Що потрібно знати про Ni-MH акумулятори. Методи заряду Ni-Cd та Ni-MH акумуляторів Як правильно зберігати ni mh акумулятори

11. Зберігання та експлуатація Ni-MH акумуляторів

Перед тим, як приступити до експлуатації нових Ni-MH акумуляторів, варто пам'ятати, що їх необхідно попередньо «розкачати» для максимальної ємності. Для цього бажано мати зарядний пристрій, здатний розряджати акумулятори: встановіть зарядку на мінімальний струм і зарядіть акумулятор, а потім розрядіть його, натиснувши відповідну кнопку на зарядному пристрої. Якщо такого пристрою під рукою немає, можна просто навантажити батарейку на повну потужністьта почекати.

Може знадобитися 2-5 таких циклів, залежно від тривалості та температури зберігання на складах та в магазині. Дуже часто умови зберігання далекі від ідеальних, тому багаторазове тренування буде дуже доречним.

Для найбільш ефективної та продуктивної роботи акумулятора протягом якомога тривалішого часу, його необхідно і надалі, по можливості, повністю розряджати (рекомендується ставити пристрій на зарядку тільки після того, як він відключився через розряд батареї) і заряджати акумулятор, щоб уникнути поява «ефекту пам'яті» та скорочення життя акумулятора. Для відновлення повної (наскільки це можливо) ємності акумулятора також необхідно проводити тренування, описане вище. У такому випадку відбувається розряд акумулятора до мінімально допустимої напруги на комірку, і кристалічні утворення при цьому руйнуються. Необхідно взяти собі за правило тренувати акумулятор не рідше одного разу на два місяці. Але й перегинати палицю теж не слід – часте застосування цього методу зношує акумулятор. Після розряду рекомендується залишити пристрій увімкненим у заряджання не менше ніж на 12 годин.

Ефект пам'яті можна усунути також розрядкою великим струмом (у 2-3 рази вище від номінального).

«Хотіли як краще, а вийшло як завжди»

Перше і найпростіше правило правильної зарядки будь-якого акумулятора - використання зарядного пристрою (далі ЗУ), яке продавалося в комплекті (наприклад, мобільного телефону), або де умови заряду відповідають вимогам виробника акумуляторів (наприклад, для пальчикових Ni-MH акумуляторів).

У будь-якому випадку краще купувати акумулятори та ЗУ, рекомендовані виробником. Кожна фірма має свої технології виробництва та особливості експлуатації акумуляторів. Перед використанням акумуляторів і ЗУ необхідно уважно ознайомитися з усіма інструкціями та іншими інформаційними матеріалами.

Як ми писали вище, найпростіші ЗУ зазвичай входять у комплект постачання. Такі ЗУ зазвичай доставляють користувачам мінімум занепокоєння: виробники телефонів намагаються узгодити технологію заряду з усіма можливими типами акумуляторів, призначених для роботи з даною маркою апарату. Це означає, що якщо пристрій розрахований на роботу з Ni-Cd, Ni-MH і Li-Ion акумуляторами, це ЗУ однаково ефективно заряджатиме всі вищеперелічені акумулятори, навіть якщо вони будуть різної ємності.

Але тут криється одна вада. Нікелеві акумулятори, схильні до ефекту пам'яті, необхідно періодично повністю розряджати, проте «апарат» на таке не здатний: при досягненні певного порогу напруги він вимикається. Напруга, при якій відбувається автоматичне вимкнення, перевищує значення, до якого необхідно розрядити акумулятор, щоб зруйнувати кристали, що зменшують ємність батареї. У таких випадках краще використовувати ЗУ з функцією розряду.

Існує думка, що Ni-MH акумулятори можна заряджати тільки після їх повного (100%) розряду. Але насправді повний розряд акумулятора небажаний, інакше батарея раніше вийде з ладу. Рекомендується глибина розряду 85-90% – так званий поверхневий розряд.

Крім цього, потрібно враховувати, що Ni-MH акумулятори вимагають спеціальних режимів заряджання, на відміну від Ni-Cd, які найвибагливіші до режиму заряджання.

Незважаючи на те, що сучасні нікель-металогідридні акумулятори можуть витримувати перевищення розрахункової величини заряду, при цьому перегрів зменшує термін служби акумулятора. Тому при зарядці потрібно враховувати три фактори: час, величину заряду та температуру акумулятора. На сьогоднішній день існує велика кількістьЗУ, що забезпечують контроль за режимом заряджання.

Розрізняють повільні, швидкі та імпульсні ЗУ. Відразу варто зазначити, що поділ це досить умовно і залежить від фірми-виробника акумуляторів. Підхід до проблеми заряджання приблизно такий: фірма розробляє різні типи акумуляторів під різні застосування та встановлює для кожного типу рекомендації та вимоги щодо найбільш сприятливих методів заряду. В результаті однакові по зовнішньому вигляду(Розмірам) акумулятори можуть вимагати застосування різних методів заряду.

"Повільні" та "швидкі" ЗУ відрізняються за швидкістю заряду акумуляторів. Перші заряджають акумулятор струмом, рівним приблизно 1/10 від номінального, час заряду становить 10 - 12 годин, при цьому, як правило, не контролюється стан акумулятора, що не дуже добре (цілком і частково розряджені акумулятори повинні заряджатися в різних режимах).

