc capacitatea bateriei.

Avantaje

Pentru a înțelege cum să încărcați corect bateriile Ni-Cd ale unei șurubelnițe, camerei foto, camerei și altor dispozitive portabile, trebuie să vă familiarizați cu tehnologia acestui proces. Este simplu și nu necesită cunoștințe și abilități speciale din partea utilizatorului. Chiar și după ce ați depozitat bateria pentru o perioadă lungă de timp, o puteți încărca rapid din nou. Acesta este unul dintre avantajele dispozitivelor prezentate care le fac la cerere.

Bateriile nichel-cadmiu au un număr mare de cicluri de încărcare și descărcare. În funcție de producător și de condițiile de funcționare, această cifră poate ajunge la mai mult de 1.000 de cicluri. Avantajul bateriei Ni-Cd este rezistența și capacitatea de a lucra în condiții de stres. Chiar și atunci când îl utilizați în frig, echipamentul va funcționa corect. Capacitatea sa nu se modifică în astfel de condiții. În orice stare de încărcare, bateria poate fi depozitată o perioadă lungă de timp. Avantajul său important este costul scăzut.

dezavantaje

Unul dintre dezavantajele dispozitivelor prezentate este faptul că utilizatorul trebuie neapărat să studieze, cum se incarca corect baterii Ni-Cd. Bateriile prezentate, așa cum am menționat mai sus, au efect de memorie. Prin urmare, utilizatorul trebuie să ia periodic măsuri preventive pentru a o elimina.

Densitatea energetică a bateriilor prezentate va fi puțin mai mică decât cea a altor tipuri de surse de alimentare autonome. În plus, la fabricarea acestor dispozitive se folosesc materiale toxice, nesigure pentru mediu și sănătatea umană. Eliminarea unor astfel de substanțe necesită costuri suplimentare. Prin urmare, în unele țări utilizarea unor astfel de baterii este restricționată.

După depozitare pe termen lung, bateriile Ni-Cd necesită un ciclu de încărcare. Acest lucru se datorează ratei ridicate de auto-descărcare. Acesta este, de asemenea, un defect de design. Cu toate acestea, știind cum se incarca corect Baterii Ni-Cd, folosiți-le corect, puteți asigura echipamentului dumneavoastră o sursă de alimentare autonomă pentru mulți ani.

Varietăți de încărcătoare

Pentru a încărca corect o baterie de tip nichel-cadmiu, trebuie folosit echipament special. Cel mai adesea vine cu o baterie. Dacă, dintr-un motiv oarecare, nu există încărcător, îl puteți achiziționa separat. Versiunile cu impulsuri automate și reversibile sunt în vânzare astăzi. Folosind primul tip de dispozitiv, utilizatorul nu trebuie să știe la ce tensiune să încarce baterii Ni-Cd. Procesul se realizează automat. În acest caz, puteți încărca sau descărca simultan până la 4 baterii.

Folosind un comutator special, dispozitivul este setat pe modul de descărcare. În acest caz, indicatorul de culoare va lumina galben. Când această procedură este finalizată, dispozitivul trece automat în modul de încărcare. Indicatorul roșu se va aprinde. Când bateria atinge capacitatea necesară, dispozitivul nu va mai furniza curent bateriei. În acest caz, indicatorul va deveni verde. Echipamentele reversibile aparțin grupului de echipamente profesionale. Sunt capabili să efectueze mai multe cicluri de încărcare și descărcare de durată diferită.

Incarcatoare speciale si universale

Mulți utilizatori sunt interesați de întrebarea cum cum să încărcați o baterie de șurubelniță tip Ni-Cd. În acest caz, un dispozitiv convențional conceput pentru bateriile degete nu va funcționa. Un încărcător special este cel mai adesea furnizat cu o șurubelniță. Ar trebui să fie folosit la întreținerea bateriei. Dacă încărcătorul nu este disponibil, ar trebui să achiziționați echipament pentru bateriile de tipul prezentat. În acest caz, numai bateria șurubelniței poate fi încărcată. Dacă există baterii de diferite tipuri în funcțiune, merită să cumpărați un echipament universal. Va permite deservirea surselor de energie autonome pentru aproape toate dispozitivele (aparate foto, șurubelnițe și chiar baterii). De exemplu, poate încărca baterii Ni-Cd iMAX B6. Acesta este un dispozitiv simplu și util în gospodărie.

