Ni аккумуляторы


Никель-металлгидридные аккмуляторные батареи (Ni-MH) - Avtonov

Никель-металлгидридные аккумуляторы пришли на смену никель-кадмиевым и никель-водородным батареям. В Ni-MH аккумуляторах положительный электрод, как и в никель-кадмиевом аккумуляторе, изготавливается из оксидно-никелевого сплава, а отрицательный — из сплава никеля с редкоземельными металлами, поглощающий водород. Главным материалом, определяющим характеристики Ni-MH аккумулятора, является именно водород-абсорбирующий сплав, который может поглощать объем водорода, в 1000 раз превышающий свой собственный объем.

Эти сплавы состоят из двух или нескольких металлов, один из которых абсорбирует водород, а другой является катализатором, способствующим диффузии атомов водорода в решетку металла. Количество возможных комбинаций применяемых металлов практически не ограничено, что дает возможность оптимизировать свойства сплава. Применение этих материалов для изготовления отрицательного электрода позволило повысить в 1,3-2 раза закладку активных масс положительного электрода, который и определяет емкость аккумулятора.

Поэтому никель-металлгидридные аккумуляторные батареи отличает высокая энергетическая плотность по сравнению с предшественниками. Так как при их производстве используются нетоксичные материалы, то легче решается и проблема утилизации отработанных аккумуляторов. У Ni-MH аккумуляторов, в отличие от Ni-Cd, нет «эффекта памяти».

Технические характеристики

Наработка (число разрядно-зарядных циклов) и срок службы Ni-MH аккумулятора в значительной мере определяются условиями эксплуатации. Наработка понижается с увеличением глубины и скорости разряда и зависит от скорости заряда. Ускоренный (за 4 — 5 часов) и быстрый (за 1 час) заряды возможны для Ni-MH аккумуляторов, имеющих высокоактивные электроды. В зависимости от типа, режима работы и условий эксплуатации аккумуляторы обеспечивают от 500 до 1000 разрядно-зарядных циклов при глубине разряда 80% и имеют срок службы от 3 до 5 лет. С повышением нагрузки (уменьшение времени разряда) и при понижении температуры емкость Ni-MH аккумулятора уменьшается. Особенно заметно действие снижения температуры на емкость при больших скоростях разряда.

Условия эксплуатации и хранения

При хранении происходит саморазряд Ni-MH аккумулятора. За месяц при комнатной температуре потеря емкости составляет 20-30%, а при дальнейшем хранении потери уменьшаются до 3-7% в месяц. Скорость саморазряда повышается при увеличении температуры. Ni-MH аккумуляторы чувствительны к перезаряду. В течение заряда Ni-MH аккумуляторов выделяется теплота, поэтому в целях предупреждения перегрева батареи из Ni-MH аккумуляторов в процессе быстрого заряда и/или значительного перезаряда в них устанавливают термопредохранители или термореле. Ni-MH аккумуляторы имеют сравнительно узкий температурный диапазон эксплуатации: большая их часть неработоспособна при температуре ниже -10 градусов и выше +40 градусов.

Применение в гибридных автомобилях

Ni-MH аккумуляторNi-MH аккумулятор

В гибридных автомобилях применяются Ni-MH аккумуляторы прямоугольной конструкции. В них положительные и отрицательные электроды размещены поочередно, а между ними размещается сепаратор. Блок электродов вставлен в металлический или пластмассовый корпус и закрыт герметизирующей крышкой. В Ni-MH аккумуляторах используется щелочной электролит, состоящий из КОН с добавкой LiOH. Хотя большинство специалистов уверены, что будущее за литий-ионными батареями, на многих гибридных автомобилях используются никель-металлгидридные аккумуляторы. Они существенно дешевле, а их производство технологически отработано. Проигрывают же они в весовом качестве (отношении запасенной энергии к массе) и диапазоне зарядки (от 40 до 60%) — всего 20% общей емкости.

История создания

Первые работы по созданию никель-кадмиевых аккумуляторов начались еще в 50-х годах. Однако только к середине 70-х был созданы сплавы, позволяющие абсорбировать водород в достаточно больших объемах. Правда, аккумуляторы, созданные на их основе, имели недостаточную емкость по сравнению с никель-кадмиевыми.

Однако исследования не прекращались, в результате чего был создан сплав La-Ni-Co, позволяющий электрохимически обратимо абсорбировать водород на протяжении более 100 циклов. В промышленное производство Ni-MH аккумуляторы поступили в середине 80-х годов. С тех пор их конструкция постоянно совершенствуется путем применения новых сплавов. Сплавы никеля с металлами редкоземельной группы могут обеспечить до 2000 циклов заряда-разряда аккумулятора при понижении емкости отрицательного электрода не более чем на 30 %.

avtonov.info

Правильно зарядить ni mh аккумулятор. Как правильно зарядить. KakPravilno-Sdelat.ru

Главная » Как правильно зарядить

Эксплуатация NiMH аккумуляторов

NiMH аккумуляторы (далее АКБ) несколько лет назад пришли на замену NiCd и изначально были попыткой преодоления недостатков никель-кадмиевых АКБ, среди которых: так называемый эффект памяти , быстрый заряд, медленный разряд - свойства затрудняющие использование их в модельных целях.

