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 o 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.

În ciuda faptului că bateriile nichel-cadmiu au fost interzise din producția în Uniunea Europeană încă din acest an, acești muncitori neobosite sunt încă folosiți în multe dispozitive autonome ieftine și puternice (șurubelnițe, aparate de ras electric, lanterne).

Chiar dacă instrucțiunile de utilizare nu spun nimic despre tipul de baterie a dispozitivului, este destul de simplu să se stabilească că bateria nichel-cadmiu este cea care servește ca sursă de curent - cel mai adesea timpul de încărcare este indicat în interval. de 5-12 ore și există un indiciu al necesității de a opri singur încărcătorul după timpul de încărcare.

Pentru bateriile cu nichel-cadmiu, încărcarea rapidă cu impuls este preferată față de curentul constant lent. Aceste baterii pot furniza multă putere, ceea ce determină alegerea lor pentru dispozitive independente puternice. Bateriile nichel-cadmiu sunt singurul tip de baterie care poate rezista la descărcarea completă sub sarcină grea, fără nicio consecință. Alte tipuri de baterii necesită descărcare incompletă la sarcini de putere relativ scăzută.

Bateriilor nichel-cadmiu nu le place încărcarea pe termen lung cu încărcare ușoară ocazională. Descărcarea completă periodică este necesară pentru ei, așa cum este aerul pentru o persoană - în absența unei descărcări complete, pe electrozi se formează cristale metalice mari (ceea ce duce la manifestarea așa-numitului „efect de memorie”) - bateria se pierde brusc. capacitatea acestuia. Pentru o funcționare îndelungată și eficientă a bateriilor NiCd, sunt necesare cicluri de întreținere a bateriilor - o descărcare completă urmată de o încărcare completă, pe baza majorității recomandărilor - o dată pe lună, cel puțin o dată la 2-3 luni.

Bateriile cu nichel-cadmiu sunt cele mai „fool-proof” dintre bateriile moderne produse în serie – nici măcar nu au nevoie de un sistem de monitorizare a bateriilor pentru a le folosi, ceea ce determină utilizarea lor în dispozitive ieftine și puternice.

Încărcarea cu curenți scăzuti în 5-12 ore vă permite să faceți fără nicio precauție sub forma sistemelor de control al încărcării-descărcării. Când este supraîncărcată, bateria își va pierde pur și simplu încet capacitatea (spre bucuria producătorului). Amintiți-vă acest lucru când utilizați încărcătoare „bad-boy” (încărcătoare fără mecanism de control automat al încărcării). Prin urmare, cel mai bine este să încărcați o baterie complet descărcată și să respectați cu strictețe timpul de încărcare, care va menține capacitatea bateriei NiCd pentru o perioadă lungă de timp.

Când folosiți încărcarea „rapidă” (cu un timp de încărcare mai mic de 5 ore), este indicat să aveți un încărcător cu senzor de temperatură, deoarece la încărcare temperatura bateriei crește, capacitatea crește odată cu temperatura, cu o creștere a capacității. , încărcătorul poate reîncărca bateria peste nivelul cerut, ceea ce duce la o creștere și mai mare a temperaturii (fenomenul de „overclockare termică” a bateriei) și, cel puțin, la o deteriorare a parametrilor bateriei. O situație similară există la încărcarea bateriei la temperaturi scăzute. Senzorul de temperatură vă permite să schimbați parametrii de încărcare în funcție de temperatura bateriei, precum și să deconectați bateria de la încărcare atunci când temperatura crește peste 1 grad Celsius pe minut sau când temperatura bateriei ajunge la 60 de grade Celsius, ceea ce evită consecințele tragice. de overclockare termică.

Ca o ilustrare a necesității unui senzor termic într-un încărcător, pot da un exemplu de încărcare veche de doi ani a unei baterii nichel-cadmiu pentru o șurubelniță profesională pe un încărcător fără senzor termic (în fotografie aceasta este încărcătorul în sine), care vă permite să încărcați bateria într-un ritm accelerat - într-o oră. La acel moment, temperatura în apartament era de aproximativ 30 ° C, încărcătorul ar trebui să încarce automat bateria până când se atinge tensiunea țintă și se închide automat, ceea ce era spus în engleză în alb în instrucțiunile din secțiunea de siguranță. Dimineața, prima baterie din kit a fost încărcată fără incidente - după 50 de minute încărcătorul s-a oprit, seara a doua baterie a prezentat o surpriză la încărcare: din cauza lipsei unui senzor de temperatură în încărcător, bateria a intrat în modul de overclocking termic. Deoarece încărcarea a fost accelerată, problema a fost observată târziu - când bateria a ieșit în fum și a început să pulverizeze electrolit fierbinte. Încărcătorul deconectat rapid de la rețea a fost salvat. Bateria, pe de altă parte, a adulmecat mult timp în agonie, încercând să provoace cât mai mult rău posibil la plecarea din lumea cealaltă, dar nu a reușit și răul s-a limitat la costul bateriei în sine - 15USD . De atunci, încărcătorul a fost conectat la rețea printr-un temporizator.

În ciuda deficiențelor lor, bateriile cu nichel-cadmiu există și astăzi printre noi. Sperăm că puțină teorie și experiență practică prezentate în articol vor permite cititorului să profite la maximum de bateria cu nichel-cadmiu a dispozitivului său.

Copyright © Dmitry Spitsyn, 2009.

/ Baterii cu nichel-cadmiu în sculele electrice

Baterii cu nichel cadmiu (NiCd) în sculele electrice

În zilele noastre, piața instrumentelor portabile pentru construcții are o pondere tot mai mare de unelte alimentate cu baterii în fiecare an. Surse de alimentare cu baterii (baterii acumulatoare) sculele electrice sunt de mai multe tipuri: nichel-cadmiu, hidrură de nichel-metal și litiu-ion... Bateriile pe bază de nichel sunt cele mai utilizate astăzi. Acest articol va arunca o privire mai atentă asupra caracteristicilor unei baterii nichel-cadmiu.