Descarcarea bateriei presate

Designul special este caracterizat de Ni- extrudat iar descărcarea dispozitivelor prezentate depinde de rezistența lor internă. Acest indicator este influențat de unele caracteristici de design. Pentru funcționarea pe termen lung a echipamentului, se folosesc baterii de tip disc. Au electrozi plati de o grosime suficienta. În timpul descărcării, tensiunea lor scade încet la 1,1 V. Acest lucru poate fi verificat prin trasarea unei curbe.

Dacă bateria continuă să se descarce la 1 V, capacitatea sa de descărcare va fi de 5-10% din valoarea inițială. Dacă curentul crește la 0,2 C, tensiunea se reduce semnificativ. Acest lucru este valabil și pentru capacitatea bateriei. Acest lucru se datorează imposibilității de a descărca uniform masa pe întreaga suprafață a electrodului. Prin urmare, astăzi grosimea lor este redusă. În același timp, există 4 electrozi în designul bateriei de disc. În acest caz, ele pot fi descărcate cu un curent de 0,6 C.

Baterii cilindrice

Bateriile cu electrozi sinterizați sunt utilizate pe scară largă astăzi. Au rezistență scăzută și oferă performanță energetică ridicată a dispozitivului. Tensiune încărcată Acest tip de baterie Ni-Cd este ținută la 1,2 V până când se pierde 90% din capacitatea specificată. Aproximativ 3% din acesta se pierde la următoarea descărcare de la 1,1 la 1 V. Tipul de baterii prezentate poate fi descărcat cu un curent de 3-5 C.

Electrozii tip rolă sunt instalați în acumulatori cilindrici. Ele pot fi descărcate cu un curent cu rate mai mari, care este la nivelul de 7-10 C. Indicatorul de capacitate va fi maxim la o temperatură de +20 ºС. Odată cu creșterea ei, această valoare se modifică nesemnificativ. Dacă temperatura scade la 0 ºС și mai jos, capacitatea de descărcare scade direct proporțional cu creșterea curentului de descărcare. Cum să încărcați Ni- Baterii cd, soiuri care sunt la vânzare, trebuie să le luați în considerare în detaliu.

Reguli generale de taxare

Când încărcați o baterie cu nichel-cadmiu, este imperativ să limitați excesul de curent care circulă către electrozi. Acest lucru este necesar datorită creșterii în interiorul dispozitivului în timpul acestui proces de presiune. Oxigenul va fi eliberat în timpul încărcării. Acest lucru afectează rata de utilizare actuală, care va scădea. Există anumite cerințe care explică cum să încărcați Ni- baterii cd. Paramerts procesul este luat în considerare de către producătorii de echipamente speciale. Încărcătoarele în timpul activității lor raportează bateriei 160% din valoarea capacității nominale. Intervalul de temperatură pe parcursul întregului proces trebuie să rămână în intervalul de la 0 la +40 ºС.

Mod de încărcare standard

Producătorii trebuie să indice în instrucțiuni, cât să încarce Baterie Ni-Cd și cum se face. Cel mai adesea, modul de efectuare a acestui proces este standard pentru majoritatea tipurilor de baterii. Dacă bateria are o tensiune de 1 V, ar trebui să fie încărcată în 14-16 ore. În acest caz, curentul ar trebui să fie de 0,1 C.

În unele cazuri, caracteristicile procesului pot diferi ușor. Acest lucru este influențat de caracteristicile de proiectare ale dispozitivului, precum și de încărcarea crescută a masei active. Acest lucru este necesar pentru a crește capacitatea bateriei.

Utilizatorul poate fi, de asemenea, interesat ce curent sa incarce bateria Ni-Cd. În acest caz, există două opțiuni. În primul caz, curentul va fi constant pe tot parcursul procesului. A doua opțiune vă permite să încărcați bateria pentru o perioadă lungă de timp, fără riscul de a o deteriora. Schema presupune utilizarea unei scăderi treptate sau netede a curentului. În prima etapă, va depăși semnificativ 0,1 C.

Încărcare accelerată

Există și alte moduri prin care Ni- baterii cd. Cum se incarca baterie de acest tip în modul accelerat? Există un întreg sistem aici. Producătorii măresc viteza acestui proces prin introducerea de dispozitive speciale. Ele pot fi încărcate la curenți mai mari. În acest caz, dispozitivul are un sistem de control special. Previne supraîncărcarea bateriei. Fie bateria în sine, fie încărcătorul său poate avea un astfel de sistem.