Несмотря на активное освоение модельного рынка АКБ литий-полимерными и литий-феррофосфатными батареями, NiMH всё ещё популярны, в основном благодаря сочетанию неплохих характеристик и доступной цены.

NiMH аккумуляторы: типоразмера АА, бортовой аккумулятор для моделей с ДВС, силовой аккумулятор

Начнём с того, что NiMH АКБ можно разделить на две основные группы: обычные (те, что используются повсеместно во многих электроприборах) и силовые (специально предназначенные для применения в качестве источника питания для моделей). Способы их обслуживания отличаются.

Наработка (число разрядно-зарядных циклов) и срок службы Ni-MH аккумулятора в значительной мере определяются условиями эксплуатации. Наработка зависит от глубины и скорости разряда, скорости заряда и способа контроля его окончания. В зависимости от режима работы и условий эксплуатации, они обеспечивают от 500 до 1000 разрядно-зарядных циклов при глубине разряда 80% и имеют срок службы от 3 до 5 лет, правда, для модельных АКБ это время заметно меньше.

NiMH аккумуляторы в меньшей степени, чем NiCd, но всё же обладают эффектом памяти . Практический смысл его в том, что аккумулятор привыкает отдавать в процессе разряда ту емкость, которую он получил при последних зарядах. Если заряжать полуразряженный аккумулятор, просто добивая его до максимума, то со временем он начинает отдавать только эту половину, теряя емкость. Для продления жизни никелевых аккумуляторов их следует для предотвращения появления этого эффекта циклировать (достаточно хотя бы один раз в месяц). Процесс циклирования заключается в полном разряде аккумулятора с последующим его зарядом. Если аккумулятор уже старый и уже имеет уменьшенную емкость из-за эффекта памяти, то его характеристики можно реанимировать в пределах 10-20%. Для такой процедуры достаточно сделать 3 цикла, все последующие обычно уже не дают положительного результата.

При разряде есть два основных параметра: ток разряда и напряжение, до которого следует разряжать аккумулятор. С током всё просто - чем меньше ток разряда, тем полнее разряд и эффективнее процесс - ток 0.1А будет правильным выбором.

С напряжением, до которого разряжать аккумулятор, дело обстоит немного сложнее. Смысл в том, чтобы не допустить полного разряда хотя бы одной банки в батарее. Например, имеем последовательную батарею, состоящую из 4 банок, причем одна из банок имеет несколько меньшую емкость (что встречается очень часто). При разряде эта банка первая разрядится, и напряжение на ней начнет падать вплоть до нуля, в то время как на остальных банках напряжение будет номинальным. Если в этот момент не остановить процесс разряда батареи, то по банке, на которой напряжение равно нулю, будет всё также протекать ток разряда остальных банок, перезаряжая ее в обратной полярности. Такой процесс является губительным для самого слабого звена батареи.

Перед хранением NiMH батареи, разрядите ее, как это было описано выше, а затем зарядите. Если вы планируете не использовать ее более недели, зарядите ее примерно на 30-50% перед хранением. Если вы планируете не использовать ее более месяца, тогда зарядите полностью. Когда вы берете NiMH батарею после хранения, сначала полностью разрядите ее, а затем зарядите для использования. Отдохнувший NiMH элемент может быть описан, как немного не в форме , он требует некоторой тренировки перед тем, как будет обеспечивать полную емкость и отдачу. Если вы разрядите остаточный заряд в батареях, перед тем как зарядите их, это поможет им лучше работать при первом запуске после хранения. Разрядите батарею, дайте ей отдохнуть около часа и затем зарядите ее.

Многие опытные автомоделисты считают, что NiMH батареи работают лучше при их использовании более одного раза в день, поэтому не бойтесь использовать батарею 2-3 раза, просто убедитесь, что дали ей остыть перед следующим зарядом.

Процесс зарядки для обычных и силовых NiMH АКБ отличается:

Важно, что для достижения наилучших результатов вы должны использовать только зарядные устройства, специально предназначенные для заряда NiMH батарей. Дельта-пик (если вы можете его регулировать) должен быть установлен в 3-5 mV на элемент, если вы не можете установить его настолько точно, тогда 25 mV на 6 элементов и 30 mV на 7 элементов).

