До какого напряжения можно разряжать ni cd аккумулятор: КРИТИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ NI-MH АККУМУЛЯТОРОВ

Содержание

Аккумуляторы для шуруповертов Makita

Для оптимальной работы электроинструмента следует очень внимательно подбирать аккумуляторные батареи. Естественно и шуруповерт Макита не является исключением. Поэтому, важно понимать, какие требования тут имеются, а также на что обращать внимание. Далее разберем все основные нюансы АКБ для этого оборудования.

Какие бывают аккумуляторы для шуруповертов Makita

На практике могут использоваться самые разные батареи. Между собой они могут различаться не только по используемому напряжению, но и по технологии изготовления. В каждом случае характеристики будут отличаться.

Обычно в инструкции указан тип АКБ, но зачастую допускается выбор из нескольких вариантов. Поэтому, для начала стоит посмотреть технические характеристики основных разновидностей.

Ni-Cd

Основным плюсом таких АКБ является возможность быстрой зарядки. Но, при этом могут страдать «эффектом памяти». В случае с шуруповертами используются в моделях со средним напряжением.

Среди батарей имеются модели с напряжением:

  • 7,2 вольт;
  • 9,6 вольт;
  • 12 вольт;
  • 14,4 вольт;
  • 18 вольт.

В процессе эксплуатации АКБ данного типа следует помнить, что они требуют большого уровня разрядки. Если заряжать их, не дожидаясь полного разряда, срок эксплуатации значительно снизится. Неплохим вариантом будет использование специализированных зарядных устройств, которые перед зарядкой, полностью разряжают никель-кадмиевый аккумулятор.

НазваниеЕмкость, А/чНапряжение, В
70001.37.2
700229.6
PA09, 9100, 91201.39.6
9102, 9102А, 912229.6
PA12, 1200A, 12201.312
1202, 1202A, 1222212
PA14, 14201.314.4
1422214.4
PA181.318
1822218

Ni-Mh

Под этой маркировкой скрывается никель-металлогидридный аккумулятор. Они отличаются большим количеством допустимых циклов заряда-разряда. Это продлевает срок использования батареи. Основным преимуществом является практически полное отсутствие «эффекта памяти».

Если вы АКБ не разрядили полностью и сразу стали подзаряжать, в этом нет ничего страшного. Но, если аккумулятор отлежал в таком состоянии 20-30 дней, лучше перед зарядкой его полностью разрядить.

В линейке батарей для шуруповертов Makita можно встретить варианты со следующим напряжением:

  • 7,2 вольт;
  • 9,6 вольт;
  • 12 вольт;
  • 14,4 вольт;
  • 18 вольт.

Это перекрывает практически все популярные модели шуруповертов.

НазваниеЕмкость, А/чНапряжение, В
70342.67.2
90342.69.6
91342.69.6
9135, 9135A39.6
12342.612
1325, 1235A, 1235F312
14342.614.4
1435, 1435F314.4
18342.618
1835, 1835F318

Ni-Mh Makstar

Эти батареи являются инновационным решением компании. По сути, это технология обеспечивающая цифровой обмен данными между АКБ и зарядным устройством. Подобный подход позволяет наиболее эффективно заряжать аккумулятор, а также продлевать его срок службы. В линейке представлены средние по вольтажу батареи, также имеется АКБ 24 вольт.

В основе также лежит никель-металлогидридный аккумулятор, но он снабжен специальными датчиками и запоминающее устройство. При подключении зарядного устройства, оно считывает все данные с АКБ и рассчитывает наиболее оптимальный режим зарядки. В итоге удается продлить срок эксплуатации аккумулятора, а также улучшить эффективность его использования.

НазваниеЕмкость, А/чНапряжение, В
BH9020, BH9020A29.6
BH9033, BH9033A3.39.6
Bh2220, Bh2220C212
Bh2233, Bh2233C3.312
Bh2420214.4
Bh24333.314.4
Bh3420224
Bh34333.324

Li-Ion

Литиевый аккумулятор обладает достаточной энергоемкостью. Это позволяет применять его совместно с мощными приборами, которые требуют более высокого напряжения. Поэтому, в линейке можно встретить:

  • 14 вольт;
  • 18 вольт;
  • 36 вольт.

Важным элементом данного типа аккумуляторов является датчик заряда. Он позволяет избежать перезаряда батареи, что также защищает от возгорания. Основным преимуществом этого типа батарей является надежность, а также длительный срок службы.

НазваниеЕмкость, А/чНапряжение, В
BL1415
1.514
BL1430314
BL18151.518
BL1830318
BL36262.636

Какого напряжение бывают аккумуляторы для шуруповертов Makita

Часто люди задаются вопросом, какое напряжение может быть у АКБ шуруповерта. На самом деле многое зависит от модели. Поэтому, всегда нужно смотреть на этот параметр при покупке. Также важно учитывать, это параметр при выборе батареи на замену.

Для большего понимания ситуации перечислим все возможные варианты по вольтажу. Уточним, какой тип аккумулятора тут может встречаться.

  • 7,2 v. Тут можно найти батареи Ni-Cd и Ni-Mh. При этом, емкость может быть в пределах 1,3-2,6 Ач.
  • 9,6 v. Более распространенная модификация, тут есть все типы АКБ Макита, кроме литий-ионных. Максимальная емкость 3,3 Ah.
  • 12 v. Отличаются разнообразием. Тут можно встретить и практически все разновидности, и большое количество емкостей. Вообще такое напряжение считается классическим и может использоваться практически повсеместно.
  • 14,4 v. В этой линейке наиболее популярными считаются батареи Ni-Mh Makstar. Они обеспечивают наибольший срок службы, а также способны поддерживать оптимальную емкость.
  • 18 v. Также представлены только Ni-Cd и Ni-Mh. Они встречаются сравнительно нечасто, обычно в спецсериях оборудования.
  • 24 v. Представлены только в серии Ni-Mh Makstar. Отличаются повышенной надежностью.
  • 36 v. Тут используются только Li-Ion батареи. Это позволяет оптимально решать задачи при работе с мощным профессиональным инструментом.

Как выбрать новый аккумулятор для шуруповерта

В первую очередь следует смотреть на вольтаж. Он обычно обозначается латинской буковой v на корпусе шуруповерта. Если вы ошибетесь, то в лучшем случае прибор просто не заработает. А если, батарея окажется с большим вольтажом, можно повредить начинку шуруповерта. Так что, первое, что следует смотреть это именно допустимое напряжение.

Другой момент, который следует учитывать – тип АКБ. Это только кажется, что не важно какой метод использован при создании аккумулятора. На самом деле, этот нюанс стоит учитывать.

Дело в том, что все типы батарей отличаются особенностями отдачи энергии и зарядки. Поэтому, применить АКБ определенного типа к шуруповерту, который рассчитан на другой тип можно. Но, это приведет к снижению срока эксплуатации батареи и инструмента.

Обязательно следует учитывать параметры емкости. У производителя можно найти таблицы взаимозаменяемости батарей. Это поможет выбрать подходящий вариант в случае если отсутствует оригинальный аккумулятор.

Взаимозаменяемость аккумуляторов большей и меньше мощности

Для начала стоит отметить, что смотреть на параметры мощности бесполезно, это не указывается у АКБ. Обычно под мощностью подразумевают емкость батареи. Поэтому, тут мы рассмотрим можно ли приобретать батарею с большей емкостью для вашего шуруповерта.

Тут нужно смотреть на зарядное устройство. Оно рассчитано на зарядку аккумулятора с вполне определенной емкостью. И если меньший параметр устройство еще потянет, то вот зарядить АКБ с большей емкостью уже не получится. Это в итоге приведет к снижению срока эксплуатации новой батареи.

В итоге, можно сказать, что заменять батареи на большую или меньшую емкость не стоит. Но, если такая потребность возникла, обязательно покупайте такое же зарядное устройство.

Никельметаллгидридная батарея как заряжать

Не секрет, что в любой момент можно оказаться в таких условиях, когда возникнет необходимость подзарядки «севших» батареек. К примеру, широко используемые в быту и на производстве Ni-MH аккумуляторы — как заряжать их правильно? Безусловно, можно воспользоваться простейшим зарядным устройством, входящим в комплектацию к предмету любой бытовой техники. Однако сила у них весьма невысока, поэтому такой заряд будет «держаться» очень недолго. Использование более сложных по типу подзарядников помогает добиться того, чтобы АКБ не только работала «на полную мощность», но и использовала при этом все свои возможные ресурсы. К тому же, батареи бывают разные. Их названия и принцип работы напрямую зависят от того, из какого состава они сделаны.

Распространенные виды никелевых АКБ, их сходства и различия

Существует много видов аккмуляторов, в состав которых входят различные химические соединения. В бытовом потреблении оптимально использовать никель-металлогидридные, кадмиевые и никель-цинковые элементы. Безусловно, любой батарее нужен определенный уход, поэтому всегда важно соблюдать правила эксплуатации и зарядки.

Никель-металлогидридные аккумуляторы — это вторичные химические источники тока с гораздо большей емкостью, чем их предшественники — кадмиевые, однако срок службы их меньше. Одна из популярных сфер применения никелевых элементов — моделестроение (кроме авиации, по причине того, что батарея довольно тяжела по весу).

Первые разработки этих элементов начались в 70-х годах ХХ века с целью усовершенствовать Сd аккумуляторы. Спустя 10 лет, в конце 80-х, удалось добиться того, что химические соединения, используемые при создании Ni-MH аккумуляторов, стали более стабильными. К тому же, они гораздо меньше подвержены «эффекту памяти», чем Ni-Cd: не сразу «запоминают» ток заряда, оставшийся внутри в случае, если элемент до использования не был разряжен полностью. Поэтому полный разряд им требуется не так часто.

Несмотря на то, что Ni-MH имеют ряд очевидных преимуществ перед Ni-Cd, стоит отметить, что последние не теряют своей популярности. Главным образом потому, что не так сильно нагреваются при зарядке засчет большего сохранения энергии внутри элемента. Как известно, есть различные типы химических процессов, протекающих между веществами.

Если заряжать Ni-MH, реакции будут экзотермическими, а если кадмиевые аккумуляторы — эндотермическими, что и обеспечивает более высокий коэффициент полезного действия. Таким образом, Cd можно зарядить более высоким током, не опасаясь перегрева.

В последнее время большое внимание обсуждению в Интернете уделяется батарейкам, в состав которых входит цинк. Они не настолько известны потребителям, как предыдущие, но идеально подходят для использования в качестве элементов питания к цифровым фотоаппаратам.

Главная их особенность — это высокое напряжение и сопротивление, благодаря чему даже к концу цикла «заряд-разряд» не наблюдается резкого падения напряжения, как у заряда Ni. Если в фотоаппарате находятся металлогидридные аккумуляторы, он будет выключаться даже в том случае, если батарея не разряжена до конца, а у Ni-Zn такого нет даже в конце разряда.

В связи со спецификой этих батареек, для них может потребоваться индивидуальное зарядное устройство, либо их можно заряжать на любом универсальном «умном» подзаряднике, например, ImaxB6. Ni-Zn аккумуляторы также прекрасно подходят для применения в электрических детских игрушках и тонометрах.

Быстрая зарядка никель-металлогидридных аккумуляторов и других источников питания

Лучше проводить зарядку АКБ с помощью более сложных моделей соответствующих устройств. Их алгоритмы токов имеют более сложную последовательность. Конечно, сделать это немного сложнее, чем просто вставить батарею в базовый подзарядник, входящий в комплектацию. Но и качество зарядки при использовании «умного» устройства будет на порядок выше. Итак, как заряжать Ni-MH аккумуляторы?

Вначале включается ток и осуществляется проверка напряжения на выводах батареи (параметры тока — 0,1 емкости аккумулятора, или С). Если напряжение превышает 1,8 В, это означает либо отсутствие аккумулятора, либо его повреждение. В данном случае, процесс начинать нельзя. Нужно либо сменить поврежденный элемент на целый, либо вставить в устройство новый.

После проверки напряжения оценивается начальный разряд АКБ. Если U у нее меньше 0,8 В, то нельзя сразу переходить к быстрой зарядке, а если U=0,8 В или больше, то можно. Это так называемая «фаза предзарядки», используемая для подготовки элементов, которые очень сильно разряжены. Значение тока здесь 0,1-0,3 С, а длительность по времени — полчаса, не меньше. Сразу следует отметить, что на всех этапах важно постоянно контролировать температуру . Особенно, если речь идет о том, каким током и как правильно заряжать Ni-MH АКБ. Такие аккумуляторы нагреваются гораздо быстрее, особенно, ближе к концу процесса. Их температура не должна превышать 50°С.

Быстрая зарядка проводится только в том случае, если предыдущие проверки были выполнены правильно. Как зарядить батарею правильно? Итак, изначальное напряжение — 0,8 В или чуть больше. Начинается подача тока. Она осуществляется плавно и осторожно в течение 2-4 минут — до достижения нужного уровня. Оптимальный уровень тока для Ni-MH и Ni-Cd аккумуляторов — 0,5-1,0 С, но иногда рекомендуется не превышать больше 0,75.

Важно определить вовремя момент окончания быстрой фазы во избежание выведения батареи из строя. Самым надежным, в данном случае, является dv-метод, который применяется по-разному при заряде никель-кадмиевых и Ni-MH аккумуляторов. У Ni-Cd напряжение становится все больше и падает к концу зарядки, поэтому сигналом для ее окончания служит момент, когда U снижается до уровня 30 мВ.

Поскольку у Ni-MH падение U заряжаемых элементов гораздо менее выражено, в данном случае, применяется метод dv=0. Засекается период времени в 10 минут, в течение которого U батареи остается стабильным — то есть, с установленным нулевым порогом колебаний напряжения.

В заключении следует небольшая фаза дозарядки. Ток — в пределах 0,1-0,3 С, длительность — до получаса. Это необходимо для того, чтобы батарея зарядилась полностью, а также для выравнивая потенциала заряда в ней.

Важный момент (к нему относится и зарядка Ni-Cd аккумуляторов): если она проводится сразу после быстрой, следует обязательно остудить аккумулятор в течение нескольких минут: нагретый элемент неспособен принимать заряд должным образом.

Кроме быстрой, существует еще и капельная зарядка, которая производится токами малой величины. Некоторые считают, что она «продлевает жизнь» элементам питания, но это не так. По сути, капельная зарядка ничем не отличается от эффекта стандартного зарядного устройства без «серьезной» регулировки показателей тока. Любой элемент питания, если он не используется, рано или поздно теряет накопившуюся энергию, и ему все равно понадобится полноценный процесс зарядки, невзирая на его длительность и «трудоемкость». Такой процесс зарядки для многих привлекателен еще и тем, что показатели тока здесь можно не фиксировать ввиду их малости. Однако «продлить жизнь» элементам питания может только серьезный подход к использованию «умных» зарядных устройств. А также правильное их хранение, с учетом особенностей того или иного вида АКБ.

Температурный фактор и условия хранения

Современные зарядные устройства бывают снабжены специальной системой «оценивания» условий окружающей среды, в том числе и температурных факторов. Такой «зарядник» может сам определить, проводить зарядку в тех или иных условиях, или нет. Уже упоминалось о том, что уровень КПД внутри батареи бывает самым высоким именно в начале процесса, когда аккумуляторы гидридного плана нагреваются не так сильно. В конце процесса зарядки либо ближе к нему КПД резко падает, и вся энергия, превращаясь в тепло вследствие экзотермических химических реакций, выделяется наружу. Важно вовремя прекратить заряжать Ni-MH батарею. И, если есть возможность, обзавестись самым новым зарядным устройством, которое будет точно контролировать этот процесс.

В настоящее время все зарядные устройства, в том числе и Сd аккумуляторы, могут заряжаться током до 1С с установлением норм воздушного охлаждения. Оптимальная температура помещения, в котором проводится зарядка — 20°С. Не рекомендуется начинать процесс при температуре меньше +5 и больше 50°С.

Уникальность Ni-Cd состоит в том, что это единственный вид элементов, которые не пострадают в случае, если их хранить полностью разряженными, в отличие от Ni-MH. Для лучшей отдачи тока заряд никель-кадмиевых аккумуляторов рекомендуется проводить непосредственно перед использованием. Также после длительного хранения им требуется «раскачка»: следует полностью зарядить и разрядить Ni-Cd АКБ за сутки для оптимальной работы.

Никель-металлогидридные элементы, в отличие от своих предшественников, могут легко выйти из строя при глубоком разряде. Поэтому хранить их нужно только заряженными. При этом раз в два месяца следует регулярно проверять напряжение. Минимальный его уровень должен всегда оставаться 1 В, а если оно падает, необходима подзарядка.

Новый Ni-MH аккумулятор нужно перед применением полностью зарядить и разрядить три раза, затем сразу поставить на «базу» в течение 8-12 часов. Позже не будет необходимости долго держать его на зарядке — снимать сразу после указания специального индикатора на зарядном устройстве.

Хотя на смену всем этим элементам питания уже давно пришли более емкие, на основе лития, они активно используются и сейчас. Это и привычнее, и намного дешевле. К тому же, литиевые батареи при низких температурах работают намного хуже.