Швидкі заряджають акумулятор струмом в діапазоні від 1/3 до 1 від величини його номіналу. Час заряду – 1-3 години. Дуже часто це дворежимний пристрій, що реагує на зміну напруги на клемах акумулятора в процесі заряджання. Спочатку заряд накопичується в "швидкісному" режимі, коли напруга досягає певного рівня, швидкісна зарядка припиняється, і апарат переводиться в повільний режим "струминної" зарядки. Саме такі пристрої ідеальні для Ni-Cd та Ni-MH акумуляторів. Наразі найбільш поширені зарядні пристрої, що використовують технологію імпульсної зарядки. Зазвичай їх можна використовувати для всіх типів акумуляторів. Особливо добре це ЗУ підходять для продовження терміну експлуатації Ni-Cd акумуляторів, так як при цьому руйнуються кристалічні утворення активної речовини (зменшується ефект пам'яті), що виникають в процесі експлуатації. Однак для акумуляторів із значним «ефектом пам'яті» застосування тільки імпульсного способу заряду недостатньо - необхідний глибокий розряд (відновлення) за спеціальним алгоритмом, щоб зруйнувати великі кристалічні утворення. Звичайні зарядні пристрої навіть з функцією розряду на таке не здатні. Це можна зробити у сервісній службі за допомогою спеціального обладнання.

Для тих, хто проводить багато часу за кермом, безумовно, потрібний автомобільний варіант зарядного пристрою. Найпростіше виконано у вигляді шнура, що з'єднує стільниковий телефон із гніздом автомобільного прикурювача (всі "старі" варіанти призначені тільки для заряджання Ni-Cd і Ni-MH акумуляторів). Втім, не варто зловживати таким способом зарядки: подібні умови роботи негативно впливають на тривалість життя батареї.

Якщо ви вже вибрали ЗУ, яке вам підходить, прочитайте наступні рекомендації заряджання Ni-Cd та Ni-Mh акумуляторів:

Заряджайте лише повністю розряджені акумулятори;

Не слід поміщати повністю заряджений акумулятор на додаткову підзарядку, оскільки це значно скорочує термін його використання;

Не слід залишати Ni-Cd та Ni-MH акумулятори в ЗУ після закінчення заряду надовго, оскільки зарядний пристрій і після повного заряду продовжує їх заряджати, але лише значно меншим струмом. Тривале знаходження Ni-Cd- та Ni-MH акумуляторів у ЗУ призводить до їх перезаряду та погіршення параметрів;

Перед заряджанням акумулятори повинні бути кімнатної температури. Найбільш ефективна зарядка при температурі навколишнього середовища від +10 до +25°С.

У процесі заряджання можливе нагрівання акумуляторів. Особливо це для серії підвищеної ємності при інтенсивному (швидкому) заряді. Граничною температурою нагрівання акумуляторів +55°С. У конструкції швидких зарядних пристроїв(від 30 хвилин до 2 годин), передбачено температурний контроль кожного акумулятора. При нагріванні корпусу акумулятора до +55°С пристрій перемикається з основного режиму заряду до дозаряду, в процесі якого температура знижується. У конструкції самих акумуляторів також передбачено захист від перегріву у вигляді запобіжного клапана (що виключає руйнування акумулятора), який відкривається, якщо тиск пар електроліту всередині корпусу перевищить допустимі межі.

Зберігання

Якщо ви купили акумулятор і не збираєтеся негайно використовувати його, то вам краще ознайомитися з правилами зберігання Ni-MH батарей.

Перш за все, акумулятор необхідно витягти з апарата та подбати про захист від впливу вологи та високих температур. Не можна допускати сильного зниження напруги на акумуляторі внаслідок саморозряду, тобто за тривалого зберігання батарею необхідно періодично заряджати.

Не можна зберігати акумулятор за високої температури, це прискорює деградацію активних матеріалів усередині акумулятора. Наприклад, постійна експлуатація та зберігання при 45°C призведе до зменшення кількості циклів Ni-MH акумулятора приблизно на 60%.

При зниженій температурі умови зберігання найкращі, але відзначимо, що саме для зберігання, тому що віддача енергії при мінусових температурах у будь-яких акумуляторів падає, а заряджати взагалі не можна. Зберігання за низьких температур зменшить саморозряд (наприклад, можна покласти в холодильник, але в жодному разі не в морозильник).

Крім температури, на термін служби акумулятора істотно впливає ступінь його заряду. Одні кажуть, що треба зберігати в зарядженому стані, інші наполягають на повній розрядці. Оптимальний варіант - зарядити акумулятор перед зберіганням на 40%.

Багато варіантів ТХІТ, у яких механічне з'єднання елементів не застосовується, а складання виходить просто при пресуванні всіх її компонентів. 3. Конструктивне виконання електродів у вторинних хімічних джерелах 3.1. Свинцеві акумуляторита батареї Стартерні батареї. Конструкція та параметри. Конструктивно стартерні АБ відрізняються трохи. Схема їх влаштування...

Найчастіше до зростання металевого перенапруги. Значне підвищення спостерігається у присутності поверхнево-активних катіонів типу тетразамещенного амонію. Висока чутливість процесу електроосадження металів до чистоти розчинів вказує на те, що присутність не тільки електролітів, а й будь-яких речовин, що мають поверхнево-активні властивості, має грати тут...

Мають срібно-цинкові елементи Ag-Zn, але вони надзвичайно дорогі, а отже, економічно неефективні. В даний час відомо більше 40 різних типів портативних гальванічних елементів, які називаються у побуті «сухими батарейками». 2. Електричні акумулятори Електричні акумулятори (вторинні ХІТ) - гальванічні елементи, що перезаряджаються, які за допомогою зовнішнього джерела струму...

Історія винаходу

Дослідження в галузі технології виготовлення NiMH акумуляторів почалися в 70-ті роки XX століття і були здійснені як спроба подолання недоліків. Однак, застосовувані на той час метал-гідридні сполуки були нестабільні, і необхідних характеристик не було досягнуто. В результаті процес розробки NiMH акумуляторів зупинився. Нові метал-гідридні з'єднання, досить стійкі для застосування в акумуляторах, були розроблені в 1980. Починаючи з кінця вісімдесятих років XX століття NiMH акумулятори постійно вдосконалювалися, головним чином за щільністю енергії, що запасається. Їхні розробники відзначали, що для NiMH технології є потенційна можливість досягнення ще більших щільностей енергії.