Зарядные устройства: простейшее (ночное), специальное ЗУ для NIMH, многофункциональное ЗУ

NiMH аккумуляторы очень плохо относятся к перезаряду! По этой причине их нельзя подпитывать слабым током по окончании заряда (режим trickle charge ). Дешевые зарядники переходят в этот режим автоматически, когда быстрая зарядка закончилась - долго держать батареи в таких зарядных устройствах нельзя: сразу после окончания зарядки аккумуляторы необходимо вынуть, но лучше использовать более серьезные зарядные устройства, где такая ситуация исключена.

Обычные аккумуляторы (к обычным стоит относить и аккумуляторы бортового питания моделей с ДВС) в большинстве случаев рекомендуется заряжать током 0.1С (где С – ёмкость в А*ч). Более высокие токи заряда, чем указано выше, могут дать только временное улучшение характеристик, и будут сокращать срок службы батарей!

Зарядка модельных силовых NiMH АКБ обычно проводится током от 3 до 5 ампер. Как правило, 5 амперами можно заряжать любые подобные элементы, если нет особых замечаний производителя. Проводить зарядку NiMH следует в обычном линейном режиме, когда ток заряда остается постоянным на протяжении всего процесса. Линейный режим установлен по умолчанию во многих дорогих зарядниках, и является единственным во всех дешевых.

Верхняя граница зарядного тока определяется не только типоисполнением, но и условиями охлаждения конкретного аккумулятора. Как известно, в процессе заряда NiMh аккумуляторы разогреваются тем сильнее, чем больше зарядный ток. Максимальная допустимая температура при заряде для большинства аккумуляторов равна 55-60 градусам, при этом батареям скверного качества свойственно нагреваться сильнее.

Силовые NiMH батареи можно добивать в заряднике повторно, непосредственно за несколько минут до использования. Это позволит максимально полно использовать энергию аккумулятора, но не стоит впадать в крайности - NiMH аккумуляторы очень не любят перезаряда! Помните, что добивку стоит проводить только на хороших зарядниках.

Из всего вышесказанного можно сделать несколько простых выводов для тех, кто хочет максимально продлить срок службы NiMH АКБ и сохранить их характеристики:

1. Используйте качественные зарядные устройства для NiMH АКБ с разрядником!

2. Регулярно полностью разряжайте АКБ.

3. Следите за температурой батареи в процессе зарядки и давайте ей остыть перед повторным использованием.

4. Храните аккумуляторы заряженными.

Рекомендации по зарядке/разрядке Ni-Mh аккумуляторной батареи

Для вычисления времени зарядки необходимо использовать следующую формулу: Время зарядки = (Емкость батарей, мАч + 10%) / Сила тока ЗУ, мА

Для нормальной работы Ni-Mh батареи необходимо соблюдать следующие правила:
  1. Храните Ni-Mh батареи с небольшим количеством заряда (30 - 50%).
  2. Никель-металгидридные батареи более чуствительны к нагреву чем никель-кадмиевые, поэтому не перегружайте их. Перегрузка может отрицательно сказаться на способности батареи держать и выдавать заряд. Если у вас есть интелектуальное зарядное устройство с технологией DeltaPeak (определение пика напряжения зарядки). то вы можете заряжать аккумуляторы без риска перезарядки и разрушения оных.
  3. Никелевые батареи, когда выходят из завода, необходимо подвергать тренировке . Использование 4-6 циклов (количество циклов, необходимое для достижения полной емкости, разное у разных производителей) ЗУ заряда/разряда при нормальном использовании выводит их в рабочий режим. Батареи, собранные из высококачественных элементов японских производителей, достигают показателей после 4-6 циклов. Другие батареи могут потребовать 50-100 циклов для достижения приемлемых уровней емкости. Процесс тренировки требуется только для новых батарей.
  4. Всегда давайте остыть батарее до комнатной температуры (
20 o C) перед зарядом. Заряд батарей при температурах ниже 5 o C или выше 50 o C значительно снижает срок службы батарей.
  • Если хотите разрядить Ni-Mh батарею, то не разряжайте её менее чем до 0,9 В для каждого элемента. Когда напряжение никелевых батарей падает ниже 0,9 В на элемент, обычное электронное зарядное устройство (быстрое или медленное (trickle)) может не смочь активировать батарею и завершить успешный заряд. Такие батареи нужно зарядить до напряжения 0,9 В/элемент током 100-150 mA, затем зарядить до полной емкости током 300 mA (для балансировки элементов).
  • Необходимо периодически полностью разряжать аккумуляторную сборку (один раз в месяц) приблизительно до 0,9 В на элемент (например при 10,8-вольтовой сборке, состоящей из 9 элементов по 1,2 В, разрядить её до