Источник: batteryk.com

Как правильно заряжать Ni-cd и Ni-mh аккумуляторы

Никель-кадмиевые и никель-металлогидридные аккумуляторы – два основных вида щелочных химических источников тока для автономного питания различной аппаратуры. Они сходны по своей структуре. В качестве электролита используется щёлочь, в качестве катода — оксид никеля.

Первым был изобретён Ni-cd. Этой технологии более ста лет. NI-MH широко применятся в бытовых устройствах, начали только в 90-х годах двадцатого века. Массовое появление на рынке более ёмких (NI-MH) батарей поначалу вызвало настоящий фурор. Но потом выявились и недостатки.

Особенности и применение Ni-cd батарей

По сравнению с металлогидридными батареями, Ni-cd имеют два главных недостатка. Это меньшая ёмкость и эффект памяти. Эффектом памяти называют “запоминание” батареей нижнего предела разряда. Той есть, если такую батарею разрядить не полностью, длительность работы в следующем цикле будет меньше на эту самую величину от полного разряда до того предела, который “запомнил” аккумулятор. Чтобы “сбросить” память , нужно два-три раза полностью зарядить-разрядить такую батарею.

Казалось бы, при таких свойствах, этот тип батарей должен уйти в небытие. Но этого не происходит. Благодаря двум другим свойствам этого типа батарей – высокая токоотдача и способность хорошо работать при отрицательных температурах.

Приблизительно 90% Ni-cd на сегодняшний день, это аккумуляторные сборки для электроинструмента, детских игрушек, электробритв, автономных пылесосов, медицинского оборудования и т.д. Применение в бытовом сегменте (вместо обычных первичных батареек) практически сведено к нулю.

Некоторые страны законодательно ограничивают использование Ni-cd элементов в связи с токсичностью кадмия. В новых устройствах их место занимают литий-ионные аккумуляторы с большой токоотдачей.

Зарядка ni cd аккумуляторов

Один элемент имеет номинальное напряжение 1,2V. При работе это значение может меняться от 1,35V (полностью заряжен) до 1V (полный разряд). У этих элементов есть одна интересная особенность, на которой завязан режим отключения в зарядном устройстве (если оно автоматическое). После набора ёмкости, напряжение на выводах несколько снижается на 50-70 mV. Такой скачок обозначают ΔV(дельта V). Зарядное реагирует на такое снижение и отсекает ток заряда.

На практике срабатывать по ΔV умеют только зарядные устройства среднего и продвинутого уровня. И часто приходится вручную просчитывать, как заряжать ni cd аккумуляторы.

Напряжение заряда любая зарядка будет выдавать из расчёта 1,5-1,6v на один элемент. А вот ток заряда может быть разным. Его всегда можно посмотреть на самом зарядном устройстве (как правило, с тыльной стороны).

Ёмкость аккумулятора нужно поделить на ток заряда и умножить на коэффициент потерь 1,4. Например, 1000mAh/200mA=5 часов*1,4 = 7 часов. Каким током заряжать? Номинальный ток заряда 0,1С, где С- ёмкость батареи. Для 1000mAh номинальным является ток 100mA. Время заряда в таком случае составит 14 часов. Не очень удобно. Почти всегда используется ускоренный режим 0,2-0,5С. Это несколько сокращает срок службы аккумуляторов, но повышает удобство использования.

Важно! Средний срок службы никель-кадмиевых аккумуляторов составляет 500 циклов заряд-разряд. Производитель заявляет, как правило, ДО 1000. Таких показателей можно достичь только в идеальных условиях и чётко выдерживая номинальные режимы работы.

Основные правила заряда никель кадмиевых аккумуляторов

  • перед зарядом аккумуляторы обязательно разрядить;
  • подключить зарядное устройство (или установить в него аккумуляторы при бытовом исполнении) и дождаться отключения при полном заряде;
  • в случае если зарядное не обеспечивает автоотключение, рассчитать необходимое время заряда и по его истечении произвести отключение;
  • хранить ni cd аккумуляторы в разряженном состоянии.

Особенности и применение NI MH аккумуляторов

Область применения металлогидридных батарей напрямую связана с их свойствами. Максимальная ёмкость при минимальном объёме позволила им занять место в той электронике, где одноразовые батарейки приходится менять очень часто. Это фотоаппараты, беспроводные мыши и клавиатуры, радиопульты, детские игрушки.

В основном используется два размера таких элементов – это АА и ААА. Использовать такие элементы можно в любом месте, где используются одноразовые батарейки. Но часто это не имеет экономического смысла (в том случае, если одноразовая батарейка служит в устройстве годами)

Номинальное напряжение ni mh аккумулятора 1,2v. С незначительным отклонением под нагрузкой такое напряжение держится в течение всего цикла работы батареи. Напряжение одноразовой батарейки в работе плавно падает от 1,5 до 1 вольта. Той есть 1,2-среднее значение. Это позволяет аккумулятору отлично заменять одноразовую батарейку в 99% случаев. Случаи, когда необходимо именно 1,5v для работы устройства единичные и часто “лечатся” сменой режима в меню устройства “батарейка/аккумулятор”.

Внимание! Максимальная ёмкость (физический предел) для аккумулятора АА составляет 2700mAh,для ААА 1000mAh.В случае, если на этикетке большее значение и “загадочное” название фирмы-изготовителя, перед вами гарантированный обман.

Эффект памяти при заряде никель металлогидридных аккумуляторов менее заметен, чем у Ni-cd элементов. Первые несколько лет массовых продаж производители размещали надпись “без эффекта памяти”. Впоследствии эту надпись убрали. Рекомендация “заряд после разряда” актуальна и для металлогидридных аккумуляторов.

Заряд никель металлогидридных аккумуляторов

Напряжение зарядки ni mh такое же, как и у никель-кадмиевых батарей. Зарядное устройство будет подавать на один элемент 1,5-1,6v. Ток заряда ni mh аккумуляторов может меняться от 0,1 до 1С. Но любой производитель бытовых батарей обязательно указывает на них свою рекомендацию этого параметра. Рекомендация производителей составляет 0,1С. Например для 2500mAh номинальный ток заряда ni mh аккумуляторов составляет 250mA. Время заряда номинальным током 14 часов. По той же формуле. Ёмкость/ток заряда, результат умножить на 1,4. При таком режиме можно рассчитывать на заявленное производителем, количество циклов. При ускоренном режиме срок службы уменьшается.

Металлогидридные батареи плохо переносят перегрев, глубокий разряд, сильный перезаряд. Перегрев может возникнуть при большом токе заряда, повышенном внутреннем сопротивлении. При сильном нагреве заряд следует прекратить. Глубокий разряд возникает при длительном неиспользовании элемента. При бездействии в течение года и более, аккумулятор, скорее всего, придётся заменить. Избыточный перезаряд случается при использовании зарядного устройства без функции отключения или неправильно просчитанном времени заряда.

Зарядные устройства и методы заряда

Зарядных устройств в продаже представлено огромное количество. В них реализованы разные схемы отключения или отключение не реализовано вообще. Можно легко их разделить на подвиды по внешнему виду.

  1. Простейшие. Включили в розетку — заряд пошёл, выключили – заряд закончен. Контроль над временем заряда лежит на пользователе. Такие устройства имеют право на существование с целью экономии средств. Необходимо лишь выбрать из них такое, которое будет заряжать каждый элемент отдельно. Если каналы заряда спарены, возникает перекос. Такой режим сокращает срок службы батарей. Отличить несложно. Количество светодиодных индикаторов должно совпадать с количеством каналов заряда.
  2. С надписью AUTO. Такая надпись говорит о том, что здесь реализовано отключение по таймеру. Обычно от 6 до 12 часов. Не самый плохой вариант. Перезаряда точно не будет. Но скорее всего не будет и полного заряда. В таком случае можно подобрать аккумуляторы именно под это зарядное устройство. Но корректной работа зарядного устройства будет первые 100-200 циклов.
  3. ΔV контроль. Если у производителя реализована эта функция, он обязательно напишет это на упаковке. Если надписи нет, зарядное устройство относится к пункту 2. С наличием ΔV контроля, зарядное устройство уже полноценно автоматическое. Не забываем о раздельной зарядке каждого канала (популярные лет 10-12 назад зарядные с индексом 508 имеют контроль ΔV, но воспринимают установленные в него аккумуляторы как одну батарею).
  4. С жидкокристаллическим дисплеем. Как правило, его наличие говорит о том, что реализовано всё, что перечислено выше и плюс температурный контроль. Зарядные устройства с дисплеем начального уровня не предполагают программирование режима и тока заряда, но со своей функцией — правильно заряжать ni mh батареи, справляются отлично.
  5. Зарядка – комбайн. Больше размером, чем в пункте 4. Предполагают программирование пользователем режимов и тока заряда. Если ничего не программировать в режиме “по умолчанию” заряжают батареи минимальным током и отключают заряд по ΔV контролю.

Чем более функциональное зарядное устройство, тем оно дороже. Но даже в дорогом исполнении, стоимость равна примерно 50 щелочным батарейкам. Окупаемость наступает достаточно быстро. Зарядное устройство такого класса обычно универсальное. И позволяет заряжать кроме никелевых аккумуляторов, ещё и литиево-ионные батареи. А также имеет функции измерения ёмкости, внутреннего сопротивления батарей, режим сброса эффекта памяти у никелевых аккумуляторов.

NI-MH аккумуляторы с низким саморазрядом

Это достаточно новая технология. Иногда применяется аббревиатура LSD. Что в переводе с английского “low self-discharge” – низкий саморазряд.

В продаже такие батареи появились чуть больше 10 лет назад и зарекомендовали себя очень хорошо. По сравнению с обычными аккумуляторами, они имеют более низкое внутреннее сопротивление и как следствие большие токи разряда. Ёмкость у них несколько ниже, чем у обычных NI-MH батарей. Но за счёт того, что у обычной батареи саморазряд в первые сутки около 10%, показывают себя не менее эффективно.

Отличить такой аккумулятор от обычного, достаточно несложно. На упаковке и на самом элементе будет присутствовать надпись “ready to use” т.е. “готово к использованию”. Продаются такие элементы уже заряженные. Это оптимальный выбор для любительской фотосъёмки, когда не стоит задача сделать несколько тысяч кадров за один день.

Правила заряда NI MH

Ответ на вопрос — как заряжать ni mh аккумуляторы зависит, прежде всего, от того, какое у пользователя зарядное устройство. Для того, чтобы заряжать правильно, достаточно придерживаться простых норм.

  • Перед зарядом, аккумуляторы желательно разрядить. Это не строгая норма в отличие от Ni-cd батарей, но желательная.
  • Температура окружающего воздуха должна быть не ниже 5 o C. Верхний предел температуры 50 o C. Такая температура может возникнуть летом при попадании прямых солнечных лучей.
  • Изучить функции зарядного устройства. Если оно не обеспечивает автоматическое отключение, рассчитать время заряда.
  • Установить батареи в зарядное устройство и подключить его к сети. Через некоторое время проверить степень нагрева аккумуляторов. В случае сильного нагрева, заряд прекратить.
  • Отключить зарядное устройство либо по истечении расчётного времени, либо после включения соответствующей индикации (зависит от типа зарядного устройства).
  • Хранить Ni-MH элементы заряженными на 10-20% ёмкости. Напряжение не должно падать ниже, чем 0,9v.

При правильном заряде никель металлогидридных аккумуляторов, служат они достаточно долго. От 500 до 1000 циклов заряд-разряд. Основная причина преждевременного выхода из строя – длительное неиспользование и как следствие глубокий разряд. Часто желание пользователей отказаться от технологии Ni-MH или Ni-cd и перевести всю свою технику на литий ионные батареи, совершенно не оправдано. Эти батареи прочно занимают своё место, как в бытовом сегменте, так и в промышленности.

Источник: batteryzone.ru

Что нужно знать о Ni-MH аккумуляторах

Nimh аккумуляторы – источники питания, которые относят к щелочным АКБ. Они схожи с никель-водородными аккумуляторными батареями. Но уровень их энергетической емкости больше.

Характерные особенности и преимущества

Внутренний состав аккумуляторов ni mh схож с составом никель-кадмиевых источников питания. Для подготовки плюсового вывода используют такой химический элемент, никель, минусового – сплав, который включает водородные металлы поглощающего типа.

Выделяют несколько типовых конструкций никель металл гидридных АКБ:

  • Цилиндр. Для разделения токопроводящих выводов использован сепаратор, которому задана форма цилиндра. На крышке сосредоточен аварийный клапан, который приоткрывается при существенном повышении давления.
  • Призма. В таком никель металл гидридном аккумуляторе электроды сосредоточены поочередно. Для их разделения применен сепаратор. Для размещения основных элементов используется корпус, подготовленный из пластика или специального сплава. Для контроля давления в состав крышки вводят клапан либо датчик.

Среди достоинств такого источника питания выделяют:

  • Удельные энергетические параметры источника питания возрастают в процессе эксплуатации.
  • При подготовке токопроводящих элементов не используется кадмий. Поэтому проблем с утилизацией АКБ не возникает.
  • Отсутствие своеобразного «эффекта памяти». Поэтому необходимости в увеличении емкости нет.
  • Дабы справиться с разрядным напряжением (снизить его), специалисты выполняют разрядку агрегата до 1 В 1–2 раза в месяц.

Среди ограничений, которые имеют отношение к аккумуляторам никель металлгидридным, выделяют:

  • Соблюдение установленного интервала рабочих токов. Превышение этих показателей приводит к стремительному разряду.
  • Эксплуатация источник питания этого типа в сильные морозы не допускается.
  • В состав АКБ вводят термические предохранители, с помощью которых определяют перегрев агрегата, повышение уровня температуры до критического показателя.
  • Склонность к саморазряду.

Зарядка аккумулятора никель металлгидридного

Процесс зарядки никель металлогидридных аккумуляторов связан с определенными химическими реакциями. Для их нормального протекания требуется часть энергии, которая подается зарядником, от сети.

КПД зарядного процесса представляет собой часть получаемой источником питания энергии, которая запасается. Величина этого показателя может разниться. Но при этом получить 100-процентное КПД невозможно.

Перед тем как заряжать металлогидридные аккумуляторы, изучают основные виды, которые зависят от величины тока.

Капельный тип зарядки

Применять этот вид зарядки для аккумуляторов необходимо осторожно, поскольку он приводит к уменьшению периода эксплуатации. Так как отключение зарядника этого типа осуществляется вручную, процесс нуждается в постоянном контроле, регулировании. В этом случае устанавливается минимальный показатель тока (0,1 от общей емкости).

Поскольку при такой зарядке ni mh аккумуляторов максимальное напряжение не устанавливается, ориентируются только на временной показатель. Для оценки временного промежутка используют параметры емкости, которые имеет разряженный источник питания.

КПД заряженного таким способом источника питания составляет около 65–70 процентов. Поэтому компании-изготовители не советуют пользоваться такими зарядниками, поскольку они влияют на эксплуатационные параметры аккумуляторной батареи.

Быстрая подзарядка

Определяя, каким током можно заряжать ni mh батарейки в быстром режиме, учитываются рекомендации производителей. Величина тока – от 0,75 до 1 от общей емкости. Превышать установленный интервал не рекомендуется, так как аварийные клапана включаются.

Для заряда nimh аккумуляторов в быстром режиме устанавливается напряжение от 0,8 до 8 вольт.

КПД быстрой зарядки ni mh источников питания достигает 90 процентов. Но этот параметр уменьшается, как только время зарядки заканчивается. Если своевременно не отключить зарядник, то внутри батарейки начнет увеличиваться давление, возрастет температурный показатель.

Дабы зарядить ni mh акб, выполняют такие действия:

Этот режим вводят в том случае, если батарейка полностью разряжена. На этом этапе ток составляет от 0,1 до 0,3 от емкости. Пользоваться большими токами запрещено. Временной промежуток – около получаса. Как только параметр напряжения достигает 0,8 вольт, то процесс прекращается.

  • Переход на ускоренный режим

Процесс наращивания тока осуществляется в течение 3–5 минут. В течение всего временного промежутка контролируется температура. Если этот параметр достигает критического значения, то зарядник отключается.

При быстрой зарядке никель металлогидридные батареек ток устанавливается на уровне 1 от общей емкости. При этом очень важно быстро отключить заряжающее устройство, дабы не нанести вред аккумулятору.

Для контроля напряжения используют мультиметр или вольтметр. Это способствует исключению ложных срабатываний, которые пагубно влияют на работоспособность устройства.

Часть зарядных устройств для ni mh аккумуляторов работают не при постоянном, а при импульсном токе. Подача тока осуществляется с установленной периодичностью. Подача импульсного тока способствует равномерному распределению электролитического состава, активных веществ.

  • Дополнительная и поддерживающая зарядка

Для восполнения полного заряда ni mh аккумулятора на последнем этапе показатель тока снижается до 0,3 от емкости. Продолжительность – около 25–30 минут. Увеличивать этот временной промежуток запрещено, поскольку это способствует минимизации периода эксплуатации АКБ.

Ускоренная зарядка

Некоторые модели зарядных устройств для никель кадмиевых аккумуляторов оснащены режимом ускоренной зарядки. Для этого ток зарядки ограничивают, устанавливая параметры на уровне 9–10 от емкости. Снижать ток заряда нужно, как только батарея будет заряжена до 70 процентов.

