» »

Caracteristici de încărcare a bateriilor Ni-MH, cerințe pentru încărcător și parametri de bază. Baterii Ni-Cd, Ni-MH și Li-Ion
25.10.2021

După achiziționarea unui anumit tip de încărcător, mulți se confruntă cu problema cum să-l reîncarce corect? Unul dintre principalele tipuri sunt bateriile nichel-hidrură metalică (NiMh). Au propriile lor caracteristici de încărcare.

Cum să încărcați corect o baterie NiMh?

O caracteristică a bateriilor NiMh este sensibilitatea lor la căldură și suprasarcină. Acest lucru poate duce la consecințe negative care afectează capacitatea dispozitivului de a menține și de a furniza o încărcare.

Aproape toate bateriile de acest tip folosesc metoda „delta peak” (determinând vârful tensiunii de încărcare). Vă permite să indicați momentul încheierii încărcării. Proprietatea încărcătoarelor cu nichel este că tensiunea unei baterii NiMh încărcate începe să scadă cu o cantitate nesemnificativă.

Cât de mult curent să încărcați o baterie NiMh?

Metoda „delta peak” este capabilă să funcționeze bine la curenți de încărcare de 0,3C și mai mult. Valoarea C este utilizată pentru a indica capacitatea nominală a unei baterii reîncărcabile aa ni NiMh.

Deci, pentru un încărcător cu o capacitate de 1500 mAh, metoda „delta peak” va funcționa cu încredere cu un curent de încărcare minim egal cu 0,3x1500 = 450 mA (0,5 A). Dacă curentul este cu o valoare mai mică, există un mare pericol ca la sfârșitul încărcării tensiunea de pe baterie să nu înceapă să scadă, ci să înghețe la un anumit nivel. Acest lucru va duce la faptul că încărcătorul nu va detecta sfârșitul încărcării. Ca urmare, acesta nu se va opri și reîncărcarea va continua. Capacitatea bateriei va scădea, ceea ce va afecta negativ performanța acesteia.

În prezent, aproape toată lumea poate fi încărcată cu curent de până la 1C. În această condiție, care trebuie respectat este normal răcire cu aer. Temperatura camerei (aproximativ 20⁰С) este considerată optimă. Încărcarea la temperaturi mai mici de 5⁰C și mai mult de 50⁰C va reduce foarte mult durata de viață a bateriei.

Pentru a prelungi durata de viață a încărcătorului NiMH, se recomandă depozitarea acestuia cu o cantitate mică de încărcare (30-50%).

Astfel, încărcarea corectă a unei baterii nichel-hidrură metalică va afecta în mod favorabil funcționarea acesteia și o va ajuta să funcționeze normal.

Istoria inventiei

Cercetările în domeniul tehnologiei de fabricație pentru bateriile NiMH au început în anii 70 ai secolului XX și au fost întreprinse ca o încercare de a depăși neajunsurile. Cu toate acestea, compușii de hidrură metalică utilizați la acel moment au fost instabili și performanța necesară nu a fost atinsă. Ca urmare, procesul de dezvoltare a bateriei NiMH a blocat. Noi compuși de hidrură metalică suficient de stabili pentru aplicațiile bateriilor au fost dezvoltați în anii 1980. De la sfârșitul anilor 1980, bateriile NiMH au fost îmbunătățite constant, în principal în ceea ce privește densitatea de stocare a energiei. Dezvoltatorii lor au remarcat că tehnologia NiMH are potențialul de a obține densități de energie și mai mari.

Opțiuni

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

Descriere

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

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

Prietenos cu mediul.

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

Depozitare

Bateriile trebuie depozitate complet încărcate în frigider, dar nu sub 0 grade. În timpul depozitării, este indicat să verificați regulat tensiunea (la fiecare 1-2 luni). Nu ar trebui să scadă sub 1,37. Dacă tensiunea scade, trebuie să încărcați din nou bateriile. Singurul tip de baterii care pot fi depozitate descărcate sunt bateriile Ni-Cd.

baterii NiMH cu descărcare automată scăzută (LSD NiMH)

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

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

În comparație cu bateriile convenționale NiMH, LSD-urile NiMH sunt cele mai utile atunci când între încărcare și utilizarea bateriei pot trece mai mult de trei săptămâni. Bateriile convenționale NiMH pierd până la 10% din capacitate în primele 24 de ore după încărcare, apoi curentul de autodescărcare se stabilizează la până la 0,5% din capacitate pe zi. Pentru LSD NiMH, această setare variază de obicei între 0,04% și 0,1% capacitate pe zi. Producătorii susțin că, prin îmbunătățirea electrolitului și a electrodului, a fost posibil să se obțină următoarele avantaje ale LSD NiMH în comparație cu tehnologia clasică:

Dintre deficiențe, trebuie remarcată o capacitate relativ puțin mai mică. În prezent (2012) capacitatea LSD maximă atinsă este de 2700 mAh.

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

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

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

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

Bateriile NiMH cu descărcare automată scăzută au de obicei o rezistență internă semnificativ mai mică decât bateriile NiMH convenționale. Acest lucru are un efect foarte pozitiv în aplicațiile cu consum mare de curent:

  • Tensiune mai stabilă
  • Disiparea redusă a căldurii în special în modurile rapide de încărcare/descărcare
  • Eficiență mai mare
  • Capacitate mare de curent de impuls (Exemplu: încărcarea blițului camerei este mai rapidă)
  • Posibilitatea de funcționare continuă în dispozitive cu consum redus de energie (Exemplu: telecomenzi, ceasuri.)

Metode de încărcare

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

Controlul sfârșitului de încărcare prin schimbarea tensiunii

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

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

Controlul sfârșitului de încărcare prin modificarea temperaturii

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

Domenii de utilizare

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

Selectarea capacitatii bateriei

Când folosiți baterii NiMH, este departe de a fi întotdeauna necesar să urmăriți o capacitate mare. Cu cât bateria este mai încăpătoare, cu atât este mai mare (ceteris paribus) curentul de autodescărcare. De exemplu, luați în considerare bateriile cu o capacitate de 2500 mAh și 1900 mAh. Bateriile încărcate complet și neutilizate, de exemplu, o lună, își vor pierde o parte din capacitatea electrică din cauza autodescărcării. O baterie mai mare își va pierde încărcarea mult mai repede decât una mai mică. Astfel, după o lună, de exemplu, bateriile vor avea aproximativ aceeași încărcare, iar după și mai mult timp, bateria inițial mai încăpătoare va conține o încărcare mai mică.

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

  • În modelele radiocontrolate;
  • In camera - pentru a creste numarul de poze realizate intr-o perioada relativ scurta de timp;
  • În alte dispozitive în care încărcarea va fi generată într-o perioadă relativ scurtă de timp.

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

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

Producătorii

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

  • camelion
  • Lenmar
  • Puterea noastră
  • SURSA NIAI
  • Spaţiu

Vezi si

Literatură

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

Note

Legături

  • GOST 15596-82 Surse de curent chimic. Termeni și definiții
  • GOST R IEC 61436-2004 Baterii sigilate nichel-hidrură metalică
  • GOST R IEC 62133-2004 Acumulatoare și baterii reîncărcabile care conțin electroliți alcalini și alți neacizi. Cerințe de siguranță pentru bateriile portabile sigilate și bateriile fabricate din acestea pentru utilizare portabilă
Celulă galvanică Celulă galvanică Daniel | Element alcalin | | Element uscat | Element de concentrare | Element aer-zinc | Element Weston normal
Baterii electrice Acid de plumb | Argint-zinc | Nichel Cadmiu | Hidrură metalică de nichel | Baterie nichel-zinc | Li-ion | Polimer de litiu | Sulfur de fier de litiu | Fosfat de fier de litiu | Titanat de litiu | Vanadiu | Fier-nichel
celule de combustibil Metanol direct | Oxid solid | Alcalin
Modele

Acest articol despre bateriile nichel-hidrură metalică (Ni-MH) a fost mult timp un clasic pe internetul rusesc. Recomand să verificați...