    Таблица для медленного (trickle) заряда типовых элементов

    Аккумуляторы AA (Ni-MH, Ni-Cd) и Правильная зарядка, или восхваление Maha и LaCrosse (TechnoLine)

    В современных устройствах - вспышках, фотоаппаратах и пр. широко применяются аккумуляторы формата АА. Они чаще всего бывают никель-металгидридные (Ni-MH), реже никель-кадмиевые (Ni-Cd, Ni-Cad). У каждого из этих типов есть свои плюсы и минусы:
    • Ni-MH - довольно ёмкие и стабильные, лучше всего подходят для фотоаппаратов, для вспышек же подходят, когда не требуется быстрая зарядка
    • Ni-Cd - менее ёмкие из всех, но зато способные выдавать больший ток, даже при сильном разряде - лучше всего подходящие для вспышек, так как обеспечивают быстрый заряд. Крайне токсичны - кадмий из одного аккумулятора способен отравить огромное количество воды, поэтому сейчас такие аккумуляторы крайне мало производят
    Аккумуляторы даже одного типа, например, Ni-MH, даже производимые одной и той же фирмой - очень разные. Например, большая ёмкость практически всегда подразумевает меньшую силу тока. Зарядить никель-металгидридные и никель-кадмиевые(наиболее распространенные пальчиковые аккумуляторы типоразмера AA) оказывается не так уж и просто:
    • Например, зарядный ток может быть большим или малым. Малый зарядный ток означает очень долгую зарядку, но аккумулятор заряжен будет лучше. Большой зарядный ток означает очень быструю зарядку (с сильным нагревом аккумулятора, посему быстрые зарядные устройства обязательно оборудованы вентиляторами), но неполную зарядку и более быстрый износ аккумулятора. Древнее правило гласит хорошую зарядку обеспечивает зарядка током равным 0.1 от емкости аккумулятора . Быстрые зарядки это правило нарушают.
    • Есть ещё и такое плохое явление как эффект памяти аккумулятора : неполный разряд аккумулятора с последующим зарядом означает что в следующий раз аккумулятор будет работать до того состояния когда его в прошлый раз не полностью разрядили - то есть теряет ёмкость. Никель-кадмиевые подвержены этому эффекту больше, чем никель-металгидридные. Вот почему так важно полностью разряжать аккумулятор до его следующего заряда (но и тут важно не переусердствовать - ибо разряд аккумулятора до 1 вольта способен безвозвратно испортить аккумулятор). Проблема с потерей ёмкости возникает и при обычной работе аккумулятора - при эксплуатации аккумуляторов долго. Впрочем, эффект памяти можно побороть тренировками аккумуляторов, то есть многократными полными разрядами и последующим зарядами.
    Лично у меня было 2 зарядных устройства - быстрое получасовое зарядной устройство (кстати, есть и ещё более быстрые зарядные устройства, например, пятнадцатиминутные, и стоят недорого и торговая марка, вроде, неплохая - Duracell) и медленное восьмичасовое зарядное устройство. Оба зарядных устройства - неплохих производителей (Duracell и Annsman). Аккумуляторы, заряженные этими разными зарядными устройствами, вели себя по разному - явное преимущество 8-часовой зарядки ыо хорошо заметно, ибо после зарядки восьмичасовой аккумуляторов хватало заметно на дольше. Посему большую часть времени я пользовался восьмичасовой, оставляя получасовую зарядку на крайний случай. Хотя реклама и говорит, что современные аккумуляторы хороших моделей этой проблемы с потерей ёмкости из-за эффекта памяти аккумулятора не имеют, но мой опыт (порядка 15 комплектов по 4 штуки аккумуляторов в каждом комплекте, все комплекты самых разных марок - специально разные покупал, как дешёвые так и очень дорогие) говорит об обратном. То есть у разных моделей действительно в процессе эксплуатации происходит разная потеря ёмкости - у кого то больше, у кого то меньше, но реклама врет - от проблем с эффектом памяти современные аккумуляторы полностью не избавлены. Самое неприятное, что плохие аккумуляторы подводят именно на фотосъёмке. Проявляется это так - полностью заряженные аккумуляторы издыхают после нескольких десятков кадров (а бывает и после нескольких кадров, даже о десятках речь не идёт). Иногда срабатывает закон подлости - чем меньше у тебя времени на съёмке - тем большее количество негодных комплектов аккумуляторов у тебя обнаруживается. Когда такое со мной приключилось на репортажной съёмке - моменты которой повторить невозможно - после съёмки, я купил несколько новых комплектов аккумуляторов. Но когда спустя месяца три эксплуатации при умеренных нагрузках (разрядах-зарядах примерно раз в 2 недели на каждый комплект) на неспешной предметной съёмке после нескольких вспышек отказали подряд несколько комплектов, в том числе и новых - я потратил некоторое количество времени на поиск информации о нормальных зарядных устройствах. Выяснил ещё интересную вещь - идеальный зарядный ток, при котором аккумуляторы заряжаются по максимуму и идеальное время зарядки, зависит от ёмкости аккумулятора. А, значит, лучше всего заряжающего полностью автоматического зарядного устройства быть не может. Ведь аккумуляторы типоразмера AA не оснащены механизмом обратной связи, который мог бы передать какую-либо информацию (например, хотя бы информацию о номинальной ёмкости) зарядному устройству. Из наиболее распространенных аккумуляторов подобным приспособлением оснащаются только литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы, но не типоразмера AA. Получается, что правильно заряжать аккумуляторы без механизма обратной связи совсем не просто. Более того, даже новые аккумуляторы следует перед началом экслуатации тренировать . С аккумуляторами лежавшими более 3 месяцев также следует делать тренировку . Легкую тренировку следует делать и с полежавшими небольшое время (более 2 недель и менее 3 месяцев) аккумуляторами. Поскольку вручную тренировать аккумуляторы очень утомительно выпускаются и умные зарядные устройства. А поскольку зарядный ток и время и дополнительно необходимые операции по тренировке аккумулятора зависит от самого аккумулятора - от его ёмкости номинальной, ёмкости фактической, времени бездействия (времени хранения), особенностей внутренней химии аккумулятора, - то есть очень и очень умные зарядные устройства. Применение очень умных зарядных устройств позволяет не оказаться на ответственной съёмке с полной сумкой полностью заряженных, но очень быстро разряжающихся аккумулятором, как это несколько раз случалось со мной. Ну и в целом работа с аккумуляторами станет удобнее - их будет намного дольше хватать, реже понадобится покупать новые. В настоящее время мне известны следующие очень умные зарядные устройства:
    • Maha Energy PowerEx MH-C9000 WizardOne Charger-Analyzer for 4 AA / AAA
    • La Crosse Technology BC-900 AlphaPower Battery Charger (известная также под названиями Techno Line BC900, Techno Line iCharger)
    • La Crosse Technology BC-700 (отличается от BC-900 уменьшенным током заряда, но и этого хватает за глаза)
    Свежие публикации