Параметри

• Теоретична енергоємність (Вт · год / кг): 300 Вт · год / кг.
• Питома енергоємність: близько - 60-72 Вт · год / кг.
• Питома енергощільність (Вт·ч/дм³): близько - 150 Вт·ч/дм³.
• ЕРС: 1,25.
• Робоча температура: −60…+55 °C.(-40…+55)
• Термін служби: близько 300-500 циклів заряду/розряду.

Опис

Нікель-метал-гідридні акумулятори форм фактора "Крона", як правило, початковою напругою 8,4 вольта, поступово знижує напругу до 7,2 вольт, а потім, коли енергія акумулятора буде вичерпана, напруга швидко знижується. Цей тип акумуляторів розроблено для заміни нікель-кадмієвих акумуляторів. Нікель-метал-гідридні акумулятори мають приблизно на 20% велику ємність при тих же габаритах, але менший термін служби – від 200 до 300 циклів заряду/розряду. Саморозряд приблизно в 1,5-2 рази вищий, ніж у нікель-кадмієвих акумуляторів.

NiMH акумулятори практично позбавлені «ефекту пам'яті». Це означає, що заряджати не повністю розряджений акумулятор можна, якщо він не зберігався більше кількох днів у такому стані. Якщо акумулятор був частково розряджений, а потім не використовувався протягом тривалого часу (більше 30 днів), перед зарядом його необхідно розрядити.

Екологічно безпечні.

Найбільш сприятливий режим роботи: заряд невеликим струмом, 0,1 номінальної ємності, час заряду – 15-16 годин (типова рекомендація виробника).

Зберігання

Акумулятори слід зберігати повністю зарядженими в холодильнику, але не нижче 0 градусів. При зберіганні бажано регулярно (раз на 1-2 місяці) перевіряти напругу. Воно не повинно падати нижче 1,37. Якщо напруга впала, необхідно зарядити акумулятори знову. Єдиний вид акумуляторів, які можуть зберігатися розрядженими, - це акумулятори Ni-Cd .

NiMH акумулятори з низьким саморозрядом (LSD NiMH)

Нікель-метал-гідридні акумулятори з низьким саморозрядом (LSD NiMH), вперше були представлені в листопаді 2005 фірмою Sanyo під торговою маркою Eneloop. Пізніше багато світових виробників представили свої LSD NiMH акумулятори.

Цей тип акумуляторів має знижений саморозряд, а значить має більш тривалий термін зберігання в порівнянні зі звичайними NiMH. Акумулятори продаються як "готові до використання" або "попередньо заряджені" і позиціонуються як заміна лужних батарейок.

У порівнянні зі звичайними акумуляторами NiMH, LSD NiMH є найбільш корисними, коли між заряджанням та використанням акумулятора може пройти більше трьох тижнів. Звичайні NiMH акумулятори втрачають до 10% ємності зарядом протягом перших 24 годин після заряду, зетем струм саморозряду стабілізується на рівні до 0,5% ємності на день. Для LSD NiMH цей параметр зазвичай знаходиться в діапазоні від 0,04% до 0,1% ємності на день. Виробники стверджують, що покращивши електроліт і електрод, вдалося досягти наступних переваг LSD NiMH щодо класичної технології:

З недоліків слід зазначити порівняно меншу ємність. В даний час (2012) максимально досягнута паспортна ємність LSD - 2700 mAh.

Тим не менш, при тестуванні акумуляторів Sanyo Eneloop XX з паспортною ємністю 2500mAh (min 2400mAh) виявилося, що всі з акумуляторів партії в 16 штук (зроблені в Японії, продані в Ю. Кореї) мають ємність навіть більше - від 2550 m . Тестувалося зарядкою LaCrosse BC-9009.

Неповний список акумуляторів довгого зберігання (з низьким саморозрядом):

• Prolife від Fujicell
• Ready2Use Accu від Varta
• AccuEvolution від AccuPower
• Hybrid, Platinum, та OPP Pre-Charged від Rayovac
• eneloop від Sanyo
• eniTime від Yuasa
• Infinium від Panasonic
• ReCyko від Gold Peak
• Instant від Vapex
• Hybrio від Uniross
• Cycle Energy від Sony
• MaxE та MaxE Plus від Ansmann
• EnergyOn від NexCell
• ActiveCharge/StayCharged/Pre-Charged/Accu від Duracell
• Pre-Charged від Kodak
• nx-ready від ENIX energies
• Imedion від
• Pleomax E-Lock від Samsung
• Centura від Tenergy
• Ecomax від CDR King
• R2G від Lenmar
• LSD ready to use від Turnigy

Інші переваги NiMH акумуляторів із низьким саморозрядом (LSD NiMH)

Нікель-метал-гідридні акумулятори з низьким саморозрядом зазвичай мають значно нижчу внутрішній опірніж звичайні батареї NiMH. Це позначається дуже позитивно у додатках з високим струмоспоживанням:

• Більш стабільна напруга
• Зменшене тепловиділення особливо на режимах швидкого заряду/розряду
• Вища ефективність
• Здатність до високої імпульсної струмовіддачі (Приклад: заряджання спалаху фотоапарата відбувається швидше)
• Можливість тривалої роботи в пристроях з низьким енергоспоживанням (Приклад: пульти дистанційного керування, годинник.)

Методи заряду

Зарядка проводиться електричним струмом при напрузі на елементі до 1,4 - 1,6 В. Напруга на повністю зарядженому елементі без навантаження становить 1,4 В. Напруга при навантаженні змінюється від 1,4 до 0,9 В. Напруга без навантаження на повністю розрядженому акумуляторі становить 1,0 - 1,1 (подальша розрядка може зіпсувати елемент). Для заряджання акумулятора використовується постійний або імпульсний струм з короткочасними негативними імпульсами (для відновлення ефекту пам'яті, метод FLEX Negative Pulse Charging або Reflex Charging).