Tipurile cilindrice de dispozitive sunt încărcate cu un curent constant, a cărui valoare este de 0,2 C. Procesul va dura doar 6-7 ore. În unele cazuri, este permisă încărcarea bateriei cu un curent de 0,3 C timp de 3-4 ore. În acest caz, controlul procesului este esențial. Odată cu execuția accelerată a procedurii, indicatorul de supraîncărcare nu trebuie să depășească 120-140% din capacitate. Există chiar și baterii care pot fi încărcate complet în doar 1 oră.

Oprirea încărcării

Finalizarea procesului trebuie luată în considerare atunci când explorați modul de încărcare a bateriilor Ni-Cd. După ce curentul nu mai curge către electrozi, presiunea din interiorul bateriei continuă să crească. Acest proces are loc datorită oxidării ionilor hidroxil pe electrozi.

De ceva timp, există o ecuație graduală a ratei de evoluție și absorbție a oxigenului la ambii electrozi. Aceasta duce la o scădere treptată a presiunii din interiorul acumulatorului. Dacă supraîncărcarea a fost semnificativă, acest proces va fi mai lent.

Setarea modului

La încărcați corect Baterie Ni-Cd, trebuie să cunoașteți regulile de configurare a echipamentului (dacă este furnizat de producător). Capacitatea nominală a bateriei trebuie să aibă un curent de încărcare de până la 2 C. Este necesar să se selecteze tipul de impuls. Poate fi Normal, Re-Flex sau Flex. Pragul de sensibilitate (cădere de presiune) ar trebui să fie de 7-10 mV. Se mai numește și Delta Peak. Este mai bine să-l setați la nivelul minim. Curentul de pompare trebuie setat în intervalul 50-100 mAh. Pentru a putea utiliza pe deplin puterea bateriei, trebuie să vă încărcați cu un curent ridicat. Dacă este necesară puterea sa maximă, bateria este încărcată cu un curent scăzut în modul normal. După ce a luat în considerare modul de încărcare a bateriilor Ni-Cd, fiecare utilizator va putea efectua corect acest proces.

Principalele tipuri de baterii:

Baterii Ni-Cd Nichel Cadmiu

Pentru uneltele fără fir, bateriile cu nichel-cadmiu sunt standardul de facto. Inginerii sunt bine conștienți de avantajele și dezavantajele lor, în special bateriile Ni-Cd Nichel-cadmiu conțin cadmiu, un metal greu cu toxicitate crescută.

Bateriile nichel-cadmiu au așa-numitul „efect de memorie”, a cărui esență se rezumă la faptul că la încărcarea unei baterii descărcate incomplet, noua sa descărcare este posibilă doar la nivelul de la care a fost încărcată. Cu alte cuvinte, bateria „își amintește” de nivelul de încărcare reziduală de la care a fost încărcată complet.

Deci, atunci când se încarcă o baterie Ni-Cd incomplet descărcată, capacitatea acesteia scade.

Există mai multe modalități de a combate acest fenomen. Vom descrie doar cea mai simplă și mai fiabilă metodă.

Când utilizați unelte fără fir cu baterii Ni-Cd reîncărcabile, o regulă simplă este să încărcați numai bateriile complet descărcate.

Se recomandă depozitarea bateriilor Ni-Cd Nichel-cadmiu în stare descărcată, de preferință pentru ca descărcarea să nu fie profundă, altfel poate provoca procese ireversibile în baterie.

Avantajele bateriilor Ni-Cd Nichel Cadmiu

• Baterie Ni-Cd Nichel-Cadmiu cu preț redus
• Capacitatea de a furniza cel mai mare curent de sarcină
• Capacitatea de a încărca rapid bateria
• Menținerea unei capacități mari a bateriei până la -20 ° C
• Un număr mare de cicluri de încărcare-descărcare. Cu o funcționare corectă, astfel de baterii funcționează perfect și permit până la 1000 de cicluri de încărcare-descărcare sau mai mult.

Dezavantajele bateriilor Ni-Cd Nichel Cadmiu

• Nivel de auto-descărcare relativ ridicat - Bateria Ni-Cd Nichel-cadmiu își pierde aproximativ 8-10% din capacitate în prima zi după o încărcare completă.
• În timpul depozitării, bateria Ni-Cd Nichel-cadmiu pierde aproximativ 8-10% din încărcare în fiecare lună
• După depozitare pe termen lung, capacitatea bateriei Ni-Cd Nichel-Cadmiu este restabilită după 5 cicluri de descărcare-încărcare.
• Pentru a prelungi durata de viață a bateriei Ni-Cd Nichel-Cadmiu, se recomandă descărcarea completă de fiecare dată pentru a preveni „efectul de memorie”

Baterii cu hidrură metalică de nichel Ni-MH

Aceste baterii sunt oferite pe piață ca fiind mai puțin toxice (comparativ cu bateriile Ni-Cd Nichel-Cadmiu) și mai ecologice, atât la producție, cât și la eliminare.