    Источники: http://www.rcmotors.ru/pages/nimh/, http://www.powerlabs.ru/page-10/page-20/ni-mh-working.html, http://strobist.ru/node/48/

    Комментариев пока нет!

  • kak-sdelatpravilno.ru

    Как заряжать Ni-Cd аккумуляторы, зарядные устройства, параметры

    Написано 4 января 2018от generator-prosto.

    Сегодня Ni-Cd аккумуляторы используются в большинстве портативных инструментов и различных электронных устройствах (фотоаппараты, плееры и т. п.). Правда, в последнее время наблюдается тенденция замещения их литий-ионными аккумуляторами. Для того чтобы аккумулятор вашей аппаратуры служил долго, никель-кадмиевые батареи нужно правильно эксплуатировать, вовремя и своевременно заряжать и время от времени проводить циклы разряда-заряда. Тогда Ni-Cd аккумулятор будет служить вам долго. Сегодня мы поговорим о том, как заряжать никель-кадмиевые аккумуляторы по всем правилам.

    Как заряжать Ni-Cd аккумуляторы

    Содержание статьи:

    Особенности Ni-Cd эксплуатации аккумуляторов

    Для того чтобы никель-кадмиевые аккумуляторы работали продолжительное время, нужно их полностью разряжать.

    Ni-Cd аккумуляторные батареи имеют ярко выраженный эффект памяти. Если разрядка в процессе эксплуатации будет неполной, то эффективная площадь электродов аккумулятора будет постоянно снижаться.

    Никель-кадмиевые батареи запоминают нижнюю отметку разряда. В результате при разряде до этой отметки они перестают работать, хотя возможность для этого есть. Это явление получило название «эффект памяти».

    Поэтому, перед тем как зарядить никель кадмиевый аккумулятор нужно полностью разрядить элементы батареи до напряжения 0,9-1 вольт. Это позволить как можно дольше сохранить параметры батареи и увеличить срок службы Ni-Cd аккумуляторных батарей. Стоит отметить, что слишком сильный разряд, ниже порогового значения также не рекомендуется.

    Никель-кадмиевым батарейкам нужна периодическая тренировка

    Нужно также сказать, что новые никель-кадмиевые батарейки необходимо предварительно потренировать. Эта тренировка подразумевает активацию работы аккумулятора. При этом делается 3-5 циклов разряд-заряд. Такой разряд и заряд Ni-Cd аккумуляторов «разгоняет» их и они начинают работать на заявленных параметрах. После выполнения тренировки никель-кадмиевые батарейки хорошо держат нагрузки и имеют менее выраженный «эффект памяти». Иногда можно встретить рекомендации о том, что Ni-Cd батареи низкого качества требуют тренировки до 70-80 циклов разряд-заряд. Здесь стоит придерживаться рекомендаций производителя и зависит это в основном от технологии изготовления батареек.