Carcasa celulelor bateriei cu nichel-cadmiu (NiCd) este realizată din tablă de oțel nichelată, care este și polul negativ. Electrozii înșiși sunt fabricați sub formă de folie din compuși de nichel-cadmiu conform tehnologiei de aglomerare. Această folie este plasată ca înfășurare împreună cu un strat izolator (separator) prin care se infiltrează electrolitul. Electrolitul în sine are o consistență pastosă și constă în principal din apă și hidroxid de potasiu (leșie de potasiu).

Celula bateriei este un sistem închis care este izolat de mediul extern. Acest lucru previne scurgerea electrolitului. În timpul încărcării și descărcării normale, schimbul de gaz are loc în interiorul electrolitului. În cazul unor condiții anormale de funcționare, cum ar fi un scurtcircuit sau un curent de încărcare prea mare, se poate acumula o suprapresiune în celula bateriei ca urmare a acumularii de căldură. Pentru a preveni ruperea celulei bateriei, celulele bateriei de înaltă calitate sunt echipate cu o supapă de limitare a presiunii care eliberează presiunea. Într-o stare statică încărcată, tensiunea celulei dintre polii negativ și pozitiv este de 1,2 V.

Întreținere:

Bateriile nichel-cadmiu folosite la sculele electrice nu necesită întreținere. Ele pot fi stocate atât încărcate, cât și neîncărcate. Odată ce bateria este descărcată, nu este nevoie să o încărcați imediat. Aceasta este diferența esențială dintre aceste baterii și cele cu plumb-acid. Bateriile cu nichel-cadmiu ar trebui să fie complet descărcate ori de câte ori este posibil, dar nu până la o descărcare profundă. Este deja posibil să vorbim despre o descărcare completă a bateriei într-o unealtă electrică atunci când puterea dispozitivului este redusă considerabil. O descărcare înainte ca motorul să se oprească complet sau o descărcare completă a unei lanterne electrice, când lampa nu se mai aprinde, provoacă o descărcare profundă și poate deteriora bateria în sine.

Caracteristici volt-amper:

Caracteristica curent-tensiune a bateriilor cu nichel-cadmiu depinde de dimensiunea (capacitatea) și designul acestora. Cu cât celula bateriei este mai optimizată pentru o rezistență ridicată la curent, cu atât este mai stabilă tensiunea de descărcare. Dacă comparăm baterii cu același design, dar cu capacități diferite, atunci de multe ori o baterie de mare capacitate are o rezistență mai mare la curentul ridicat. Ca urmare a numeroaselor verificări și teste, producătorii de scule electrice de înaltă calitate au găsit echilibrul optim între capacitatea energetică și rezistența ridicată la curent.

Efect de memorie:

Când utilizați baterii reîncărcabile cu nichel-cadmiu, acestea trebuie să fie întotdeauna complet descărcate și abia apoi reîncărcate. Dacă această regulă nu este respectată, poate apărea așa-numitul efect de memorie. Astfel de descărcări parțiale și încărcări parțiale ulterioare pot duce la formarea de cristale pe electrodul negativ, ceea ce reduce capacitatea inițială a bateriei și scade tensiunea în timpul descărcării. Când un dispozitiv electronic este conectat la rețea, funcția de stabilizare a tensiunii este declanșată ca urmare a opririi premature a dispozitivului. Aparatele cu motor, cum ar fi sculele electrice, reacţionează la aceasta reducând viteza de rotaţie. Un efect de memorie nu prea pronunțat este reversibil. Pentru a face acest lucru, este necesar să repetați mai multe cicluri de descărcare-încărcare „normale”, în timpul cărora ar trebui folosite așa-numitele încărcătoare rapide cu curenți mari de încărcare.

Autodescărcare:

Bateriile nichel-cadmiu se descarcă singure în timpul depozitării. Procesul de auto-descărcare depinde în principal de temperatura și calitatea celulei bateriei. Depozitarea la temperaturi ridicate și celulele bateriei prost fabricate contribuie la autodescărcare. La temperatura camerei, timpul de descărcare este de aproximativ 3-4 luni.

Caracteristica temperaturii:

Ca aproape orice proces chimic, o reacție chimică la temperaturi scăzute este mai lentă decât la temperaturi ridicate. Aceasta se referă în primul rând la electroliții groși ai bateriilor cu nichel-cadmiu. Astfel, la temperaturi scăzute dau un curent de descărcare mai mic decât la temperatura camerei. În plus, nu pot fi încărcate cu curent mare la temperaturi scăzute. Temperatura limită inferioară este de aproximativ -15C.

Siguranța mediului:

Bateriile nichel-cadmiu conțin atât nichel, cât și compuși de cadmiu. Compușii de cadmiu sunt foarte toxici. Dacă nu este eliminat în mod corespunzător, cadmiul din baterii poate forma compuși foarte toxici, potențial periculoși pentru mediu. Prin urmare, la sfârșitul duratei de viață, bateriile cu nichel-cadmiu trebuie eliminate în mod corespunzător și trimise spre reciclare în conformitate cu reglementările legale relevante. Atunci când sunt eliminate în mod corespunzător, procentul de baterii reciclabile nichel-cadmiu este cel mai mare în comparație cu alte sisteme de baterii. Bateriile reciclabile nichel-cadmiu sunt ecologice. Prin urmare, producătorii de scule electrice de înaltă calitate oferă servicii dedicate de reciclare a bateriilor NiCd.