Bateriile nichel-hidrură metalică (Ni-MH) sunt similare ca design cu bateriile nichel-cadmiu (Ni-Cd), iar în procesele electrochimice - bateriile nichel-hidrogen. Energia specifică a unei baterii Ni-MH este semnificativ mai mare decât energia specifică a bateriilor Ni-Cd și hidrogen (Ni-H2)

VIDEO: Baterii cu hidrură metalică de nichel (NiMH)

Caracteristicile comparative ale bateriilor

Opțiuni Ni-Cd Ni-H2 Ni-MH
Tensiune nominală, V 1.2 1.2 1.2
Energie specifică: Wh/kg | Wh/l 20-40
60-120 		40-55
60-80 		50-80
100-270
Durată de viață: ani | cicluri 1-5
500-1000 		2-7
2000-3000 		1-5
500-2000
Autodescărcare, % 20-30
(timp de 28 de zile)		 20-30
(pentru 1 zi)		 20-40
(timp de 28 de zile)
Temperatura de lucru, °С -50 — +60 -20 — +30 -40 — +60

*** O mare răspândire a unor parametri din tabel este cauzată de diferite scopuri (design) ale bateriilor. În plus, tabelul nu include date despre baterii moderne cu autodescărcare scăzută

Istoria bateriei Ni-MH

Dezvoltarea bateriilor nichel-hidrură metalică (Ni-MH) a început în anii 50-70 ai secolului trecut. Drept urmare, a fost creat Metoda noua stocarea hidrogenului în bateriile cu nichel-hidrogen, care erau folosite în nave spațiale. În noul element, hidrogenul s-a acumulat în aliajele anumitor metale. Aliaje care absorb de 1.000 de ori propriul lor volum de hidrogen au fost descoperite în anii 1960. Aceste aliaje sunt compuse din două sau mai multe metale, dintre care unul absoarbe hidrogenul, iar celălalt este un catalizator care promovează difuzia atomilor de hidrogen în rețeaua metalică. Numărul de combinații posibile de metale utilizate este practic nelimitat, ceea ce face posibilă optimizarea proprietăților aliajului. Pentru a crea baterii Ni-MH, a fost necesar să se creeze aliaje care să poată funcționa la presiune scăzută a hidrogenului și la temperatura camerei. În prezent, lucrările la crearea de noi aliaje și tehnologii pentru prelucrarea acestora continuă în întreaga lume. Aliajele de nichel cu metale din grupul pământurilor rare pot asigura până la 2000 de cicluri de încărcare-descărcare ale bateriei cu o scădere a capacității electrodului negativ cu cel mult 30%. Prima baterie Ni-MH, folosind aliajul LaNi5 ca principal material activ al electrodului cu hidrură metalică, a fost brevetată de Bill în 1975. În experimentele timpurii cu aliaje cu hidrură metalică, bateriile nichel-hidrură metalică erau instabile, iar capacitatea necesară a bateriei putea nu poate fi atins. Prin urmare, utilizarea industrială a bateriilor Ni-MH a început abia la mijlocul anilor 80 după crearea aliajului La-Ni-Co, care permite absorbția reversibilă electrochimic a hidrogenului pentru mai mult de 100 de cicluri. De atunci, designul bateriilor Ni-MH a fost îmbunătățit continuu în direcția creșterii densității energetice a acestora. Înlocuirea electrodului negativ a făcut posibilă creșterea sarcinii maselor active ale electrodului pozitiv de 1,3-2 ori, ceea ce determină capacitatea bateriei. Prin urmare, bateriile Ni-MH au caracteristici energetice specifice semnificativ mai mari în comparație cu bateriile Ni-Cd. Succesul distribuției bateriilor nichel-hidrură metalică a fost asigurat de densitatea energetică mare și netoxicitatea materialelor utilizate la producerea acestora.

Procese de bază ale bateriilor Ni-MH

Bateriile Ni-MH folosesc un electrod de oxid de nichel ca electrod pozitiv, cum ar fi o baterie de nichel-cadmiu, și un electrod din aliaj de nichel-pământuri rare care absoarbe hidrogen în loc de electrodul negativ de cadmiu. Pe electrodul pozitiv de oxid de nichel al bateriei Ni-MH, reacția are loc:

Ni(OH) 2 + OH- → NiOOH + H 2 O + e - (încărcare) NiOOH + H 2 O + e - → Ni(OH) 2 + OH - (descărcare)

La electrodul negativ, metalul cu hidrogen absorbit este transformat într-o hidrură de metal:

M + H 2 O + e - → MH + OH- (încărcare) MH + OH - → M + H 2 O + e - (descărcare)

Reacția generală într-o baterie Ni-MH este scrisă după cum urmează:

Ni(OH) 2 + M → NiOOH + MH (încărcare) NiOOH + MH → Ni(OH) 2 + M (descărcare)

Electrolitul nu participă la reacția principală de formare a curentului. După raportarea a 70-80% din capacitate și în timpul reîncărcării, oxigenul începe să fie eliberat pe electrodul de oxid-nichel,

2OH- → 1/2O 2 + H2O + 2e - (reîncărcare)

care este restaurat la electrodul negativ:

1/2O 2 + H 2 O + 2e - → 2OH - (reîncărcare)

Ultimele două reacții asigură un ciclu închis al oxigenului. Când oxigenul este redus, se asigură și o creștere suplimentară a capacității electrodului de hidrură metalică datorită formării grupei OH.

Construcția electrozilor de baterie Ni-MH

Electrod metalic cu hidrogen

Principalul material care determină caracteristicile Ni-MH bateria este un aliaj care absoarbe hidrogen, care poate absorbi de până la 1.000 de ori propriul său volum de hidrogen. Cele mai utilizate aliaje sunt LaNi5, în care o parte din nichel este înlocuită cu mangan, cobalt și aluminiu pentru a crește stabilitatea și activitatea aliajului. Pentru a reduce costurile, unii producători folosesc misch metal în loc de lantan (Mm, care este un amestec de elemente de pământuri rare, raportul lor în amestec este apropiat de raportul din minereuri naturale), care, pe lângă lantan, include și ceriu. , praseodim și neodim. În timpul ciclului de încărcare-descărcare, există o expansiune și o contracție de 15-25% a rețelei cristaline a aliajelor care absorb hidrogen datorită absorbției și desorbției hidrogenului. Astfel de modificări duc la formarea de fisuri în aliaj datorită creșterii tensiunii interne. Formarea fisurilor determină o creștere a suprafeței, care este corodată atunci când interacționează cu un electrolit alcalin. Din aceste motive, capacitatea de descărcare a electrodului negativ scade treptat. într-o baterie cu număr limitat electrolit, acest lucru dă naștere la probleme asociate cu redistribuirea electrolitului. Coroziunea aliajului duce la pasivitatea chimică a suprafeței datorită formării de oxizi și hidroxizi rezistenți la coroziune, care cresc supratensiunea reacției principale de generare a curentului a electrodului de hidrură metalică. Formarea produselor de coroziune are loc odată cu consumul de oxigen și hidrogen din soluția de electrolit, care, la rândul său, determină o scădere a cantității de electrolit din baterie și o creștere a rezistenței sale interne. Pentru a încetini procesele nedorite de dispersie și coroziune a aliajelor, care determină durata de viață a bateriilor Ni-MH, sunt utilizate două metode principale (pe lângă optimizarea compoziției și a modului de producție al aliajului). Prima metodă este microîncapsularea particulelor de aliaj, adică în acoperirea suprafeţei lor cu un strat subţire poros (5-10%) - în greutate de nichel sau cupru. A doua metodă, care a găsit cea mai largă aplicație în prezent, constă în tratarea suprafeței particulelor de aliaj în soluții alcaline cu formarea de pelicule protectoare permeabile la hidrogen.

Electrod de oxid de nichel

Electrozii oxid-nichel în producția de masă sunt fabricați în următoarele modificări de design: lamelă, sinterizată fără lamelă (metal-ceramică) și presată, inclusiv peleți. LA anul trecutÎncep să fie folosiți electrozi de pâslă fără lamelă și spumă polimerică.

Electrozi lamelari

Electrozii lamelari sunt un set de cutii perforate interconectate (lamele) realizate din bandă de oțel nichelată subțire (0,1 mm grosime).

Electrozi sinterizați (cermet).

electrozi de acest tip constau dintr-o bază poroasă (cu o porozitate de cel puțin 70%) cermet, în porii căreia se află masa activă. Baza este realizată din pulbere fină de carbonil nichel, care, amestecată cu carbonat de amoniu sau carbamidă (60-65% nichel, restul este umplutură), este presată, rulată sau pulverizată pe o plasă de oțel sau nichel. Apoi, grila cu pulbere este supusă unui tratament termic într-o atmosferă reducătoare (de obicei într-o atmosferă de hidrogen) la o temperatură de 800-960 ° C, în timp ce carbonatul de amoniu sau carbamida se descompune și se volatilizează, iar nichelul este sinterizat. Substraturile astfel obținute au o grosime de 1-2,3 mm, o porozitate de 80-85% și o rază a porilor de 5-20 µm. Baza este impregnată alternativ cu o soluție concentrată de azotat de nichel sau sulfat de nichel și o soluție alcalină încălzită la 60-90 ° C, care induce precipitarea oxizilor și hidroxizilor de nichel. În prezent, se folosește și metoda de impregnare electrochimică, în care electrodul este supus unui tratament catodic într-o soluție de azotat de nichel. Datorită formării hidrogenului, soluția din porii plăcii este alcalinizată, ceea ce duce la depunerea de oxizi și hidroxizi de nichel în porii plăcii. Electrozii folii sunt clasificați ca soiuri de electrozi sinterizați. Electrozii sunt produși prin aplicarea pe o bandă de nichel perforată subțire (0,05 mm) pe ambele părți, prin pulverizare, a unei emulsii alcoolice de pulbere de nichel carbonil care conține lianți, sinterizare și impregnare ulterioară chimică sau electrochimică cu reactivi. Grosimea electrodului este de 0,4-0,6 mm.