Если аккумуляторная батарея заряжается в ускоренном режиме более получаса, то структура токопроводящих выводов постепенно разрушается. Специалисты рекомендуют пользоваться такой зарядкой, если вы обладаете определенным опытом.

Рекомендации по разрядке и зарядке АКБ

Как правильно заряжать источники питания, а также исключить вероятность перезарядки? Для этого следует соблюдать такие правила:

  1. Контроль температурного режима ni mh аккумуляторов. Прекращать зарядку nimh аккумуляторов необходимо, как только уровень температуры стремительно повышается.
  2. Для nimh источников питания установлены временные ограничения, которые позволяют контролировать процесс.
  3. Разряжать ni mh аккумуляторные батареи и заряжать их необходимо при напряжении, которое равно 0,98. Если этот параметр существенно снижается, то выполняется отключение зарядников.

Восстановление никель металлогидридных источников питания

Процесс восстановления ni mh аккумуляторов заключается в ликвидации последствий «эффекта памяти», которые связаны с потерей емкости. Вероятность возникновения такого эффекта увеличивается, если часто осуществлять неполную зарядку агрегата. Аппаратом фиксируется нижняя граница, после чего емкость снижается.

Перед тем как восстановить источник питания, подготавливаются такие предметы:

  • Лампочка требуемой мощности.
  • Зарядник. Перед применением важно уточнить, можно ли использовать зарядник для разрядки.
  • Вольтметр или мультиметр для установления напряжения.

К аккумуляторной батареи своими руками подводят лампочку либо же зарядник, который оснащен соответствующим режимом, дабы полностью ее разрядить. После этого включается режим зарядки. Численность циклов восстановления зависит от того, в течение какого срока не эксплуатировалась АКБ. Процесс тренировки рекомендуют повторять 1–2 раза в течение месяца. Кстати, восстанавливаю таким способом те источники, которые потеряли 5–10 процентов от общей емкости.

Для вычисления утраченной емкости используют достаточно простой способ. Так, аккумуляторную батарею полностью заряжают, после чего его разряжают и измеряют емкость.

Этот процесс существенно упроститься, если пользоваться зарядным устройством, с помощью которого можно контролировать и уровень напряжения. Такие агрегаты выгодно использовать еще и потому, что вероятность глубокого разряда сокращается.

Если степень заряженности никелевых металлогидридных батарей не установлена, то подводить лампочку необходимо осторожно. С помощью мультиметра контролируется уровень напряжения. Только так предотвращается вероятность полного разряда.

Опытные специалисты проводят, как восстановление одного элемента, так и целого блока. В период зарядки проводят выравнивание имеющегося заряда.

Восстановление источника питания, который эксплуатировался в течение 2–3 лет, при полном заряде, разряде не всегда приносит ожидаемый результат. Все потому, что электролитический состав и токопроводящие выводы постепенно меняются. Перед применением таких устройств выполняется восстановление электролитического состава.

Просмотрите видео про восстановление такого аккумулятора.

Правила использования никель-металлогидридных аккумуляторных батарей

Продолжительность эксплуатации ni mh аккумуляторов во многом зависит от того, не допускается ли перегрев или существенный перезаряд источника питания. Дополнительно мастера советуют учитывать следующие правила:

  • Вне зависимости от того, сколько будут храниться источники питания, их обязательно заряжают. Процент заряда должен составлять не менее 50 от общей емкости. Только в этом случае проблем во время хранения и обслуживания не будет.
  • Аккумуляторные батареи такого типа отличаются чувствительностью к перезарядке, к чрезмерному нагреву. Эти показатели пагубно сказываются на продолжительности использования, величине токоотдачи. Для этих источников питания требуются специальные зарядники.
  • Проводить тренировочные циклы для никель-металлогидридных источников питания необязательно. При помощи проверенного зарядника потерянная емкость восстанавливается. Численность восстановительных циклов во многом зависит от того, в каком состоянии агрегат.
  • Между циклами восстановления обязательно делают перерывы, а также изучают, как зарядить АКБ эксплуатируемое. Этот временной промежуток требуется, дабы агрегат остыл, уровень температуры опустился до требуемого показателя.
  • Процедура подзарядки или тренировочного цикла проводится только в приемлемом температурном режиме: +5-+50 градусов. Если превышать этот показатель, то вероятность стремительного выхода из строя повышается.
  • При подзарядке следят за тем, чтобы напряжение не опускалось ниже, чем 0,9 вольта. Ведь некоторые зарядники не осуществляют зарядку, если это значение минимальное. В таких случаях допускается подведение внешнего источника для восстановления питания.
  • Циклическое восстановление проводят при условии, что есть определенный опыт. Ведь не все зарядные устройства можно использовать для разрядки аккумулятора.
  • Процедура хранения включает ряд простых правил. Не допускается хранение источника питания на открытом воздухе или в помещениях, в которых уровень температуры снижается до 0 градусов. Это провоцирует застывание электролитического состава.

Если единовременно осуществляется зарядка не одного, а нескольких источников питания, то степень заряженности поддерживается на установленном уровне. Поэтому неопытные потребители осуществляют восстановление АКБ отдельно.

Nimh аккумуляторы – эффективные источники питания, которыми активно пользуются для комплектации различных устройств и агрегатов. Они выделяются определенными преимуществами, особенности. Перед их эксплуатацией обязателен учет основных правил использования.

Видео про Nimh аккумуляторы


Источник: akbzona.ru

Зарядка, хранение и восстановление ni mh аккумуляторов

Наука и техника не стоят на месте. Постоянно изобретаются все новые и новые виды и подвиды аккумуляторов. Но, как говорится, старый друг лучше новых двух. Относительные “старички” на рынке аккумуляторных батарей – ni mh аккумуляторы – имеют всё же ряд существенных преимуществ. И эти преимущества, невзирая на появление новых более совершенных устройств, позволяют им стабильно удерживать свою законную нишу на обширном аккумуляторном рынке.

ni mh аккумуляторы – самый используемый тип аккумуляторов, который применяется, например, для роботов-пылесосов. Почти 100% компаний, которые производят роботов-пылесосов снабжают их такими батареями.
Объясняется это тем, что производители стремятся максимально удешевить свои пылесосы, ведь конкуренты не дремлют, выиграет тот, кто предложит самую заманчивую цену. А эти аккумуляторы широкодоступны и, главное, относительно недороги.
Если эти аккумуляторы правильно обслуживать, то они будут даже долговечнее более продвинутых литиевых батарей.

Мы сегодня поговорим, в частности, об основных плюсах и минусах этих вторичных источников тока. А также упомянем принципиальные условия грамотной эксплуатации и хранения, которые позволят максимально продлить полноценную продуктивную жизнь Вашей nimh АКБ (аккумуляторной батареи). Кроме того, проанализируем, как по всем правилам заряжать ni mh аккумулятор.
Итак, давайте сначала разберемся с азами: аккумулятор ni mh что это такое?

Что представляет собой ni mh аккумулятор?

Для начала разберемся, тип аккумулятора что это такое?
Аккумулятор ni mh (никель-металл-гидридный) – это аккумулятор, пришедший ещё в прошлом веке на смену кадмиевому аккумулятору, о котором можно почитать в статье.
Эволюция аккумуляторных поколений вовсе не означает полный и безоговорочный отказ от батарей предыдущего поколения.
Просто эксплуатация более ранних моделей со временем приобретает узкоспециализированный характер с учетом достоинств и заслуг предшественников.

Кроме того, следует особое внимание при зарядке уделить температуре окружающей среды, так как для процесса зарядки металлогидридных аккумуляторных батарей вредна как очень низкая, так и очень высокая температура.

Заряд ni mh аккумуляторов восстанавливается с помощью специальных высокотехнологичных зарядных устройств, которые работают на основе метода контроля заряда, а также они отслеживают время процесса заряда.

АКБ каким током заряжать ni mh аккумуляторы рекомендуют производители nimh аккумуляторов?
Производители рекомендуют придерживаться величины тока в интервале от 0,75С. Ток выше 1С устанавливать не рекомендуется, так как это теоретически приводит к срабатыванию аварийного клапана, аварийному сбросу давления и, как следствие, полной утрате батареи.
Эти зарядные устройства помогают поддерживать заряд аккумуляторов на достаточном уровне без потери их емкости.
Зарядка модельных силовых NiMH АКБ чаще всего проводится током от 3 до 5 ампер.
Важно помнить, перезаряд ni mh аккумулятора очень вреден.

Напряжение заряда ni mh аккумуляторов для достижения высокой энергетической емкости
ni mh аккумуляторы как заряжать без потери емкости – пожалуй, самый актуальный вопрос для создателей зарядных устройств.
Дельта пик для ni mh аккумуляторов по напряжению используется для контроля времени окончания зарядки. Зарядное устройство само отслеживает по отрицательной дельте, когда напряжение начинает падать, и своевременно профилактически отключается, чтобы не перегрелась батарея и не продуцировала больше теплоты, чем она способна выдержать. Такое падение означает, что батарея полностью заряжена и дальнейшая зарядка угрожает функциональности и даже целостности батареи.

Вследствие особенностей этого типа владелец неизбежно столкнется с закономерным вопросом: как реанимировать ni mh аккумуляторы и как гарантированно добиться заявленного производителем срока службы от 3 до 5 сотен циклов?
Эффект памяти в этих вторичных источниках тока не так критичен, но он тоже наличествует и в результате существенно снижает срок качественной эксплуатации.
Ответственные бережливые владельцы часто спрашивают, до какого напряжения можно разряжать ni mh аккумулятор?
Для ликвидации эффекта памяти с помощью зарядного устройства рекомендуется разряд до 1В и после этого полностью его зарядить. И эту процедуру в норме нужно повторять не реже 1 раза в месяц.
Обратите внимание, что владельцам ni mh аккумуляторов настоятельно рекомендуется использовать зарядное устройство для nimh с функцией разрядки, так как разряжать батарею другими способами грозит слишком большой разрядкой и последующими проблемами с зарядкой.
Дело в том, что батарею с напряжением ниже 0,9В зарядное устройство с функцией анализа просто не увидит. При такой низкой величине напряжения оно сделает вывод, что аккумулятор в гнезде зарядки попросту отсутствует, и само отключится.
Выход из такой ситуации есть – например, подыскать более простое зарядное устройство без сложного анализа, но, конечно, лучше не создавать себе дополнительных проблем и изначально работать с аккумулятором правильно на всех этапах эксплуатации.
Разрядные характеристики NiMH батарей при разных токах разряда будут отличаться.

Итак, подведем итоги и ещё раз обратим внимание на простые правила, которые помогут увеличить длительность работы ni mh аккумуляторов:

Современные устройства постепенно вытесняют устаревшие модели, однако Ni-MH-аккумуляторы продолжают применяться до сих пор. Это объясняется доступной ценой и наличием некоторых преимуществ. Такие источники питания часто устанавливаются в роботы-пылесосы. При правильном обслуживании они могут проработать дольше, чем литийионные (Li-ion) батареи.

Аккумуляторная батарея Ni-MH типа.

Этот элемент питания пришел на смену кадмиевым батареям, разработанным в XX в. Конструкция и принцип работы почти не отличаются от характеристик предшественника.

Понимание строения и технических характеристик помогает узнать, как работает никелевый элемент питания.

Ni-MH аккумуляторы – конструкция: батарейки и аккумуляторной батареи.

При производстве металлогидридного анода используют фольговую технологию. Пастообразный сплав и связующий компонент наносят на пористый материал. Конструкцию просушивают и прессуют. При производстве катода применяют никелевый порошок, наносимый на решетку из того же металла. При прогревании сетки вещество спекается.

В состав батареек входят также церий, празеодим. Технические характеристики аккумулятора зависят от типа впитывающего водород сплава.

Все NiMH-батареи являются перезаряжаемыми. Существуют элементы питания разных размеров. Некоторые модели сейчас применяются редко, например батарейка “Крона”. Этот источник питания выдавал напряжение 9 В.

Металлогидридные источники выдают напряжение 1,5 или 1,2 В. При последовательном соединении 10 батареек можно добиться напряжения 15 В.

При отправке на хранение аккумуляторы полностью заряжают. После длительного пребывания батареи в нерабочем состоянии нужно проверить ее напряжение. При снижении этого параметра до 1 В элемент разряжают. Пользоваться им можно будет только после восстановления заряда.

Некоторые специалисты советуют хранить аккумуляторы в холодильнике. Считается, что это продлевает срок эксплуатации. Температура корпуса батареи не должна принимать отрицательные значения. Учитывают и рекомендуемое время хранения.

Пользователи отмечают такие преимущества никель-металлогидридных аккумуляторов:

К отрицательным качествам относят следующие:

Аккумуляторы такого типа заряжают стандартными или быстрыми способами.

Характеристики и рекомендации по методам заряда Ni-MH аккумуляторов.

Этот способ зарядки не изменяет технические характеристики элемента питания. Процесс не прекращается даже после восстановления мощности. При этом выбирается наименьшая сила тока, это препятствует перегреву и возгоранию. Зарядное устройство для NiMH-аккумуляторов должно выдавать силу, равную 0,05С (С – емкость батареи).

Процесс быстрой зарядки включает такие этапы:

Временная характеристика Ni-MH аккумуляторов при быстрой зарядке.

На первых стадиях зарядки подают ток силой 10С. Показатель снижают до 1С после достижения уровня заряда в 70%. Длительность первого этапа зависит от степени разряда.

Чтобы предотвратить перегрев или перезаряд батареи, выполняют такие рекомендации:

Для восстановления емкости батарею разряжают до 1В, после чего полностью заряжают. Тренировку проводят 1 раз в месяц. Для зарядки новых АКБ используют ЗУ с функцией разрядки. Подключение потребителей энергии приводит к критической потере заряда.

При эксплуатации никель-металлогидридных аккумуляторов соблюдают такие рекомендации:

При частом выполнении дозарядки аккумулятор нужно периодически разряжать и полностью заряжать.

Напряжение никель металлгидридных аккумуляторов

Наука и техника не стоят на месте. Постоянно изобретаются все новые и новые виды и подвиды аккумуляторов. Но, как говорится, старый друг лучше новых двух. Относительные “старички” на рынке аккумуляторных батарей – ni mh аккумуляторы – имеют всё же ряд существенных преимуществ. И эти преимущества, невзирая на появление новых более совершенных устройств, позволяют им стабильно удерживать свою законную нишу на обширном аккумуляторном рынке.

ni mh аккумуляторы – самый используемый тип аккумуляторов, который применяется, например, для роботов-пылесосов. Почти 100% компаний, которые производят роботов-пылесосов снабжают их такими батареями.
Объясняется это тем, что производители стремятся максимально удешевить свои пылесосы, ведь конкуренты не дремлют, выиграет тот, кто предложит самую заманчивую цену. А эти аккумуляторы широкодоступны и, главное, относительно недороги.
Если эти аккумуляторы правильно обслуживать, то они будут даже долговечнее более продвинутых литиевых батарей.

Мы сегодня поговорим, в частности, об основных плюсах и минусах этих вторичных источников тока. А также упомянем принципиальные условия грамотной эксплуатации и хранения, которые позволят максимально продлить полноценную продуктивную жизнь Вашей nimh АКБ (аккумуляторной батареи). Кроме того, проанализируем, как по всем правилам заряжать ni mh аккумулятор.
Итак, давайте сначала разберемся с азами: аккумулятор ni mh что это такое?

Для начала разберемся, тип аккумулятора что это такое?
Аккумулятор ni mh (никель-металл-гидридный) – это аккумулятор, пришедший ещё в прошлом веке на смену кадмиевому аккумулятору, о котором можно почитать в статье.
Эволюция аккумуляторных поколений вовсе не означает полный и безоговорочный отказ от батарей предыдущего поколения.
Просто эксплуатация более ранних моделей со временем приобретает узкоспециализированный характер с учетом достоинств и заслуг предшественников.

Среди основных характеристик, которые отличают никельметаллогидридные аккумуляторные батареи, можно назвать емкость.

Тип аккумулятора никель-металл-гидридный применяется на данный момент, например, для детских игрушек и для моделей авто и самолетов.
Это происходит в том числе потому, что этот тип аккумулятора сравнительно недорогой относительно новейших литий-ионных Li‐ion, о которых можно почитать в статье Литий-ионный – аккумулятор нового поколения.
Также широко применяются элементы ni mh в современных электрокарах, в передовой аппаратах дл я исследования космоса, радиоаппаратуре, осветительных приборах и бытовой технике.

Процесс зарядки ni mh аккумуляторов

Как правильно заряжать ni mh аккумулятор?
Зарядка ni mh аккумуляторов требует грамотного подхода, ведь понимание и соблюдение правил поможет продлить срок службы.

Продвинутые зарядные устройства дают одновременно заряжать и аккумуляторы aa ni mh (так называемые пальчиковые), и аккумуляторы ni mh aaa (минипальчиковые или мизинчиковые). Это может быть и устройство для быстрого заряда аккумуляторных батарей.

Кроме того, следует особое внимание при зарядке уделить температуре окружающей среды, так как для процесса зарядки металлогидридных аккумуляторных батарей вредна как очень низкая, так и очень высокая температура.