Bateriile nichel-cadmiu (Ni-Cd) sunt încă utilizate pe scară largă în economia națională în acest moment. Prin designul lor, ele aparțin grupului de baterii alcaline. Aceste baterii sunt solicitate, în ciuda faptului că producția și utilizarea lor sunt limitate din motive de mediu (cadmiul este o substanță otrăvitoare). Dar este imposibil să le abandonați complet, deoarece aceste baterii reîncărcabile sunt folosite în dispozitive în care alte baterii nu pot funcționa. În special, aceasta este operarea cu curenți de descărcare și încărcare de mare magnitudine. Acestea sunt dispozitive destul de ușor de întreținut, cu o durată de viață lungă. Prin urmare, ele merită luate în considerare într-un articol separat.

Prima baterie cu nichel-cadmiu a fost creată de Waldmar Jungner în 1899. Dar pe atunci, producția acestor baterii alcaline era semnificativ mai scumpă decât alte tipuri de baterii. Așa că această invenție a fost uitată o vreme. În 1932, a fost dezvoltată o metodă pentru depunerea unui material activ pe un electrod poros de nichel. Acest lucru a adus mai aproape lansarea bateriilor industriale Ni-Cd.

În 1947 au fost efectuate o serie de lucrări, în cadrul cărora gazele degajate în timpul încărcării au fost recombinate fără a fi îndepărtate. Drept urmare, au luat naștere bateriile Ni-Cd sigilate, care sunt folosite și astăzi. Printre producătorii de baterii nichel-cadmiu, se pot numi companii atât de mari precum GP Batteries, Samsung, Warta, GAZ, Konnoc, Advanced Battery Factory, Panasonic, Metabo, Ansmann și altele.

În ciuda utilizării lor pe scară largă în economia națională în ultimele decenii, bateriile cu nichel-cadmiu restrâng treptat domeniul de aplicare a acestora. Acestea sunt treptat stoarse de bateriile de nichel-hidrură metalică și de litiu.

În special, bateriile Ni-Cd fac loc tehnologiei portabile. Motivul pentru aceasta este pericolul cadmiului pentru oameni și mediu. Aruncarea acestor baterii necesită echipamente speciale de recuperare a cadmiului. căci o mașină este mai ușoară, mai rapidă și mai bine dezvoltată. Dar există încă destul de multe domenii în care bateriile cu nichel-cadmiu sunt de neînlocuit.

Aplicații ale bateriilor nichel-cadmiu (Ni-Cd).

Bateriile nichel-cadmiu cu dimensiuni reduse sunt utilizate în dispozitivele tehnice care necesită curent mare pentru funcționarea lor. În aceste condiții, bateriile Ni-Cd oferă o putere stabilă și nu se supraîncălzi, spre deosebire de alte tipuri de baterii reîncărcabile. Bateriile nichel-cadmiu sunt utilizate pe scară largă în troleibuze, tramvaie, ca baterii de tracțiune la mașinile electrice, există baterii industriale Ni-Cd. În plus, au găsit o largă aplicație în transportul maritim și fluvial.

Bateriile Ni-Cd pot fi găsite în elicoptere și avioane ca baterii de bord, în unelte portabile (șurubelniță, burghiu cu ciocan etc.). Cu toate acestea, bateriile cu litiu se găsesc din ce în ce mai mult în instrumente. Bateriile reîncărcabile cu nichel-cadmiu nu pot fi încă înlocuite în acele dispozitive portabile care au un consum mare de energie. Deși în unele dispozitive sunt înlocuite cu succes, care nu conțin cadmiu nociv.

Bateriile cu discuri Ni-Cd sunt utilizate pe scară largă. Această variantă a fost utilizată pe scară largă ca baterie pentru alimentarea memoriei nevolatile în primele computere personale. Au fost conectate la placa de baza. Ulterior au fost înlocuite cu baterii cu litiu. Bateriile de disc au fost utilizate pe scară largă și în camere, blițuri, calculatoare, lanterne, radiouri, aparate auditive etc.

Bateriile Ni-Cd pot fi depozitate pentru o perioadă lungă de timp, sunt ușor de întreținut, sunt insensibile la temperaturi scăzute, au rezistență internă scăzută și greutate specifică scăzută. Toate acestea depășesc până acum punctul negativ asociat cu prezența cadmiului otrăvitor în ele. Bateriile nichel-cadmiu domină încă în aviație, echipamente militare și dispozitive mobile de comunicații radio. În plus, puteți citi materialul despre cum este redus Ni-Cd.

Dispozitiv pentru baterie nichel-cadmiu (Ni-Cd).

Design baterie Ni-Cd

Din punct de vedere structural, o baterie cu nichel-cadmiu este un electrod pozitiv și negativ separat de un separator. Sunt scufundate într-un electrolit alcalin și sunt toate închise într-o carcasă metalică etanșă. Electrodul pozitiv conține NiOOH (oxid-hidroxid de nichel). Negativul conține cadmiu (Cd) în compus. Soluția de KOH (hidroxid de potasiu) acționează ca un electrolit. Este un alcalin puternic, inodor. Avantajele KOH sunt că substanța nu este nici explozivă, nici inflamabilă. Fracția de masă a KOH din electrolit în conformitate cu GOST R 50711-94 trebuie să fie de cel puțin 85 la sută în formă solidă și de cel puțin 45 la sută în formă lichidă.

Pentru a crește suprafața electrozilor, aceștia sunt produși din folie subțire. Separatorul dintre electrozi este realizat dintr-un material nețesut care nu interacționează cu alcalii. Electrolitul în sine nu este consumat în timpul reacției.

O celulă cu nichel-cadmiu produce o tensiune de aproximativ 1 volt. Prin urmare, acestea sunt combinate în baterii cu o densitate de energie de aproximativ 60 Wh per kilogram.

Imaginea de mai jos prezintă principalele elemente ale bateriei alcaline nichel-cadmiu din seria KL.

Bourne sau ieșirea de curent este concepută pentru a prelua curentul de la baterie și acționează ca un terminal pentru conectarea bateriilor. Prin dop se umple electrolitul, precum și ieșirea gazului format în timpul procesului de încărcare. Conectarea electrozilor împreună cu benzile de contact asigură îndepărtarea și alimentarea de la electrozi la suport. Benzile de contact sunt sudate la electrozi.