    Процесс «тренировки» или циклирования также нужно выполнять после длительного (более 6 месяцев) хранения Ni-Cd аккумуляторов. Но сильно усердствовать также не стоит, поскольку излишнее циклирование снижает ресурс аккумулятора. Стоит отметить ещё один момент. Если вы не собираетесь использовать никель-кадмиевые батарейки, то не нужно их заряжать. Этот тип батарей может вполне нормально храниться в разряженном состоянии. В заряженном состоянии никель-кадмиевый аккумулятор постепенно теряет первоначальные характеристики.

    Теперь несколько слов о том, какие есть зарядные устройства для Ni-Cd аккумуляторов.

    Разновидности зарядных устройств для никель-кадмиевых аккумуляторов

    Сегодня на рынке можно выделить две основные группы устройств, предназначенных для заряда никель кадмиевых аккумуляторов:

    • Автоматические ЗУ;
    • Реверсивные импульсные ЗУ.

    Автоматические зарядное устройство для Ni-Cd аккумуляторных батарей. Это простые и доступные по цене устройства. Они менее сложные и выпускаются в конструкции, которая позволяет заряжать по два или 4 батарейки одновременно. Чтобы запустить заряд никель кадмиевых аккумуляторов, вставьте в батарейки в зарядное устройство. Переключателем ЗУ нужно установить количество заряжаемых батареек и подключить устройство к сети.

    Как правило, автоматическое зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов имеет следующую цветовую индикацию. Красный цвет индикатора показывает, что идёт процесс заряда батареек. Чтобы сделать разряд аккумуляторов, на устройстве имеется переключатель «разряд». В процессе разряда индикатор будет иметь жёлтый цвет. После того, как пройдёт разряд, зарядное устройство для Ni-Cd аккумуляторов само запустит зарядку. Зелёный цвет индикатора говорит о том, что цикл разряд-заряд закончен.

    Пример зарядного устройства для Ni-Cd аккумуляторов

    Пример зарядного устройства для Ni-Cd аккумуляторов

    Дополнительно можете прочитать отдельную статью о про восстановление Ni-Cd аккумулятора для шуруповерта.В данном случае речь идёт о заряде никель-кадмиевых батареек по отдельности. Если это аккумуляторы для шуруповёрта или другого электроинструмента, то с ними в комплекте идёт штатное зарядное устройство, которое позволяет заряжать всю батарею сразу от бытовой электросети.

    Реверсивное импульсное ЗУ. Эти устройства более сложные и стоят дороже, чем модели первого типа. Обычно производители позиционируют их как профессиональные. Такое зарядное устройство для Ni-Cd аккумуляторов циклически проводит разряд-заряд с разным временным интервалом.

    Устанавливается аккумулятор, выставляется режим и запускается работа. Индикатор даст сигнал об окончании зарядки. С помощью таких ЗУ можно не только выполнять заряд никель-кадмиевых аккумуляторов, но и поддерживать их в рабочем состоянии. В качестве примера можно привести широко распространённое универсальное зарядное устройство iMAX B6.

    Никель-кадмиевые АКБ менее требовательны к характеристикам зарядного устройства, чем Ni-MH аккумуляторы. Но экономить на нём нельзя, поскольку дешевые устройства сокращают срок эксплуатации батарей. Теперь, давайте, разберёмся, как зарядить никель кадмиевый аккумулятор.

    Процесс разряда и заряда Ni-Cd аккумуляторов

    Процесс разряда никель-кадмиевых батарей

    Для этого типа батарей (как впрочем, и для других) разрядные характеристики зависят от особенностей аккумуляторов, которые определяют его внутреннее сопротивление. Среди таких особенностей можно отметить структуру и толщину электродов. На разрядные характеристики влияют:

    • толщина сепаратора и его структура;
    • плотность сборки;
    • объём электролита;
    • некоторые характеристики конструкции.

    При работе в условиях продолжительного разряда используются дисковые батарейки с прессованными электродами большой толщины. Для них разрядная кривая показывает постоянное медленное снижение напряжения до величины 1,1 вольта. Разрядная ёмкость в случае дальнейшего разряда до 1 вольта равна от 5 до 10 процентов от номинального значения. Особенностью этого типа батарей является существенно падение разрядной ёмкости и напряжения при увеличении тока до 0,2*С. Объяснение этому достаточно простое — невозможность разряда активной массы равномерно по всей электрода.