În practică, bateriile Ni-MH Nichel-Hidrură metalică demonstrează o capacitate foarte mare cu dimensiuni și greutate, ceva mai mică decât cea a bateriilor standard Ni-Cd Nichel-Cadmiu.

Datorită respingerii aproape complete a utilizării metalelor grele toxice în proiectarea bateriilor Ni-MH Nichel-hidrură metalică, acestea din urmă, după utilizare, pot fi eliminate destul de sigur și fără consecințe asupra mediului.

Bateriile nichel-hidrură metalică au un „efect de memorie” ușor redus. În practică, „efectul de memorie” este practic invizibil datorită autodescărcării ridicate a acestor baterii.

Când utilizați baterii Ni-MH Ni-MH, este recomandabil să le descărcați parțial în timpul funcționării.

Depozitați bateriile Ni-MH Ni-MH într-o stare încărcată. În cazul întreruperilor lungi (mai mult de o lună) în funcționare, bateriile trebuie reîncărcate.

Avantajele bateriilor Ni-MH nichel-hidrură metalică

• Baterii netoxice
• Mai puțin „efect de memorie”
• Performanță bună la temperaturi scăzute
  
• Capacitate mai mare în comparație cu bateriile Ni-Cd Nichel-cadmiu

Dezavantajele bateriilor Ni-MH nichel metal hidrură

• Tip mai scump de baterii
• Rata de auto-descărcare este de aproximativ 1,5 ori mai mare în comparație cu bateriile Ni-Cd Nichel-cadmiu
• După 200-300 de cicluri de descărcare-încărcare, capacitatea de lucru a bateriilor Ni-MH Nichel-hidrură metalică scade ușor
• Bateriile Ni-MH Ni-MH au o durată de viață limitată

Baterii Li-Ion Litiu-ion

Avantajul incontestabil al bateriilor litiu-ion este „efectul de memorie” aproape imperceptibil.

Datorită acestei proprietăți remarcabile, bateria Li-Ion poate fi încărcată sau reîncărcată la nevoie, în funcție de nevoi. De exemplu, puteți reîncărca o baterie litiu-ion descărcată incomplet înainte de o muncă importantă, solicitantă sau prelungită.

Din păcate, aceste baterii reîncărcabile sunt cele mai scumpe baterii reîncărcabile disponibile. În plus, bateriile litiu-ion au o durată de viață limitată, independent de numărul de cicluri de descărcare-încărcare.

Pe scurt, se poate presupune că bateriile litiu-ion sunt cele mai potrivite pentru utilizarea intensivă continuă a uneltelor fără fir.

Avantajele bateriilor Li-Ion Litiu Ion

• Nu există „efect de memorie” și, prin urmare, devine posibilă încărcarea și reîncărcarea bateriei după cum este necesar
• Baterie Li-Ion Li-ion de mare capacitate
• Baterii Li-Ion Li-ion cu greutate redusă
• Nivel de auto-descărcare record scăzut - nu mai mult de 5% pe lună
• Capacitate de încărcare rapidă pentru bateriile Li-Ion Li-ion

Dezavantajele bateriilor Li-Ion Litiu Ion

• Baterii Li-Ion Litiu-Ion cu cost ridicat
• Timp de funcționare redus la temperaturi sub zero grade Celsius
  
• Durată de viață limitată

Notă

Din practica utilizării bateriilor Li-Ion Litiu-ion în telefoane, camere foto etc. Se poate observa ca aceste baterii functioneaza in medie de la 4 la 6 ani si rezista la aproximativ 250-300 de cicluri de descarcare-incarcare in acest timp. În același timp, s-a remarcat cu siguranță: mai multe cicluri de descărcare-încărcare - durata de viață mai scurtă a bateriilor Li-Ion Li-ion!