Electrodul este o lamelă orizontală. Acestea conțin substanța activă într-o bandă de oțel perforată. Nerva conferă rigiditate electrodului și permite curentului să circule către banda de contact. Electrozii de polaritate diferită sunt separați printr-un separator de cadru, care nu împiedică circulația liberă a electrolitului.

Reacții care au loc pe electrozii bateriei Ni-Cd

Procese cu electrozi pozitivi

Principalele reacții electrochimice care apar pe electrodul pozitiv al unei baterii cu nichel-cadmiu pot fi descrise prin următoarele formule:

În timpul încărcării

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

În timpul descărcării

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

Oxidul-hidroxid de nichel (NiOOH) pe electrodul pozitiv poate fi în două versiuni:

• 5-Ni (OH)2;
• a-Ni (OH) 2.

Aceste forme diferă prin densitate și hidratare. Dacă bateria este descărcată, ambele forme de hidroxid de nichel sunt prezente pe electrodul pozitiv. Când o baterie Ni-Cd este încărcată, forma α-Ni (OH) 2 este convertită în α-NiOOH. În acest caz, rețeaua cristalină a substanței se modifică oarecum. În etapa finală de încărcare, se formează α-NiOOH. Numarul de faze? și? Hidroxidul de nichel va depinde de condițiile specifice de încărcare.

Fază? se acumulează intens la viteze mari de încărcare sau la supraîncărcare. Ca urmare a formării α-NiOOH, are loc o restructurare radicală a structurii de oxid. Pentru comparație, densitatea de fază? este 4,15, iar fazele -3,85 g/cm3. Din acest motiv, atunci când bateria Ni-Cd este supraîncărcată, volumul masei active a electrodului pozitiv se modifică. Proprietăți electrochimice? și? diferă de asemenea. Pentru forma? -NiOOH, sarcina trece mai puțin eficient și factorul de utilizare curent în acest caz este mai mic decât forma?. Forma? are, de asemenea, un potențial de descărcare mai mic și autodescărcare jumătate decât pentru ?.

Procese cu electrozi negativi

Următoarele reacții au loc pe electrodul negativ al unei baterii cu nichel-cadmiu:

La încărcare

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

La externare

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

Capacitatea electrodului de cadmiu din bateriile cu nichel-cadmiu depășește capacitatea electrodului pozitiv cu aproximativ 20 până la 70 la sută. Din acest motiv, se consideră că potențialul electrodului negativ în timpul încărcării-descărcării rămâne neschimbat.

Procese generale într-o baterie Ni-Cd

Într-o baterie cu nichel-cadmiu au loc următoarele reacții:

La încărcare

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

La externare

2NiOOH + Cd + 2H20? 2Ni (OH)2 + Cd (OH)2

În timpul reîncărcării, la electrodul pozitiv are loc următoarea reacție:

2OH? ? 1 / 2O2 + H 2 O + 2e?

Adică, se eliberează oxigen, care ajunge la electrodul negativ prin separator și acolo, cu participarea sa, are loc următoarea reacție:

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

Ca urmare, are loc o reacție închisă cu oxigen. Acest lucru stabilizează presiunea din bateria cu nichel-cadmiu în timpul supraîncărcării. Cantitatea de presiune din baterie depinde foarte mult de rata la care oxigenul este transportat între electrozii pozitivi și negativi. În timpul supraîncărcării, hidrogenul poate fi eliberat la electrodul negativ de cadmiu:

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

Apoi se oxidează la electrodul pozitiv. Reacția arată astfel:

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

Formarea hidrogenului într-o baterie etanșă este un proces periculos. Dacă rata de absorbție a acestuia este scăzută, atunci aceasta poate duce la acumularea acesteia. Și asta este deja exploziv. Prin urmare, în bateriile sigilate cu nichel-cadmiu, capacitatea electrodului de cadmiu este mult mai mare decât cea pozitivă.

Capacitatea unei astfel de baterii sigilate este determinată exact de valoarea capacității electrodului de oxid de nichel.

Caracteristicile bateriilor cu nichel cadmiu (Ni-Cd).

Tensiunea nominală a bateriilor sigilate cu nichel-cadmiu este de 1,2 volți. Încărcarea cu un curent de 1/10 din capacitate durează 16 ore. Capacitatea unei baterii Ni-Cd se măsoară cu un curent de descărcare de 2/10 din capacitatea nominală la o tensiune de un volt.

Imaginea de mai jos arată caracteristicile de descărcare ale bateriilor cu nichel-cadmiu în diferite moduri de descărcare.

Graficele de mai jos arată dependența capacității de descărcare de curentul de sarcină și temperatură.

Autodescărcarea bateriilor cu nichel-cadmiu depinde în principal de instabilitatea termodinamică a electrodului de oxid de nichel-hidroxid. Influența curentului de scurgere dintre electrozi asupra autodescărcării este mică. Dar crește treptat odată cu durata de viață a bateriei. Generarea de căldură în bateriile Ni-Cd depinde în mare măsură de starea de încărcare. După ce bateria a ajuns la 70 la sută din capacitatea sa, procesul de evoluție a oxigenului este activat. Ca urmare, din cauza ionizării oxigenului pe electrozii negativi, bateria se încălzește. La sfârșitul încărcării, temperatura din bateria Ni-Cd crește cu 10-15 grade Celsius. Dacă încărcarea este efectuată într-un mod accelerat, atunci creșterea temperaturii poate fi de 40-45 de grade Celsius.