Electrozi presați

Electrozii presați sunt realizați prin presarea sub o presiune de 35-60 MPa a masei active pe o plasă sau o bandă perforată din oțel. Masa activă constă din hidroxid de nichel, hidroxid de cobalt, grafit și un liant.

Electrozi metalici din pâslă

Electrozii metalici din pâslă au o bază foarte poroasă din nichel sau fibre de carbon. Porozitatea acestor fundații este de 95% sau mai mult. Electrodul de pâslă este realizat pe bază de polimer nichelat sau pâslă de grafit. Grosimea electrodului, în funcție de scopul său, este în intervalul 0,8-10 mm. Masa activă este introdusă în pâslă prin diferite metode, în funcție de densitatea acesteia. Poate fi folosit în loc de pâslă spumă de nichel obţinut prin nichelare spumă poliuretanică urmată de recoacere în mediu reducător. O pastă care conține hidroxid de nichel și un liant sunt introduse de obicei într-un mediu foarte poros prin răspândire. După aceea, baza cu pasta este uscată și rulată. Electrozii polimerici din pâslă și spumă se caracterizează printr-o capacitate specifică ridicată și o durată lungă de viață.

Construcția bateriilor Ni-MH

Baterii cilindrice Ni-MH

Electrozii pozitivi și negativi, separați de un separator, sunt rulați sub forma unei role, care este introdusă în carcasă și închise cu un capac de etanșare cu o garnitură (Figura 1). Capacul are o supapă de siguranță care funcționează la o presiune de 2-4 MPa în cazul unei defecțiuni în funcționarea bateriei.

Fig.1. Designul bateriei nichel-hidrură metalică (Ni-MH): 1-corp, 2-capac, capac cu 3 supape, 4-valve, colector de electrozi 5 pozitivi, 6 inel izolator, 7 electrozi negativi, 8- separator, 9- electrod pozitiv, 10-izolator.

Baterii prismatice Ni-MH

În bateriile prismatice Ni-MH, electrozii pozitivi și negativi sunt plasați alternativ, iar între ei este plasat un separator. Blocul de electrozi este introdus într-o carcasă de metal sau plastic și închis cu un capac de etanșare. O supapă sau un senzor de presiune este instalat de obicei pe capac (Figura 2).

Fig.2. Structura bateriei Ni-MH: 1 corp, 2 capac, capac 3 supape, 4 valve, 5 garnituri izolatoare, 6 izolatoare, 7 electrozi negativi, 8 separatori, 9 electrozi pozitivi.

Bateriile Ni-MH folosesc un electrolit alcalin format din KOH cu adaos de LiOH. Ca separator în bateriile Ni-MH, se utilizează polipropilenă nețesută și poliamidă de 0,12-0,25 mm grosime, tratate cu agent de umectare.

electrod pozitiv

Bateriile Ni-MH folosesc electrozi pozitivi de oxid de nichel, similari celor utilizați în bateriile Ni-Cd. În bateriile Ni-MH se folosesc în principal electrozi ceramici-metal, iar în ultimii ani electrozi din pâslă și spumă polimerică (vezi mai sus).

Electrod negativ

Cinci modele de electrod cu hidrură metalică negativă (vezi mai sus) și-au găsit aplicație practică în bateriile Ni-MH: - lamelară, atunci când pulberea unui aliaj care absoarbe hidrogen cu sau fără liant este presată într-o plasă de nichel; - spuma de nichel, atunci când în porii bazei de spumă de nichel se introduce o pastă cu un aliaj și un liant, apoi se usucă și se presară (laminat); - folie, atunci când o pastă cu un aliaj și un liant este aplicată pe o folie perforată de nichel sau oțel nichelat, apoi se usucă și se presează; - laminată, atunci când pulberea masei active, constând dintr-un aliaj și un liant, este aplicată prin laminare (laminare) pe o grilă de nichel de tracțiune sau grilă de cupru; - sinterizat, atunci când pulberea de aliaj este presată pe o rețea de nichel și apoi sinterizată în atmosferă de hidrogen. Capacitatele specifice ale electrozilor de hidrură metalică de diferite modele sunt apropiate ca valoare și sunt determinate în principal de capacitatea aliajului utilizat.

Caracteristicile bateriilor Ni-MH. Caracteristici electrice

Tensiune în circuit deschis

Valoarea tensiunii în circuit deschis Ur.c. Sistemele Ni-MH sunt dificil de determinat cu precizie din cauza dependenței potențialului de echilibru al electrodului de oxid de nichel de gradul de oxidare a nichelului, precum și a dependenței potențialului de echilibru al electrodului de hidrură metalică de gradul de saturație cu hidrogen. La 24 de ore de la încărcarea bateriei, tensiunea în circuit deschis a bateriei Ni-MH încărcate este în intervalul 1,30-1,35V.

Tensiunea nominală de descărcare

Ur la un curent de descărcare normalizat Ir = 0,1-0,2C (C este capacitatea nominală a bateriei) la 25 °C este 1,2-1,25V, tensiunea finală obișnuită este de 1V. Tensiunea scade odată cu creșterea sarcinii (vezi figura 3)

Fig.3. Caracteristicile de descărcare ale unei baterii Ni-MH la o temperatură de 20°C și diferiți curenți de sarcină normalizați: 1-0,2C; 2-1C; 3-2C; 4-3C

Capacitatea bateriei

Odată cu creșterea sarcinii (scăderea timpului de descărcare) și cu scăderea temperaturii, capacitatea unei baterii Ni-MH scade (Figura 4). Efectul reducerii temperaturii asupra capacității este vizibil în special la rate mari de descărcare și la temperaturi sub 0°C.

Fig.4. Dependența capacității de descărcare a bateriei Ni-MH de temperatură la diferiți curenți de descărcare: 1-0,2C; 2-1C; 3-3C

Siguranța și durata de viață a bateriilor Ni-MH

În timpul depozitării, bateria Ni-MH se autodescărcă. După o lună la temperatura camerei, pierderea capacității este de 20-30%, iar cu depozitarea ulterioară, pierderea scade la 3-7% pe lună. Rata de autodescărcare crește odată cu creșterea temperaturii (vezi Figura 5).

Fig.5. Dependența capacității de descărcare a bateriei Ni-MH de timpul de păstrare la diferite temperaturi: 1-0°С; 2-20°C; 3-40°C

Încărcarea unei baterii Ni-MH

Timpul de funcționare (numărul de cicluri de descărcare-încărcare) și durata de viață a unei baterii Ni-MH sunt în mare măsură determinate de condițiile de funcționare. Timpul de funcționare scade odată cu creșterea adâncimii și vitezei de descărcare. Timpul de funcționare depinde de viteza de încărcare și de metoda de control al finalizării acesteia. În funcție de tipul bateriilor Ni-MH, de modul de funcționare și de condițiile de funcționare, bateriile asigură de la 500 la 1800 de cicluri de descărcare-încărcare la o adâncime de descărcare de 80% și au o durată de viață (în medie) de la 3 la 5 ani.

Pentru a asigura funcționarea fiabilă a bateriei Ni-MH în perioada garantată, trebuie să urmați recomandările și instrucțiunile producătorului. Ar trebui acordată cea mai mare atenție regim de temperatură. Este de dorit să se evite supradescărcările (sub 1V) și scurtcircuitele. Se recomandă să utilizați baterii Ni-MH în scopul pentru care sunt destinate, să evitați amestecarea bateriilor uzate cu cele neutilizate și să nu lipiți firele sau alte părți direct pe baterie. Bateriile Ni-MH sunt mai sensibile la supraîncărcare decât Ni-Cd. Supraîncărcarea poate duce la fuga termică. Încărcarea se efectuează de obicei cu un curent de Iz \u003d 0,1C timp de 15 ore. Încărcarea de compensare se efectuează cu un curent Iz = 0,01-0,03C timp de 30 de ore sau mai mult. Încărcările accelerate (în 4 - 5 ore) și rapide (în 1 oră) sunt posibile pentru bateriile Ni-MH cu electrozi foarte activi. Cu astfel de taxe, procesul este controlat de schimbările de temperatură ΔТ și tensiunea ΔU și de alți parametri. Încărcarea rapidă este utilizată, de exemplu, pentru bateriile Ni-MH care alimentează laptopuri, telefoane mobile și unelte electrice, deși laptopurile și telefoanele mobile folosesc acum în mare parte baterii litiu-ion și litiu-polimer. Se recomandă, de asemenea, o metodă de încărcare în trei etape: prima etapă a unei încărcări rapide (1C și mai sus), o încărcare la o rată de 0,1C timp de 0,5-1 h pentru reîncărcarea finală și o încărcare la o rată de 0,05- 0,02C ca taxă de compensare. Informațiile despre modul de încărcare a bateriilor Ni-MH sunt de obicei conținute în instrucțiunile producătorului, iar curentul de încărcare recomandat este indicat pe carcasa bateriei. Tensiunea de încărcare Uz la Iz=0,3-1C se află în intervalul 1,4-1,5V. Datorită eliberării de oxigen la electrodul pozitiv, cantitatea de energie electrică furnizată în timpul încărcării (Qz) este mai mare decât capacitatea de descărcare (Cp). În același timp, randamentul capacității (100 Ср/Qз) este de 75-80% și, respectiv, 85-90% pentru disc și cilindric Ni-MH baterii.