Контроль закінчення заряду зміни напруги

Одним із методів визначення закінчення заряду є метод -V. На зображенні показаний графік напруги на елементі заряду. Зарядний пристрій заряджає акумулятор постійним струмом. Після того, як акумулятор повністю заряджений, напруга починає падати. Ефект спостерігається лише за досить великих струмах зарядки (0,5С..1С). Зарядний пристрій повинен визначити це падіння та вимкнути заряджання.

Існує ще так званий "inflexion" – метод визначення закінчення швидкої зарядки. Суть методу у тому, що аналізується не максимум напруги на акумуляторі, а максимум похідної напруги за часом. Тобто швидка зарядка припиниться у той момент, коли швидкість зростання напруги буде максимальною. Це дозволяє завершити фазу швидкого заряджання раніше, коли температура акумулятора ще не встигла значно піднятися. Однак метод вимагає вимірювання напруги з більшою точністю та деяких математичних обчислень (обчислення похідної та цифрової фільтрації отриманого значення).

Контроль закінчення заряду зміни температури

При зарядженні елемента постійним струмом більша частина електричної енергії перетворюється на хімічну енергію. Коли акумулятор повністю заряджений, то електрична енергія, що підводиться, буде перетворюватися в тепло. При достатньо великому зарядному струмі можна визначити закінчення заряду різкого збільшення температури елемента, встановивши датчик температури акумулятора. Максимальна допустима температура акумулятора становить 60°С.

Області застосування

Заміна стандартного гальванічного елемента, електромобілі, дефібрилятори, ракетно-космічна техніка, системи автономного енергопостачання, радіоапаратура, освітлювальна техніка.

Вибір ємності акумуляторів

При використанні NiMH акумуляторів далеко не завжди слід гнатися за великою ємністю. Чим більш ємний акумулятор, тим вище (за інших рівних умов) його струм саморозряду. Наприклад розглянемо акумулятори ємністю 2500 мАг і 1900 мАг. Повністю заряджені та не використовувані протягом, наприклад, місячного терміну акумулятори втратить частину своєї електричної ємності внаслідок саморозряду. Більш ємний акумулятор втрачатиме заряд значно швидше, ніж менш ємний. Таким чином, через місяць, акумулятори будуть мати приблизно рівний заряд, а через ще більший час спочатку більш ємний акумулятор міститиме менший заряд.

З практичної точки зору акумулятори високої ємності (1500-3000 мАг для AA-батарей) є сенс використовувати у пристроях з високим споживанням енергії протягом короткого часу та без попереднього зберігання. Наприклад:

• У радіокерованих моделях;
• У фотоапараті - збільшення кількості знімків, зроблених у відносно короткий проміжок часу;
• В інших пристроях, в яких заряд буде вироблений за короткий термін.

Акумулятори ж низької ємності (300-1000 мАг для AA-батарей) швидше підійдуть для наступних випадків:

• Коли використання заряду починається не відразу після зарядки, а після значного часу;
• Для періодичного використання у пристроях (ручні ліхтарі, GPS-навігатори, іграшки, рації);
• Для тривалого використання у пристрої з помірним енергоспоживанням.

Виробники

Нікель-метал-гідридні акумулятори виготовляються різними фірмами, у тому числі:

• Camelion
• Lenmar
• Наша сила
• НІАІ ДЖЕРЕЛО
• Космос

Див. також

Література

• Кришталев Д. А. Акумулятори. М: Ізумруд, 2003.

Примітки

Посилання

• ГОСТ 15596-82 Джерела струму хімічні. терміни та визначення
• ГОСТ Р МЕК 61436-2004 Акумулятори нікель-метал-гідридні герметичні
• ГОСТ Р МЭК 62133-2004 Акумулятори та акумуляторні батареї, що містять лужний та інші некислотні електроліти. Вимоги безпеки для портативних герметичних акумуляторів та батарей із них при портативному застосуванні

Основна відмінність Ni-Cd акумуляторів та Ni-Mh акумуляторів – це склад. Основа акумулятора однакова – це нікель, він є катодом, а аноди різні. У Ni-Cd акумулятораанодом є металевий кадмій, у Ni-Mh акумулятора анодом є водневий металогідридний електрод.

У кожного типу акумулятора є свої плюси та мінуси, знаючи їх ви, зможете точніше підібрати необхідний вам акумулятор.

Чи підійде старий зарядний пристрій до нового акумулятора, якщо я зміню Ni-Cd на Ni-Mh акумулятор або навпаки?

Принцип заряду обох акумуляторів абсолютно однаковий, тому зарядний пристрій можна використовувати від попереднього акумулятора. Основне правило заряджання даних акумуляторів полягає в тому, що їх можна заряджати тільки після повної розрядки. Ця вимога є наслідком того, що обидва типи акумулятора схильні до «ефекту пам'яті», хоча у Ni-Mh акумуляторів ця проблема зведена до мінімуму.

Як правильно зберігати акумулятори Ni-Cd і Ni-Mh?

Найкраще місце для зберігання акумулятора - сухе прохолодне приміщення, оскільки чим вище температура зберігання, тим швидше відбувається саморозряд акумулятора. Зберігати батарею можна в будь-якому стані, крім повного розряду або повного заряду. Оптимальний заряд - 40-60%. Раз на 2-3 місяці слід проводити дозаряд (через присутній саморозряд), розряд і знову заряд до 40-60% ємності. Допустимо зберігання терміном до п'яти років. Після зберігання батарею слід розрядити, зарядити та після цього використовувати у звичайному режимі.

Чи можна використовувати акумулятори більшої чи меншої ємності, ніж акумулятори з початкового комплекту?

Місткість акумулятора — це час роботи електроінструменту від акумулятора. Відповідно для електроінструменту немає жодної різниці по ємності акумулятора. Фактична різниця буде лише в часі заряджання акумулятора та часу роботи електроінструменту від акумулятора. При виборі ємності акумулятора слід відштовхуватися від ваших вимог, якщо потрібно довше працювати, використовуючи один акумулятор - вибір на користь більш ємних акумуляторів, якщо комплектні акумулятори повністю влаштовували, слід зупинитися на акумуляторах рівних або близьких по ємності.

NiMH означає «нікель-металогідрид». Правильна зарядка є ключем до підтримки продуктивності та довговічності. Цю технологію потрібно знати для того, щоб заряджати NiMH. Відновлення NiMH-елементів – досить складний процес, тому що пік напруги та подальше падіння менше, а отже, показники визначаються складніше. Надмірна зарядка призводить до перегріву та пошкодження елемента, після чого втрачається ємність з подальшою втратою функціональності.

Батарея - електрохімічний пристрій, в якому електрична енергія перетворюється та зберігається у хімічній формі. Хімічна енергія легко перетворюється на електричну. NiMH працює за принципом, заснованим на поглинанні, вивільненні та перенесенні водню всередині двох електродів.

Батареї NiMH складаються з двох металевих смуг, які виступають як позитивні та негативні електроди, а також ізолюючого сепаратора з фольги між ними. Цей енергетичний «бутерброд» намотується та поміщається в акумуляторну батарею разом із рідким електролітом. Позитивний електрод зазвичай складається з нікелю, негативний - гідриду металу. Звідси і назва "NiMH", або "нікель-метал-гідрид".

Переваги:

1. Містить менше токсинів і є екологічно чистим, піддаються переробці.
2. Ефект пам'яті вищий, ніж у Ni-Cad.
3. Набагато безпечніше, ніж літієві батареї.

Недоліки:

1. Глибока розрядка скорочує термін служби та виробляє тепло при швидкому зарядженні та високому навантаженні.
2. Саморозряд більше в порівнянні з іншими батареями, його потрібно враховувати перед тим, як заряджати NiMH.
3. Потрібен високий рівень технічне обслуговування. Батарея повинна бути повністю розрядженою, щоб запобігти утворенню кристалів у процесі зарядки.
4. Більш дорогий ніж Ni-Cad акумулятор.

Нікель-металогідридний осередок має багато характеристик, аналогічних NiCd, наприклад, криву розряду (з урахуванням додаткової зарядки), яку може прийняти батарея. Вона нетерпима до перезарядки, що викликає зниження ємності, що становить серйозну проблемудля розробників зарядних пристроїв

Характеристики струму, які потрібні для того, щоб правильно зарядити акумулятор NiMH:

1. Номінальна напруга – 1.2V.
2. Питома енергія – 60-120 Вт-год/кг.
3. Щільність енергії – 140-300 Вт-год/кг.
4. Питома потужність – 250-1000 Вт/кг.
5. Ефективність зарядки/розрядки - 90%.

Ефективність зарядки нікелевих батарей становить від 100% до 70% від повної ємності. Спочатку відбувається невелике підвищення температури, але пізніше, коли рівень заряду піднімається, ККД падає, виділяючи тепло, що потрібно враховувати перед тим, як заряджати NiMH.

Коли акумулятор NiCD розряджається до певного мінімуму напруги, а потім заряджається, необхідно вжити заходів, щоб зменшити ефект кондиціонування (приблизно кожні 10 циклів заряджання/розряджання), інакше він почне втрачати ємність. Для NiMH така вимога не потрібна, оскільки ефект для нього незначний.

Тим не менш, такий процес відновлення зручний і для нікель-металогідридних пристроїв, його рекомендують враховувати перед тим, як заряджати NiMH акумулятори. Процес повторюють три-п'ять разів, перш ніж вони досягнуть повної ємності. Процес кондиціювання батарей, що перезаряджаються, гарантує, що вони будуть працювати довгі роки.

Існує кілька способів заряджання, які можна використовувати з нікель-металогідридними батареями. Вони, як і NiCds, потребують джерела постійного струму. Швидкість зазвичай вказується на корпусі комірки. Вона має перевищувати технологічні норми. Межі меж заряджання чітко регламентовані виробниками. Перед використанням батарей потрібно чітко знати, яким струмом заряджати акумулятори NiMH. Існує кілька методів, які використовуються для запобігання збою:

Паралельна зарядка батарей ускладнює якісне визначення закінчення процесу. Це пов'язано з тим, що не можна бути впевненим, що кожен осередок або пакет мають однаковий опір, і тому деякі з них споживатимуть більше струму, ніж інші. Це означає, що потрібно використовувати окремий зарядний ланцюг для кожної лінії в паралельному блоці. Слід встановити, яким струмом заряджати NiMH, визначивши балансування, наприклад, використовуючи резистори такого опору, що будуть домінувати в керуванні параметрами.

Сучасні алгоритми розробили задля забезпечення точної зарядки без використання термистора. Ці пристрої аналогічні Delta V, але мають спеціальні методи вимірювання для виявлення повного заряду, які зазвичай включають деякий цикл, коли напруга вимірюється за тимчасовим інтервалом і між імпульсами. Для багатоелементних пакетів, якщо вони не знаходяться в тому самому стані і не збалансовані по ємності, вони можуть заповнюватися по одному за раз, подаючи сигнал про закінчення етапу.

Щоб збалансувати їх, потрібно кілька циклів. Коли батарея досягає кінця заряду, кисень починає утворюватися на електродах та рекомбінувати на каталізаторі. Нова хімічна реакція утворює тепло, яке легко вимірюється термістором. Це найбезпечніший спосіб визначення закінчення процесу під час швидкого відновлення.

Нічна зарядка - найдешевший спосіб заряджання нікель-металогідридної батареї при C/10, що нижче 10% від номінальної ємності на годину. Це потрібно враховувати, щоб правильно заряджати NiMH. Таким чином, акумулятор ємністю 100 мАч заряджатиметься при 10 мА протягом 15 годин. Цей метод не вимагає датчика закінчення процесу та забезпечує повний заряд. Сучасні елементи мають каталізатор рециркуляції кисню, який запобігає пошкодженню батареї при дії електрострумом.

Цей метод не може використовуватися, якщо швидкість заряджання перевищує C/10. Мінімальна напруга, необхідна для повної реакції, залежить від температури (не менше 1,41 на елемент при 20 градусах), що потрібно враховувати, щоб правильно заряджати NiMH. Тривале відновлення не викликає вентиляції. Воно трохи нагріває батарею. Для збереження терміну служби рекомендується використовувати таймер з діапазоном від 13 до 15 годин. У зарядному пристрої Ni-6-200 є мікропроцесор, який повідомляє про стан заряду через світлодіод, а також виконує функцію синхронізації.

Швидкоплинний процес заряду

Використовуючи таймер, можна заряджати C/3.33 протягом 5 годин. Це трохи ризиковано, оскільки батарея попередньо повинна бути повністю розряджена. Один із способів переконатися в тому, що цього не станеться, - автоматичне розряджання акумулятора, що виконується зарядним пристроєм, який потім запускає процес відновлення на 5 годин. Перевага цього методу полягає в тому, щоб унеможливити будь-яку можливість створення негативної пам'яті батареї.

В даний час не всі виробники випускають подібні зарядні пристрої, але мікропроцесорна плата використовується, наприклад, у зарядному пристрої C/10/NiMH-NiCad-solar-charge-controller і може бути легко модифікований для виконання розряду. Для розсіювання енергії частково зарядженої батареї протягом розумного проміжку часу буде потрібно блок розсіювання потужності.

Якщо використовується температурний монітор, акумулятори NiMH можна заряджати зі швидкістю до 1C, тобто 100% ємності в ампер-годинниках протягом 1,5 годин. Контролер заряду батареї PowerStream робить це спільно з платою управління, яка здатна вимірювати напругу та струм для складніших алгоритмів. При підвищенні температури процес повинен бути припинений, а за значення dT/dt повинен бути встановлений на 1-2 градуси за хвилину.

Існують нові алгоритми, які використовують мікропроцесорне керування під час використання сигналу -dV для визначення закінчення заряду. На практиці вони працюють дуже добре, тому сучасні пристрої використовують цю технологію, яка включає процеси включення і вимикання для вимірювання напруги.

Специфікації адаптера

Важливою проблемою є термін служби акумуляторів або загальна вартість періоду служби системи. У цьому випадку виробники пропонують пристрої із мікропроцесорним керуванням.

Алгоритм для ідеального зарядного пристрою:

1. М'який старт. Якщо температура вище 40 градусів або нижче за нуль, починають із зарядки C/10.
2. Опція. Якщо напруга розрядженої батареї вище 1,0 В/елемент, батарею розряджають до 1,0 В/елемент, а потім переходять до швидкої зарядки.
3. Швидка заряджання. При 1 градусі поки температура не досягне 45 градусів або dT не вказує на повний заряд.
4. Після завершення швидкої зарядки заряджають C/10 протягом 4 годин, щоб забезпечити повну зарядку.
5. Якщо напруга зарядженого акумулятора NiMH піднімається до 1,78 В/елемент, припиняють роботу.
6. Якщо час швидкого заряджання перевищує 1,5 години без перерви, її зупиняють.

Теоретично підзарядка - це швидкість заряду, яка досить висока, щоб тримати акумулятор повністю зарядженим, але досить низька, щоб уникнути перезаряджання. Визначення оптимальної швидкості заряджання для конкретної батареї трохи складно описати, але загальновизнано, що вона становить близько десяти відсотків від ємності батареї, наприклад, для Sanyo 2500 мАг AA NiMH оптимальна швидкість підзарядки - 250 мА або нижче. Її потрібно враховувати, щоб правильно заряджати акумулятори NiMH.

Найчастішою причиною передчасного виходу з експлуатації акумулятора є перезарядка. Типи зарядних пристроїв, які найчастіше викликають її, це так звані «швидкі пристрої» на 5 або 8 годин. Проблема з цими приладами полягає в тому, що вони дійсно не мають механізму контролю процесу.

Більшість із них мають просту функціональність. Вони заряджаються з повною швидкістю протягом фіксованого періоду часу (зазвичай п'ять або вісім годин), а потім відключаються або перемикаються на нижчу "ручну" швидкість. Якщо вони використовуються належним чином, то все гаразд. Якщо вони застосовуються неправильно, то термін служби батареї скорочується кількома способами:

1. Якщо повністю заряджені або частково заряджені батареї вставлені у пристрій, це не може відчути, тому повністю заряджає акумулятори, для яких він призначений. Так, ємність акумулятора падає.
2. Інший поширеною ситуацією є переривання циклу зарядки у процесі. Однак після цього слід повторне підключення. На жаль, це веде до повторного запуску повного циклу заряджання, навіть якщо попередній цикл практично завершений.

Найпростіший спосіб уникнути цих сценаріїв - використовувати інтелектуальний зарядний пристрій із мікропроцесорним керуванням. Воно може визначати, коли батарея повністю заряджена, а потім — залежно від конструкції — або повністю відключатися, або переключатися в режим підзарядки.

Для того, щоб заряджати NiMH iMax, знадобиться спеціальний зарядний пристрій, оскільки використання неправильного методу може зробити батарею марною. Багато користувачів вважають iMax B6 найкращим виборомдля заряджання NiMH. Він підтримує процес до 15 пористих батарей, а також безліч налаштувань та конфігурацій для різних типів акумуляторів. Рекомендований час заряджання не повинен перевищувати 20 годин.

Як правило, виробник гарантує 2000 циклів заряджання/розрядження від стандартної батареї NiMH, хоча ця кількість може відрізнятися за умовами експлуатації.

Алгоритм роботи:

1. Заряджаємо NiMH iMax B6. Необхідно підключити шнур живлення до розетки з лівого боку пристрою, беручи до уваги форму на кінці кабелю, щоб переконатися, що правильне підключення. Вставляємо його до упору та зупиняємо натискання, коли з'явиться звуковий сигнал та вітальне повідомлення на екрані дисплея.
2. Використовуйте срібну кнопку в крайньому лівому куті, щоб переглянути перше меню та вибрати тип батареї, яку потрібно зарядити. Натискання лівої крайньої кнопки підтвердить вибір. Кнопка справа прокручуватиме опції: зарядка, розрядка, баланс, швидка зарядка, зберігання та інші.
3. Дві центральні кнопки керування допоможуть вибрати потрібний номер. Натиснувши крайню праву кнопку входу, можна перейти до налаштування напруги, знову прокручуючи за допомогою двох центральних кнопок і натиснувши введення.
4. Використовуйте кілька кабелів для підключення акумулятора. Перший набір виглядає як обладнання для лабораторних дротів. Він часто постачається в комплекті із затискачами для крокодилів. Розетки для підключення знаходяться на правій стороні пристрою поруч із нижньою частиною. Їх досить легко виявити. Саме так можна зарядити NiMH із iMax B6.
5. Потім підключіть вільний кабель акумулятора до кінця червоного та чорного затискачів, створюючи замкнутий контур. Це може бути трохи ризиковано, особливо, якщо користувач вперше виконає неправильні налаштування. Натискають та утримують кнопку введення протягом трьох секунд. Потім екран повинен інформувати, що він перевіряє батарею, після чого користувача попросять підтвердити налаштування режиму.
6. Під час заряджання акумулятора можна прокручувати різні екрани дисплея за допомогою двох центральних кнопок, які повідомляють інформацію про процес заряджання в різних режимах.

Найстандартніша порада: повністю розрядити батареї, а потім зарядити їх. Хоча це є обробкою «ефекту пам'яті», в нікель-кадмієвих батареях потрібно бути обережним, тому що легко пошкодити їх через надмірну розрядку, що призводить до «звернення полюсів» і до незворотних процесів. У деяких випадках електроніка акумуляторів виконана таким чином, що запобігає негативним процесам, відключаючись до того, як вони відбудуться, але більше прості пристроїНаприклад, для ліхтариків цього не роблять.

Необхідно:

1. Бути готовим замінити їх. Нікель-металогідридні батареї не вічні. Після закінчення ресурсу вони перестануть працювати.
2. Купити «розумний» зарядний пристрій, який за допомогою електроніки контролює процес і запобігає перезарядженню. Це не тільки краще для акумуляторів, а й споживає менше енергії.
3. Вийняти акумулятор, коли перезарядження завершено. Непотрібний час на пристрої означає, що для його заряджання використовується більше струменевої енергії, тому збільшується знос і витрачається більше енергії.
4. Не розряджайте батареї повністю, щоб продовжити термін служби. Незважаючи на всі поради про інше, повна розрядка фактично скорочує термін їхньої служби.
5. Зберігати батареї NiMH при кімнатній температурі в сухому місці.
6. Надмірне тепло може пошкодити батареї і призвести до їх швидкого розрядження.
7. Розглянути можливість використання моделі з низьким рівнемзаряду.

Таким чином, можна підвести межу. Дійсно нікель-металогідрид батареї більш підготовлені виробником для роботи в сучасних умовах, а правильна зарядка акумуляторів із застосуванням розумного пристрою забезпечить їхню продуктивність і довговічність.

З досвіду експлуатації

NiMH елементи широко рекламуються, як елементи з високою енергоємністю, що не бояться холоду та не мають пам'яті. Купивши цифрову фотокамеру Canon PowerShot A 610, я природно забезпечив її ємною пам'яттю на 500 знімків вищої якості, а для збільшення тривалості зйомок купив 4 NiMH елементи ємністю 2500 ма* годину фірми Duracell.

Порівняємо характеристики елементів, що випускаються промисловістю:

Таблиця 1.

З таблиці бачимо NiMH елементи мають високу енергетичну ємність, що робить їх кращими при виборі.

Для їх зарядки було куплено інтелектуальний зарядний пристрій DESAY Full-Power Harger, що забезпечує зарядку NiMH елементів з їх тренуванням. Елементи воно заряджалося якісно, ​​але... Проте на шостій зарядці воно наказало довго жити. Вигоріла електроніка.

Після заміни зарядного пристрою та кількох циклів заряд-розряд, акумулятори стали сідати на другому – третьому десятку знімків.

Виявилося, що не дивлячись на запевнення, NiMH елементи теж мають пам'ять.

А більшість сучасних портативних пристроїв, що їх використовують, мають вбудований захист, що відключає живлення при досягненні деякої мінімальної напруги. Це не дозволяє виконувати повну розрядку акумулятора. Тут і починає грати роль пам'ять елементів. Не повністю розряджені елементи отримують неповний заряд та його ємність падає з кожною перезарядкою.

Якісні зарядні пристрої дозволяють виконувати заряджання без втрати ємності. Але щось я не зміг знайти у продажу такого для елементів ємністю 2500маh. Залишається періодично проводити їхнє тренування.

Тренування NiMH елементів

Все написане нижче не відноситься до елементів акумуляторної батареїякі мають сильний саморозряд . Їх можна тільки викинути, досвід показує, тренування вони не піддаються.

Тренування NiMH елементів полягає у кількох (1-3) циклах розрядки – зарядки.

Розряджання виконується до зниження напруги на акумуляторному елементі до 1В. Бажано розряджати елементи індивідуально. Причина в тому, що здатність приймати заряд може бути різною. І вона посилюється під час зарядки без тренування. Тому відбувається до передчасного спрацьовування захисту за напругою вашого пристрою (плеєра, фотоапарата, ...) та подальшої зарядки нерозрядженого елемента. Результат цього наростаюча втрата ємності.

Розрядку необхідно виконувати у спеціальному пристрої (Рис.3), який дозволяє виконувати її індивідуально для кожного елемента. Якщо немає контролю напруги, розрядка виконувалася до помітного зниження яскравості лампочки.

А якщо Ви засічете час горіння лампочки, ви зможете визначити ємність акумулятора, вона обчислюється за формулою:

Місткість = Струм розрядки х Час розрядки = I х t (А * год)

Акумулятор ємністю 2500 ма годину здатний віддавати в навантаження струм 0,75 А протягом 3,3 години, якщо отриманий в результаті розрядки час менше, відповідно і менше залишкова ємність. І при зменшенні ємності Вам необхідно продовжити тренування акумулятора.

Зараз для розрядки елементів акумуляторів я застосовую пристрій, виготовлений за схемою, показаною на рис.3.

Воно виготовлене зі старого зарядного пристрою і виглядає так:

Тільки тепер лампочок 4 штуки, як у рис.3. Про лампочки треба сказати окремо. Якщо лампочка має струм розрядки рівний номінальному для даного акумулятора або трохи менший її можна використовувати як навантаження та індикатор, інакше лампочка лише індикатор. Тоді резистор повинен мати таку величину, щоб сумарний опір El 1-4 і паралельного їй резистора R 1-4 було близько 1,6 Ом. Заміна лампочки на світлодіод неприпустима.

Приклад лампочки яка може бути використана як навантаження - це криптонова лампочка для кишенькового ліхтаря на 2,4 В.

Особливий випадок.

Увага! Виробники не гарантують нормальну роботу акумуляторів при зарядних струмах, що перевищують струм прискореної зарядки I зар повинен бути менше ємності акумулятора. Так для акумуляторів ємністю 2500ма * год він повинен бути нижче 2,5А.

Буває, що NiMH елементи після розрядки мають напругу менше 1,1 В. У цьому випадку необхідно застосувати прийом, описаний у наведеній вище статті в журналі СВІТ ПК. Елемент або послідовна група елементів підключається до джерела живлення через автомобільну лампочку 21 Вт.

Ще раз звертаю Вашу увагу! Такі елементи обов'язково треба перевірити саморозряд! Найчастіше саме елементи зі зниженою напругою мають підвищений саморозряд. Ці елементи легше викинути.

Заряджання переважно індивідуальне для кожного елемента.

Для двох елементів напругою 1,2 В зарядна напруга не повинна перевищувати 5-6В. При форсованій зарядці лампочка є індикатором. При зниженні яскравості лампочки можна перевірити напругу на елементі NiMH. Воно буде більше 1,1 В. Зазвичай, ця початкова форсована зарядка займає від 1 до 10 хвилин.

Якщо NiMH елемент, що при форсованій зарядці протягом декількох хвилин не збільшує напругу, гріється - це привід зняти його з зарядки і відбракувати.

Рекомендую використовувати зарядні пристрої лише з можливістю тренування (регенерації) елементів під час перезаряджання. Якщо таких немає, то через 5-6 робочих циклів в апаратурі, не чекаючи повної втрати ємності, проводити їх тренування і відбраковувати елементи, що мають сильний саморозряд.

І вони Вас не підведуть.

В одному з форумів прокоментували цю статтюнаписано тупо, але більше нічого немаєТак це не "тупо", а просто і доступно для виконання на кухні кожному хто потребує допомоги. Тобто максимально просто. Просунуті можуть поставити контролер, підключити комп'ютер, ...... , але це вже інша історія.

Щоб не здавалося тупо

Існують "розумні" зарядники для елементів NiMH.

Такий зарядник працює з кожним акумулятором окремо.

Він вміє:

1. індивідуально працювати з кожним акумулятором у різних режимах,
2. заряджати акумулятори в швидкому та повільному режимі,
3. індивідуальний РК дисплей для каздого акумуляторного відсіку,
4. незалежно заряджати кожен із акумуляторів,
5. заряджати від одного до чотирьох акумуляторів різної ємності та типорозміру (АА або ААА),
6. захищати акумулятор від перегріву,
7. захищати кожен акумулятор від перезаряджання,
8. визначення закінчення зарядки з падіння напруги,
9. визначати несправні акумулятори,
10. попередньо розряджати акумулятор до залишкової напруги,
11. відновлювати старі акумулятори (тренування заряд-розряд),
12. перевіряти ємність акумуляторів,
13. відображати на РК-дисплеї: - струм заряду, напруга, відображати поточну ємність.

Найголовніше, підкреслюю, даного типу пристрою дозволяють працювати індивідуально з кожним акумулятором.

За відгуками користувачів, такий зарядний пристрій дозволяє відновити більшість запущених акумуляторів, а справні експлуатувати весь гарантований термін експлуатації.

На жаль, я таким зарядником не користувався, оскільки в провінції його купити просто неможливо, але у форумах Ви можете знайти багато відгуків.

Головне не заряджайте на великих струмах, не дивлячись на заявлений режим зі струмами 0,7 - 1А, це все ж таки малогабаритний пристрій і може розсіяти потужність 2-5 Вт.

Висновок

Будь-яке відновлення NiMh акумуляторів суворо індивідуальна (з кожним окремим елементом) робота. З постійним контролем та відбраковуванням елементів, що не приймають зарядку.

І найкраще займатися їх відновленням за допомогою інтелектуальних зарядних пристроїв, які дозволяють індивідуально виконувати відбраковування та цикл заряду – розряд з кожним елементом. А оскільки таких пристроїв, що автоматично працюють з акумуляторами будь-якої ємності, не існує, то вони призначені для елементів строго певної ємності або повинні мати керовані струми зарядки, розрядки!

Головна » Двигун » Що потрібно знати про Ni-MH акумулятори. Методи заряду Ni-Cd та Ni-MH акумуляторів Як правильно зберігати ni mh акумулятори