După deconectarea de la sarcină, potențialul electrodului pozitiv (oxid-nichel) scade și are loc o egalizare treptată a sarcinii straturilor profunde și de suprafață. După un timp, intensitatea autodescărcării scade. Autodescărcarea și stabilizarea capacității reziduale pot diferi semnificativ pentru diferite serii de baterii Ni-Cd. Autodescărcarea, pe lângă reducerea capacității, duce și la o scădere a tensiunii cu 0,03-0,05 volți. Acest fenomen se explică prin egalizarea treptată a sarcinii în adâncime și pe suprafața electrodului. În plus, are un efect pasivizarea parțială a masei active.

Depozitarea bateriilor cu nichel-cadmiu (precum și a bateriilor plumb-acid) la temperaturi scăzute va reduce autodescărcarea. La 20 de grade Celsius, autodescărcarea este de două ori mai mare decât la 0.

Următoarea imagine prezintă un grafic al modificării pierderii de capacitate pentru bateriile cu nichel-cadmiu la diferite temperaturi.

Pentru a compensa autodescărcarea în timpul depozitării bateriei, o puteți pune la reîncărcare cu curent scăzut. De obicei, curentul de plutire este de 0,03-0,05 ori mai mare decât capacitatea. Dar valoarea specifică este negociată de producătorul bateriei. Capacitatea de a rezista la reîncărcarea prelungită este diferită pentru bateriile cu nichel-cadmiu de diferite modele. Bateriile alcaline cu disc nichel-cadmiu, care au electrozi cu lamelă groase, sunt cel mai puțin adaptate la supraîncărcare. Dar există și astfel de modele care sunt capabile să reziste la o reîncărcare timp de câteva luni fără consecințe.

În ceea ce privește caracteristicile energetice ale bateriilor Ni-Cd, acestea diferă și în funcție de tipurile de baterii.

Bateriile disc nichel-cadmiu cu 2 electrozi au caracteristici energetice specifice de 15-18 Wh pe kilogram si 35-45 Wh pe litru. Aceeași versiune, dar cu 4 electrozi, are de două ori caracteristicile energetice specifice. Pentru bateriile cilindrice Ni-Cd, aceste valori sunt de 45 Wh pe kilogram și 130 Wh pe litru.

Ce afectează descărcarea bateriilor Ni-Cd?

Caracteristicile de descărcare ale modelelor specifice depind de următoarele caracteristici:

• grosimea, structura, rezistența internă a electrozilor;
• densitatea de asamblare a grupurilor de electrozi;
• caracteristicile separatorului (grosime și structură);
• volumul electrolitului;
• caracteristici specifice de design ale bateriei.

Bateriile cu discuri Ni-Cd cu electrozi presați de mare rezistență sunt utilizate în condiții de descărcare continuă. În acest caz, există o scădere treptată a capacității și a tensiunii la 1,1 volți. Când este descărcat la 1 volt, capacitatea rămâne aproximativ 5-10 la sută din valoarea nominală. Astfel de acumulatori prezintă o scădere semnificativă a tensiunii de descărcare și pierderea capacității bateriilor Ni-Cd cu o creștere a curentului de descărcare la 0,2 * C. Acest lucru se explică prin faptul că masa activă nu are capacitatea de a se descărca uniform la diferite adâncimi ale electrozilor.

Pentru acumulatorii care funcționează în modul de descărcare de intensitate medie, electrozii sunt subțiri, iar numărul lor crește la 4. Ca urmare, curentul de descărcare crește la 0,6 din capacitate.

Există și așa-numitele baterii cu descărcare scurtă. Sunt echipate cu electrozi metalo-ceramici cu rezistență internă scăzută. Aceste modele au cea mai mare performanță energetică dintre celelalte tipuri de baterii cu nichel-cadmiu. Tensiunea lor de descărcare este menținută peste 1,2 volți până când epuizează 90% din capacitatea bateriei. Aceste baterii pot fi utilizate atunci când se descarcă la curenți mari (3-5C).

De remarcat, de asemenea, bateriile cilindrice cu electrozi role. Aceste baterii moderne se pot descărca mult timp cu un curent de 7-10C. Pe graficele de descărcare prezentate mai sus, puteți observa că temperatura sistemului de operare are un efect semnificativ asupra caracteristicilor bateriilor cu nichel-cadmiu. Bateria are cea mai mare valoare la 20 de grade Celsius. Când temperatura crește, practic nu se schimbă. Dar când se coboară la 0 grade, capacitatea scade cu cât mai repede, cu atât valoarea curentului de descărcare este mai mare. Această scădere a capacității este asociată cu o scădere a tensiunii de descărcare, care este cauzată de o creștere a polarizării și a rezistenței ohmice. Rezistența crește din cauza volumului mic de electrolit.

Deci, compoziția alcaliului (electrolitul) și concentrația acestuia afectează în mod semnificativ caracteristicile bateriei. De aceasta depinde temperatura de formare a sărurilor, hidraților cristalini, gheții și a altor elemente.

Dacă electrolitul este înghețat, atunci descărcarea este complet exclusă. Valoarea inferioară a temperaturii de funcționare a bateriilor Ni-Cd în majoritatea cazurilor este de minus 20 de grade Celsius. Pentru unele tipuri de baterii, compoziția electrolitului este ajustată, iar limita inferioară a intervalului de temperatură se extinde la minus 40 de grade Celsius.

Ce afectează încărcarea bateriilor Ni-Cd?

Când încărcați o baterie nichel-cadmiu sigilată, este important să limitați supraîncărcarea. Supraîncărcarea crește presiunea din interiorul bateriei datorită eliberării de oxigen. Deci, eficiența utilizării curentului scade pe măsură ce ne apropiem de a 100-a încărcare.

În imaginea de mai jos puteți vedea graficele care caracterizează dependența capacității în timpul descărcării unei baterii cilindrice.