Контроль заряда и разряда

Заряд ni mh аккумуляторов восстанавливается с помощью специальных высокотехнологичных зарядных устройств, которые работают на основе метода контроля заряда, а также они отслеживают время процесса заряда.

АКБ каким током заряжать ni mh аккумуляторы рекомендуют производители nimh аккумуляторов?
Производители рекомендуют придерживаться величины тока в интервале от 0,75С. Ток выше 1С устанавливать не рекомендуется, так как это теоретически приводит к срабатыванию аварийного клапана, аварийному сбросу давления и, как следствие, полной утрате батареи.
Эти зарядные устройства помогают поддерживать заряд аккумуляторов на достаточном уровне без потери их емкости.
Зарядка модельных силовых NiMH АКБ чаще всего проводится током от 3 до 5 ампер.
Важно помнить, перезаряд ni mh аккумулятора очень вреден.

Напряжение заряда ni mh аккумуляторов для достижения высокой энергетической емкости
ni mh аккумуляторы как заряжать без потери емкости – пожалуй, самый актуальный вопрос для создателей зарядных устройств.
Дельта пик для ni mh аккумуляторов по напряжению используется для контроля времени окончания зарядки. Зарядное устройство само отслеживает по отрицательной дельте, когда напряжение начинает падать, и своевременно профилактически отключается, чтобы не перегрелась батарея и не продуцировала больше теплоты, чем она способна выдержать. Такое падение означает, что батарея полностью заряжена и дальнейшая зарядка угрожает функциональности и даже целостности батареи.

Как восстановить, восстановление ni mh аккумуляторов

Вследствие особенностей этого типа владелец неизбежно столкнется с закономерным вопросом: как реанимировать ni mh аккумуляторы и как гарантированно добиться заявленного производителем срока службы от 3 до 5 сотен циклов?
Эффект памяти в этих вторичных источниках тока не так критичен, но он тоже наличествует и в результате существенно снижает срок качественной эксплуатации.
Ответственные бережливые владельцы часто спрашивают, до какого напряжения можно разряжать ni mh аккумулятор?
Для ликвидации эффекта памяти с помощью зарядного устройства рекомендуется разряд до 1В и после этого полностью его зарядить. И эту процедуру в норме нужно повторять не реже 1 раза в месяц.
Обратите внимание, что владельцам ni mh аккумуляторов настоятельно рекомендуется использовать зарядное устройство для nimh с функцией разрядки, так как разряжать батарею другими способами грозит слишком большой разрядкой и последующими проблемами с зарядкой.
Дело в том, что батарею с напряжением ниже 0,9В зарядное устройство с функцией анализа просто не увидит. При такой низкой величине напряжения оно сделает вывод, что аккумулятор в гнезде зарядки попросту отсутствует, и само отключится.
Выход из такой ситуации есть – например, подыскать более простое зарядное устройство без сложного анализа, но, конечно, лучше не создавать себе дополнительных проблем и изначально работать с аккумулятором правильно на всех этапах эксплуатации.
Разрядные характеристики NiMH батарей при разных токах разряда будут отличаться.

Итак, подведем итоги и ещё раз обратим внимание на простые правила, которые помогут увеличить длительность работы ni mh аккумуляторов:

  • В случае необходимости оставить ni mh аккумуляторы на сберегание длительностью более одного месяца, убедитесь, что заряд в них содержится на уровне тридцать – пятьдесят процентов от заявленной производителем ёмкости;
  • Никельметаллогидридные батареи достаточно негативно реагируют на перезарядку и нагрев. Такие нежелательные процессы отрицательно влияют на продолжительность их бесперебойной службы и на отдаче тока аккумуляторами. Важно также учитывать, что устройство зарядки для ni mh аккумуляторов в состоянии применяться для зарядки никель кадмиевых батарей. А вот уже зарядное устройство для ni cd батарей применить при зарядке ni mh не удастся.
  • Никель-металлогидридные батареи можно в тренировочном порядке полностью заряжать с последующей полной зарядкой, но делать этого на постоянной основе без необходимости не стоит. Продвинутое зарядное устройство соответствующего качества за несколько зарядных циклов даст батарее приобрести то значение ёмкости, что было потеряно при сбережении в складском помещении и перевозке. Необходимое и достаточное количество циклов для восстановления ёмкости может очень отличаться у разных изготовителей. Возможно, что Вашему аккумулятору будет достаточно пройти не более четырех прогонов, а может так случится, что не будет хватать и сотни;
  • Следует помнить, что после прекращения процесса заряда или разряда будет полезно отложить батарею с целью остывания. Важно, что зарядку в диапазоне ниже пяти и выше пятидесяти градусов осуществлять не нужно. Иначе время работы Вашего ni mh аккумулятора значительно уменьшится;
  • Категорически не следует разряжать ni mh батарею ниже критического значения напряжения 0,9В. В противной ситуации большинство бюджетных зарядных устройств элементарно не в состоянии будут активировать зарядку. Если все-таки Ваше устройство для зарядки не сможет идентифицировать такой чрезмерно разряженный элемент питания, возможно будет попробовать подсоединить батарейку к наружному источнику питания (с силой тока 90 тысяч 160 милиАмпер), подтянув напряжение выше значения 0,9В;
  • В процессе эксплуатации постоянно той же самой батареи элементов в режиме дозарядки следует разряжать источник питания до 0,9 В с последующим полным зарядом его в зарядном устройстве. Эту процедуру проделывают единожды на каждые десять циклов дозарядки Ваших ni mh батарей.

Среди прочих элементов питания часто используются аккумуляторы Ni Mh. Эти батареи отличаются высокими техническими характеристиками, которые позволяют максимально эффективно их использовать. Применяется такой тип АКБ практически повсеместно, ниже мы рассмотрим все особенности таких батарей, а также разберем нюансы эксплуатации и широко известных производителей.

Для начала стоит отметить, что никель-металлгидридный относится к вторичным источникам питания. Он не производит энергию, перед работой требуется подзарядка.

Состоит он из двух компонентов:

  • анод – гидрид никель-литий или никель-лантан;
  • катод – оксид никеля.

Также используется электролит для возбуждения системы. Оптимальным электролитом считается гидроксид калия. Это щелочной источник питания по современной классификации.

Этот тип батарей пришел на смену никель-кадмиевым АКБ. Разработчикам удалось минимизировать недостатки характерные для более ранних типов аккумуляторов. Первые промышленные образцы были поставлены на рынок в конце 80-х годов.

На данный момент удалось значительно повысить плотность запасаемой энергии в сравнении с первыми прототипами. Некоторые специалисты считают, что предел плотности еще не достигнут.

Принцип работы и устройство Ni Mh аккумулятора

Для начала стоит рассмотреть, как работает NiMh-батарея. Как уже упоминалось, состоит этот элемент питания из нескольких компонентов. Разберем их более подробно.

Анодом тут является водородо-абсорбирующий состав. Он способен принимать в себя большое количество водорода, в среднем количество поглощенного элемента может превышать объем электрода в 1000 раз. Для достижения полной стабилизации в сплав добавляют литий или лантан.

Катоды производятся из оксида никеля. Это позволяет получить качественный заряд между катодом и анодом. На практике могут применяться самые разные типы катодов по техническому исполнению:

  • ламельные;
  • металлокерамические;
  • металловойлочные;
  • прессованные;
  • пеноникель (пенополимер).

Наибольшей емкостью и сроком службы отличаются пенополимерные и металловойлочные катоды.

Проводником между ними является щелочь. Тут использован концентрированный гидроксид калия.

Конструкция батареи может отличатся в зависимости от целей и задач. Чаще всего, это свернутые рулоном анод и катод, между которых находится сепаратор. Также встречаются варианты, где пластины размещаются поочередное, переложенные сепаратором. Обязательным элементом конструкции является предохранительный клапан, он срабатывает при аварийном повышении давления внутри АКБ до 2-4 МПа.

Какие бывают Ni-Mh АКБ и их технические характеристики

Все Ni-Mh аккумуляторы — Rechargeable Battery (переводится, как аккумуляторная батарея). АКБ данного типа производятся разных видов и форм. Все они предназначаются для самых разных целей и задач.

Есть такие батареи, которые на данный момент почти не применяются, или используются ограниченно. К таким АКБ можно отнести тип «Крона» ее маркировали 6KR61, раньше они применялись повсеместно, сейчас встретить их можно только в старом оборудовании. Батареи типа 6KR61 имели напряжение 9v.

Мы же разберем основные типы батарей и их характеристики, которые применяются сейчас.

  • АА.Пальчиковые аккумуляторы. Емкость колеблется в пределах 1700-2900 мА/ч.
  • ААА.Мизинчиковые аккумуляторы. Иногда маркируются MN2400 или MX2400. Емкость – 800-1000 мА/ч.
  • С. Средние по размерам батареи. Имеют емкость в пределах 4500-6000 мА/ч.
  • D. Наиболее мощный тип батарей. Емкость от 9000 до 11500 мА/ч.

Все перечисленные батареи имеют напряжение 1,5v. Также есть некоторые модели с напряжением 1,2v. Максимальное напряжение 12v (за счет соединения 10 батареек 1,2v).

Плюсы и минусы Ni-Mh аккумулятора

Как уже упоминалось, этот тип АКБ пришел на смену более старым разновидностям. В отличие от аналогов, значительно снизили «эффект памяти». Также снизили количество используемых вредных для природы веществ в процессе создания.

Аккумуляторный блок из 8 батареек на 1,2v

К плюсам можно отнести следующие нюансы.

  • Хорошо работают при низких температурах. Особенно это важно для оборудования, эксплуатируемого на улице.
  • Сниженный «эффект памяти». Но, все же он присутствует.
  • Нетоксичные батареи.
  • Более высокая емкость в сравнении с аналогами.

Также у аккумуляторов этого типа имеются и недостатки.

  • Более высокая величина саморазряда.
  • Дороже в производстве.
  • Примерно через 250-300 циклов заряд/разряд емкость начинает снижаться.
  • Ограниченный срок эксплуатации.

Благодаря большой емкости использовать подобные батареи можно повсеместно. Будь-то шуруповерт, или сложный измерительный прибор, в любом случае подобный аккумулятор без проблем обеспечит его энергией в должном количестве.

В быту чаще всего такие батареи используются в портативных осветительных приборах и радиоаппаратуре. Тут они показывают хорошие показатели, сохраняя оптимальные потребительские свойства длительное время. Причем могут использоваться как одноразовые элементы, так и многоразовые, регулярно подзаряжаемые от внешних источников питания.

Еще одно применение – приборы. Благодаря достаточной емкости их можно применять в том числе в переносном медицинском оборудовании. Они хорошо работают в тонометрах и глюкометрах. Так как не возникает скачков напряжения, никакого влияния на результат измерения не оказывается.

Многие измерительные приборы в технике приходится применять на улице, в том числе и зимой. Тут металлгидридные батареи просто незаменимы. Благодаря малой реакции на отрицательные температуры, они могут использоваться в самых сложных условиях.

Правила эксплуатации

Нужно учитывать, что у новых батарей достаточно большое внутреннее сопротивление. Чтобы добиться некоторого снижения этого параметра следует в начале использования несколько раз «в ноль» разрядить АКБ. Для этого следует применять зарядные устройства с такой функцией.

Внимание! Это не относится к одноразовым элементам питания.

Часто можно услышать вопрос до скольких вольт можно разряжать Ni-Mh аккумулятор. На самом деле его можно разряжать практически до нулевых параметров, в этом случае напряжения будет недостаточно до поддержания работы подключенного прибора. Даже рекомендуется иногда дожидаться полного разряда. Это позволяет снизить «эффект памяти». Соответственно продлевается срок службы батареи.

В остальном эксплуатация элементов питания данного типа не отличается от аналогов.

Нужно ли раскачивать Ni-Mh аккумуляторы

Важным этапом эксплуатации является раскачка АКБ. Никель-металлгидридные батареи также требуют такой процедуры. Особенно это важно после длительного хранения, чтобы восстановить емкость и максимальное напряжение.

Для этого необходимо разряжать до нуля элемент питания. Обратите внимание, что требуется разряжать током. В итоге, вы должны получить минимальное напряжение. Так можно оживить АКБ, даже если с даты изготовления прошло достаточно много времени. Чем дольше лежала батарея, тем больше циклов раскачки требуется. Обычно, чтобы восстановить емкость и сопротивление требуется 2-5 цикла.

Как восстановить Ni Mh аккумулятор

Несмотря на все преимущества и особенности у таких элементов питания все же присутствует «эффект памяти». Если батарея стала терять показатели, значит следует ее восстановить.

Перед началом работы требуется проверить емкость батареи. Иногда оказывается, что практически невозможно добиться улучшения характеристик, в таком случае требуется просто заменить аккумулятор. Также проверяем батарею на предмет неисправности.

Непосредственно сама работа схожа с раскачкой. Но, тут добиваются не полного разряда, а просто снижения напряжения до уровня в 1v. Требуется сделать 2-3 цикла. Если за это время не удалось добиться оптимального результата, стоит признать батарейку негодной. При зарядке нужно выдерживать параметр Дельта Пик для конкретного АКБ.

Хранение и утилизация

Стоит хранить АКБ при температуре, приближенной к 0°C. Это оптимальное состояние. Также необходимо учитывать, что хранение должно происходить только в течение срока годности, эти данные указаны на упаковке, но у разных производителей расшифровка может отличаться.

Этот тип батареек перерабатывается. Рекомендуется не выбрасывать аккумуляторы, а сдавать их на переработку, так редкие элементы попадут на вторичную переработку.

Производители на которых стоит обратить внимание

Выпускают Ni-Mh аккумуляторы все производители элементов питания. В списке ниже можно увидеть наиболее известные компании предлагающие подобную продукцию.

Если смотреть на качество, у всех оно примерно одинаковое. Но, можно выделить батарейки Varta и Panasonic, у них соотношение цены и качества наиболее оптимальное. В остальном можно использовать любые из перечисленных аккумуляторов без всяких ограничений.

Зарядные устройства никель-металлгидридных батарей по устройству очень похожи на зарядные устройства никель-кадми­евых батарей, но имеют более «серьезную» электронную начин­ку. Начнем с того, что процесс окончания их полного заряда ха­рактеризуется очень малым падением напряжения на батарее, которое при токе заряда менее 0,5С и в результате роста темпе­ратуры батареи вообще незаметно. ΔV еще меньше, если элемен­ты батареи не согласованы или идет процесс ее старения.

ΔV-заряд никель-металлгидридных батарей завершается при отрицательном перепаде напряжения на элементах батарее в кон­це заряда 16 мВ или менее. Увеличение чувствительности узла мо­ниторинга ΔV неэффективно, поскольку флуктуации напряже-

Никель-кадмиевые и никель-металлгидридные батареи

Никель-кадмиевые и никель-металлгидридные батареи

ния, помехи и шумы могут привести к ложным срабатываниям системы. Поэтому в скоростных зарядных устройствах ни­кель-металлгидридных батарей применяют комбинированные методы заряда: ΔV-заряд, ΔТ-заряд, а также используют устройст­ва отключения батареи при достижении порогового значения температуры (метод температурной отсечки) и отключения по сигналу таймера. Отключение батареи в процессе заряда происхо­дит по первому сигналу от любого из перечисленных устройств.

Методы ΔV-заряда или температурной отсечки обеспечивают более высокую эффективность заряда, чем менее агрессивные методы. Однако при этом срок службы батарей снижается при­мерно с 350. 400 циклов заряд/разряд до 300 циклов.

Метод ΔТ-заряда никель-металлгидридных батарей подобен такому же методу заряда никель-кадмиевых батарей. Их отклю­чение происходит в том случае, если скорость роста температуры достигнет 1 °С/мин. При этом абсолютный порог срабатывания защиты от перегрева составляет 60 °С. После окончания заряда осуществляется подзарядка током 0,1 С в течение 30 мин для обеспечения максимальной емкости батареи, а затем начинается процесс струйной подзарядки.

Временной график скоростного заряда характеризуется тем, что заряд начинается током 1С, и при достижении пиковых зна­чений напряжения батарея для охлаждения отключается на не­сколько минут, после чего заряд происходит при меньшем зна­чении тока. Таким образом, заряд происходит несколькими сту­пенями при ступенчатом снижении его тока.

Такой метод заряда, известный еще под названием «диффе­ренциально-шаговый заряд», хорошо подходит для заряда как никель-металлгидридных, так и никель-кадмиевых аккумулятор­ных батарей. В ходе его ток заряда изменяется в соответствии со степенью заряда батареи (State of Charge или SoC) и в начале за­ряда имеет большое значение, которое постепенно снижается до умеренных величин. Это позволяет предупредить перегрев бата­реи в конце цикла заряда, когда ее способность запасать энер­гию резко снижается.

Для никель-металлгидридных батарей наиболее предпочти­тельны методы быстрого заряда, а наименее — нормальный (медленный) заряд. Особенно критичен для них выбор тока струйной подзарядки. Поскольку они плохо поглощают энергию перезаряда, ток струйной подзарядки должен быть существенно

меньше, чем для никель-кадмиевых батарей. Для никель-метал­лгидридных батарей рекомендуется ток струйной подзарядки не более 0,05С. По этой причине зарядные устройства, предназна­ченные для зарядки никель-кадмиевых батарей непригодны для зарядки никель-металлгидридных, но зарядные устройства ни­кель-металлгидридных батарей можно с успехом применять для зарядки никель-кадмиевых.