Control de încărcare și descărcare

Pentru a preveni supraîncărcarea bateriilor Ni-MH, următoarele metode de control al încărcării pot fi aplicate cu senzori corespunzători instalați în baterii reîncărcabile sau încărcătoare:

    • metoda de terminare a incarcarii prin temperatura absoluta Tmax. Temperatura bateriei este monitorizată constant în timpul procesului de încărcare, iar când se atinge valoarea maximă, încărcarea rapidă este întreruptă;
    • metoda de terminare a încărcării prin viteza de schimbare a temperaturii ΔT/Δt. Cu această metodă, panta curbei temperaturii bateriei este monitorizată constant în timpul procesului de încărcare, iar atunci când acest parametru crește peste o anumită valoare setată, încărcarea este întreruptă;
    • metoda de terminare a sarcinii prin delta de tensiune negativă -ΔU. La sfârșitul încărcării bateriei, în timpul ciclului oxigenului, temperatura acestuia începe să crească, ducând la scăderea tensiunii;
    • metoda de terminare a incarcarii in functie de timpul maxim de incarcare t;
    • metoda de terminare a taxei presiune maximă Pmax. Este folosit de obicei în bateriile prismatice de dimensiuni și capacități mari. Nivelul de presiune admisibil într-un acumulator prismatic depinde de proiectarea acestuia și se află în intervalul 0,05-0,8 MPa;
    • metoda de terminare a sarcinii prin tensiunea maxima Umax. Este folosit pentru a deconecta încărcarea bateriilor cu rezistență internă ridicată, care apare la sfârșitul duratei de viață din cauza lipsei de electrolit sau la temperatură scăzută.

Când utilizați metoda Tmax, bateria poate fi supraîncărcată dacă temperatura mediu inconjurator scade sau este posibil ca bateria să nu fie suficient încărcată dacă temperatura mediului ambiant crește semnificativ. Metoda ΔT/Δt poate fi utilizată foarte eficient pentru a opri încărcarea la temperaturi ambientale scăzute. Dar dacă numai această metodă este utilizată la temperaturi mai ridicate, bateriile din interiorul bateriilor vor fi expuse la temperaturi nedorit de ridicate înainte ca valoarea ΔT/Δt pentru oprire să poată fi atinsă. Pentru o anumită valoare a ΔT/Δt, se poate obține o capacitate de intrare mai mare la o temperatură ambientală mai mică decât la o capacitate mai mare. temperatura ridicata. La începutul încărcării bateriei (precum și la sfârșitul unei încărcări), are loc o creștere rapidă a temperaturii, care poate duce la oprirea prematură a încărcării atunci când se utilizează metoda ΔT/Δt. Pentru a elimina acest lucru, dezvoltatorii încărcătoarelor folosesc temporizatoare pentru întârzierea inițială a răspunsului senzorului cu metoda ΔT / Δt. Metoda -ΔU este eficientă pentru terminarea încărcării la temperaturi ambientale scăzute, mai degrabă decât la temperaturi ridicate. În acest sens, metoda este similară cu metoda ΔT/Δt. Pentru a ne asigura că încărcarea este întreruptă în cazurile în care circumstanțe neprevăzute împiedică întreruperea normală a încărcării, se recomandă, de asemenea, utilizarea unui control cu ​​temporizator care să regleze durata operațiunii de încărcare (metoda t). Astfel, pentru a încărca rapid bateriile cu curenți nominali de 0,5-1C la temperaturi de 0-50 °C, se recomandă aplicarea simultană a metodelor Tmax (cu o temperatură de oprire de 50-60 °C, în funcție de designul bateriilor). și baterii), -ΔU (5- 15 mV per baterie), t (de obicei pentru a obține 120% din capacitatea nominală) și Umax (1,6-1,8 V per baterie). În locul metodei -ΔU, se poate folosi metoda ΔT/Δt (1-2 °C/min) cu un temporizator de întârziere inițial (5-10 min). Pentru controlul încărcării, consultați și articolul corespunzător.După o încărcare rapidă a bateriei, încărcătorul asigură comutarea acestora la reîncărcare cu un curent nominal de 0,1C - 0,2C pentru un anumit timp. Bateriile Ni-MH nu sunt recomandate pentru încărcare la tensiune constantă deoarece poate apărea „defecțiunea termică” a bateriilor. Acest lucru se datorează faptului că la sfârșitul încărcării are loc o creștere a curentului, care este proporțională cu diferența dintre tensiunea de alimentare și tensiunea bateriei, iar tensiunea bateriei la sfârșitul încărcării scade din cauza creșterii temperaturii. La temperaturi scăzute, rata de încărcare ar trebui redusă. În caz contrar, oxigenul nu va avea timp să se recombine, ceea ce va duce la o creștere a presiunii în acumulator. Pentru funcționarea în astfel de condiții sunt recomandate bateriile Ni-MH cu electrozi foarte poroși.

Avantajele și dezavantajele bateriilor Ni-MH

O creștere semnificativă a parametrilor specifici de energie nu este singurul avantaj al bateriilor Ni-MH față de bateriile Ni-Cd. Îndepărtarea de cadmiu înseamnă și trecerea către o producție mai curată. Problema reciclării bateriilor eșuate este, de asemenea, mai ușor de rezolvat. Aceste avantaje ale bateriilor Ni-MH au determinat creșterea mai rapidă a volumelor lor de producție în toate companiile de baterii de top din lume în comparație cu bateriile Ni-Cd.

Bateriile Ni-MH nu au „efectul de memorie” pe care îl au bateriile Ni-Cd din cauza formării de nichelat în electrodul negativ de cadmiu. Cu toate acestea, efectele asociate cu supraîncărcarea electrodului de oxid de nichel rămân. Scăderea tensiunii de descărcare, observată la reîncărcări frecvente și lungi la fel ca la bateriile Ni-Cd, poate fi eliminată efectuând periodic mai multe descărcări de până la 1V - 0,9V. Este suficient să efectuați astfel de evacuări o dată pe lună. Cu toate acestea, bateriile nichel-hidrură metalică sunt inferioare bateriilor nichel-cadmiu, pe care sunt concepute să le înlocuiască, în unele caracteristici de performanță:

    • Bateriile Ni-MH funcționează eficient într-o gamă mai restrânsă de curenți de funcționare, ceea ce este asociat cu desorbția limitată a hidrogenului din electrodul de hidrură metalică la rate foarte mari de descărcare;
    • Bateriile Ni-MH au un interval mai restrâns de temperatură de funcționare: majoritatea sunt inoperabile la temperaturi sub -10 °C și peste +40 °C, deși în unele serii de baterii, ajustarea rețetelor a asigurat o extindere a limitelor de temperatură;
    • în timpul încărcării bateriilor Ni-MH, se eliberează mai multă căldură decât la încărcarea bateriilor Ni-Cd, prin urmare, pentru a preveni supraîncălzirea bateriei de la bateriile Ni-MH în timpul încărcării rapide și/sau supraîncărcării semnificative, siguranțe termice sau relee termice sunt instalate în ele, care sunt situate pe peretele uneia dintre baterii din partea centrală a bateriei (acest lucru se aplică ansamblurilor de baterii industriale);
    • Bateriile Ni-MH au o auto-descărcare crescută, care este determinată de inevitabilitatea reacției hidrogenului dizolvat în electrolit cu un electrod pozitiv oxid-nichel (dar, datorită utilizării unor aliaje speciale de electrozi negativi, a fost posibil să se obține o scădere a ratei de autodescărcare la valori apropiate de cele pentru bateriile Ni-Cd);
    • riscul de supraîncălzire la încărcarea uneia dintre bateriile Ni-MH ale bateriei, precum și inversarea bateriei cu o capacitate mai mică atunci când bateria este descărcată, crește odată cu nepotrivirea parametrilor bateriei ca urmare a ciclării lungi, deci crearea de baterii din mai mult de 10 baterii nu este recomandată de toți producătorii;
    • pierderea de capacitate a electrodului negativ care apare într-o baterie Ni-MH la descărcarea sub 0 V este ireversibilă, ceea ce impune cerințe mai stricte pentru selectarea bateriilor din baterie și controlul procesului de descărcare decât în ​​cazul folosind baterii Ni-Cd, de regulă, descărcați la 1 V/ac în bateriile de joasă tensiune și până la 1,1 V/ac într-o baterie de 7-10 baterii.