    Дисковые Ni-Cd аккумуляторы

    Дисковые Ni-Cd аккумуляторы

    Если уменьшить толщину электродов и увеличить их количество до четырёх, то ток разряда для дискового аккумулятора может быть увеличен до величины 0,6*С.

    Аккумуляторные батареи с электродами из металлокерамики имеют малое внутреннее сопротивление и высокие энергетические характеристики. На их разрядных характеристиках заметно меньшее падение напряжения. У этого типа аккумуляторов величина напряжения держится выше 1,2 вольта до отдачи 0,9 от номинальной ёмкости. При дальнейшем разряде и падении напряжения с 1,1 до 1 вольта отдаётся около 3 процентов номинальной ёмкости. Допускается разряжать этот тип аккумуляторов разрядными токами величиной до 3-5*С.

    Ni-Cd аккумуляторы цилиндрической формы можно разряжать более высокими токами. В них используются рулонные электроды, что позволяет разряжать их максимальным током 7-10*С.

    Цилиндрические Ni-Cd аккумуляторы

    Цилиндрические Ni-Cd аккумуляторы

    На изображениях ниже можно видеть влияние тока разряда и температуры на значение разрядной ёмкости.

    Разрядная характеристика никель-кадмиевого аккумулятора в зависимости от тока разрядаРазрядная характеристика никель-кадмиевого аккумулятора в зависимости от тока разрядаРазрядная характеристика никель-кадмиевого аккумулятора в зависимости от температуры ОСРазрядная характеристика никель-кадмиевого аккумулятора в зависимости от температуры ОСРазрядная характеристика никель-кадмиевого аккумулятора в зависимости от тока разряда при различных температурахРазрядная характеристика никель-кадмиевого аккумулятора в зависимости от тока разряда при различных температурах

    Наибольшее значение ёмкости достигается при температуре 20 градусов Цельсия. Ёмкость практически не снижается, если увеличивать температуру. А вот при температуре ОС ниже ноля значение разрядной ёмкости падает пропорционально увеличению разрядного тока. Уменьшение ёмкости при низких температурах объясняется уменьшением разрядного напряжения щелочной аккумуляторной батареи из-за увеличения сопротивления.

    Увеличение сопротивления объясняется ограниченным объёмом электролита в герметичной батарейке. Состав и концентрация электролита сильно отражаются на характеристиках. От них напрямую зависит температура образования твёрдой фазы. Это могут кристаллогидраты, лёд, соли и т. п. При замёрзшем электролите разряд вообще отсутствует. Работоспособность Ni-Cd в большинстве случае ограничена температурой минус 20 градусов Цельсия. В некоторых случаях при корректировке состава электролита и его концентрации производители выпускают модели Ni-Cd батарей работоспособных при минус 40.

    Если у вас электроинструмент или электронный гаджет работает на металлогидридных батарейках, вам будет интересно прочитать о том, как восстановить Ni-MH аккумуляторы.

    Процесс заряда никель-кадмиевых батарей

    В процессе зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов важным моментом является ограничение излишнего заряда. Это важный момент, поскольку при заряде никель-кадмиевых аккумуляторов внутри них растёт давление. В процессе зарядки выделяется кислород и постепенно снижается коэффициент использования тока. На графике ниже можно видеть зависимость разрядной ёмкости от скорости заряда. Данные приводятся для цилиндрических батарей.

    Эффективность заряда никель-кадмиевого аккумулятора при различной скорости зарядки

    Эффективность заряда никель-кадмиевого аккумулятора при различной скорости зарядки

    Чтобы аккумулятор полностью зарядился, ему требуется сообщить до 160 процентов от номинальной ёмкости. Зарядка никель кадмиевых аккумуляторов должна вестись в интервале температур 0-40 С. Рекомендуемый интервал 10-30 С. При понижении температуры на отрицательном электроде снижается поглощение кислорода и растёт давление. В результате при сильном перезаряде из-за увеличения давления может открыться аварийный клапан. При увеличении температуры потенциал растёт и на положительном электроде очень рано выделяется кислород, что сокращает процесс зарядки в штатном режиме.

    Если температура поддерживается стабильной, то на процесс заряда сильно влияет ток. Его увеличение вызывает рост скорости выделения кислорода. А скорость его поглощения при этом не меняется, поскольку зависит от особенностей конструкции аккумуляторной батареи. Влияние на газопоглощение оказывает компоновка, структура, толщина электродов, материал сепаратора, объем электролита.

    В частности, чем плотность компоновки электродов больше и их толщина меньше, тем зарядка идёт с большей скоростью. Поэтому цилиндрические батареи заряжаются с большой скоростью. На кривых заряда можно заметить, что у таких моделей Ni-Cd аккумуляторов при токе 0,1-1С эффективность зарядки почти не меняется. Снижение тока заряда вызывает существенное уменьшение ёмкости, которую батарея отдаст при разряде.