Urmărește știrile în grupul nostru Vkontakte

Bateriile cu hidrură metalică de nichel sunt o sursă de curent bazată pe reacții chimice. Marcat cu Ni-MH. Din punct de vedere structural, ele sunt analoge cu bateriile nichel-cadmiu (Ni-Cd) dezvoltate anterior, iar din punct de vedere al reacțiilor chimice care au loc, sunt similare cu bateriile nichel-hidrogen. Se referă la categoria de surse de alimentare alcaline.

Excursie istorică

Nevoia de surse de alimentare reîncărcabile există de mult timp. Pentru diferite tipuri de tehnologie, modelele compacte cu capacitate crescută de stocare a încărcăturii erau foarte necesare. Datorită programului spațial, a fost dezvoltată o metodă de stocare a hidrogenului în bateriile de stocare. Acestea au fost primele specimene de nichel-hidrogen.

Având în vedere design, sunt evidențiate elementele principale:

1. electrod(hidrură de metal hidrogen);
2. catod(oxid de nichel);
3. electrolit(hidroxid de potasiu).

Materialele electrozilor folosite anterior erau instabile. Dar experimentele și studiile constante au dus la faptul că a fost obținută compoziția optimă. În prezent, lantanul și nichelul hidrit (La-Ni-CO) este utilizat pentru fabricarea electrozilor. Dar diverși producători folosesc și alte aliaje, unde nichelul sau o parte din acesta este înlocuită cu aluminiu, cobalt, mangan, care stabilizează și activează aliajul.

Trecând prin reacții chimice

La încărcare și descărcare, în interiorul bateriilor apar reacții chimice asociate cu absorbția hidrogenului. Reacțiile pot fi scrise după cum urmează.

• În timpul încărcării: Ni (OH) 2 + M → NiOOH + MH.
• În timpul descărcării: NiOOH + MH → Ni (OH) 2 + M.

Următoarele reacții au loc la catod cu eliberarea de electroni liberi:

• În timpul încărcării: Ni (OH) 2 + OH → NiOOH + H2O + e.
• În timpul descărcării: NiOOH + H2O + e → Ni (OH) 2 + OH.

La anod:

• În timpul încărcării: M + H2O + e → MH + OH.
• În timpul descărcării: MH + OH → M +. H2O + e.

Design baterie

Principala producție de baterii nichel-hidrură metalică este produsă în două forme: prismatice și cilindrice.

Celule cilindrice Ni-MH

Designul include:

• corp cilindric;
• Husa pentru carcasa;
• supapă;
• capac de supapă;
• anod;
• colector de anod;
• catod;
• inel dielectric;
• separator;
• material izolator.

Anodul și catodul sunt separate printr-un separator. Acest design este rulat și plasat în carcasa bateriei. Etanșarea se realizează folosind un capac și o garnitură. Pe capac este prevăzută o supapă de siguranță. Este proiectat astfel încât atunci când presiunea din interiorul acumulatorului crește la 4 MPa, atunci când este declanșat, eliberează compuși volatili în exces formați în timpul reacțiilor chimice.

Mulți au fost întâlniți cu surse de alimentare umede sau răsturnate. Acesta este rezultatul funcționării supapei atunci când este supraîncărcat. Caracteristicile se schimbă și funcționarea lor ulterioară este imposibilă. În lipsa acestuia, bateriile pur și simplu se umflă și își pierd complet performanța.

Celule prismatice Ni-MH

Designul include următoarele elemente:

Designul prismatic presupune amplasarea alternativă a anozilor și catozilor, separați printr-un separator. Adunate astfel într-un bloc, se pun în carcasă. Corpul este realizat din plastic sau metal. Capacul etanșează structura. Pentru siguranță și control asupra stării bateriei, pe capac sunt amplasate un senzor de presiune și o supapă.

Un alcalin este folosit ca electrolit - un amestec de hidroxid de potasiu (KOH) și hidroxid de litiu (LiOH).

Pentru celulele Ni-MH, izolatorul este polipropilenă sau poliamidă nețesută. Grosimea materialului este de 120-250 µm.

Pentru producția de anozi, producătorii folosesc cermets. Dar recent, pâslă și polimeri de spumă au fost folosiți pentru a reduce costurile.

Pentru producerea catozilor sunt utilizate diverse tehnologii:

Specificații

Voltaj. Când este liber, circuitul intern al bateriei este deschis. Și este destul de greu de măsurat. Dificultățile sunt cauzate de echilibrul potențialelor de pe electrozi. Dar după o încărcare completă, după o zi, tensiunea pe celulă este de 1,3-1,35 V.