După cum sa menționat mai devreme, degradarea bateriilor Ni-MH este determinată în primul rând de o scădere a capacității de sorbție a electrodului negativ în timpul ciclării. În ciclul de încărcare-descărcare, volumul rețelei cristaline a aliajului se modifică, ceea ce duce la formarea de fisuri și coroziune ulterioară la reacția cu electrolitul. Formarea produselor de coroziune are loc odată cu absorbția oxigenului și a hidrogenului, în urma cărora cantitatea totală de electrolit scade și crește rezistența internă a bateriei. Trebuie remarcat faptul că caracteristicile bateriilor Ni-MH depind în mod semnificativ de aliajul electrodului negativ și de tehnologia de procesare a aliajului pentru a îmbunătăți stabilitatea compoziției și structurii acestuia. Acest lucru îi obligă pe producătorii de baterii să fie atenți în alegerea furnizorilor de aliaje, iar consumatorii de baterii să fie atenți în alegerea unui producător.

Pe baza materialelor site-urilor powerinfo.ru, „Chip and Dip”


Principalele tipuri de baterii:

  • Baterii Ni-Cd Nichel Cadmiu
  • Baterii Ni-MH nichel-hidrură metalică
  • Baterii Li-Ion Litiu-ion

Baterii Ni-Cd Nichel Cadmiu

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

Bateriile cu nichel-cadmiu au așa-numitul „efect de memorie”, a cărui esență se rezumă la faptul că atunci când se încarcă o baterie incomplet descărcată, noua sa descărcare este posibilă doar la nivelul de la care a fost încărcată. Cu alte cuvinte, bateria „îți amintește” de nivelul de încărcare reziduală de la care a fost încărcată complet.

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

Există mai multe moduri de a face față acestui fenomen. Vom descrie doar cel mai simplu și mai de încredere mod.

Când utilizați o unealtă fără fir cu baterii Ni-Cd, urmați instrucțiunile regula simpla: Încărcați numai bateriile complet descărcate.

Avantajele bateriilor Ni-Cd Nichel Cadmiu

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

Contra bateriilor Ni-Cd Nichel Cadmiu

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

Baterii Ni-MH nichel-hidrură metalică

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

În practică, bateriile Ni-MH Nichel-Hidrură metalică prezintă o capacitate foarte mare, cu dimensiuni și greutate ceva mai mici decât bateriile Ni-Cd Nichel-Cadmiu standard.

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

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

Când utilizați baterii Ni-MH Nichel-Hidrură metalică, este de dorit să nu le descărcați complet în timpul funcționării.

Depozitați bateriile Ni-MH NiMH într-o stare încărcată. Pentru întreruperi lungi (mai mult de o lună) în funcționare, bateriile trebuie reîncărcate.

Avantajele bateriilor Ni-MH nichel-hidrură metalică

  • Baterii netoxice
  • Mai puțin „efect de memorie”
  • Performanță bună la temperatură scăzută
  • Capacitate mare în comparație cu bateriile Ni-Cd Ni-Cad

Dezavantajele bateriilor Ni-MH nichel-hidrură metalică

  • Tip de baterie mai scump
  • Rata de auto-descărcare este de aproximativ 1,5 ori mai mare decât bateriile Ni-Cd Ni-Cad
  • După 200-300 de cicluri de încărcare-descărcare, capacitatea de lucru a bateriilor Ni-MH Ni-MH scade ușor
  • Bateriile Ni-MH nichel-hidrură metalică au o durată de viață limitată

Baterii Li-Ion Litiu-ion

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

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

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

Pe scurt, putem presupune că bateriile litiu-ion sunt cele mai potrivite pentru cazurile de utilizare intensivă constantă a uneltelor fără fir.

Avantajele Li-Ion baterii Li-ion

  • Nu există „efect de memorie” și, prin urmare, este posibil să încărcați și să reîncărcați bateria după cum este necesar
  • Baterii Li-Ion Litiu Ion de mare capacitate
  • Baterii Li-Ion Litiu-Ion cu greutate redusă
  • Nivel scăzut de auto-descărcare - nu mai mult de 5% pe lună
  • Abilitatea de a încărca rapid bateriile Li-Ion Litiu-ion

Dezavantajele bateriilor Li-Ion Litiu-Ion

  • Costul ridicat al bateriilor Li-Ion Li-ion
  • Timp de funcționare redus la temperaturi sub zero grade Celsius
  • Durată de viață limitată

Notă

Din practica funcționării bateriilor Li-Ion Litiu-ion în telefoane, camere, etc. se poate observa că aceste baterii servesc în medie 4 până la 6 ani și rezistă la aproximativ 250-300 de cicluri de descărcare-încărcare în acest timp. În același timp, s-a remarcat cu siguranță: mai multe cicluri de descărcare-încărcare - durata de viață mai scurtă a bateriilor Li-Ion Litiu-ion!

Toate aceste tipuri de baterii au un parametru atât de important ca capacitatea. Capacitatea bateriei indică cât timp va putea alimenta sarcina conectată la aceasta. Capacitatea bateriei radioului este măsurată în miliamperi-oră. Această caracteristică este de obicei indicată pe baterie în sine.

De exemplu, să luăm stația de radio Alpha 80 și bateria sa de 2800 mAh. Cu un ciclu de lucru de 5/5/90, unde 5% din timpul de funcționare al postului de radio este pentru transmisie, 5% din lucru pentru recepție, 90% din timp este în modul de așteptare - timpul de funcționare al postului de radio va fi la minim 15 ore. Cu cât acest parametru este mai mic pentru baterie, cu atât va putea funcționa mai puțin.

Urmărește știrile în grupurile noastre:

Din 1932 s-au făcut încercări de reluare a experimentelor. La acel moment, s-a propus ideea introducerii unui electrod de nichel cu placă poroasă din metale active în interior, care să ofere o mișcare mai bună a încărcării și să reducă semnificativ costul de producție a bateriilor.

Dar abia după cel de-al Doilea Război Mondial (în 1947), dezvoltatorii au ajuns la o schemă aproape modernă de baterii Ni-Cd sigilate.

Ce trebuie să știți despre bateriile Ni-MH

Cu acest design, gazele interne eliberate în timpul încărcării au fost absorbite de partea nereacționată a catodului și nu au fost eliberate în exterior, ca în versiunile anterioare.

Dacă din orice motiv (depășind Curent de încărcare, scăderea temperaturii) rata de formare a oxigenului anodic va fi mai mare decât rata ionizării sale catodice, apoi o creștere bruscă a presiunii interne poate duce la o explozie a bateriei. Pentru a preveni acest lucru, carcasa bateriei este din oțel și uneori există chiar și o supapă de siguranță.

De atunci, designul bateriilor Ni-Cd nu s-a schimbat semnificativ (Figura 2).

Figura 2 - Structura bateriei Ni-Cd

Baza oricărei baterii sunt electrozii pozitivi și negativi.

În această schemă, electrodul pozitiv (catodul) conține hidroxid de nichel NiOOH cu pulbere de grafit (5-8%), iar electrodul negativ (anodul) conține cadmiu metalic Cd sub formă de pulbere.

Bateriile de acest tip sunt adesea numite baterii laminate, deoarece electrozii sunt rulați într-un cilindru (rola) împreună cu un strat de separare, plasați într-o carcasă metalică și umpluți cu electrolit. Separatorul (separatorul), umezit cu electrolit, izolează plăcile una de cealaltă. Este realizat din material nețesut, care trebuie să fie rezistent la alcali. Cel mai comun electrolit este hidroxidul de potasiu KOH cu adaos de hidroxid de litiu LiOH, care favorizează formarea nichelaților de litiu și crește capacitatea cu 20%.

Figura 3 - Tensiunea de pe baterie în timpul încărcării sau descărcării, în funcție de nivelul actual de încărcare.

În timpul descărcării, nichelul activ și cadmiul sunt transformate în hidroxizi Ni(OH)2 și Cd(OH)2.

Principalele avantaje ale bateriilor Ni-Cd includ:

- cost scăzut;

– lucrează într-o gamă largă de temperatură și rezistență la diferențele sale (de exemplu, bateriile Ni-Cd pot fi încărcate la o temperatură negativă, ceea ce le face indispensabile atunci când se lucrează în Nordul Îndepărtat);

- pot furniza mult mai mult curent la sarcina decat alte tipuri de baterii;

- rezistenta la curenti mari de sarcina si descarcare;

- timp de încărcare relativ scurt;

- un număr mare de cicluri „încărcare-descărcare” (cu funcționare corectă, pot rezista la mai mult de 1000 de cicluri);

— sunt ușor de restaurat după depozitare pe termen lung.

Dezavantajele bateriilor Ni-Cd:

- prezența unui efect de memorie - dacă puneți în mod regulat la încărcare o baterie incomplet descărcată, capacitatea acesteia va scădea din cauza creșterii cristalelor pe suprafața plăcilor și a altor procese fizice și chimice. Pentru ca bateria să nu „cedeze” dinainte, trebuie „antrenată” cel puțin o dată pe lună, așa cum se discută mai jos;

- Cadmiul este o substanță foarte toxică, astfel încât producția de baterii Ni-Cd este dăunătoare pentru mediu.