    Стандартный режим зарядки считается следующий. Никель-кадмиевый аккумулятор с напряжением 1 вольт заряжается примерно 14-16 часов током 0,1С. Детали процесса зарядки оговариваются производителями аккумуляторов. Они могут отличаться из-за особенностей конструкции или увеличенной закладки активной массы (это делается для наращивания ёмкости). Для Ni-Cd аккумуляторов может использоваться зарядка постоянным током в течение всего времени. А может использоваться схема ступенчатого или плавного снижения тока зарядки во время процесса. Это позволяет проводить длительную зарядку без риска повредить аккумулятор. При таких режимах ток зарядки на первой стадии может значительно превышать значение 0,1*С.

    Часто есть необходимость в увеличении скорости зарядки. Производители решают эту проблему выпуском батарей, которые способны эффективно заряжаться большими токами. При этом используются различные системы контроля, охраняющие никель-кадмиевый аккумулятор от сильного перезаряда. Эти системы контроля могут содержать, как сами аккумуляторы, так и зарядное устройство для никель-кадмиевых аккумуляторов.

    Для цилиндрических Ni-Cd аккумуляторов рекомендуется выполнять зарядку постоянным током величиной 0,2 С в течение 6-7 часов. Также используется режим током 0,3 С в течение 3-4 часов. В последнем случае контроль по времени заряда обязателен. Если ведётся ускоренный заряд, то перезаряд должен составлять до 120-140 процентов от ёмкости и не более. В этом случае Ni-Cd аккумулятор набирает разрядную ёмкость не меньше номинальной. Для работы в ускоренных режимах производители даже предлагают аккумуляторы, которые могут заряжаться за один час. В таком режиме используются различные средства контроля за температурой и напряжением, чтобы никель-кадмиевые батарейки не деградировали в результате резкого роста давления.

    После того, как заряд прекращается давление внутри аккумуляторной батареи ещё продолжает расти, поскольку окисление гидроксильных ионов на оксидно-никелевых электродах продолжается. Постепенно скорость выделения кислорода на положительном электроде сравнивается с поглощением на отрицательном (кадмиевом) электроде. Поэтому давление в батарее постепенно понижается. Если был существенный перезаряд, то давление будет снижаться медленнее. Рекомендуем также прочитать о том, как заряжать Ni-MH аккумуляторы.

    Режим заряда Ni-Cd аккумулятора

    Давайте, суммируем, что нужно знать о режиме зарядки Ni-Cd аккумуляторов. Речь, естественно, о тех случаях, когда у вас есть возможность выставить параметры. Как вы уже поняли, при заряде никель-кадмиевого аккумулятора его напряжение растёт до определённого значения, а затем стабилизируется. Когда батарея полностью заряжается, то напряжение понижается. По этому падению зарядные устройства чаще всего отслеживают окончание заряда. Это падение напряжения ещё называется Delta Peak. Чем точнее отслеживается эта дельта, тем батарейка заряжается более качественно и не будет перезаряда.

    Итак, рекомендуется следующий режим. Ток заряда до 2С (номинальная ёмкость батарейки). Если доступен, то выбирается вид импульса (Re-Flex, Flex, Normal). Delta Peak должна составлять 7-10 мВ на один элемент батареи. Ток подкачки (ещё называемый trickle) составляет 50-100 мА-ч.

    Следует помнить, что нельзя допускать перегрев аккумулятора выше 50 градусов Цельсия. Для того, чтобы продлить срок службы Ni-Cd аккумулятора, то выставляйте Delta Peak по минимуму. Недозарядка составит примерно 50 мА-ч. Стоит отметить и ещё ряд деталей процесса зарядки. Советуем также прочитать материал о восстановлении и ремонте Ni-Cd аккумуляторов.

    Для полноценного использования мощности аккумулятора его следует заряжать большим током зарядки. Если важно использовать его мощность по максимуму, то нужно заряжать в нормальном режиме малым током. Величина тока около 0,1С. При этом время заряда составит 14-16 часов. С помощью ступенчатой подачи тока можно зарядить Ni-Cd аккумуляторную батарею в ускоренном режиме. Для этого 10 процентов ёмкости батареи набирается током 1С, затем до 80 процентов током 1,5С, а остаток добивается током 0,5С.

    Теперь вы знаете, как зарядить никель-кадмиевый аккумулятор в различных режимах. Главное, не допускать сильного переразряда и вести контроль и отключение зарядки по ряду параметров. Если у вас есть дополнения к статье или вопросы, пишите их в комментариях ниже. Также предлагаем проголосовать в опросе и оценить материал.

    Популярные статьи:

    Опубликовано в Аккумуляторы

    generator-prosto.ru


    Смотрите также