Медленный заряд никель-металлгидридных батарей трудно осуществим или вообще невозможен. При токе заряда 0,1. 0,ЗС определить конец заряда по скорости нарастания температуры батареи или перепаду напряжения на ней становится невозмож­ным. Поэтому, если устройства медленного заряда и применяют, то единственный способ завершения цикла заряда — отключе­ние по сигналу таймера. Назвать такой метод хорошим нельзя: перезаряд может привести к губительным для батареи последст­виям, особенно, если она установлена на зарядку в частично разряженном или в заряженном состоянии. То же самое может иметь место, если, например, заряжать батарею, утратившую свою емкость на 50 % из-за старения: при заряде в течение фик­сированного промежутка времени он должен быть рассчитан так, чтобы батарея могла получить 100 % необходимой энергии. А если она способна из этих 100 % взять только 50 %, значит, остальная энергия выделится в виде тепла (читай: произойдет перегрев батареи со всеми вытекающими последствиями).

Некоторые дешевые зарядные устройства не могут обеспе­чить полного заряда батареи, т. к. они определяют момент конца заряда по пиковому напряжению на ней или по достижении ею пороговой температуры. Часто такие зарядные устройства рекла­мируют, подчеркивая их низкую цену и возможность быстро за­рядить батарею. Но «не все то золото, что блестит».

Обобщим особенности процесса заряда никель-металлгид­ридных аккумуляторных батарей. Ток заряда для них должен быть не менее 0,5С, но не более 1С. Если ток заряда выбрать бо­льше величины 1С, то в результате повышенного выделения га­зов произойдет принудительная вентиляция ее корпуса: под дав­лением откроется предохранительный клапан и, возможно, утеч­ка электролита, что приведет к снижению емкости и срока службы батареи.

Если начать заряд полностью разряженной батареи током скоростного заряда (0,5. 1С), то в течение цикла заряда ее ем-

Никель-кадмиевые и никель-металлгидридные батареи

Никелъ-кадмиевые и никель-металлгидридные батареи

кость полностью восстановить не удастся. Поэтому началу ско­ростного заряда должен предшествовать инициирующий струй­ный заряд током 0,2. 0,ЗС. Как правило, его время составляет до 10 мин. После того как напряжение на ее элементах достигнет значения 0,8 В, можно начинать заряд током 0,5. 1С. Обычно этот процесс в зарядных устройствах автоматизирован.

Для прекращения заряда по отрицательному ΔV перепаду на­пряжения его величина должна составлять не менее 5. 10 мВ на элемент батареи. Для прекращения заряда по увеличению скоро­сти нарастания температуры батареи ее значение должно состав­лять в среднем 1. 2 °С/мин.

Для увеличения срока службы батарей их температура не должна превышать:

55 °С для аккумуляторов типоразмеров А, АА и D;

50 °С для аккумуляторов типоразмеров QA, ААА и призма­ тических;

60 °С для аккумуляторов L-A, L-fatA, SC.

Данные с характеристиками аккумуляторов различных типо­размеров, выпускаемых основными производителями — компа­ниями GP и Panasonic, — представлены в приложениях.

В качестве альтернативы струйному заряду можно использо­вать подзарядку никель-металлгидридных батарей импульсами тока. Этот метод наилучшим образом подходит для батарей, ис­пользуемых в источниках бесперебойного питания. При этом за­ряд происходит импульсами тока величиной 0,1 С с паузой меж­ду ними. Длительность паузы определяется временем саморазря­да. В качестве контрольной величины выступает значение напряжения на элементе: как только оно в результате саморазря­да снизится до 1,3 В, следует очередной импульс тока заряда. Время заряда при использовании этого метода составляет 16 ч, и он прекращается по таймеру.

Вся правда о никель-кадмиевых аккумуляторах

Мы участвуем в программе Amazon Services LLC Associates, партнерской рекламной программе, разработанной для того, чтобы мы могли получать вознаграждение за счет ссылок на Amazon.com и связанные с ней сайты.

[nextpage title = «Введение»]

Никель-кадмиевый (NiCd) — это хорошо известная технология перезаряжаемых аккумуляторов, используемая в нескольких электронных устройствах, таких как портативные компьютеры, сотовые телефоны, беспроводные телефоны, старые материнские платы и т. Д.Он также очень хорошо известен своим (не) известным «эффектом памяти», который заставляет батареи такого типа терять заряд быстрее, когда они старые, чем когда они были совершенно новыми. В этой статье мы более подробно объясним, как работают никель-кадмиевые батареи, что и почему возникает «эффект памяти» и как его предотвратить.

Как следует из названия, никель-кадмиевые батареи состоят из двух химических элементов: никеля в форме гидроксида никеля и кадмия. Третий элемент, используемый в качестве электролита, обычно раствор гидроксида калия (КОН).Кадмий — большой злодей. Во-первых, это элемент, стоящий за «эффектом памяти», а во-вторых, это тяжелый металл и, следовательно, очень токсичный.

Вот почему в новых технологиях аккумуляторных батарей больше не используется кадмий (например, никель-металлогидридные [NiMH], литий-ионные [Li-ion] и литий-ионные полимерные [Li-Pol]). В портативных компьютерах, сотовых телефонах, беспроводных телефонах и материнских платах, имеющихся сегодня на рынке, больше не используются никель-кадмиевые батареи, и у вас не будет никаких проблем или «эффекта памяти», если в вашем электронном гаджете будет использоваться батарея, отличная от технологии NiCd.Просто чтобы убедиться, если вы посмотрите на свою батарею, вы найдете наклейку, показывающую, какую технологию батареи она использует. Если это не NiCd, у вас не будет проблемы с «эффектом памяти».

Что это вообще за «эффект памяти»?

«Эффект памяти» — это когда аккумулятор «думает», что он полностью заряжен, но это не так. Итак, предположим, что он заряжен на 70%, но он «думает», что он заряжен на 100%. В этом случае при установке на зарядное устройство он перестанет заряжаться, так как считает, что он уже полностью заряжен.Когда вы начнете использовать свой гаджет, он прослужит меньше, так как он заряжен только на 70% — и, следовательно, предполагается, что старые никель-кадмиевые батареи служат меньше, чем новые. Что верно, но это способы предотвратить возникновение «эффекта памяти».

[nextpage title = «Почему возникает эффект памяти и как его предотвратить?»]

С технической точки зрения, это происходит за счет образования кристаллов кадмия внутри батареи. Эти кристаллы трудно растворяются и ответственны за «эффект памяти».Таким образом, уловка, позволяющая избежать «эффекта памяти», состоит в том, чтобы избежать образования этих кристаллов внутри батареи.

Обычно это достигается путем подзарядки батареи только тогда, когда она разряжена, а не когда она частично разряжена. Кроме того, высокие температуры способствуют образованию кристаллов.

Однако это создает другую проблему: NiCd нельзя полностью разрядить, иначе они будут повреждены. Полностью разряженная батарея обычно имеет напряжение ниже 1 В на элемент (никель-кадмиевые батареи обычно формируются путем объединения нескольких элементов в одну группу.2 В ячейки; типичные никель-кадмиевые батареи — это блоки 3,6 В с использованием трех ячеек 1,2 В).

Таким образом, «трюк», который многие люди рекомендуют для устранения «эффекта памяти» путем полной разрядки никель-кадмиевых аккумуляторов путем их короткого замыкания (или любой другой вид «быстрой разрядки»), на самом деле наносит аккумуляторам больше вреда, чем пользы, даже если несколько человек утверждают, что таким образом они могут восстановить никель-кадмиевые батареи с «эффектом памяти». Суть в том, что подобный трюк не растворяет кристаллы кадмия, ответственные за проблему «эффекта памяти».Правильный способ разрядить никель-кадмиевые батареи и предотвратить «эффект памяти» — это разрядить их, используя их в обычном режиме на вашем гаджете, пока ваш гаджет не пожалуется, что батареи разряжаются.

Еще одна вещь, которую некоторые люди заявляют, — это восстановление NiCd аккумуляторов путем их «разрядки», то есть выполнения их быстрой сильноточной зарядки. Об этом мы поговорим на следующей странице.

Наблюдать за текущим состоянием заряда никель-кадмиевых аккумуляторов очень сложно, потому что у никель-кадмиевых аккумуляторов нет линейной кривой разряда.Напряжение на никель-кадмиевых элементах остается на уровне 1,2 В, пока батарея не «разрядится». Таким образом, даже если аккумулятор заряжен только на 30%, он будет продолжать обеспечивать, например, 1,2 В на своем выходе.

Давайте объясним это лучше. Обычные неперезаряжаемые 1,5 В представляют собой линейную рампу разряда, поэтому, когда он имеет 50% заряда, он будет обеспечивать на своем выходе только 0,75 В. Таким образом, вы можете легко отслеживать текущее состояние заряда обычного аккумулятора, достаточно измерить его вольтметром.

Итак, когда NiCd частично заряжен, когда нельзя сказать, действительно ли он частично заряжен или полностью заряжен, потому что в обоих сценариях батарея будет обеспечивать 1,2 В на своем выходе.

Никель-кадмиевые батареи «разряжаются» всякий раз, когда на их выходе присутствует напряжение 1 В. Проблема, как мы уже говорили ранее, в том, что если вы продолжите использовать батарею ниже этого значения, вы ее повредите. Именно тогда ваш беспроводной телефон начинает издавать звуковой сигнал, сообщая, например, о том, что его аккумулятор разряжен.Пора сразу же его перезарядить.

Таким образом, правильный способ перезарядить никель-кадмиевый аккумулятор — полностью зарядить его, использовать и подождать, пока он достигнет уровня 1 В на элемент, и только затем перезарядить. Это также известно как «полный цикл перезарядки». Никель-кадмиевые батареи могут выдержать только 500 полных циклов перезарядки. После этого с аккумулятором начинают возникать проблемы.

Как мы уже упоминали, обычно электронные устройства сообщают вам, когда батарея достигает этого состояния: это точный момент, когда ваш гаджет начинает жаловаться на низкий заряд батареи.

В некоторых старых портативных компьютерах, в которых использовались никель-кадмиевые аккумуляторные батареи, использовался трюк, позволяющий пользователю узнать, сколько заряда осталось в аккумуляторе. Производитель знал, сколько времени проработает компьютер с полностью заряженной батареей. Итак, в ту минуту, когда вы отключили свой ноутбук от сети, он начал измерять время, в течение которого он работал от батарей, и рассчитал, сколько заряда осталось. Таким образом, он на самом деле не измерял состояние батареи (потому что, как мы уже говорили, почти невозможно узнать состояние заряда NiCd), а вместо этого показывал «предположение».

Еще одна большая проблема с никель-кадмиевыми батареями заключается в том, что они теряют заряд, когда они не используются, со скоростью 1% в день. Это означает, что неиспользуемая никель-кадмиевая батарея будет терять заряд со скоростью 30% в месяц. Через три с половиной месяца он полностью исчезнет, ​​что может необратимо повредить его — как мы уже говорили, никель-кадмиевые батареи не могут быть полностью разряжены.

[nextpage title = ”Dead Batteries”]

Некоторые люди заявляют, что восстанавливают разряженные никель-кадмиевые батареи — т. Е. Батареи, показывающие 0 В на вольтметре, и которые не восстанавливаются путем подключения их к зарядному устройству — путем выполнения сильноточной быстрой зарядки, процесса, известного как «разрядка», и их положить их обратно в зарядное устройство для регулярной зарядки.

Фактически, это сработает, если в батарее есть внутреннее короткое замыкание, вызванное небольшим дендритом, который представляет собой небольшой кусок материала, соединяющий два полюса батареи изнутри. Что делает этот дендрит, так это сжигает этот дендрит, как если бы это был предохранитель, решая проблему короткого замыкания.

Но проблема может вернуться, потому что могут образоваться не только другие дендриты, но и испарившийся материал теперь находится внутри батареи, который может действовать как резистор, заставляя батарею удерживать меньше заряда, чем когда она была хорошей.

Однако отключение аккумулятора, если проблема не во внутреннем коротком замыкании, может привести к еще большему повреждению аккумулятора. Как мы уже упоминали, если вы позволите своей никель-кадмиевой батарее полностью разрядиться, она может быть повреждена — то есть полностью разряжена навсегда — и проблема здесь не будет в каких-либо дендритах внутри, создающих внутреннее короткое замыкание.

Имейте в виду, что этот метод не имеет ничего общего с «эффектом памяти». Некоторые люди могут утверждать, что таким образом они решили «эффект памяти» батареи, но на самом деле проблема с батареей была другой (внутреннее короткое замыкание).

[nextpage title = ”Сводка”]

  • Чтобы избежать «эффекта памяти», вы должны выполнить «полный цикл перезарядки», то есть использовать гаджет без зарядного устройства до тех пор, пока он не разрядится в рабочем состоянии (т.е. когда ваш беспроводной телефон начнет пищать), и только затем перезарядите его.
  • Никель-кадмиевые батареи
  • выдерживают около 500 полных циклов перезарядки.
  • Никель-кадмиевые батареи
  • не могут быть полностью разряжены (напряжение ниже 1 В на элемент). Это повредит аккумулятор.
  • Не замыкайте накоротко никель-кадмиевые батареи и не выполняйте никаких других действий по «быстрой разрядке».Это повреждает батарею (хотя некоторые люди утверждают, что таким образом они могут восстановить никель-кадмиевые батареи с «эффектом памяти»). Суть в том, что подобный трюк не растворяет кристаллы кадмия, ответственные за проблему «эффекта памяти».
  • «Замедление» никель-кадмиевой батареи (сильноточная быстрая зарядка) может решить некоторые проблемы с разряженной батареей, однако этот метод не имеет отношения к решению проблемы «эффекта памяти».
  • Когда никель-кадмиевые батареи не используются, они теряют 1% заряда в день.Через три с половиной месяца аккумулятор полностью разряжается, что приводит к повреждению аккумулятора.
  • Не подвергайте никель-кадмиевые батареи воздействию высоких температур.
  • Батареи не на основе кадмия не подвержены «эффекту памяти».
  • Никель-кадмиевый аккумулятор

Обзор Ni-Cd | Технический справочник и онлайн-инструменты

Связанные ресурсы: аккумулятор

Никель-кадмиевый аккумулятор

Ni-Cd Обзор

Приложения :

Герметичные никель-кадмиевые элементы можно использовать по отдельности или собрать в аккумуляторные блоки, содержащие два или более элемента.Маленькие элементы используются для портативной электроники и игрушек, часто используются элементы того же размера, что и первичные элементы. Когда Ni-Cd батареи заменяются первичными элементами, более низкое напряжение на клеммах и меньшая емкость в ампер-часах могут снизить производительность по сравнению с первичными элементами. Миниатюрные кнопочные элементы иногда используются в фотоаппаратуре, переносных лампах (фонариках или фонариках), резервных компьютерах с памятью, игрушках и новинках.

Аккумуляторы

Specialty Ni-Cd используются в беспроводных и беспроводных телефонах, аварийном освещении и других устройствах.Обладая относительно низким внутренним сопротивлением, они могут обеспечивать высокие импульсные токи. Это делает их подходящим выбором для электрических моделей самолетов, лодок и автомобилей с дистанционным управлением, а также для беспроводных электроинструментов и вспышек для фотоаппаратов. Залитые элементы большего размера используются для пусковых батарей самолетов, электромобилей и резервного источника питания.

Напряжение :

Ячейки Ni-Cd

имеют номинальный потенциал 1,2 В (В). Это ниже, чем 1.5 В щелочных и угольно-цинковых первичных элементов, поэтому они не подходят для замены во всех случаях. Однако 1,5 В первичного щелочного элемента относятся к его начальному, а не среднему напряжению. В отличие от щелочных и углеродно-цинковых первичных элементов, напряжение на клеммах никель-кадмиевых элементов лишь незначительно изменяется при разряде. Поскольку многие электронные устройства предназначены для работы с первичными элементами, которые могут разряжаться до 0,90–1,0 В на элемент, относительно стабильного 1,2 В для Ni-Cd элемента достаточно для обеспечения работы.Некоторые сочтут почти постоянное напряжение недостатком, поскольку это затрудняет обнаружение низкого заряда батареи.

Никель-кадмиевые батареи, используемые для замены батарей 9 В, обычно имеют только шесть ячеек для напряжения на клеммах 7,2 вольт. В то время как большинство карманных радиостанций будут удовлетворительно работать при этом напряжении, некоторые производители, такие как Varta, сделали батареи на 8,4 В с семью элементами для более важных приложений.

Никель-кадмиевые батареи 12 В состоят из 10 последовательно соединенных ячеек.

Сравнение с другими батареями :

В последнее время никель-металлогидридные и литий-ионные батареи стали коммерчески доступными и более дешевыми, причем первый тип сейчас конкурирует по стоимости с никель-кадмиевыми батареями. Там, где важна плотность энергии, никель-кадмиевые батареи сейчас находятся в невыгодном положении по сравнению с никель-металлогидридными и литий-ионными батареями. Однако никель-кадмиевые батареи по-прежнему очень полезны в приложениях, требующих очень высокой скорости разряда, поскольку они могут выдерживать такой разряд без повреждения или потери емкости.