Tensiunea de descărcare la un curent care nu depășește 0,2 A și o temperatură ambientală de 25 ° C este de 1,2–1,25 V. Valoarea minimă este 1V.

Capacitate energetică, W ∙ h / kg:

• teoretic – 300;
• specific – 60–72.

Autodescărcarea depinde de temperatura de depozitare. Depozitarea la temperatura camerei provoacă o pierdere de capacitate de până la 30% în prima lună. Rata scade apoi la 7% în 30 de zile.

Alti parametri:

• Forța de antrenare electrică (EMF) - 1,25 V.
• Densitatea energiei - 150 W ∙ h / dm3.
• Temperatura de funcționare - de la -60 la + 55 ° С.
• Durata de funcționare - până la 500 de cicluri.

Încărcare și control adecvat

Încărcătoarele sunt folosite pentru a stoca energie. Sarcina principală a modelelor ieftine este de a furniza o tensiune stabilizată. Pentru a reîncărca bateriile cu hidrură metalică de nichel, este necesară o tensiune de aproximativ 1,4-1,6 V. În acest caz, puterea curentului ar trebui să fie de 0,1 din capacitatea bateriei.

De exemplu, dacă capacitatea declarată este de 1200 mAh, atunci curentul de încărcare ar trebui selectat în consecință aproape sau egal cu 120 mA (0,12 A).

Se aplică încărcarea rapidă și accelerată. Procesul de încărcare rapidă durează 1 oră. Procesul accelerat durează până la 5 ore. Un astfel de proces intensiv este controlat de schimbările de tensiune și temperatură.

Încărcarea normală durează până la 16 ore. Pentru a scurta timpul de încărcare, încărcătoarele moderne sunt de obicei fabricate în trei etape. Prima etapă este o încărcare rapidă cu un curent egal cu capacitatea nominală a bateriei sau mai mare. A doua treaptă este cu un curent de 0,1 capacitate. A treia etapă - cu un curent de 0,05–0,02 din capacitate.

Procesul de încărcare trebuie monitorizat. Supraîncărcarea are un efect dăunător asupra stării bateriilor. Gazarea ridicată va face ca supapa de siguranță să funcționeze și electrolitul va scăpa.

Controlul se efectuează după următoarele metode:

Avantajele și dezavantajele celulelor Ni-MH

Bateriile de ultimă generație nu suferă de o astfel de boală precum „efectul de memorie”. Dar după depozitare pe termen lung (mai mult de 10 zile), înainte de a începe încărcarea, trebuie încă descărcat complet. Probabilitatea unui efect de memorie apare din inacțiune.

Capacitate crescută de stocare a energiei

Protecția mediului este asigurată de materiale moderne. Trecerea la acestea a facilitat foarte mult eliminarea elementelor uzate.

În ceea ce privește deficiențele, există și o mulțime de ele:

• disipare ridicată a căldurii;
• intervalul de temperatură de funcționare este mic (de la -10 la + 40 ° C), deși producătorii declară alți indicatori;
• interval mic de curent de funcționare;
• auto-descărcare mare;
• nerespectarea polarității distruge bateria;
• depozitați pentru o perioadă scurtă de timp.

Selectare după capacitate și funcționare

Înainte de a cumpăra baterii Ni-MH, ar trebui să decideți asupra capacității acestora. Performanța ridicată nu este o soluție la penuria de energie. Cu cât capacitatea celulei este mai mare, cu atât autodescărcarea este mai pronunțată.

Celulele cilindrice de hidrură metalică de nichel sunt disponibile în număr mare în dimensiuni care sunt marcate AA sau AAA. Poreclit popular ca degetul - aaa și degetele mici - aa. Le puteți cumpăra de la toate magazinele de electricitate și electronică.

După cum arată practica, bateriile cu o capacitate de 1200-3000 mAh, având dimensiunea aaa, sunt folosite în playere, camere și alte dispozitive electronice cu un consum mare de energie electrică.

Bateriile cu o capacitate de 300–1000 mAh, dimensiunea obișnuită aa sunt folosite pe dispozitive cu un consum redus de energie sau deloc (walkie talkie, lanternă, navigator).

Anterior, bateriile cu hidrură metalică răspândite erau folosite în toate dispozitivele portabile. Elementele individuale au fost instalate într-o cutie proiectată de producător pentru ușurință de instalare. De obicei erau marcate EN. Le puteai cumpăra doar de la reprezentanții oficiali ai producătorului.