Există, de asemenea, probleme cu reciclarea și eliminarea bateriilor în sine.

— capacitate specifică scăzută;

- greutate si dimensiuni mari in comparatie cu alte tipuri de baterii cu aceeasi capacitate;

- autodescărcare mare (după încărcare, în primele 24 de ore de funcționare pierd până la 10%, iar într-o lună - până la 20% din energia stocată).

Figura 4 - Descărcarea automată a bateriilor Ni-Cd

În prezent, numărul de baterii Ni-Cd produse este în scădere rapidă, acestea fiind înlocuite, în special, de baterii Ni-MH.

3. Baterii nichel-hidrură metalică

De câteva decenii, bateriile cu nichel-cadmiu au fost folosite destul de larg, dar toxicitatea ridicată a producției a forțat căutarea unor tehnologii alternative. Ca urmare, au fost create baterii nichel-hidrură metalică, care sunt produse și astăzi.

În ciuda faptului că lucrările la crearea bateriilor Ni-MH au început în anii 1970, compuși stabili de hidrură metalică capabili să lege volume mari de hidrogen au fost găsiți abia zece ani mai târziu.

Prima baterie Ni-MH, care a folosit LaNi5 ca principal material activ al electrodului cu hidrură metalică, a fost brevetată de Will în 1975. În experimentele timpurii cu aliaje cu hidrură metalică, bateriile nichel-hidrură metalică erau instabile, iar capacitatea necesară a bateriei putea nu poate fi atins. Prin urmare, utilizarea industrială a bateriilor Ni-MH a început abia la mijlocul anilor 80 după crearea aliajului La-Ni-Co, care permite absorbția reversibilă electrochimic a hidrogenului pentru mai mult de 100 de cicluri. De atunci, designul bateriilor Ni-MH a fost îmbunătățit continuu în direcția creșterii densității energetice a acestora.

Bateriile nichel-hidrură metalică în designul lor sunt analoge cu bateriile nichel-cadmiu, iar în procesele electrochimice - bateriile nichel-hidrogen. Energia specifică a unei baterii Ni-MH este mult mai mare decât energia specifică a bateriilor Ni-Cd și Ni-H2 (Tabelul 1).

tabelul 1

O dispersie semnificativă a unor parametri din Tabelul 1 este asociată cu diferite scopuri (design) ale bateriilor. Trăsături distinctive Bateriile NM au o capacitate mare, caracteristici de mare putere (critice) (capacitatea de a încărca și descărca curenți mari), capacitatea de a rezista la supraîncărcare și descărcare ultra-profundă (inversarea polarității) și absența formațiunilor dendritice. Un avantaj foarte important al bateriei NM față de bateria NK este absența unui element foarte dăunător pentru mediu - cadmiul. În ceea ce privește tensiunea, dimensiunea, designul și tehnologia, bateria NM corespunde bateriei NK și pot fi schimbate atât în ​​producție, cât și în exploatare.

Înlocuirea electrodului negativ a făcut posibilă creșterea sarcinii maselor active ale electrodului pozitiv de 1,3-2 ori, ceea ce determină capacitatea bateriei. Prin urmare, bateriile Ni-MH au caracteristici energetice specifice semnificativ mai mari în comparație cu bateriile Ni-Cd.

Ca urmare, domeniul de aplicare al bateriilor NM este apropiat de domeniul de aplicare al bateriilor NK, bateriile NM sunt folosite la telefoane mobile, pagere, telefoane fără fir, scanere, lanterne, stații radio, biciclete electrice, vehicule electrice, mașini hibride. , cronometre electronice și contoare de decenii, dispozitive de stocare de rezervă (MBU) și unități centrale de procesare (CP) ale calculatoarelor și laptopurilor, dispozitive de detectare a incendiilor și a fumului, alarme antiefracție, dispozitive de analiză a mediului în apă și aer, unități de memorie ale mașinilor de procesare controlate electronic, radiouri , înregistratoare de voce, calculatoare, aparate de ras electric, aparate auditive, jucării electrice etc.

Spre deosebire de Ni-Cd, bateriile Ni-MH folosesc un aliaj de metale care absorb hidrogenul ca anod. Electrolitul alcalin încă nu ia parte la reacția bazată pe mișcarea ionilor de hidrogen între electrozi. În timpul încărcării, hidroxidul de nichel Ni(OH)2 este transformat în oxihidrit NiOOH, donând hidrogen aliajului electrodului negativ. Absorbția hidrogenului nu este o reacție izotermă, prin urmare metalele pentru aliaj sunt întotdeauna selectate în așa fel încât unul dintre ele eliberează căldură atunci când leagă gazul, iar celălalt, dimpotrivă, absoarbe căldură. În teorie, acesta ar fi trebuit să ofere echilibru termic, cu toate acestea, bateriile nichel-hidrură metalică se încălzesc semnificativ mai mult decât nichel-cadmiul.

Succesul distribuției bateriilor nichel-hidrură metalică a fost asigurat de densitatea energetică mare și netoxicitatea materialelor utilizate la producerea acestora.

4. Procese de bază ale bateriilor Ni-MH

Bateriile Ni-MH folosesc un electrod de oxid de nichel ca electrod pozitiv, cum ar fi o baterie de nichel-cadmiu, și un electrod din aliaj de nichel-pământuri rare care absoarbe hidrogen în loc de electrodul negativ de cadmiu.

Descrierea detaliată a bateriilor nichel-hidrură metalică

Cu toții suntem obișnuiți cu faptul că mașinile sunt folosite în principal baterii cu plumb.

Suporturi pentru elemente AA. O încercare de a restabili capacitatea bateriilor NiCd și NiMh uzate.

Există însă și alte tipuri de baterii care asigură pornirea și conducerea unei mașini, iar una dintre ele este o baterie nichel-hidrură metalică, ale cărei avantaje și dezavantaje le vom vorbi astăzi.

Sunt utilizate în principal în mașinile hibride sau mașinile electrice. Deci, ce trebuie să știți despre proprietățile acestui tip de baterie?

Beneficiile bateriilor nichel-hidrură metalică

  • de mare putere baterii (comparativ cu bateriile cu nichel-cadmiu). Diferența este de până la 40%. În același timp, această baterie este ușoară.
  • Pentru baterii nichel-hidrură metalică efect de memorie foarte scăzut, ceea ce înseamnă că utilizatorul poate reîncărca cu ușurință bateriile fără a aștepta ca acestea să fie complet descărcate
  • Bateria NiMH are fiabilitate mecanică ridicată
  • Cicluri complete de încărcare-descărcare a unei astfel de baterii sunt efectuate mult mai rar decât bateriile NiCd
  • Baterii nichel-hidrură metalică nu necesită condiții speciale de transport
  • Aceste baterii prietenos cu mediul, după expirarea duratei de viață, acestea pot fi eliminate fără probleme

Dezavantajele bateriilor cu hidrură metalică de nichel

Din păcate, acest tip de baterie are și dezavantaje. Iar cel mai important dintre ele este autodescărcare foarte mare. Cu alte cuvinte, chiar dacă mașina este staționată și nu este în uz, bateria este descărcată.

Pentru a prelungi durata de viață a bateriei, dacă bateria nu a fost folosită pentru o perioadă lungă de timp, aceasta ar trebui să fie complet descărcată înainte de încărcare. Astfel, îi veți prelungi durata de viață.

Următorul dezavantaj al unei baterii nichel-hidrură metalică este un ciclu de încărcare relativ mic (aproximativ 600).

Bateria descrisă mai sus nu tolerează temperaturile ridicate (de la 25 de grade de căldură), așa că depozitați-l într-un mediu răcoros. Aici este necesar să se țină cont și de faptul că menținerea bateriei în stare descărcată accelerează îmbătrânirea acesteia. Durata medie de valabilitate este de 3 ani.

De asemenea, este important să luați în considerare tipul de încărcător pe care îl veți folosi pentru a vă încărca bateria NiMH. Ar trebui să fie cu un algoritm de încărcare în etape, astfel încât să evitați supraîncălzirea și supraîncărcarea bateriei, care îi afectează negativ caracteristicile de calitate.

Un alt factor de luat în considerare când exploatare baterii cu hidrură metalică de nichel - foarte importante aici nu depășiți sarcinile maxime admise recomandat de producator.

Și în cele din urmă: cu respectarea tuturor regulilor și reglementărilor de utilizare, precum și depozitarea bateriilor nichel-hidrură metalică, acestea vă vor servi foarte mult timp.