Bateriile Ni-Cd pot fi încărcate în intervalul de temperatură 0-40 grade Celsius. Intervalul recomandat este de 10-30 de grade. Absorbția de oxigen la electrodul de cadmiu încetinește odată cu scăderea temperaturii, ceea ce duce la creșterea presiunii. Dacă temperatura este mai mare decât cea recomandată, atunci potențialul crește și oxigenul începe să evolueze foarte devreme pe electrodul pozitiv oxid-nichel. La o temperatură egală, oxigenul este eliberat mai activ, cu atât este mai mare curentul de încărcare. În acest caz, rata de absorbție a oxigenului rămâne aproape neschimbată. Această valoare depinde de designul bateriei sau, mai degrabă, de transportul oxigenului de la electrodul pozitiv la cel negativ de cadmiu. Acest lucru este influențat de densitatea aranjamentului, grosimea, structura electrozilor, precum și materialul separatorului și volumul electrolitului.

Cu cât grosimea electrozilor este mai mică și densitatea aranjamentului lor este mai mare, cu atât procesul de încărcare va avea loc mai eficient. Bateriile de tip bobină cilindrice sunt cele mai eficiente în acest sens. Pentru ei, eficiența de încărcare rămâne aproape neschimbată atunci când curentul trece de la 0,1 la 1C. Producătorii standard numesc modul de încărcare, în urma căruia o baterie cu o tensiune de 1 volt este încărcată complet în 16 ore cu un curent de 0,1 din capacitate. Unele modele necesită 14 ore când sunt încărcate în acest mod. Indicatorii specifici depind deja de caracteristicile de proiectare și de volumul masei active.

Toate cele de mai sus sunt valabile pentru o sarcină galvanostatică. Aceasta este o sarcină la o putere constantă a curentului. Dar încărcarea poate fi efectuată și cu o scădere lină sau treptă a puterii curentului în etapa finală a încărcării. Apoi, în stadiul inițial, curentul poate fi setat mult mai mult decât valoarea standard de 0,1 a capacității. Există adesea o nevoie reală de a crește viteza de încărcare. Problema este rezolvată prin utilizarea bateriilor, ale căror caracteristici fac posibilă primirea eficientă a unei încărcări cu o densitate mare de curent. Curentul este menținut constant pe parcursul întregului proces de încărcare. De asemenea, sunt îmbunătățite sistemele de control, care nu permit supraîncărcarea bateriei.

Bateriile cilindrice nichel-cadmiu sunt de obicei încărcate în următoarele moduri:

• 6-7 ore cu un curent de 0,2 din capacitate;
• 3-4 ore cu un curent de 0,3 din capacitate.

La accelerare, nu este recomandat să permiteți o reîncărcare mai mare de 120-140 la sută. Apoi capacitatea va fi asigurată nu mai mică decât cea nominală. Bateriile reîncărcabile Ni-Cd pentru funcționare de mare viteză sunt încărcate și mai repede (aproximativ o oră). Cu toate acestea, în ultimul caz, este necesar controlul tensiunii și temperaturii. În caz contrar, din cauza creșterii rapide a presiunii, poate începe procesul de degradare a acumulatorilor.

După ce încărcarea este completă într-o baterie etanșă, oxigenul continuă să evolueze datorită oxidării ionilor de hidroxil pe electrodul pozitiv. Datorită procesului de autodescărcare, potențialul scade, iar procesul de evoluție a oxigenului scade treptat și devine egal cu absorbția acestuia la electrodul de cadmiu. Apoi presiunea scade. Cam asta, demontat in detaliu la link-ul specificat.

Funcționarea bateriilor nichel cadmiu (Ni-Cd).

Treptat, în timpul funcționării bateriilor cu nichel-cadmiu, la acestea apar modificări care le afectează performanța. Aceste modificări determină o scădere treptată a tensiunii bateriei și o scădere a capacității sale de descărcare.

Ce factori duc la defectarea bateriilor Ni-Cd:

• Reducerea suprafeței de lucru a electrozilor;
• pierderea masei active a electrozilor;
• modificări în compoziția și volumul electrolitului alcalin, precum și redistribuirea acestuia în baterie;
• apariția scurgerilor de-a lungul conductoarelor cauzate de creșterea dendritelor de cadmiu;
• procese care sunt asociate cu consumul ireversibil de apă și oxigen;
• degradarea materiei organice.

Modificări ale electrodului pozitiv (oxid de nichel)

După un anumit număr de cicluri, suficient de mare, densitatea masei active a electrodului pozitiv se modifică. Are loc așa-numita umflare a electrodului de oxid de nichel. În plus, puterea sa scade. Ca urmare, calitatea contactului masei active cu baza electrodului scade. Ca urmare, conductivitatea electrică a electrodului scade și capacitatea bateriei scade.

Scăderea puterii electrodului pozitiv este cauzată în principal de supraîncărcarea regulată. După cum sa menționat mai sus, acest lucru este însoțit de eliberarea de oxigen în carcasa sigilată a bateriei. La bateriile cu electrozi metalo-ceramici, aceste modificări sunt observate într-o măsură mult mai mică. În timpul funcționării bateriilor cu nichel-cadmiu se observă o creștere a cristalelor masei active. Acest lucru duce la o scădere a suprafeței de lucru a electrozilor și la o scădere a capacității.

Modificări ale electrodului negativ (cadmiu)

La electrodul de cadmiu, principalul proces care provoacă degradarea acestuia este migrarea masei active. Într-o baterie Ni-Cd care a fost folosită de mult timp, masa activă a electrodului negativ poate fi găsită atât în ​​separator, cât și pe electrodul pozitiv. Ca urmare, are loc o pierdere de masă activă, precum și blocarea stratului de suprafață al electrodului negativ.

Acest lucru împiedică accesul electrolitului alcalin la adâncimea electrodului. Ca urmare, rezistența internă a bateriei crește. Migrarea masei active și creșterea dendritelor prin separator la electrodul pozitiv provoacă scurtcircuite și o creștere a autodescărcării. La fel ca în electrodul de oxid-nichel, la fel și în electrodul de cadmiu, cristalele cresc și masa activă se umflă.