Преимущества :

По сравнению с другими видами аккумуляторных батарей, никель-кадмиевые батареи имеют ряд явных преимуществ:

  • Батареи повредить сложнее, чем другие батареи, так как они длительное время выдерживают глубокую разрядку. Фактически, никель-кадмиевые батареи при длительном хранении обычно хранятся полностью разряженными. Это контрастирует, например, с литий-ионными батареями, которые менее стабильны и будут безвозвратно повреждены, если разрядятся ниже минимального напряжения.

  • Никель-кадмиевые батареи

    обычно служат дольше с точки зрения количества циклов заряда / разряда, чем другие аккумуляторные батареи, такие как свинцово-кислотные батареи.

  • По сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами, никель-кадмиевые аккумуляторы имеют гораздо более высокую плотность энергии. Никель-кадмиевые батареи меньше и легче сопоставимых свинцово-кислотных аккумуляторов. В случаях, когда важны размер и вес (например, самолет), никель-кадмиевые батареи предпочтительнее более дешевых свинцово-кислотных аккумуляторов.

  • В потребительских приложениях никель-кадмиевые батареи напрямую конкурируют с щелочными батареями. Никель-кадмиевый элемент имеет меньшую емкость, чем эквивалентный щелочной элемент, и стоит дороже. Однако, поскольку химическая реакция щелочной батареи необратима, многоразовая никель-кадмиевая батарея имеет значительно более длительный общий срок службы. Были попытки создать перезаряжаемые щелочные батареи или специализированные зарядные устройства для зарядки одноразовых щелочных батарей, но ни одна из них не нашла широкого применения.

  • Напряжение на клеммах никель-кадмиевой батареи снижается медленнее по мере ее разряда по сравнению с угольно-цинковыми батареями. Поскольку напряжение щелочной батареи значительно падает при падении заряда, большинство потребительских приложений хорошо оснащены для работы с немного более низким напряжением никель-кадмиевых элементов без заметной потери производительности.

  • Емкость никель-кадмиевой батареи не сильно зависит от очень высоких разрядных токов.Даже при скорости разряда до 50 ° C никель-кадмиевые батареи обеспечивают почти свою номинальную емкость. Напротив, свинцово-кислотная батарея обеспечивает только половину своей номинальной емкости при разряде при относительно скромных 1,5 ° C.

  • Никель-металлогидридные (NiMH) батареи являются новейшим и наиболее похожим конкурентом никель-кадмиевых батарей. По сравнению с никель-кадмиевыми батареями, никель-металлгидридные батареи имеют большую емкость, менее токсичны и теперь более рентабельны.Однако у никель-кадмиевых аккумуляторов более низкая скорость саморазряда (например, 20% в месяц для никель-кадмиевых аккумуляторов по сравнению с 30% в месяц для традиционных никель-металлгидридных аккумуляторов при идентичных условиях), хотя никель-металлогидридные аккумуляторы с низким уровнем саморазряда. теперь доступны, которые имеют значительно более низкий саморазряд, чем у никель-кадмиевых или традиционных никель-металлгидридных аккумуляторов. Это приводит к предпочтению никель-кадмиевых аккумуляторов перед никель-металлгидридными батареями в приложениях, где ток, потребляемый батареей, ниже, чем собственная скорость саморазряда батареи (например, телевизионные пульты дистанционного управления).В обоих типах элементов скорость саморазряда максимальна для состояния полного заряда и несколько снижается для состояний с более низким зарядом. Наконец, Ni-Cd аккумулятор аналогичного размера имеет немного меньшее внутреннее сопротивление и, следовательно, может обеспечить более высокую максимальную скорость разряда (что может быть важно для таких приложений, как электроинструменты).

Недостатки :

  • Основным недостатком никель-кадмиевых аккумуляторов является их более высокая стоимость и использование кадмия.Этот тяжелый металл представляет опасность для окружающей среды и очень токсичен для всех высших форм жизни. Они также более дорогие, чем свинцово-кислотные батареи, потому что никель и кадмий стоят дороже.

  • Одним из самых больших недостатков является то, что батарея имеет очень заметный отрицательный температурный коэффициент. Это означает, что с повышением температуры ячейки внутреннее сопротивление падает. Это может создавать значительные проблемы с зарядкой, особенно с относительно простыми системами зарядки, используемыми для свинцово-кислотных аккумуляторов.В то время как свинцово-кислотные батареи можно заряжать, просто подключив к ним динамо-машину, с помощью простой системы электромагнитного отключения на случай, когда динамо-машина неподвижна или возникает перегрузка по току, никель-кадмиевые батареи при аналогичной схеме зарядки будут демонстрировать термическое воздействие. при разгоне, при котором зарядный ток будет продолжать расти до тех пор, пока не сработает отключение от сверхтока или пока батарея не разрушится. Это главный фактор, препятствующий его использованию в качестве аккумуляторных батарей для запуска двигателя. Сегодня с системами зарядки на основе генератора с твердотельными регуляторами создание подходящей системы зарядки было бы относительно простым, но производители автомобилей не хотят отказываться от проверенных технологий.

Наличие :

Никель-кадмиевые элементы

доступны в тех же размерах, что и щелочные батареи, от AAA до D, а также в нескольких типоразмерах многоэлементных элементов, включая эквивалент 9-вольтовой батареи. Полностью заряженный одиночный никель-кадмиевый элемент без нагрузки имеет разность потенциалов от 1,25 до 1,35 вольт, которая остается относительно постоянной при разрядке аккумулятора. Поскольку щелочная батарея почти полностью разряжена, ее напряжение может упасть до нуля.9 В, никель-кадмиевые и щелочные элементы, как правило, взаимозаменяемы для большинства приложений.

Помимо одиночных элементов, существуют батареи, содержащие до 300 элементов (номинально 360 вольт, фактическое напряжение без нагрузки от 380 до 420 вольт). Такое количество ячеек в основном используется в автомобильной промышленности и в тяжелых промышленных условиях. Для портативных приложений количество ячеек обычно ниже 18 ячеек (24 В). Промышленные залитые аккумуляторные батареи доступны с емкостью от 12.5Ah до нескольких сотен Ah.

Зарядка :

Ni-Cd аккумуляторы можно заряжать с различной скоростью, в зависимости от того, как был изготовлен элемент. Скорость заряда измеряется на основе процента емкости в ампер-часах, которую аккумулятор получает в виде постоянного тока в течение всего времени заряда. Независимо от скорости зарядки, аккумулятор должен получать больше энергии, чем его фактическая емкость, чтобы учесть потери энергии во время зарядки, при этом более быстрые заряды более эффективны.Например, заряд «за ночь» может состоять из подачи тока, равного одной десятой номинальной емкости в ампер-часах (C / 10), в течение 14–16 часов; то есть, аккумулятор емкостью 100 мАч потребляет 10 мА в течение 14 часов, всего 140 мАч для зарядки с такой скоростью. При быстрой зарядке, выполненной при 100% номинальной емкости аккумулятора за 1 час (1С), аккумулятор удерживает примерно 80% заряда, поэтому для зарядки аккумулятора 100 мАч требуется 120 мАч (то есть примерно 1 час пятнадцать минут). Некоторые специализированные батареи можно зарядить всего за 10-15 минут при скорости заряда 4C или 6C, но это очень редко.Это также экспоненциально увеличивает риск перегрева и вентиляции элементов из-за состояния внутреннего избыточного давления: скорость повышения температуры элемента определяется его внутренним сопротивлением и квадратом скорости зарядки. При скорости 4 ° C количество тепла, выделяемого в ячейке, в шестнадцать раз больше, чем при скорости 1 ° C. Обратной стороной более быстрой зарядки является более высокий риск перезарядки, которая может повредить аккумулятор, а также повышенные температуры, которые должен выдерживать элемент (что потенциально сокращает срок его службы).

Безопасный диапазон температур при использовании составляет от –20 ° C до 45 ° C. Во время зарядки температура аккумулятора обычно остается низкой, около 0 ° C (реакция зарядки поглощает тепло), но по мере того, как аккумулятор почти полностью заряжен, температура повышается до 45 ° 50 ° C. Некоторые зарядные устройства обнаруживают это повышение температуры, чтобы отключить зарядку и предотвратить чрезмерную зарядку.

Когда никель-кадмиевый аккумулятор не находится под нагрузкой или зарядом, он саморазряжается примерно на 10% в месяц при 20 ° C и до 20% в месяц при более высоких температурах.Можно выполнять непрерывный заряд при уровнях тока, достаточно высоких, чтобы компенсировать эту скорость разряда; чтобы аккумулятор был полностью заряжен. Однако, если аккумулятор будет храниться неиспользованным в течение длительного периода времени, его следует разрядить максимум до 40% емкости (некоторые производители рекомендуют полностью разрядить и даже замкнуть накоротко после полной разрядки) и хранить в прохладная, сухая среда.

Способ зарядки :

Никель-кадмиевый аккумулятор требует зарядного устройства с немного другим напряжением, чем для свинцово-кислотного аккумулятора, особенно если аккумулятор имеет 11 или 12 ячеек.Также необходим метод прекращения зарядки, если используется быстрое зарядное устройство. Часто аккумуляторные блоки имеют внутри термовыключатель, который возвращается к зарядному устройству, сообщая ему о прекращении зарядки после того, как аккумулятор нагревается, и / или цепь измерения пикового напряжения. При комнатной температуре при нормальных условиях зарядки напряжение элемента увеличивается с начального 1,2 В до конечной точки около 1,45 В. Скорость нарастания заметно увеличивается по мере того, как элемент приближается к полной зарядке. Конечное напряжение немного уменьшается с повышением температуры.

Изменено с ресурса, предоставленного Википедией.

© Copyright 2000-2021, Engineers Edge, LLC www.engineersedge.com
Все права защищены
Отказ от ответственности | Обратная связь | Реклама | Контакты

Аккумуляторы для самолетов | Авиационные системы

Аккумуляторы самолетов используются для многих функций (например, для заземления, аварийного питания, повышения стабильности шины постоянного тока и устранения неисправностей).В большинстве небольших частных самолетов используются свинцово-кислотные батареи. В большинстве коммерческих и корпоративных самолетов используются никель-кадмиевые (NiCd) батареи. Однако становятся доступными и другие типы свинцово-кислотных батарей, такие как свинцово-кислотные батареи с регулируемым клапаном (VRLA). Аккумулятор, который лучше всего подходит для конкретного применения, зависит от относительной важности нескольких характеристик, таких как вес, стоимость, объем, обслуживание или срок годности, скорость разряда, обслуживание и скорость зарядки. Любое изменение типа батареи может рассматриваться как серьезное изменение.

Тип батарей

Авиационные батареи обычно идентифицируются по материалу, из которого изготовлены пластины. Два наиболее распространенных типа используемых батарей — это свинцово-кислотные и никель-кадмиевые батареи.

Свинцово-кислотные батареи
Свинцово-кислотные батареи с сухим зарядом

Свинцово-кислотные батареи с сухим зарядом, также известные как залитые или влажные батареи, собираются с электродами (пластинами), которые были полностью заряжены и высушены . Электролит добавляется в батарею, когда она вводится в эксплуатацию, а срок службы батареи начинается, когда добавляется электролит.Аккумуляторная батарея самолета состоит из 6 или 12 последовательно соединенных свинцово-кислотных элементов. Напряжение холостого хода 6-элементной батареи составляет примерно 12 вольт, а напряжение холостого хода 12-элементной батареи составляет примерно 24 вольт. Напряжение холостого хода — это напряжение аккумулятора, когда он не подключен к нагрузке. Когда заливные (вентилируемые) батареи заряжаются, кислород, образующийся на положительных пластинах, выходит из элемента. Одновременно с этим на отрицательных пластинах из воды вырабатывается водород, который уходит из ячейки.Общий результат — газовыделение клеток и потеря воды. Поэтому затопленные ячейки требуют периодического пополнения воды. [Рис. 1]

Рис. 1. Установка свинцово-кислотных аккумуляторов

Свинцово-кислотные аккумуляторы с клапанным регулированием (VRLA) Аккумуляторы VRLA содержат весь электролит, абсорбированный в сепараторах из стекломата без свободный электролит и иногда их называют герметичными батареями. [Рис. 2] Электрохимические реакции для батарей VRLA такие же, как и для заливных батарей, за исключением механизма рекомбинации газа, который преобладает в батареях VRLA.Эти типы аккумуляторов используются в авиации общего назначения и в самолетах с газотурбинным двигателем и иногда разрешены для замены никель-кадмиевых аккумуляторов.

Рис. 2. Свинцово-кислотная батарея с клапаном (герметичная)

Когда батареи VRLA заряжены, кислород химически соединяется со свинцом на отрицательных пластинах присутствие h3SO4 с образованием сульфата свинца и воды. Эта рекомбинация кислорода подавляет образование водорода на отрицательных пластинах.В целом во время зарядки потери воды отсутствуют. Очень небольшое количество воды может быть потеряно в результате реакций саморазряда; однако такие потери настолько малы, что не предусматривается пополнение запасов воды. Элементы батареи имеют предохранительный клапан сброса давления, который может выпустить воздух, если батарея чрезмерно заряжена.


Никель-кадмиевые батареи

Никель-кадмиевые батареи состоят из металлической коробки, обычно из нержавеющей стали, стали с пластиковым покрытием, окрашенной стали или титана, содержащей несколько отдельных элементов.[Рисунок 3] Эти элементы соединены последовательно для получения 12 или 24 вольт. Ячейки соединены никель-медными перемычками с высокой проводимостью. Внутри батарейного отсека элементы удерживаются на месте перегородками, вкладышами, прокладками и крышкой в ​​сборе. Аккумулятор имеет систему вентиляции, позволяющую улетучиваться газам, образующимся при перезарядке, и обеспечивать охлаждение во время нормальной работы.

Рис. 3. Установка никель-кадмиевой батареи

Никель-кадмиевые элементы, установленные в авиационной батарее, типичны для вентилируемых элементов.Вентилируемые элементы имеют выпускной клапан или клапан сброса низкого давления, который выпускает любой образующийся газообразный кислород и водород при чрезмерной загрузке или быстром выпуске. Это также означает, что аккумулятор обычно не повреждается из-за чрезмерного заряда, разряда или даже отрицательного заряда. Элементы являются перезаряжаемыми и выдают напряжение 1,2 вольт во время разряда.

Самолеты, оснащенные никель-кадмиевыми батареями, обычно имеют систему защиты от неисправностей, которая контролирует состояние батареи.Зарядное устройство для аккумулятора — это устройство, которое контролирует состояние аккумулятора и отслеживает следующие условия.

  1. Состояние перегрева
  2. Состояние низкой температуры (ниже –40 ° F)
  3. Дисбаланс элементов
  4. Обрыв цепи
  5. Короткое замыкание

Если зарядное устройство обнаруживает неисправность, оно отключается и отправляет сигнал неисправности на Система управления электрической нагрузкой (ELMS).

Никель-кадмиевые батареи способны работать с номинальной емкостью, когда температура окружающей среды батареи находится в диапазоне приблизительно 60–90 ° F.Повышение или понижение температуры из этого диапазона приводит к снижению емкости. Никель-кадмиевые батареи имеют систему вентиляции для контроля температуры батареи. Сочетание высокой температуры аккумулятора (более 160 ° F) и перезарядки может привести к состоянию, называемому тепловым разгоном. [Рис. 4] Для обеспечения безопасной работы необходимо постоянно контролировать температуру аккумулятора. Температурный разгон может привести к химическому возгоранию NiCd и / или взрыву никель-кадмиевой батареи при подзарядке от источника постоянного напряжения и происходит из-за циклического, постоянно возрастающего значения температуры и зарядного тока.Один или несколько закороченных элементов или существующая высокая температура и низкий заряд могут вызвать следующую циклическую последовательность событий:

  1. Избыточный ток,
  2. Повышенная температура,
  3. Пониженное сопротивление элемента (ей),
  4. Дальнейшее увеличение тока и
  5. Дальнейшее повышение температуры.
Рис. 4. Повреждение из-за теплового разгона
Это не становится самоподдерживающимся термически-химическим действием, если источник заряда постоянного напряжения удаляется до того, как температура батареи станет слишком высокой. 160 ° F.

Емкость

Емкость измеряется количественно в ампер-часах при заданной скорости разряда до заданного напряжения отключения при комнатной температуре. Напряжение отключения составляет 1,0 вольт на элемент. Доступная емкость аккумулятора зависит от нескольких факторов, в том числе от следующих факторов:

  1. Конструкция элемента (геометрия элемента, толщина пластины, оборудование и конструкция клемм определяют производительность при определенных условиях использования, таких как температура, скорость разряда и т. Д.).
  2. Скорость разряда (высокие значения тока дают меньшую емкость, чем низкие значения).
  3. Температура (уровни емкости и напряжения уменьшаются по мере того, как температура аккумуляторной батареи отклоняется от диапазона 60 ° F (16 ° C) до 90 ° F (32 ° C) в сторону высоких и низких крайних значений).
  4. Скорость зарядки (более высокие ставки обычно дают большую емкость).