FONAREVKA.RU — Totul despre lanterne și echipamente de iluminat > Surse de alimentare și încărcătoare > Baterii secundare (baterii) > Recuperarea corectă a bateriilor NI-MH

Vezi versiunea completă: Recuperarea corectă a bateriilor NI-MH

Buna ziua.
Titlul a ieșit puțin galben, da. Conținutul este mai degrabă opusul - o întrebare, nu o narațiune, așa cum v-ați aștepta. Dar, pe măsură ce subiectul se completează, cred că poate fi util cititorilor mai târziu.

De fapt, am o asemenea grădină zoologică de baterii (Anexa 1), pe care oamenii le-au aruncat.
Ceva îmi spune că aproape toți au fost taxați cu încărcătoare ieftine stupide pentru 50 de ruble, nu au fost taxate la timp și depozitate incorect, iar din aceasta au pierdut mult din capacitate.
Și acest ceva îmi spune, de asemenea, că aproape toate pot fi reanimate și utilizate în siguranță în tot felul de dispozitive fără curent ridicat, cum ar fi lanterne slabe, playere, ceasuri, telecomenzi etc.

Am un încărcător LaCrosse care poate antrena cutii și, așa cum probabil toată lumea știe deja, funcționează. Există și imax.
Din experienta personala- Am gasit cea mai veche baterie nichel-cadmiu (ap. 2), am cumparat-o acum mai bine de 10 ani pentru un mp3 player, atunci era cea mai incapatoare. Așadar, după un an de utilizare și 9 ani de bălăci în masa de lacrosse, a arătat o capacitate de 120 mAh. După 7 cicluri de încărcare-descărcare în modul de recuperare, capacitatea la o descărcare de 250 mA este de 650 mAh. Nu-i rău, nu?

Așa că, de fapt, ceea ce am avut o problemă: încărcarea cu nichel cu curenți de peste 0,7C și sub 0,2C este dăunătoare. Și ce fel de curent să le conducă la descărcare-încărcare pentru o recuperare optimă, să spunem?

Principiul de funcționare al bateriilor nichel-hidrură metalică și posibilitatea înlocuirii acestora

Internetul este plin de informații contradictorii: cineva sfătuiește 1C, cineva 0.1.

Aș fi recunoscător pentru sfaturile unor oameni cunoscători.

05.03.2014, 19:20

Și ce fel de curent să le conducă la descărcare-încărcare pentru o recuperare optimă, să spunem?
Duc lyakruza nu are o alegere atât de largă 🙂 Încărcare/descărcare: 200/100mA, 500/250, 750/350, etc.
Dacă sunt complet morți, aș începe cu 200/100, apoi 500/250. Ei bine, trebuie să vă asigurați că nu se supraîncălzesc și nu există supraîncărcare, dacă Cruz nu prinde delta, acest lucru se poate întâmpla cu cele pe jumătate moarte.

Ei bine, după cum am spus, există și un imax, pot sufla curenți mult mai mari.
Dar întrebarea este în mare parte despre lacrosse, da.

05.03.2014, 20:59

pot sufla curenți mult mai mari.
Părerea mea este că nu ar trebui să suflați curenți mari în bateriile pe jumătate descărcate, acestea se încălzesc și se umflă din asta: LaughOutLoudBulb: Dar, poate, există oameni care cred altfel.

Dacă ar fi complet mort, aș începe cu 200/100, apoi cu 500/250
Exact.
750/350 este potrivit doar pentru baterii moderne proaspete, cum ar fi Enelups. Desigur, puteți sufla un astfel de curent în acest gunoi (cum va afecta bateriile - xs, este deja individual aici), dar încărcarea va fi întreruptă din cauza supraîncălzirii - nu va exista niciun câștig în timp.

dacă sunt încălzite de curenți peste 0,2-0,3C, este timpul să adăugați apă (http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=20:29955:1018#1018).
sau aruncați deja nafik și nu vă implicați în necrofilie.

încărcarea nichelului cu curenți de peste 0,7C și sub 0,2C este dăunătoare
Dumnezeu să-l binecuvânteze cu 0,7, dar de ce este sub 0,2C dăunător? daca se recomanda 0.1C?

Nu-i rău, nu?
apropo, cel mai probabil, nu vei obține un rezultat atât de minunat ca cu cadmiul, cu hidrură de metal. pur și simplu pentru că efectul de memorie pe care îl au este mai slab decât degradarea.

07.03.2014, 14:05

dar de ce este sub 0,2C dăunătoare?
Cred că, pentru că cel mai probabil încărcarea ΔV nu va prinde și nu va opri încărcarea. Dar la astfel de curenți, aceasta este deja încărcare prin picurare.

Cred că, pentru că cel mai probabil încărcarea nu va prinde ΔV
atunci mai puțin de 0,3C
și mai puțin de 0,2С delta nu mai este necesară, nu contează acolo

Odată m-am gândit la completarea cu apă dar nu am încercat :)), dar antrenamentele nu au dat nici un sens, dar da, capacitatea a fost restabilită, dar nu pentru mult timp. Odată cu trecerea la litiu, am abandonat tot acest subiect. Fujicell 2800mA trăiește probabil în mouse de mai bine de un an, memoria integrată în mouse se încarcă în timp ce dorm cu un curent de primăvară de 1,39V la final scade la 20mA.

m-am gândit dar nu am încercat
Am incercat. capacitatea desigur nu este restaurată, de ce s-ar recupera.
dar rezistența internă a dramaticelor cade 🙂
8 bucăți de la 0,5-1 (!) Ohm au scăzut la o medie de 60-100 mOhm

Dar consumul de apă pentru electroliții apoși este așa cum ar trebui să fie, toate bateriile suferă de asta. Da, autopsia a arătat că toate Ni-Mh-urile erau foarte uscate.

Știu că electrolitul a fost schimbat în rezervoarele de lichid Ni-Ca înainte și au funcționat timp de 15 ani.

Baterii nichel-cadmiu

Bateriile Ni-Cd sigilate se caracterizează printr-o curbă de descărcare orizontală, rate mari de descărcare și capacitate de temperatură scăzută. Sunt folosite pentru alimentarea echipamentelor portabile, sculelor electrice, aparatelor de uz casnic, jucăriilor etc. Acesta este un tip de baterie care poate funcționa în cele mai dure condiții.

Pentru bateriile cu nichel-cadmiu, este necesară o descărcare periodică completă: ​​dacă nu se face, pe plăcile celulelor se formează cristale mari, reducându-le semnificativ capacitatea (așa-numitul „efect de memorie”).
Tensiunea nominală a bateriilor Ni-Cd sigilate este de 1,2 V.
Mod de încărcare nominală (standard) - curent 0,1C timp de 16 ore.
Modul de descărcare nominală este cu un curent de 0,2C până la o tensiune de 1 V.

Imediat după încărcare, bateriile cu nichel-cadmiu pot avea o tensiune de până la 1,44 V., dar scade destul de repede și ajunge staționar la 1,2 V. Astfel de baterii pot rezista la 1000 de cicluri de încărcare-descărcare, dar numai cu modul de încărcare corect. Avantajele bateriilor Ni-Cd:

  • posibilitatea de încărcare rapidă și ușoară, chiar și după depozitarea pe termen lung a bateriei;
  • un număr mare de cicluri de încărcare / descărcare: cu funcționare corectă - mai mult de 1000 de cicluri;
  • capacitate bună de încărcare și capacitatea de a funcționa la temperaturi scăzute;
  • perioade lungi de depozitare la orice grad de încărcare;
  • păstrarea capacității standard la temperaturi scăzute;
  • interval de temperatură de funcționare de la -40 la +60 °C.
  • cea mai mare adecvare pentru utilizare în condiții grele de funcționare;
  • cost scăzut;

Dezavantajele bateriilor Ni-Cd:

  • densitate de energie relativ scăzută în comparație cu alte tipuri de baterii;
  • efectul de memorie inerent acestor baterii și necesitatea lucrului periodic pentru a-l elimina;
  • toxicitatea materialelor utilizate, care afectează negativ mediul, iar unele țări restricționează utilizarea bateriilor de acest tip;
  • autodescărcare relativ ridicată - după depozitare, este necesar un ciclu de încărcare.

Bateriile Ni-Cd cilindrice moderne cu electrozi rulați permit curenți mari de descărcare, pentru unele tipuri de baterii curentul maxim pe termen lung fiind de 7-10C.

Performanța Ni-Cd sigilată în timpul funcționării este determinată de modificările treptate care apar în baterii în timpul ciclării și conduc la o scădere inevitabilă a capacității de descărcare și a tensiunii. Temperatura ambiantă este unul dintre cei mai importanți factori de influență externă, care determină durata stării de funcționare a bateriilor sigilate. Procesul de îmbătrânire al bateriilor este cel mai afectat de temperaturile ridicate, la care toate reacții chimice(de 2-4 ori la fiecare 10 ° C), inclusiv cele care duc la deteriorarea bateriei. La temperaturi scăzute în timpul încărcării, riscul degajării de hidrogen crește. Modul de funcționare are o influență puternică: modul și adâncimea de descărcare, modul de încărcare, durata pauzei dintre încărcare și descărcare în timpul ciclării continue, perioadele de funcționare și depozitare.