Alte procese ireversibile scurtează, de asemenea, durata de viață a unei baterii cu nichel-cadmiu. În special, datorită potențialului ridicat de oxidare al electrodului pozitiv, impuritățile organice sunt oxidate pe acesta. Aceștia sunt aditivi speciali de stabilizare și activare pentru acest tip de baterie. Baza de cermet a electrodului consumă apă în timpul oxidării sale și eliberează hidroxid de nichel (Ni (OH) 2).

Creșterea presiunii într-un acumulator cu nichel-cadmiu are, de asemenea, un efect negativ asupra stării acumulatorului. Când capacitatea electrodului de cadmiu scade, echilibrul capacităților plăcilor pozitive și negative se modifică. Ca urmare, se creează condiții pentru degajarea hidrogenului. La o rată scăzută de recombinare, hidrogenul începe să se acumuleze și există amenințarea unei creșteri puternice a presiunii. Acesta este adesea cazul cu încărcarea rapidă. Pentru modelele prismatice și cu disc ale bateriilor Ni-Cd, carcasa se poate deforma la presiune crescută. Etanșeitatea poate fi menținută, dar densitatea ansamblului este spartă, rezistența internă a bateriei crește și tensiunea de descărcare scade.

Merită să ne amintim că hidrogenul se acumulează și atunci când bateria este descărcată continuu la 0 volți. În plus, în interiorul bateriei există azot, care ajunge acolo când este sigilat. Deci, în interior, nitrații din electrolit sunt încă în curs de restaurare. De asemenea, provoacă o creștere a presiunii. Bateriile alcaline nichel-cadmiu au o supapă de urgență pentru eliberarea presiunii. Dar acest lucru se face o singură dată, deoarece într-un element chimic apar modificări ireversibile.

Electrolitul alcalin contribuie și el la scăderea performanței bateriei Ni-Cd. Mai exact, o schimbare în compoziția și volumul acestuia. Ca urmare a modificărilor în structura și umflarea electrozilor, electrolitul este retras. Ca urmare, rezistența internă a bateriei crește. Compoziția electroliților se modifică treptat. Față de starea inițială, volumul de carbonați poate crește semnificativ. Conductivitatea electrică a electrolitului scade, iar performanța bateriei se deteriorează în timpul descărcării. Acest lucru devine deosebit de vizibil la temperaturi scăzute.

Cum afectează funcționarea și temperatura procesul de degradare?

Temperatura este unul dintre cei mai importanți factori care afectează procesul de degradare al unei baterii cu nichel-cadmiu. Când temperatura crește la fiecare zece grade, procesele chimice sunt accelerate de două până la patru ori.

Efectul temperaturii devine și mai pronunțat pe măsură ce crește curentul de încărcare, deoarece acest lucru face ca bateria să se încălzească la supraîncărcare. Scăderea capacității electrolitului de cadmiu la temperaturi scăzute va depăși scăderea capacității electrodului pozitiv. Acest lucru impune unele restricții privind utilizarea bateriilor în regiunile de nord. Într-o astfel de situație, rata de degajare a hidrogenului crește în timpul încărcării.

Procesul de degradare al bateriilor cu nichel-cadmiu este foarte influențat de natura funcționării. Ce include aceasta:

• adâncime și modul de descărcare;
• modul de încărcare;
• interval de timp cu încărcare și descărcare (dacă ciclul este continuu);
• perioadele de depozitare și exploatare.

Graficul de mai jos arată durata de viață a bateriei în cicluri, în funcție de adâncimea de descărcare.

Trebuie remarcat faptul că bateriile Ni-Cd au o rezistență destul de mare la supraîncărcarea accidentală. Dacă supradescărcarea are loc rar, atunci hidrogenul se recombină ușor. Când polarizarea este îndepărtată, tensiunea bateriei este restabilită.

Cu reîncărcarea constantă a bateriilor cu nichel-cadmiu, este necesar să se asigure un curent egal cu 0,03-0,05 din capacitatea nominală. Dacă bateria funcționează constant în acest mod, atunci, pe lângă valoarea curentă, afectează și temperatura sistemului de operare. Pe măsură ce temperatura crește, producția de oxigen crește. Acest lucru accelerează degradarea bateriei. In scopul functionarii cu reincarcare continua (temperatura 50-55 grade Celsius), au fost create modele speciale de baterii cilindrice. Au electrozi tip rolă cu o durată de viață de cel puțin 4 ani. În aceste baterii, compoziția electrolitului a fost ajustată și s-au făcut pregătiri pentru a accelera absorbția gazelor.

Dacă descărcați o baterie Ni-Cd după o reîncărcare lungă, capacitatea acesteia va fi puțin mai mică decât cea a unei baterii încărcate de la zero. Dar acest fenomen este temporar și capacitatea va reveni la normal după mai multe cicluri de încărcare-descărcare.

Etichetarea bateriilor alcaline nichel-cadmiu (Ni-Cd).

Marcarea bateriilor Ni-Cd poate arăta astfel:

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

Simbolurile indică următoarele:

• 40 - numărul de baterii dintr-o baterie sau un pachet de baterii;
• NK, K - tip baterie nichel-cadmiu (denumirea NK corespunde TU 16-90 ILVE.563330.001TU, denumirea K corespunde IEC 623, GOST R IEC 60623-2002);
• L, H - tip de baterie Ni-Cd în funcție de modul de descărcare (L - mod de descărcare lungă, H - modul de descărcare scurtă);
• 250 - valoarea capacităţii nominale (amperi-ore);
• R (P) - varianta din plastic a rezervorului de stocare;
• K - designul cadrului acumulatorului.

Avantajele și dezavantajele bateriilor cu nichel cadmiu (Ni-Cd).

În concluzie, să reamintim pe scurt avantajele și dezavantajele bateriilor cu nichel-cadmiu.

Avantajele bateriilor Ni-Cd

• Un număr mare de cicluri de încărcare-descărcare (mai mult de 1000);
• Durată lungă de valabilitate indiferent de starea de încărcare;
• Mod rapid și ușor de încărcat;
• Rezistă la stres grav;
• Este posibil să se lucreze la temperaturi scăzute;
• Bine potrivit pentru medii dure;
• Reține capacitatea la temperaturi scăzute;
• Sunt ieftine.

Dezavantajele bateriilor Ni-Cd

• Efectul memoriei și nevoia de muncă pentru a-l elimina;
• Gradul de autodescărcare suficient de ridicat;
• Densitate redusă de energie în comparație cu alte tipuri de baterii reîncărcabile;
• Toxicitatea materialelor. Acest lucru este valabil mai ales pentru cadmiu. Producerea și utilizarea unor astfel de baterii este interzisă în mai multe țări. Pentru eliminarea acestora sunt necesare echipamente și tehnologie speciale.

Atât am vrut să vă spun în acest moment despre bateriile cu nichel-cadmiu. Dacă aveți întrebări sau completări pe această temă, lăsați-le în comentarii.

Canalul nespokoyniy a spus cum să restabiliți o baterie descărcată, care este instalată pe o șurubelniță. În cazul nostru, o baterie nichel-cadmiu. Puteți cumpăra tot ce aveți nevoie pentru recuperare cu transport gratuit în acest magazin chinezesc.
Cutii-cutii demontate. Așa arată ei.

Am decis să refac, pentru că bateria cu nichel-cadmiu nu este încărcată. Motivul este că mai multe cutii nu câștigă capacitate și, în consecință, întreaga baterie nu se încarcă, nu mai este de lucru. Bateria are o capacitate de 1300. Am încercat să încărc un borcan cu acest dispozitiv, unul câte unul. M-am uitat la cât se percepe fiecare. În acest caz, dacă banca de sus a semnat în 1781, 1888, asta în ciuda faptului că rata de 1300 este scrisă. Pe unii 68, 73, 50, alții sunt normali 1340, 1359. Unii sunt normali, alții nu preiau controlul.

Baterie sau orice sursă de aproximativ 12 volți. În genunchi am înfășurat 2 cabluri în plus sau în minus și facem așa-zisa pornire a bateriei. Pe borcan, care este de 1,2 volți, atingem cablurile. Există un mic clic, pentru o secundă, eliminați. Facem asta de 3-4 ori.
După aceea, începem să încărcăm într-un mod nou de la IMAX B6. Momentan, există o taxă. Se pare că 1382 a tastat deja în aproximativ 1,5 ore. 1383, 1,76 volți, procesorul decide câtă tensiune să dea. Mai întâi programăm, apoi setăm. O cutie de 1,2 volți, în încărcare. Cel care a format 1387 nu mai ia. Inițial este furnizat 71. Aproximativ, 1400. După o astfel de pornire, o scurtă atingere cu o tensiune puternică, de aproape 10 ori. Tot aici, nu ne vom mișca, crocodilii se pot desprinde. Era și o bancă, s-a indicat 40, s-au format 1426 și altele asemenea, banca era 80 cu ceva, adică toată lumea câștigă mai mult de 1300. Astfel, se plănuiește să alunge. Pentru această baterie, mai sunt câteva borcane de făcut.
Continuare de la 4 minute la videoclipul despre metoda de recuperare a unei baterii nichel-cadmiu care a ieșit din funcțiune.

Există o cale.

Trei moduri de a repara o baterie de șurubelniță

Dacă bateria șurubelniței dvs. este defectă, există mai multe moduri de a o repara.

1. Înlocuiți cutia „moartă”.

Să analizăm această metodă folosind exemplul unei șurubelnițe de 12 V, NiCd (baterie nichel-cadmiu). Bateria sa reîncărcabilă în interior are 10 cutii de 1,2 volți conectate în serie, ceea ce ne oferă 12 volți la ieșire (1,2 * 10 = 12). Capacitatea tuturor cutiilor este aceeași, de exemplu 1,5 Ah.

2. Înlocuiți complet toate elementele

3. Convertiți bateria într-o litiu-ion

Trebuie să achiziționați cutii de litiu de mare curent cu capacitatea necesară în China, o placă de echilibrare BMS pentru a le încărca. De asemenea, puteți cumpăra un conector și un încărcător pentru aceste cutii. Dar îl puteți încărca cu un încărcător standard. Puteți citi mai multe despre această modificare pe canalul meu.
https://zen.yandex.ru/media/master_dom/

Reparație baterie șurubelniță Makita

Salutare dragi cititori. Prietenul meu are o șurubelniță bună Makita 6271. „Shurik” este cool, deși vechi, dar bateriile s-au consumat de mult. Mi-a cerut să convertesc bateriile la litiu-ion. Am comandat toate componentele în China, am așteptat coletele și am trecut la reluare.
Dintre vechile „cutii” aveți nevoie doar de cele două de sus, pe care se află blocul terminal.

Eliberăm carcasa și scoatem toate proeminențele de plastic din ea.

Am decis sa pun 3 baterii, tip 18650, o placa de echilibrare de 20 A si o priza de incarcare. Bateriile au nevoie de curent mare, cu un curent de descărcare de 20 sau 30 A.

Am răsucit bateriile cu bandă electrică și le-am lipit. Trebuie să lipiți rapid, fără a supraîncălzi borcanul.

Apoi am lipit firele necesare la baterii, urmând schema de pe placa.


Firele au fost inițial luate mai mult decât era necesar.

După lipire, am lipit peste contacte cu bandă dublu-față.


Conectați priza, bornele și senzorul de temperatură (TD) după cum urmează:


Senzorul în sine arată așa. Trebuie dezlipit de la borna negativă și lipit la contactul B, ceea ce vă va permite să încărcați bateria cu propriul încărcător.