Номинальные характеристики авиационной батареи в соответствии с техническими условиями

Часовая норма — это скорость разряда, которую батарея может выдержать в течение 1 часа при напряжении батареи 1,67 В на элемент или выше или 20 В для провода 24 В. -кислотный аккумулятор, или 10 вольт для свинцово-кислотного аккумулятора на 12 вольт.Емкость в час, измеряемая в ампер-часах (Ач), является произведением скорости разряда и времени (в часах) на указанное конечное напряжение.

Частота аварийных ситуаций — это общая основная нагрузка, измеряемая в амперах, необходимая для поддержки основной шины в течение 30 минут. Это скорость разряда, которую батарея может выдержать в течение 30 минут при напряжении батареи 1,67 вольт на элемент или выше, или 20 вольт для свинцово-кислотной батареи на 24 вольта, или 10 вольт для свинцово-кислотной батареи на 12 вольт.


Помещения для хранения и обслуживания

Необходимо поддерживать отдельные помещения для хранения и / или обслуживания свинцово-кислотных и никель-кадмиевых аккумуляторов с заливным электролитом.Введение кислотного электролита в щелочной электролит вызывает необратимое повреждение вентилируемых (залитых электролитом) никель-кадмиевых аккумуляторов и наоборот. Однако герметичные аккумуляторы можно заряжать и проверять емкость в одном и том же месте. Поскольку электролит в свинцово-кислотной батарее с клапаном абсорбируется сепараторами и пористыми пластинами, он не может загрязнить никель-кадмиевые батареи, даже если они обслуживаются в одной и той же зоне.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Хранить или обслуживать свинцово-кислотные и никель-кадмиевые батареи в одном месте чрезвычайно опасно.Введение кислотных электролитов в щелочной электролит разрушает NiCd, и наоборот.

Замерзание аккумулятора

Разряженные свинцово-кислотные аккумуляторы, подвергшиеся воздействию низких температур, могут повредить пластину из-за замерзания электролита. Чтобы предотвратить повреждение от замерзания, поддерживайте удельный вес каждого элемента на уровне 1,275 или, для герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов, проверьте напряжение холостого хода. [Рис. 5] Электролит никель-кадмиевых аккумуляторов не так подвержен замерзанию, потому что между заряженным и разряженным состояниями не происходит заметных химических изменений.Однако электролит замерзает примерно при –75 ° F.

Рис. 5. Точки замерзания электролита свинцово-кислотного аккумулятора

ПРИМЕЧАНИЕ. Общее состояние аккумулятора определяется только проверкой нагрузки.

Температурная коррекция

Свинцово-кислотные аккумуляторы, произведенные в США, считаются полностью заряженными, если значение удельного веса составляет от 1,275 до 1,300. Разряженная на 1⁄3 батарея показывает около 1.240 и 2⁄3 разряженной батареи показывают значение удельного веса около 1.200 при испытании ареометром при температуре электролита 80 ° F. Однако, чтобы определить точные показания удельного веса, необходимо применить температурную поправку к показаниям ареометра. [Рисунок 6] Например, для показаний ареометра 1,260 и температуры электролита 40 ° F скорректированное показание удельного веса электролита составляет 1,244.

Рисунок 6.Коррекция температуры серной кислоты

Зарядка аккумулятора

Эксплуатация аккумуляторных батарей самолетов за пределами их температуры окружающей среды или пределов напряжения зарядки может привести к чрезмерным температурам элементов, что приведет к кипению электролита, быстрому разрушению элементов и отказу аккумулятора. Зависимость между максимальным зарядным напряжением и количеством ячеек в батарее также имеет значение. Это определяет (для данной температуры окружающей среды и уровня заряда) скорость, с которой энергия поглощается в виде тепла внутри батареи.Для свинцово-кислотных аккумуляторов напряжение на элемент не должно превышать 2,35 В. В случае никель-кадмиевых аккумуляторов предел зарядного напряжения зависит от конструкции и конструкции. Обычно используются значения 1,4 и 1,5 В на элемент. Во всех случаях следуйте рекомендациям производителя батареи.

Зарядка при постоянном напряжении (CP)

Система зарядки аккумулятора в самолете относится к системе постоянного напряжения. Генератор с приводом от двигателя, способный подавать необходимое напряжение, подключен через электрическую систему самолета непосредственно к аккумуляторной батарее.В систему встроен выключатель аккумуляторной батареи, так что аккумулятор может быть отключен, когда самолет не находится в эксплуатации.

Напряжение генератора точно регулируется с помощью регулятора напряжения, включенного в цепь возбуждения генератора. Для 12-вольтовой системы напряжение генератора устанавливается примерно на 14,25. В системах с напряжением 24 В регулировка должна быть в пределах от 28 до 28,5 В. Когда такие условия существуют, начальный зарядный ток через батарею высокий.По мере увеличения уровня заряда напряжение аккумулятора также увеличивается, что приводит к уменьшению тока. Когда аккумулятор полностью заряжен, его напряжение почти равно напряжению генератора, и в аккумулятор протекает очень небольшой ток. Когда зарядный ток низкий, аккумулятор может оставаться подключенным к генератору без повреждений.

При использовании системы постоянного напряжения в аккумуляторном цехе в систему встроен регулятор напряжения, который автоматически поддерживает постоянное напряжение.Батарея большей емкости (например, 42 Ач) имеет меньшее сопротивление, чем батарея меньшей емкости (например, 33 Ач). Следовательно, аккумулятор большой емкости потребляет более высокий зарядный ток, чем аккумулятор малой емкости, когда оба находятся в одинаковом состоянии заряда и когда зарядные напряжения равны. Метод постоянного напряжения является предпочтительным методом зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов.

Зарядка постоянным током

Зарядка постоянным током наиболее удобна для зарядки аккумуляторов вне самолета, потому что несколько аккумуляторов разного напряжения могут заряжаться одновременно в одной и той же системе.Система зарядки постоянным током обычно состоит из выпрямителя для переключения нормального источника переменного тока на постоянный. Трансформатор используется для снижения доступного переменного напряжения 110 или 220 вольт до желаемого уровня, прежде чем он будет пропущен через выпрямитель. Если используется система зарядки с постоянным током, несколько аккумуляторов могут быть подключены последовательно при условии, что зарядный ток поддерживается на таком уровне, что аккумулятор не перегревается или не выделяется чрезмерно.

Зарядка постоянным током является предпочтительным методом зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов.Обычно никель-кадмиевые батареи заряжаются постоянным током со скоростью 1CA, пока все элементы не достигнут напряжения не менее 1,55 В. Следующий цикл зарядки следует при 0,1CA, снова до тех пор, пока все элементы не достигнут 1,55V. Зарядка завершается перезарядкой или дополнительной зарядкой, обычно не менее 4 часов из расчета 0,1CA. Целью перезарядки является удаление как можно большего количества, если не всех газов, собранных на электродах, водорода на аноде и кислорода на катоде; некоторые из этих газов рекомбинируют с образованием воды, которая, в свою очередь, поднимает уровень электролита до самого высокого уровня, после чего можно безопасно регулировать уровни электролита.Во время перезарядки или подпитки напряжение элемента превышает 1,6 В, а затем начинает медленно падать. Ни одна ячейка не должна подниматься выше 1,71 В (сухой элемент) или опускаться ниже 1,55 В (нарушен газовый барьер).

Зарядка производится при ослабленных или открытых вентиляционных крышках. Застрявшее вентиляционное отверстие может увеличить давление в ячейке. Это также позволяет доливать воду до нужного уровня до окончания подпитки, пока ток зарядки еще включен. Однако элементы следует снова закрыть, как только вентиляционные отверстия будут очищены и проверены, поскольку углекислый газ, растворенный из внешнего воздуха, карбонизирует элементы и приводит к старению аккумулятора.

СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ


Как работают аккумуляторные батареи, циклы зарядки и разрядки

Батарея накапливает электрическую энергию в форме химической энергии, а химическая энергия снова может преобразовываться в электрическую энергию. Преобразование химической энергии в электрическую называется разрядкой. Химическая реакция во время разряда заставляет электроны проходить через внешнюю нагрузку, подключенную к клеммам, что вызывает протекание тока в направлении, обратном потоку электронов.

Некоторые батареи способны вернуть эти электроны к тому же электрону, подав обратный ток. Этот процесс называется зарядкой. Батареи, способные возвращать электроны в один и тот же электрод, называются заряжаемыми, а если они не способны сделать это, — неперезаряжаемыми.

В батарее электрод, на котором происходит восстановление, называется катодом, а электрод, в котором происходит окисление, называется анодом.

На рынке представлены батареи трех типов, которые обычно используются в качестве аккумуляторных батарей.

  1. Свинцово-кислотные батареи
  2. Никель-кадмиевые батареи
  3. Ni-MH батареи
  4. Литий-ионные аккумуляторы

Свинцово-кислотные батареи

Во-первых, свинцово-кислотная батарея была изобретена в 1859 году французским физиком Гастоном Плантом. это отрицательный электрод (анод), сделанный из губчатого или пористого свинца. Положительный электрод (катод) состоит из оксида свинца. И анодный, и катодный электроды погружены в электролитический раствор серной кислоты и воды (разбавленная серная кислота).

Свинцово-кислотные батареи

Химически проницаемая мембрана разделяет два электрода, предотвращая короткое замыкание. Эта мембрана также предотвращает короткое замыкание через электролит.

Свинцово-кислотный аккумулятор имеет номинальное напряжение около 2 В, оно может изменяться от 1,8 В при полной нагрузке до 2,40 В в разомкнутой цепи при полном заряде. Расчет зарядного напряжения можно произвести при напряжении 2,40 В / элемент. Свинцово-кислотный аккумулятор на 12В может состоять из 6 последовательно соединенных ячеек.Текущая емкость полностью зависит от производителя и размера, она может варьироваться от примерно 1 Ач до почти 150 Ач. Например, 12 В с 4 Ач или более можно использовать для зажигания автомобиля, 12 В с батареей 150 Ач можно использовать для инвертора.

Разрядка свинцово-кислотных аккумуляторов

Когда аккумулятор подключен к нагрузке, аккумулятор начинает разряжаться. Серная кислота (h3SO4) расщепляет на две части ионы водорода (2H ++ ) и ионы сульфата (SO 4 ).Ион водорода забирает электрон у положительного электрона, а ионы сульфата отдают электрон отрицательной пластине. Это неравенство электронов вызывает протекание тока при внешней нагрузке, чтобы уравновесить неравенство электрода.

Разряд свинцово-кислотного аккумулятора

Реакция на отрицательном электроде
Pb + HSO 4 ———-> PbSO 4 + H + + 2e

Реакция на положительном электроде
PbO 2 + HSO 4 + 3H + + 2e ———-> PbSO 4 + 2H 2 O

Общая реакция
Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4 ———-> 2PbSO 4 + 2H 2 O

Разряд свинцово-кислотной батареи вызывает образование кристаллов сульфата свинца (PbSO 4 ) как на положительном электроде (катоде), так и на отрицательном электроде (аноде) и высвобождает электроны из-за изменения валентного заряда аккумулятора. привести.В этом образовании сульфата свинца используется сульфат серной кислоты, которая является электролитом в батарее. Это делает серную кислоту менее концентрированной при полном разряде, оба электрода покрыты сульфатом свинца и водой, серная кислота не окружает электрод. Электрод полностью покрыт тем же материалом при полном разряде. Материал — сульфат свинца, поэтому между двумя электродами отсутствует химический потенциал или напряжение. На практике задолго до этой точки существует напряжение отсечки, чтобы остановить разряд.

Давайте выясним скорость разряда, свинцово-кислотная батарея обычно указывается на 8, 10 или 20 часов, то есть C / 8, C / 10, C / 20. если найдешь номиналы на АКБ 12в 200Ач / 10ч или С / 10.

Скорость разряда составляет C / 10 = 200 Ач / 10 ч = 20A

C / 10m — отключение напряжения через определенное время, здесь 10 часов для C / 10.

Зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов

Зарядка начинается, когда зарядное устройство подключается к положительной и отрицательной клеммам.Свинцово-кислотная батарея превращает сульфат свинца (PbSO 4 ) на отрицательном электроде в свинец (Pb), а на положительной клемме реакция превращает сульфат свинца (PbSO 4 ) в оксид свинца. Химические реакции обратные от процесса разгрузки

Зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов

Реакция на положительном электроде
PbSO 4 + 2H 2 O ———-> PbO 2 + HSO 4 + 3H + + 2e

Реакция на отрицательном электроде
PbSO 4 + H + + 2e ———-> Pb + HSO 4

Общая реакция
2PbSO 4 + 2H 2 O ———-> Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4

Зарядный ток электролизует воду из электролита, и водород и газообразный кислород производятся. Этот процесс называется «выделением газа» из батареи.Это выделение газов вызывает ряд проблем с аккумулятором. Это небезопасно из-за взрывоопасной природы производимого водорода. Это также уменьшает количество воды в батарее, которую можно заменить вручную, но это добавляет фактор обслуживания. Выделение газа может вызвать затенение активного материала от электролита, что необратимо снижает емкость аккумулятора, поэтому аккумулятор не должен регулярно заряжаться выше напряжения, которое вызывает выделение газа. Напряжение газовыделения можно изменять со скоростью заряда

.

Есть несколько методов зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов.Но мы должны использовать лучший метод, чтобы уменьшить вероятность выделения газов, чтобы добиться максимального срока службы и емкости батареи. Список способов зарядки приведен ниже.

  1. Постоянное напряжение: — Как название, этот метод обеспечивает постоянное напряжение до тех пор, пока ток, потребляемый батареей, не упадет до нуля. Долго
  2. Постоянный ток: — Как название, этот метод будет обеспечивать постоянный ток до тех пор, пока напряжение не достигнет заданного напряжения газообразования. На это тоже уходит много времени.
  3. многоступенчатый постоянный ток: — В этом методе зарядный ток является постоянным, когда напряжение достигает напряжения газообразования, затем ток начинает постепенно уменьшаться для поддержания напряжения ниже напряжения газообразования. Это зарядное устройство сложно построить.
  4. Модифицированное постоянное напряжение-ток: — В этом методе аккумулятор заряжается в три этапа. Первая ступень — это ступень постоянного тока. В этом токе, подаваемом на батарею до тех пор, пока напряжение не достигнет заданного напряжения газовыделения.На втором этапе напряжение остается постоянным, пока ток не уменьшится до значения примерно 0,1C20 (также известного как C20 / 10). Напряжение будет снижено до плавающего (обычно от 2,25 до 2,27 В) для поддержания заряда аккумулятора.

Зарядный ток и напряжение выделения газа можно найти на этикетке на батарее, как вы можете видеть на изображении, есть два режима для выбора напряжения и тока зарядки: режим ожидания и циклический режим. Циклическое использование — это использование аккумулятора, при котором необходимо быстро заряжать и разряжать.В режиме ожидания аккумулятор уже заряжен и используется при необходимости. 0,1C означает умножение 0,1 на общую емкость аккумулятора. Если у вас батарея на 40 Ач, это означает, что 0,1 C составляет 0,1 x 40 = 4 А. То же самое для 0,25C = 0,25 x 40 = 10A.

Инструкции по свинцово-кислотной батарее

Срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов

Срок службы свинцово-кислотных аккумуляторов зависит от различных факторов. Обычно мы говорим, что его цикл зарядки / разрядки составляет от 200 до 300 циклов для аккумуляторов с неглубоким циклом, но это число может увеличиваться или уменьшаться.Срок службы этой батареи зависит от трех факторов: глубины разряда, правильного цикла зарядки и температуры. Аккумулятор глубокого разряда может поддерживать жизненный цикл около 1000, но что такое желтый цикл и глубокий цикл? , вы можете найти его ниже.

  1. Глубина разряда — Глубина разряда (DOD) означает, насколько разряжена ваша батарея. Предположим, у вас есть батарея на 100 Ач, вы разряжали ее за 20 минут на 50 А, поэтому глубина разряда указана ниже.
    Скрытое время в часах = 20/60
    Рассчитать время разряда = 50 x 20/60 = 16.7 A
    Глубина разряда = (разряд / емкость) x 100 = (16,7 / 100) x 100 = 16,7%
    Существует два типа аккумуляторов в соответствии с DOD. Аккумулятор с DOD более 50% называется Аккумулятор глубокого разряда, и аккумулятор, который отключился до 50% DOD, называется аккумулятором мелкого цикла . Батарея глубокого разряда способна поддерживать жизненный цикл около 1000, даже если глубина разряда превышает 50%, но батарея мелкого цикла может выдержать свой жизненный цикл, как показано на графике ниже.

Взаимосвязь между емкостью батареи, глубиной разряда и сроком службы батареи мелкого цикла

  1. Зарядка: Если зарядка некорректна, это приводит к перезарядке или недозаряду, что также снижает емкость аккумулятора.

  1. Температура: жизненный цикл также зависит от температуры емкость батареи уменьшается при низкотемпературной работе, высокотемпературная работа увеличивает скорость старения батареи.