Baterii nichel-hidrură metalică

Capacitatea și energia specifică a bateriilor nichel-hidrură metalică sunt de 1,5-2 ori mai mari decât energia specifică a bateriilor nichel-cadmiu, în plus, nu conțin cadmiu toxic, ceea ce le permite să înlocuiască semnificativ bateriile cu nichel-cadmiu în multe zone. a tehnologiei. Sunt fabricate în forme cilindrice, prismatice și de disc închise ermetic. Sunt folosite pentru alimentarea dispozitivelor și echipamentelor portabile, atât casnice, cât și industriale.
Tensiunea nominală a bateriilor este de 1,2-1,25 V.
Mod de încărcare nominal (standard) - curent 0,1C timp de 15 ore.
Modul de descărcare nominală este cu un curent de 0,1-0,2C până la o tensiune de 1 V.
Bateriile Ni-MH nu au „efectul de memorie” al Ni-Cd, dar efectele asociate supraîncărcării sunt păstrate. Scăderea tensiunii de descărcare, observată la reîncărcări frecvente și lungi la fel ca la bateriile Ni-Cd, poate fi eliminată efectuând periodic mai multe descărcări de până la 1 V. Este suficient să efectuați astfel de descărcări o dată pe lună. În funcție de tipul bateriilor Ni-MH, de modul de funcționare și de condițiile de funcționare, bateriile asigură între 500 și 1000 de cicluri de descărcare-încărcare la o adâncime de descărcare de 80% și au o durată de viață de 3 până la 5 ani.

Cu toate acestea, bateriile nichel-hidrură metalică sunt inferioare bateriilor cu nichel-cadmiu în unele caracteristici de performanță:

  • Bateriile Ni-MH funcționează eficient într-o gamă mai restrânsă de curenți de funcționare.
  • Bateriile Ni-MH au o gamă de temperatură de funcționare mai restrânsă: majoritatea sunt inoperabile la temperaturi sub -10 °C și peste +40 °C, deși în unele serii de baterii limitele de temperatură sunt extinse.
  • în timpul încărcării bateriilor Ni-MH, se eliberează mai multă căldură decât la încărcarea bateriilor Ni-Cd, prin urmare, pentru a preveni supraîncălzirea bateriei de la bateriile Ni-MH în timpul încărcării rapide și/sau supraîncărcării semnificative, siguranțe termice sau relee termice sunt instalate în ele, care sunt situate pe peretele uneia dintre bateriile din partea centrală a bateriei.
  • Bateriile Ni-MH au o auto-descărcare mare.
  • riscul de supraîncălzire la încărcarea uneia dintre bateriile Ni-MH ale bateriei, precum și inversarea bateriei cu o capacitate mai mică atunci când bateria este descărcată, crește odată cu nepotrivirea parametrilor bateriei ca urmare a ciclării lungi, deci crearea de baterii din mai mult de 10 baterii nu este recomandată de toți producătorii.
  • cerințe mai stricte pentru selectarea bateriilor din baterie și controlul procesului de descărcare decât în ​​cazul utilizării bateriilor Ni-Cd.

    • Curba de descărcare a unei baterii Ni-MH este similară cu cea a unei baterii Ni-Cd.

Timpul de funcționare (numărul de cicluri de descărcare-încărcare) și durata de viață a unei baterii Ni-MH sunt, de asemenea, determinate în mare măsură de condițiile de funcționare. Timpul de funcționare scade odată cu creșterea adâncimii și vitezei de descărcare. Timpul de funcționare depinde de viteza de încărcare și de metoda de control al finalizării acesteia. Cea mai mare atenție trebuie acordată regimului de temperatură, pentru a evita supradescărcările (sub 1V) și scurtcircuitele. Se recomandă să utilizați baterii Ni-MH în scopul pentru care sunt destinate, să evitați amestecarea bateriilor uzate cu cele neutilizate și să nu lipiți firele sau alte părți direct pe baterie. În timpul depozitării, bateria Ni-MH se autodescărcă. După o lună la temperatura camerei, pierderea capacității este de 20-30%, iar cu depozitarea ulterioară, pierderea scade la 3-7% pe lună.

Încărcarea bateriilor cu nichel

Când încărcați o baterie etanșă, pe lângă problema restabilirii energiei consumate, este important să limitați supraîncărcarea acesteia, deoarece procesul de încărcare este însoțit de o creștere a presiunii în interiorul bateriei.

Cum ar trebui recondiționat o baterie Ni─MH și de ce este importantă?

Un factor semnificativ în influența externă asupra caracteristicilor electrice ale bateriilor este temperatura ambiantă. Capacitatea care poate fi obtinuta de la o baterie la 20°C este cea mai mare. Aproape că nu scade chiar și atunci când se descarcă la o temperatură mai mare. Dar la temperaturi sub 0 ° C, capacitatea de descărcare scade și, cu atât mai mult, cu atât este mai mare curentul de descărcare.

Modul de încărcare nominal (standard) este modul în care bateria, descărcată la 1V, este încărcată cu un curent de 0,1C timp de 16 ore (pentru Ni-Mh 15 ore). Bateriile pot fi încărcate la temperaturi de la 0 la +40°C, cel mai eficient în intervalul de temperatură de la +10 la +30°C. Încărcările accelerate (în 4 - 5 ore) și rapide (în 1 oră) sunt posibile pentru bateriile Ni-MH cu electrozi foarte activi. Cu astfel de taxe, procesul este controlat de schimbările de temperatură - T și tensiune - U și alți parametri. Se recomandă, de asemenea, o metodă de încărcare în trei etape: prima etapă a unei încărcări rapide (curent până la 1C), o încărcare la o rată de 0,1C timp de 0,5-1 h pentru reîncărcarea finală și o încărcare la o rată de 0,05 -0,02C ca taxă de compensare. Tensiunea de încărcare Uz la Iz=0,3-1C se află în intervalul 1,4-1,5V. Pentru a preveni supraîncărcarea bateriilor, următoarele metode de control al încărcării pot fi utilizate cu senzori corespunzători instalați în baterii sau încărcătoare:

  • metoda de terminare a incarcarii prin temperatura absoluta Tmax.
  • metoda de terminare a incarcarii bazata pe rata de schimbare a temperaturii?T/?t.
  • metoda de terminare a sarcinii prin delta de tensiune negativă -?U.
  • metoda de terminare a taxei cu timpul maxim de încărcare t.
  • metoda de terminare a incarcarii prin presiunea maxima Pmax. (0,05-0,8 MPa).
  • metoda de terminare a sarcinii prin tensiunea maxima Umax.

Încărcarea la tensiune constantă nu este recomandată pentru bateriile Ni-MH, deoarece poate apărea „defecțiune termică” a bateriilor. Disiparea căldurii într-o baterie etanșă Ni-Cd depinde de nivelul de încărcare a acesteia. Până la sfârșitul încărcării în modul standard, temperatura bateriei poate crește cu 10-15 °C. La încărcare rapidăîncălzirea mai mult (până la 40-45 ° C).

Reguli de funcționare a bateriilor NiCd/NiMh

  • Încercați să utilizați numai încărcătoare standard
  • Când utilizați încărcătoare neautomate, nu încărcați bateria mai mult decât timpul specificat în instrucțiuni. Supraîncărcarea accelerează foarte mult procesul de îmbătrânire a bateriei.
  • Nu lăsați o baterie descărcată în echipamentul pornit. Descărcarea suplimentară necontrolată* dezactivează complet bateria.
  • Evitați încărcarea unei baterii incomplet descărcate.
  • Descărcați complet* bateria din echipament la fiecare 3-4 săptămâni
  • Respectați intervalul de temperatură de funcționare
  • Bateria NiCd trebuie să fie descărcată* înainte de a o păstra mai mult de 1 lună. Acumulatorul NiMh se depozitează la un nivel de încărcare de 30-50%. A se păstra la +5°С…+20°С. Perioada de valabilitate - până la 4 ani.
  • La fiecare 6 luni pentru NiMh și 12 luni pentru stocarea NiCd, se recomandă să faceți cel puțin 3 cicluri de încărcare-descărcare în modul standard.

*Notă: O baterie este complet descărcată atunci când tensiunea scade la 83% din tensiunea nominală. De exemplu, o baterie de 1,2 V se va descărca complet atunci când tensiunea bateriei atinge 1 V cu echipamentul în funcțiune. De obicei, acest nivel de tensiune coincide cu pragul de oprire al echipamentului.

ATENŢIE! În timpul funcționării, NU:

  • utilizarea încărcătoarelor care nu sunt concepute pentru a încărca bateriile acestui sistem chimic
  • scurtcircuit între contactele bateriei
  • încălzire externă peste 100°С și expunere la foc deschis
  • orice deteriorare fizică a carcasei bateriei
  • încărcarea unei baterii rece (sub 0°C)
  • pătrunderea lichidului în carcasa bateriei.
Articole similare:
Categorii