Никель-кадмиевые батареи

Во-первых, никель-кадмиевые батареи были изобретены в 1899 году Вальдермаром Юнгнером. его положительный электрод (катод) изготовлен из гидроксида оксида никеля (NiO (OH)), а отрицательный электрод (анод) — из металлического кадмия (Cd). В качестве электролита используется 30-процентный гидроксид калия (КОН) в дистиллированной воде. Уровень электролита поддерживается чуть выше верхней части электрода. При зарядке и разрядке в электролите не происходит заметных изменений.

(Ni-Cd аккумулятор)

Эта батарея имеет цикл разрядки / зарядки около 2000 циклов .

Номинальное напряжение 1,2 В на элемент, полностью заряженное напряжение 1,55 В. он полностью разряжается, когда напряжение падает до 1,1 В. Напряжение можно увеличить, последовательно соединив элементы. Емкость аккумулятора определяется производителем, обычно доступный аккумулятор AA имеет емкость около 1000 мАч.

Разряд никель-кадмиевых аккумуляторов

Аккумулятор начинает разряжаться при подключении нагрузки к клеммам.Гидроксид калия (КОН) диссоциирует на ионы калия (K + ) и гидроксил (OH ). Ионы гидроксила (OH ) направляются к отрицательному электроду. Отрицательный электрод выпускает электрон, а положительный электрод принимает его через внешнее соединение. Это заставляет ток течь через нагрузку от положительного электрода к отрицательному.

Разряд никель-кадмиевых аккумуляторов

Реакция на отрицательном электроде
Cd + 2OH ———-> Cd (OH) 2 + 2e

Реакция на положительном электроде
NiO (OH) + H 2 O + 2e ———-> Ni (OH) 2 + OH

Общая реакция
Cd + 2NiO (OH) + 2H 2 O ———-> 2Ni (OH) 2 + Cd (OH) 2

Скорость разряда зависит от размера батареи. Обычная батарея AA может выдавать ток приблизительно 1.8 ампер и аккумулятор размера D, обеспечивающий ток около 3,5 А.

Зарядка Ni-Cd аккумуляторов

Во время зарядки зарядное устройство подключается к клеммам. Реакция обратная от разряда. Положительный электрод преобразует Ni (OH) 2 в NiO (OH) и высвобождает электрон. Электрон забирается отрицательным электроном от внешних связей и преобразует Cd (OH) 2 в Cd.

Зарядка Ni-Cd аккумулятора

Реакция на положительном электроде
Ni (OH) 2 + OH ———-> NiO (OH) + H 2 O + 2e

Реакция на отрицательном электроде
Cd (OH) 2 + 2e ———-> Cd + 2OH

Общая реакция
2Ni (OH) 2 + Cd (OH) 2 ———-> Cd + 2NiO (OH) + 2H 2 O

В конце цикла зарядки элементы выделяют газ, и это также происходит при перезарядке элемента.Из этого газа вода в электролите разлагается на водород на отрицательном электроде и кислород на положительном электроде. Это выделение газа зависит от напряжения, используемого для зарядки элемента, и температуры. Чтобы полностью зарядить никель-кадмиевый аккумулятор, должно происходить небольшое выделение газа, поэтому некоторое количество воды используется из-за концентрации электролита.

Существует два метода зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов. Медленная зарядка и быстрая зарядка.

  1. Медленная зарядка: — Ток медленной зарядки составляет около 0.1С он не повредит аккумулятор, когда он полностью заряжен. Этот метод также используется для преодоления саморазряда никель-кадмиевых аккумуляторов.
  2. Быстрая зарядка: — При быстрой зарядке аккумулятор заряжается постоянным током около 1С. C — это емкость батареи, если вы используете батарею 4 Ач, то 1C означает 1 x 4 = 4A. Как только он полностью заряжен, это может быть обнаружено с помощью алгоритма обнаружения заряда, приведенного ниже. Ток будет уменьшен до 0,1C, и будет применен постоянный заряд. Капельный заряд — это зарядка с той же скоростью, с которой происходит саморазряд аккумулятора.Это позволит поддерживать аккумулятор в полностью заряженном состоянии.

Алгоритм обнаружения полного заряда может использовать два фактора: отрицательную дельту V или температуру.

Если алгоритм использует температуру для определения, то температура будет 45 градусов для быстрой зарядки и 50 градусов для медленной зарядки.

В алгоритме обнаружения отрицательного дельта V напряжение падает после полной зарядки. Обнаружение этого падения можно использовать для определения состояния полного заряда. Этот метод получил название отрицательной дельты V.Этот метод обеспечивает точное определение полного заряда.

Ni-MH батареи

Во-первых, Ni-MH аккумулятор был изобретен в 1967 году Исследовательским центром Battelle-Geneva. Затем он был представлен в 2005 году компанией Sanyo под брендом Eneloop. В этом аккумуляторе положительный электрод (катод) изготовлен из гидроксида оксида никеля, а отрицательный электрод — из сплава, поглощающего водород (металлогидрид). В качестве электролита используется гидроксид калия (КОН), концентрированный дистиллированной водой.

Ni-MH аккумулятор

Эта батарея имеет цикл разрядки / зарядки около 180 — 2000 циклов .Это зависит от различных факторов, от того, как вы заряжаете или разряжаете аккумулятор.

Эта батарея почти аналогична никель-кадмиевой батарее. Номинальное напряжение для Ni-MH батареи составляет 1,2 В на одну ячейку. Но при полной зарядке напряжение 1,5В, а при полном разряде 1,0В. Текущая емкость этой батареи зависит от ее размера, батарея AA может быть доступна около 2000 мАч.

Разрядка Ni-MH аккумуляторов

Реакция разрядки начинается при подключении нагрузки к клеммам.Гидрид металла (MH) реагирует с ионами OH с образованием M и воды, а также высвобождает электрон. Электрон забирается NiO (OH) через внешнюю нагрузку. Это заставляет электричество проходить через нагрузку.

Разряд Ni-MH аккумулятора

Реакция на отрицательном электроде
MH + OH ———-> M + H 2 O + e

Реакция на положительном электроде
NiO (OH) + H 2 O + e ———-> Ni (OH) 2 + OH

Общая реакция
NiO (OH) + MH ———-> Ni (OH) 2 + M

Обычно Ni-MH аккумулятор разряжается со скоростью 3 ° C (где C — емкость аккумулятора, но высококачественный аккумулятор может разряжаться до 15 ° C.

Зарядка Ni-MH аккумуляторов

Во время зарядки зарядное устройство подключается к клемме аккумулятора, реакции зарядки противоположны реакциям разрядки. Положительный электрод преобразует Ni (OH) 2 в NiOOH, воду и высвобождает электрон. Этот электрон забирается отрицательным электродом от внешнего провода и снова от MH.

Зарядка Ni-MH аккумулятора

Реакция на положительном электроде
Ni (OH) 2 + OH ———-> NiO (OH) + H 2 O + e

Реакция на отрицательном электроде
M + H 2 O + e ———-> MH + OH

Общая реакция
Ni (OH) 2 + M ———-> NiO (OH) + MH

В системе зарядки никель-металлгидридных аккумуляторов используются алгоритмы постоянного тока и постоянного напряжения, которые можно разделить на четыре части, указанные ниже.

  1. Капельная подзарядка: — Когда аккумулятор глубоко разряжен, его уровень ниже 0,9 В на элемент. постоянный ток максимум 0,1C, используемый для зарядки аккумулятора, называется непрерывным зарядом.
  2. Постоянный ток: — Когда напряжение выше 0,9 В на элемент, применяется постоянный ток в диапазоне от 0,2 до 1 ° C для выполнения зарядки постоянным током.
  3. Окончание зарядки: — Полная зарядка аккумулятора может быть обнаружена с помощью алгоритма обнаружения полной зарядки, который поясняется ниже.После полной зарядки используется непрерывная подзарядка со скоростью саморазряда для поддержания полного заряда аккумулятора.

Алгоритм обнаружения полного заряда может использовать два фактора: отрицательную дельту V или температуру.

Если алгоритм использует температуру для определения, тогда температура будет от 45 до 50 градусов для определения полного заряда.

В алгоритме обнаружения отрицательного дельта V напряжение падает после полной зарядки. Обнаружение этого падения можно использовать для определения состояния полного заряда.Этот метод называется отрицательной дельта V. Этот метод обеспечивает точное определение полного заряда.

Литий-ионные аккумуляторы

Во-первых, литий-ионный аккумулятор был разработан Акирой Йошино в 1985 году. Положительный электрод (катод) изготовлен из оксида лития-кобальта, а отрицательный электрод (анод) — из графита. Литиевая соль как органический растворитель используется в качестве электролита. Сепаратор используется для разделения электродов

Литий-ионный аккумулятор

Эта батарея имеет цикл разрядки / зарядки около 400 — 1200 циклов .Это зависит от различных факторов, от того, как вы заряжаете или разряжаете аккумулятор.

Номинальное напряжение литий-ионного аккумулятора 3,60 В. Когда батарея полностью заряжена, напряжение составляет около 4,2 В. Когда батарея полностью разряжена, напряжение составляет около 3,0 В. Литий-ионные аккумуляторы бывают разных размеров и форм, емкость также доступна в зависимости от требований.

Разряд литий-ионных аккумуляторов

В момент разряда батареи нагрузка подключается к клемме батареи.Ион лития высвобождается из отрицательного электрода и перемещается к электролиту. Этот ион лития поглощается положительным электродом. Отрицательный электрод также высвобождает электроны, которые проходят через внешний провод к положительному электроду. Это обеспечивает нам электрический ток в нашей цепи.

Разряд литий-ионного аккумулятора

(Разряд литий-ионного аккумулятора)

Реакция на отрицательном электроде
LiC 6 ———-> C 6 + Li + + e

Реакция на положительном электроде
CoO 2 + Li + e ———-> LiCoO 2

Общая реакция
LiC 6 + CoO 2 ———-> C 6 + LiCoO 2

Литий-ионный аккумулятор

может разряжаться со скоростью 10 ° C (где C — емкость аккумулятора).Если ваша батарея может обеспечить 1000 мАч, скорость разряда будет 10 x 1000 = 10000 мАч.

Зарядка литий-ионных аккумуляторов

Во время зарядки литий-ионного аккумулятора аккумулятор подключен к зарядному устройству. Положительный электрод теряет отрицательно заряженный электрон. Для поддержания баланса заряда на отрицательном электроде равное количество положительно заряженных ионов растворяется в растворе электролита. Эти литий-ионные перемещаются к положительному электроду, где они поглощаются графитом.Эта реакция поглощения также откладывает электроны на графитовый анод, чтобы «связать» ион лития.

Зарядка литий-ионного аккумулятора

Реакция на положительном электроде
LiCoO 2 ———-> CoO 2 + Li + e

Реакция на отрицательном электроде
C 6 + Li + + e ———-> LiC 6

Общая реакция
C 6 + LiCoO 2 ———-> LiC 6 + CoO 2

В системе зарядки литий-ионных аккумуляторов используются алгоритмы постоянного тока и постоянного напряжения, которые можно разделить на четыре части.

  1. Капельная подзарядка: — Когда батарея глубоко разряжена, ее уровень ниже 3,0 В на элемент. постоянный ток максимум 0,1C, используемый для зарядки аккумулятора, называется непрерывным зарядом.
  2. Постоянный ток: — Когда напряжение выше 3,0 В на элемент, применяется постоянный ток в диапазоне от 0,2 до 1 ° C для выполнения зарядки постоянным током.
  3. Постоянное напряжение: — при достижении напряжения 4,2 В на элемент в результате зарядки постоянным током.Постоянное напряжение прикладывается до тех пор, пока ток, потребляемый элементом, не упадет до нуля, это максимизирует производительность батареи.
  4. Окончание зарядки: — Окончание зарядки обнаруживается алгоритмом, который определяет текущий диапазон, который падает до 0,02–0,07 ° C, или использует метод таймера. Он определяет, когда запускается ступень постоянного напряжения, он отключает зарядное устройство после 2 часов ступени постоянного напряжения.

В рубрике: Учебники
С тегами: батареи, свинцово-кислотные, литий-ионные, никель-кадмиевые, никель-металлогидридные

никель-кадмиевые_батареи_vented_cell_type

Вентилируемый элемент ( мокрый элемент , затопленный элемент ) — это никель-кадмиевый аккумулятор , который используется, когда требуются большие емкости и скорость разряда.Термин , вентилируемый, относится к разнице между обычными никель-кадмиевыми батареями, которые являются герметичными и .

Они используются в авиации, железнодорожном и общественном транспорте, в качестве резервного источника питания для телекоммуникаций, запуска двигателей для резервных турбин и т. Д. Использование никель-кадмиевых аккумуляторов с вентилируемыми элементами приводит к уменьшению размера, веса и требований к обслуживанию по сравнению с другими типами аккумуляторов. NiCd аккумуляторы с вентилируемыми ячейками имеют длительный срок службы (до 20 лет и более, в зависимости от типа) и работают при экстремальных температурах (от -40 ° C до + 70 ° C).

Рекомендуемые дополнительные знания

Герметичный против вентилируемого

Традиционные никель-кадмиевые батареи герметичного типа (см. Статью о никель-кадмиевых батареях), что означает, что зарядный газ обычно рекомбинируется, и они не выделяют газ, если только они не сильно перезаряжены или не возникнет неисправность. С другой стороны, вентилируемые элементы имеют выпускной клапан или клапан сброса низкого давления, который выпускает любой образующийся газообразный кислород и водород при избыточной или быстрой разрядке.Поскольку аккумулятор не является сосудом под давлением, он более безопасен, меньше весит и имеет более простую и экономичную конструкцию. Это также означает, что аккумулятор обычно не повреждается из-за чрезмерного заряда, разряда или даже отрицательного заряда.

Структура и химия

Стальной аккумуляторный ящик содержит элементы, соединенные последовательно для получения желаемого напряжения (1,2 В на номинал элемента). Ячейки изготовлены из легкого прочного полиамида или нейлона с несколькими никель-кадмиевыми пластинами, сваренными вместе для каждого электрода внутри.Сепаратор или вкладыш из силиконовой резины действует как изолятор и газовый барьер между электродами. Ячейки заливаются электролитом 30% -ным водным раствором гидроксида калия (КОН). Плотность электролита не указывает на то, разряжена батарея или полная, но изменяется в основном при выпуске воды. В верхней части ячейки имеется пространство для избыточного электролита и выпускное отверстие для сброса давления. Большие никелированные медные шпильки и толстые соединительные звенья обеспечивают минимальное электрическое сопротивление батареи.

Потеря воды

Удаление газов означает, что в ячейках должен быть избыток воды (отсюда и название «затопленные ячейки»). Это также означает, что во время технического обслуживания необходимо периодически заменять потерянную воду. В зависимости от циклов заряда-разряда и типа батареи это может означать период обслуживания от нескольких месяцев до года. Поскольку химический состав влияет на объем жидкости, уровень необходимо доливать только в конце цикла зарядки, когда аккумулятор полностью заряжен.

Зарядка

Напряжение вентилируемого элемента быстро возрастает в конце заряда, что позволяет использовать очень простую схему зарядного устройства. Обычно батарея заряжается постоянным током со скоростью 1CA, пока все элементы не достигнут 1,55V. Следующий цикл зарядки следует со скоростью 0,1CA, снова до тех пор, пока все элементы не достигнут 1,55V. Заряд завершается дополнительным зарядом, обычно в течение 4 часов при токе 0,1CA. Во время дополнительной зарядки напряжение элемента превысит 1,6 В, а затем начнет медленно падать.Ни одна ячейка не должна подниматься выше 1,71 В (сухой элемент) или опускаться ниже 1,55 В (нарушение газового барьера).

Зарядка производится при ослабленных или открытых вентиляционных крышках. Застрявшее вентиляционное отверстие может увеличить давление в ячейке. Это также позволит доливать воду до нужного уровня до окончания подпитки, пока ток зарядки еще включен. Однако элементы следует снова закрыть, как только вентиляционные отверстия будут очищены и проверены, поскольку углекислый газ, растворенный из внешнего воздуха, карбонизирует элементы и приводит к старению аккумулятора.

В воздушной установке с электрической системой плавающей батареи напряжение регулятора устанавливается для зарядки батареи при постоянном потенциале заряда (обычно 14 или 28 вольт). Если установить слишком высокое напряжение, это приведет к быстрой потере воды. Неисправный диод регулятора позволит зарядному напряжению значительно превысить это значение, что приведет к значительному перезаряду с выкипанием электролита.

Техническое обслуживание

Срок службы батареи зависит от количества циклов зарядки, типа заряда и температурных условий, в которых батарея хранилась.Проверка емкости выполняется при разряде постоянного тока 1CA. Для аккумуляторных батарей авионики предел обслуживания составляет 85% от номинальной емкости. Техническое обслуживание заключается в выравнивании ячеек путем их индивидуального короткого замыкания. Батарею оставляют на ночь в таком состоянии и снова заряжают с окончательной проверкой уровня жидкости. Любые элементы, которые не сохраняют свою емкость при втором испытании емкости, будут заменены. При правильном обслуживании срок службы современных элементов превышает 20 лет.Клетки будут стареть медленно из-за углекислого газа в них.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *