Правильная зарядка ni cd аккумуляторов: Ni-cd аккумуляторы: как заряжать, параметры и зарядные устройства — Аккумуляторы WESTA

Как правильно заряжать ni cd аккумуляторы шуруповерта

Никель-кадмиевые (Ni-Ca) аккумуляторные батареи предназначены для питания фотоаппаратов, видеоаппаратуры, часов, шуруповертов и прочего домашнего оборудования. Аккумуляторы требуют правильного ухода: их нужно периодически осматривать, чистить, проводить циклы разрядов и зарядов. Выполнение этих операций способствует увеличению сроков эксплуатации батарей. Каким током и как заряжать Ni-Cd аккумулятор в домашних условиях, знает не каждый владелец аппаратуры.

Особенности эксплуатации Ni-Cd аккумуляторов

Из множества типов аккумуляторов популярностью пользуются никель-кадмиевые. Чаще они имеют форму цилиндра и называются «банками». Для часов, светильников и игрушек выпускаются «таблетки» – так называют плоские источники питания. Положительный электрод в них сделан из никеля, отрицательный контакт – из кадмия. Эксплуатация батарей не представляет трудностей для владельца.

Для продления срока службы Ni-Ca аккумуляторы периодически необходимо полностью разряжать

. Эта процедура позволяет избавиться от эффекта памяти. Принцип его заключается в запоминании элементами оставшегося нижнего значения разряда. При его достижении батарея будет самостоятельно отключаться во время работы. Поэтому рекомендуется доводить остаточное напряжение до 0,9-1,0 В. Приводить его к более низким показателям не следует.

Новые батареи перед эксплуатацией требуют “тренировки” – процедура способствует активации аккумулятора. Для этого нужно сделать 3-4 полных цикла разряда и заряда. Устройство “разгоняется” и продолжает работать в нужном режиме. Эффект памяти пропадает, хорошо держится уровень напряжения. В дальнейшем процедуру активации рекомендуется проводить ежемесячно.

Встречаются указания по выполнению 70-80 циклов. К ним нужно относиться с осторожностью. Лучше внимательно прочитать правила эксплуатации с рекомендациями производителя, изложенными в инструкции к бытовому прибору.

Циклирование проводится и в том случае, если аппарат не использовали более полугода. Достаточно провести 1-2 полных цикла. Большее количество приводит к снижению ресурса источника питания. Перед хранением шуруповерта в течение длительного времени батарею заряжать не стоит.

Разновидности зарядных устройств для никель-кадмиевых аккумуляторов

Для зарядки АКБ используются специальные ЗУ.

Они производятся разными предприятиями и делятся на 2 группы:

• автоматические;
• реверсивные импульсные.

Элементы вставляются в гнезда, переключатель устанавливается на количество заряжаемых элементов (2 или 4) и включается в сеть.

На корпусе ЗУ установлен специальный индикатор. Во время заряда он светится красным цветом. При переключении устройства в положение «разряд» появляется желтое свечение лампочки. По окончании полного цикла индикатор становится зеленым.

Данный способ годится для работы с отдельными батарейками. Зарядка аккумуляторов для дрелей, шуруповертов и других мощных инструментов производится от электросети с помощью устройства, входящего в комплект поставки.

ЗУ реверсивные имеют более сложную конструкцию. Это профессиональные приборы. С их помощью можно производить несколько циклов разряда и заряда аккумуляторов. Между циклами делаются разные по длительности паузы.

По окончании полного цикла прозвучит соответствующий сигнал. Широкое распространение получило импульсное устройство iMAX B6. С его помощью можно поддерживать работоспособность батарей.

Процесс разряда и заряда Ni-Cd аккумуляторов

Для выполнения разрядов и зарядов не стоит пользоваться дешевыми ЗУ. Лучше приобрести устройство более качественное – оно способно продлить срок эксплуатации шуруповерта или другого электронного прибора.

Процесс разряда никель-кадмиевых батарей

Каждый никель-кадмиевый аккумулятор имеет свои особенности, от которых зависит внутреннее сопротивление.

К ним относятся:

• толщина сепаратора;
• сборка и герметичность корпуса;
• объем электролита;
• конструктивные особенности.

Длительный разряд хорошо выдерживают дисковые батарейки. В них впрессованы толстые электроды. Подобные “таблетки” безболезненно переносят падение напряжения до 1,1 В. При достижении 1 В электрическая емкость становится равной 5-10% от нормы. Разряжать батареи нужно током, величина которого равна 0,2 от емкости батареи.

При меньшей толщине электродов и большем их количестве ток можно увеличить до 0,6 от полной емкости. Тонкие электроды применяются в цилиндрических аккумуляторах. Для работы с такими батарейками применяют ток в 7-10 емкостей. Это позволяют сделать внутренние элементы, собранные в виде рулона.

Объем электролита в изделиях мал, и его сопротивление может сильно увеличиваться при температурных колебаниях. Наибольшая емкость наблюдается при +20˚С. При дальнейшем увеличении температуры она не снижается. Заряд резко падает при медленном замерзании электролита. Полностью замерзший состав не дает разряда. При -20˚С аккумуляторы совсем перестают работать. Но есть изделия с другим составом электролита – они сохраняют работоспособность при -40˚С.

Процесс заряда никель-кадмиевых батарей

При выполнении зарядки батарей необходимо следить за наступлением возможного перезаряда. При выполнении операции в изолированном корпусе поднимается давление и снижается уровень тока. При большом повышении давления газы с электролитом могут выходить из корпуса через специальный клапан, которым оборудованы многие аккумуляторы.

При стандартной зарядке на Ni-Cd батарею подается ток величиной 0,1 от полного объема. В таком режиме изделие находится 14-16 часов. Более мелкие детали описаны в инструкциях, изданных производителем. Иногда применяется постоянная величина тока, в других случаях – ступенчатое изменение его значений. При таких условиях производится зарядка в течение длительного времени. Никакого вреда для батареи от этого нет.

Часто возникает необходимость быстро зарядить аккумулятор. Производители знают об этой проблеме и решают ее с помощью выпуска батарей, которые могут выдерживать большие токи. Весь процесс длится 1 час. В этом режиме используются различные средства контроля, предохраняющие устройство от перезаряда. Они могут быть встроены в ЗУ, иногда внутрь аккумулятора. Цилиндрические изделия заряжаются 6-7 часов. При ускоренном процессе допускается перезаряд до 120-140%.

Режим заряда Ni-Cd аккумулятора

Зарядка может проводиться в интервале 0…+40˚С. Рекомендуемый температурный режим составляет +10…+30˚С. При более высоких значениях раньше начинается выделение кислорода из электролита. Это приводит к сокращению времени штатного процесса.

При заряде напряжение на клеммах растет, затем стабилизируется. Ближе к концу процесса оно немного понижается. Момент падения ЗУ принимают за окончание процесса. Более чувствительный прибор распознает падение напряжения точнее, заряжает батарею качественнее и не допускает перезаряда аккумулятора. Нельзя перегревать батарею. Ее температура не должна превышать +50˚С.

Чтобы использовать мощность источника питания полностью, при зарядке ему дают малый ток – 0,1. Время выдержки – 14-16 часов. При токе 0,2 время сокращается до 7 часов, при 0,3 – до 4 часов.

Для ускорения процесса подают ступенчатый ток. Главное в процессе – контроль параметров.

Запрещенные к выпуску Ni-Ca аккумуляторы остаются востребованными в быту и на транспорте благодаря их прочности, надежности, доступной цене и безопасности в использовании.

Среди электроинструментов, как бытовых, так и профессиональных, шуруповерт – один из самых востребованных. С его помощью можно не только выкручивать и вкручивать саморезы, но и сверлить отверстия. Инструментами, питающимися от сети, пользоваться можно не всегда и не везде, да и шнур все время мешает работе. От этих недостатков избавлены аккумуляторные шуруповерты. С ними можно свободно перемещаться и не зависеть от наличия в помещении розетки.

Важным элементом каждого аккумуляторного инструмента является батарея, позволяющая работать с ним автономно. Это очень удобно, но рано или поздно перед каждым владельцами такого электроинструмента встает вопрос о том, как зарядить аккумулятор шуруповерта.

Содержание

Типы аккумуляторов, используемых для работы шуруповерта

Прежде чем приобрести для шуруповерта новые аккумуляторные батареи, необходимо тщательно изучить инструкцию к устройству. Инструменты, необходимые для работы, могут быть профессиональными, бытовыми и полупрофессиональными. Аккумуляторы к ним отличаются друг от друга емкостью, качеством и ценой.

Для определенных работ предназначены и определенные виды аккумуляторных инструментов, рассчитанные на разные нагрузки, поэтому и батареи для них нужны разные. Чем больше показатель мощности аккумулятора, тем дольше он может проработать. Для удобства лучше иметь две батареи, чтобы можно было при работе с одной подзаряжать вторую. Часто вторая батарея уже включена в комплект при продаже инструмента.

Для шуруповертов можно использовать различные типы аккумуляторов. Чаще всего применяются никель-кадмиевые (Ni-Cd) и никель-металл-гидридные (Ni-MH), а в последнее время – еще и литий-ионные (Li-Ion).

Самыми распространенными из них являются никель-кадмиевые аккумуляторы, отличающиеся компактными размерами, большой емкостью и приемлемой ценой. Эти батареи можно эффективно заряжать более тысячи раз в зависимости от их конструкции, чистоты материалов, режима эксплуатации, в том числе и правильности заряда. Однако эти устройства обладают так называемым эффектом памяти, и если их заряжать, не дожидаясь полной разрядки, емкость батареи будет постепенно снижаться. Кроме того, производство таких элементов настолько токсично, что Евросоюз на своей территории от него отказался.

На втором месте по частоте использования – никель-металл-гидридные аккумуляторные батареи, представляющие новое поколение подобных устройств. С точки зрения экологии, и производство, и утилизация этих элементов питания практически безопасны. К плюсам аккумуляторов этого типа относят то, что у них меньше выражен эффект памяти, а к минусам – высокий ток саморазряда. Эти батареи нужно хранить заряженными, а при перерыве в работе, превышающем месяц, их требуется полностью перезаряжать.

Не так давно для аккумуляторных инструментов стали использовать более мощные литий-ионные аккумуляторы. Они также не имеют такого недостатка, каким является эффект памяти, требующий для восстановления емкости периодических циклов разряда. Однако эти батареи плохо переносят низкие температуры, и с ними нежелательно работать в морозы. Несмотря на быстрый заряд и высокую емкость, они пока не очень популярны, так как цена их довольно высока.

Особенности зарядки аккумуляторов

Как правильно заряжать аккумулятор шуруповерта, чтобы он прослужил, как можно дольше?

Перед первым использованием батареи требуется зарядить, поскольку они разряжаются во время хранения. Чтобы емкость аккумулятора шуруповерта стала максимально возможной для никель-кадмиевого элемента, рекомендуется его трехкратная зарядка и последующая разрядка. Таким образом, так как у новой батареи емкость неполная, ее нужно довести до рабочей полной емкости. После этого аккумуляторы нужно будет заряжать, как только их мощность станет минимальной. Литий-ионные батареи более просты в использовании. Они не имеют эффекта памяти, поэтому можно не доводить их до полной разрядки и заряжать тогда, когда это удобно.

При зарядке нужно учитывать оптимальный температурный режим процесса. Лучше, чтобы температура окружающей среды была выше десяти градусов и не превышала сорока. Во время зарядки аккумуляторы иногда нагреваются, однако так быть не должно, так как перегрев отрицательно влияет на их работу, и нужно их охлаждать. В зарядном устройстве батареи оставлять нежелательно. Да и хранить их лучше, отсоединив от шуруповера, отдельно от самого инструмента. Если аккумуляторы не используются длительное время, их следует подзаряжать один раз в месяц.

Аккумуляторные батареи лучше покупать в специализированных точках продажи. Правильная эксплуатация поможет увеличить их срок службы. Элементы при работе нежелательно разряжать полностью, до остановки двигателя. На то, что они нуждаются в зарядке, укажут их заметно пониженные рабочие характеристики.

Сколько времени нужно заряжать аккумуляторы шуруповерта?

Как правило, время зарядки аккумулятора шуруповерта указывается в инструкции к инструменту. Следует тщательно придерживаться этих рекомендаций. Часто зарядное устройство имеет специальную систему индикации, помогающую понять, как идет процесс зарядки. Благодаря этому можно легко определить с тем, сколько заряжать аккумулятор шуруповерта. Когда зарядка завершается, нужно вовремя прервать ее, чтобы не повредились батареи. В среднем устройство зарядное аккумулятор для шуруповерта может подзаряжать примерно от получаса до 7 часов. Практика показывает, что аккумулятор типа Ni-Cd емкостью 1,2 А·ч заряжается током 250 мА около семи часов. Ток зарядки поддерживается с помощью сетевого адаптера.

Следует учитывать, что существуют два вида зарядных устройств для аккумулятора – обычный и импульсный. Стандартное обычное зарядное устройство чаще используется в непрофессиональном инструменте, оно заряжает батарею примерно за 3-7 часов. Импульсное – больше подходит для профессиональных механизмов. Благодаря ему работоспособность аккумулятора может восстановиться максимум за час.

Нужно ли заряжать аккумуляторы перед хранением?

Если аккумуляторный инструмент долгое время не используется, специалисты советуют внимательно отнестись к аккумуляторным элементам.

Никель-кадмиевые аккумуляторы перед хранением рекомендуется разрядить, но не до ноля, а до такого состояния, когда инструмент перестает работать в полную силу. При длительном хранении для восстановления емкости батареи нужно произвести 3-5 полных циклов ее разрядки и зарядки. В процессе эксплуатации инструмента также желательно следить за тем, чтобы аккумулятор перед зарядкой был разряжен не частично, а полностью.

Никель-металлогидридные аккумуляторы имеют более высокую величину саморазряда, чем у предыдущих элементов. Их рекомендуют хранить заряженными, а после длительного «отдыха» заряжать около суток. Для этого вида батарей частичный разряд предпочтительнее. Их емкость снижается после 2-3 сотен циклов зарядки-разрядки.

Литий-ионные аккумуляторы, отличающиеся отсутствием «эффекта памяти», можно заряжать в любое время, каким бы не была степень их разряда. У этих батарей самый низкий уровень саморазряда при высокой емкости. Не рекомендуется полностью разряжать их, поскольку это может привести к отключению защитной схемы. Электроинструменты с такими аккумуляторами оснащены контрольной электроникой, при повышении температуры или напряжения отключающей элемент от нагрузки. Эти аккумуляторные батареи рекомендуется хранить заряженными на 50 процентов. Количество циклов зарядки-разрядки не влияет на емкостные характеристики элементов, однако срок их использования ограничен временем и составляет порядка двух лет.

Что делать, если не заряжается аккумулятор шуруповерта?

Если не заряжается аккумулятор шуруповерта, возможно, причину стоит искать в его изношенности либо в неисправной работе зарядного устройства. Однако нередко проблема заключается в нарушении контакта между клеммами батареи шуруповерта и зарядного устройства, так как со временем они разгибаются. В этом случае можно разобрать зарядное и подогнуть его клеммы.

Кроме того, через некоторое время использования и контакты аккумулятора, и контакты зарядного устройства могут окисляться и загрязняться. Даже незначительные изменения такого рода могут помешать нормальной зарядке батарей. Это обычно выражается в значительном уменьшении и времени заряда, и продолжительности работы самого аккумуляторного электроинструмента. Чтобы такого не было, нужно периодически протирать контакты батареи, зарядного устройства для аккумулятора шуруповерта и инструмента.

К сожалению, характеристики аккумуляторных элементов со временем ухудшаются. Так, при неправильной эксплуатации никель-кадмиевых батарей, чаще всего используемых в бытовых моделях шуруповертов, они быстро теряют емкость. Знатоки иногда советуют «разгонять» такие аккумуляторы. Аккумуляторный блок разбирается, и определяются проблемные элементы. После этого требуется их зарядка. Каким током заряжать аккумулятор шуруповерта в этом случае? Специалисты рекомендуют сначала зарядить такие элементы большим током, чем это положено, потом разрядить их и еще раз зарядить, но малым током. Если в Ni-Cd аккумуляторах еще не испарился электролит, такая «терапия», возможно, поможет вернуть их к жизни.

Кроме того, можно восстановить один аккумуляторный блок из двух, частично утративших емкость, выбрав из них и спаяв вместе целые «банки». После этого для выравнивания заряда требуется полностью зарядить и разрядить несколько раз восстановленный блок.

Также причина в том, что батарея не заряжается, может быть в температурном датчике (видео).

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

Особенности Ni-Cd эксплуатации аккумуляторов

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

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

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

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

Теперь несколько слов о том, какие есть зарядные устройства для Ni─Cd аккумуляторов.
Вернуться к содержанию

Разновидности зарядных устройств для никель─кадмиевых аккумуляторов

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

• Автоматические ЗУ;
• Реверсивные импульсные ЗУ.

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

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

Пример зарядного устройства для Ni-Cd аккумуляторов

Дополнительно можете прочитать отдельную статью о про восстановление Ni─Cd аккумулятора для шуруповерта.

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

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

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

Процесс разряда и заряда Ni─Cd аккумуляторов

Процесс разряда никель─кадмиевых батарей

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

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

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

Дисковые Ni-Cd аккумуляторы

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

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

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

Цилиндрические Ni─Cd аккумуляторы

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

Разрядная характеристика никель─кадмиевого аккумулятора в зависимости от тока разряда

Разрядная характеристика никель-кадмиевого аккумулятора в зависимости от температуры ОС

Разрядная характеристика никель-кадмиевого аккумулятора в зависимости от тока разряда при различных температурах

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

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

Процесс заряда никель─кадмиевых батарей

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

Эффективность заряда никель-кадмиевого аккумулятора при различной скорости зарядки

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

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

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

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

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

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

Режим заряда Ni─Cd аккумулятора

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

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

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

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

Рекомендации по работе с Ni-MH аккумуляторами

Первое использование

Для того чтобы аккумуляторы вышли на свою максимальную емкость, перед первым их необходимо сначала разрядить до напряжения 0,9В, а затем полностью зарядить.
Эту процедуру рекомендуется повторить 3-5 раз.
Новые купленные аккумуляторы из упаковки должны иметь напряжение более 1В. Меньшее напряжение говорит о том, что аккумуляторы хранились слишком долго без подзаряда, либо хранились при неоптимальной температуре и за счет саморазряда их напряжение снизилось. При снижении напряжения ниже 0,9В в аккумуляторе начинаются необратимые процессы, которые ведут к снижению емкости и увеличению внутреннего сопротивления.

Существуют зарядные устройства с функциями доразряда, тренировки аккумуляторов (циклирования) и измерения емкости и напряжения, например ROBITON ProCharger1000, MasterCharger Pro, MasterCharger 2B/Pro

Номинальная емкость

Номинальная емкость — количество электричества в ампер-часах, которое способен отдать полностью заряженный аккумулятор при разряде в строго определенных условиях.
Для измерения номинальной емкости производители используют следующую методику:
заряд током 0,2С в течение 16 часов (где С — емкость аккумулятора), перерыв 1 час, разряд током 0,15-0,20С до 0,9В. Температура 18-22*С.
При несоблюдении этих условий емкость ваших аккумуляторов может отличаться от заявленной. Но зачастую хорошие аккумуляторы сохраняют те же показатели емкости и при значительном увеличении тока заряда и разряда.

Точное значение номинальной емкости можно узнать в спецификации на данный аккумулятор. Емкость, указанная на этикетке, может отличаться от номинальной.

Большинство зарядных устройств, которые обладают функцией замера емкости  — не калиброваны и имеют погрешность до 5%. Это означает, что один и тот же аккумулятор емкостью 2500мАч, может показать различную емкость при измерении: от 2375мАч до 2625мАч. 

Эффект памяти

Эффект памяти —  потеря емкости, имеющая место в некоторых типах электрических аккумуляторов при подзаряде не полностью разрядившегося аккумулятора.
Когда говорят, что Ni-MH не обладают «эффектом памяти», имеют ввиду, что выражен он значительно слабее, чем у Ni-Cd аккумуляторов. Так сложилось исторически, так как Ni-Cd аккумуляторы появились первыми и обладали сильновыраженным «эффектом памяти»
Примерно 1 раз в два месяца необходимо полностью разряжать Ni-MH аккумуляторы (до 0,9В), чтобы поддерживать емкость аккумулятора на уровне заявленной производителем.

Название «эффект памяти» связано с внешним проявлением эффекта: аккумулятор как будто «помнит», что в предыдущие циклы работы его ёмкость не была использована полностью, и при разряде отдаёт только до «запомненной границы»

Количество циклов

Ni-MH аккумуляторы могут выдержать более 500 циклов заряд/разряд.
Количество циклов измеряется просто — аккумулятор заряжается/разряжается до тех пор, пока его емкость не снизится до уровня 80% от номинальной емкости. После 500-го цикла аккумулятор не «умирает», а продолжает работать, но его емкость уже будет ниже на 20% от изначальной емкости.

Температура

Стандартный заряд: От 0 до 45ºС

Быстрый заряд: От 10 до 45ºС

Разряд: От -20 до 65ºС

Зачастую перегрев происходит при заряде аккумуляторов большим током. Температура при заряде током более 0,5С (где С — емкость) может достигать 65*С, поэтому при использовании быстрых зарядных устройств неизбежно ускоренное старение аккумуляторов.

Некоторые зарядные устройства имеют охлаждающий куллер, либо систему защиты от перегрева – они прекращают процесс заряда при превышении некоторого температурного порога.

Хранение

Максимальный срок хранения Ni-MH аккумуляторов достигается при уровне заряженности примерно 50%. С производства Ni-MH аккумуляторы выходят именно в таком состоянии. Оптимальная температура хранения от -20 до +30*С.

Саморазряд

Стандартные Ni-MH аккумуляторы, как и все другие элементы питания подвержены саморазряду. Это означает, что с течением времени их запасенная энергия снижается.
Скорость саморазряда стандартных Ni-MH аккумуляторов составляет до 40% в течение месяца. При этом 15-20% своей запасенной энергии аккумулятор теряет в первые сутки после заряда и по 10-15% от остаточной запасенной энергии теряется в течение каждого следующего месяца.
Это означает, что стандартные Ni-MH аккумуляторы необходимо подзаряжать непосредственно перед использованием.

Существуют Ni-MH аккумуляторы с низким саморазрядом, обычно с отметкой READY To USE или LOW SelfDischarge. За год их запасенная энергия снижается всего на 15%. Такие аккумуляторы выходят с производства полностью заряженными, они готовы к использованию сразу после покупки.

Время заряда Ni-MH аккумуляторов

Для аккумуляторов любой емкости формула расчета времени заряда проста:
Время (в часах) = Емкость аккумулятора (в мАч) * 1,2 / Ток зарядного устройства (в мА)

Например, если аккумулятор емкостью 2500мАч поставить на заряд током 700мА, то время заряда составит: 2500 * 1,2 / 700 = 4,3 часа

Формула применима для полностью разряженных аккумуляторов

Ток заряда Ni-MH аккумуляторов

Все Ni-MH аккумуляторы поддерживают стандартный и быстрый заряд.
Некоторые модели аккумуляторов могут поддерживать сверхбыстрый заряд.
Ток заряда выражается через С — емкость аккумулятора.
Например, ток заряда 0,3С для аккумулятора 2500мАч это 2500 * 0,3=750мА

Стандартный заряд: ток заряда <0,2C 

Время заряда аккумуляторов контролируется пользователем. Перед зарядом аккумуляторов необходимо вычислить приблизительное время заряда по формуле.

Быстрый заряд: ток заряда 0,2C-0,5С

При этом токе возможно автоматическое определение момента окончания заряда. Аккумуляторы можно заряжать в автоматическом режиме, если используется автоматическое зарядное устройство. В случае использования стандартных зарядных устройств, время заряда контролируется пользователем и вычисляется предварительно  по формуле.
В процессе заряда возможен небольшой нагрев аккумуляторов, это нормально.

Сверхбыстрый заряд: ток заряда 0,5-1C

При этом токе возможно автоматическое определение момента окончания заряда. Можно заряжать в автоматическом режиме, если у вас автоматическое з/у, а если нет, то нужно вычислить время по приведенной выше формуле.

Возможен сильный нагрев аккумуляторов, это нормально. Если нагрев выше 55*С, необходимо отключить заряд и подождать их остывания. Примерно температуру можно оценить по тактильным ощущениям при длительном прикосновении к аккумуляторам — если есть ощущение жжения и продолжительно удерживать контакт невозможно, значит температура 55-60*С.

Помните, что не все аккумуляторы поддерживают сверхбыстрый заряд.

Ni CD аккумуляторы как заряжать: режимы зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов

Никель-кадмиевые (Ni-Ca) аккумуляторные батареи предназначены для питания фотоаппаратов, видеоаппаратуры, часов, шуруповертов и прочего домашнего оборудования. Аккумуляторы требуют правильного ухода: их нужно периодически осматривать, чистить, проводить циклы разрядов и зарядов. Выполнение этих операций способствует увеличению сроков эксплуатации батарей. Каким током и как заряжать Ni-Cd аккумулятор в домашних условиях, знает не каждый владелец аппаратуры.

Особенности эксплуатации Ni-Cd аккумуляторов

Из множества типов аккумуляторов популярностью пользуются никель-кадмиевые. Чаще они имеют форму цилиндра и называются «банками». Для часов, светильников и игрушек выпускаются «таблетки» — так называют плоские источники питания. Положительный электрод в них сделан из никеля, отрицательный контакт — из кадмия. Эксплуатация батарей не представляет трудностей для владельца.

Для продления срока службы Ni-Ca аккумуляторы периодически необходимо полностью разряжать. Эта процедура позволяет избавиться от эффекта памяти. Принцип его заключается в запоминании элементами оставшегося нижнего значения разряда. При его достижении батарея будет самостоятельно отключаться во время работы. Поэтому рекомендуется доводить остаточное напряжение до 0,9-1,0 В. Приводить его к более низким показателям не следует.

Новые батареи перед эксплуатацией требуют «тренировки» — процедура способствует активации аккумулятора. Для этого нужно сделать 3-4 полных цикла разряда и заряда. Устройство «разгоняется» и продолжает работать в нужном режиме. Эффект памяти пропадает, хорошо держится уровень напряжения. В дальнейшем процедуру активации рекомендуется проводить ежемесячно.

Встречаются указания по выполнению 70-80 циклов. К ним нужно относиться с осторожностью. Лучше внимательно прочитать правила эксплуатации с рекомендациями производителя, изложенными в инструкции к бытовому прибору.

Циклирование проводится и в том случае, если аппарат не использовали более полугода. Достаточно провести 1-2 полных цикла. Большее количество приводит к снижению ресурса источника питания. Перед хранением шуруповерта в течение длительного времени батарею заряжать не стоит.

Разновидности зарядных устройств для никель-кадмиевых аккумуляторов

Для зарядки АКБ используются специальные ЗУ.

Они производятся разными предприятиями и делятся на 2 группы:

• автоматические;
• реверсивные импульсные.

Группа автоматических устройств отличается простотой использования. Стоимость приборов доступна для многих хозяев домов, а их конструкция позволяет работать одновременно с несколькими никель-кадмиевыми батарейками.

Элементы вставляются в гнезда, переключатель устанавливается на количество заряжаемых элементов (2 или 4) и включается в сеть.

На корпусе ЗУ установлен специальный индикатор. Во время заряда он светится красным цветом. При переключении устройства в положение «разряд» появляется желтое свечение лампочки. По окончании полного цикла индикатор становится зеленым.

Данный способ годится для работы с отдельными батарейками. Зарядка аккумуляторов для дрелей, шуруповертов и других мощных инструментов производится от электросети с помощью устройства, входящего в комплект поставки.

ЗУ реверсивные имеют более сложную конструкцию. Это профессиональные приборы. С их помощью можно производить несколько циклов разряда и заряда аккумуляторов. Между циклами делаются разные по длительности паузы.

По окончании полного цикла прозвучит соответствующий сигнал. Широкое распространение получило импульсное устройство iMAX B6. С его помощью можно поддерживать работоспособность батарей.

Процесс разряда и заряда Ni-Cd аккумуляторов

Для выполнения разрядов и зарядов не стоит пользоваться дешевыми ЗУ. Лучше приобрести устройство более качественное — оно способно продлить срок эксплуатации шуруповерта или другого электронного прибора.

Процесс разряда никель-кадмиевых батарей

Каждый никель-кадмиевый аккумулятор имеет свои особенности, от которых зависит внутреннее сопротивление.

К ним относятся:

• толщина сепаратора;
• сборка и герметичность корпуса;
• объем электролита;
• конструктивные особенности.

Длительный разряд хорошо выдерживают дисковые батарейки. В них впрессованы толстые электроды. Подобные «таблетки» безболезненно переносят падение напряжения до 1,1 В. При достижении 1 В электрическая емкость становится равной 5-10% от нормы. Разряжать батареи нужно током, величина которого равна 0,2 от емкости батареи.

При меньшей толщине электродов и большем их количестве ток можно увеличить до 0,6 от полной емкости. Тонкие электроды применяются в цилиндрических аккумуляторах. Для работы с такими батарейками применяют ток в 7-10 емкостей. Это позволяют сделать внутренние элементы, собранные в виде рулона.

Объем электролита в изделиях мал, и его сопротивление может сильно увеличиваться при температурных колебаниях. Наибольшая емкость наблюдается при +20˚С. При дальнейшем увеличении температуры она не снижается. Заряд резко падает при медленном замерзании электролита. Полностью замерзший состав не дает разряда. При -20˚С аккумуляторы совсем перестают работать. Но есть изделия с другим составом электролита — они сохраняют работоспособность при -40˚С.

Процесс заряда никель-кадмиевых батарей

При выполнении зарядки батарей необходимо следить за наступлением возможного перезаряда. При выполнении операции в изолированном корпусе поднимается давление и снижается уровень тока. При большом повышении давления газы с электролитом могут выходить из корпуса через специальный клапан, которым оборудованы многие аккумуляторы.

При стандартной зарядке на Ni-Cd батарею подается ток величиной 0,1 от полного объема. В таком режиме изделие находится 14-16 часов. Более мелкие детали описаны в инструкциях, изданных производителем. Иногда применяется постоянная величина тока, в других случаях — ступенчатое изменение его значений. При таких условиях производится зарядка в течение длительного времени. Никакого вреда для батареи от этого нет.

Часто возникает необходимость быстро зарядить аккумулятор. Производители знают об этой проблеме и решают ее с помощью выпуска батарей, которые могут выдерживать большие токи. Весь процесс длится 1 час. В этом режиме используются различные средства контроля, предохраняющие устройство от перезаряда. Они могут быть встроены в ЗУ, иногда внутрь аккумулятора. Цилиндрические изделия заряжаются 6-7 часов. При ускоренном процессе допускается перезаряд до 120-140%.

Режим заряда Ni-Cd аккумулятора

Зарядка может проводиться в интервале 0…+40˚С. Рекомендуемый температурный режим составляет +10…+30˚С. При более высоких значениях раньше начинается выделение кислорода из электролита. Это приводит к сокращению времени штатного процесса.

При стабильной температуре окружающего воздуха влияние на заряд оказывает уровень подаваемого на контакты тока. Его увеличение приводит к усилению выделения кислорода.

При заряде напряжение на клеммах растет, затем стабилизируется. Ближе к концу процесса оно немного понижается. Момент падения ЗУ принимают за окончание процесса. Более чувствительный прибор распознает падение напряжения точнее, заряжает батарею качественнее и не допускает перезаряда аккумулятора. Нельзя перегревать батарею. Ее температура не должна превышать +50˚С.

Чтобы использовать мощность источника питания полностью, при зарядке ему дают малый ток — 0,1. Время выдержки — 14-16 часов. При токе 0,2 время сокращается до 7 часов, при 0,3 — до 4 часов.

Для ускорения процесса подают ступенчатый ток. Главное в процессе — контроль параметров.

Запрещенные к выпуску Ni-Ca аккумуляторы остаются востребованными в быту и на транспорте благодаря их прочности, надежности, доступной цене и безопасности в использовании.

Мне нравитсяНе нравится1

Никелевые аккумуляторы в Томске

Никель-кадмиевые аккумуляторы

Герметичные Ni-Cd аккумуляторы характеризуются горизонтальной разрядной кривой, высокими скоростями разряда и способностью действовать при низких температурах. Применяются для питания портативной аппаратуры, электроинструмента, бытовых приборов, игрушек и т.д. Это тип аккумуляторов, которые способны работать в самых жестких условиях.

Для никель-кадмиевых аккумуляторов необходим полный периодический разряд: если его не делать, на пластинах элементов формируются крупные кристаллы, значительно снижающие их емкость (так называемый «эффект памяти»).
Номинальное напряжение герметичных Ni-Cd аккумуляторов – 1,2 В.
Номинальный (стандартный) режим заряда – током 0,1С в течение 16 ч.
Номинальный режим разряда – током 0,2С до напряжения 1 В.

Сразу после зарядки никель-кадмиевые аккумуляторы могут иметь напряжение вплоть до 1,44 В., но довольно быстро оно падает и доходит до стационарных 1,2 В. Такие элементы питания способны выдерживать 1000 циклов заряд-разряд, но только при правильном режиме заряда. Преимущества Ni-Cd аккумуляторных батарей:

• возможность быстрого и простого заряда, даже после длительного хранения аккумулятора;
• большое количество циклов заряд/разряд: при правильной эксплуатации — более 1000 циклов;
• хорошая нагрузочная способность и возможность эксплуатации при низких температурах;
• продолжительные сроки хранения при любой степени заряда;
• сохранение стандартной емкости при низких температурах;
• диапазон рабочих температур от -40 до +60 ?C.
• наибольшая приспособленность для использования в жестких условиях эксплуатации;
• низкая стоимость;

Недостатки Ni-Cd аккумуляторных батарей:

• относительно низкая по сравнению с другими типами аккумуляторных батарей энергетическая плотность;
• присущий этим аккумуляторам эффект памяти и необходимость проведения периодических работ по его устранению;
• токсичность применяемых материалов, что отрицательно сказывается на экологии, и некоторые страны ограничивают использование аккумуляторов этого типа;
• относительно высокий саморазряд — после хранения необходим цикл заряда.

Современные цилиндрические Ni-Cd аккумуляторы с рулонными электродами допускают высокие разрядные токи, для некоторых типов аккумуляторов максимальный долговременный ток составляет 7-10С.

Работоспособность герметичных Ni-Cd при эксплуатации определяется постепенными изменениями, которые происходят в аккумуляторах при циклировании и приводят к неминуемому уменьшению разрядной емкости и напряжения. Температура окружающей среды является одним из самых значительных факторов внешнего воздействия, определяющим длительность работоспособного состояния герметичных аккумуляторов. На процессы старения аккумуляторов наибольшее влияние оказывает высокая температура, при которой ускоряются все химические реакции (в 2-4 раза на каждые 10 °С), в том числе и ведущие к порче аккумулятора. При низких температурах во время заряда увеличивается опасность выделения водорода. Сильное воздействие оказывает режим эксплуатации: режим и глубина разряда, режим заряда, длительность паузы между зарядом и разрядом при непрерывном циклировании, периоды эксплуатации и хранения.

Никель-металлогидридные аккумуляторы

Удельная емкость и энергия никель-металлогидридных аккумуляторов в 1,5-2 раза выше удельной энергии никель-кадмиевых аккумуляторов, кроме того они не содержат токсичный кадмий, что позволяет им существенно потеснить никель-кадмиевые во многих областях техники. Изготавливаются в герметичном исполнении цилиндрической, призматической и дисковой форм. Применяются для питания портативных приборов и аппаратуры, как бытового, так и промышленного назначения.
Номинальное напряжение аккумуляторов – 1,2-1,25 В.
Номинальный (стандартный) режим заряда – током 0,1С в течение 15 ч.
Номинальный режим разряда – током 0,1-0,2С до напряжения 1 В.
У Ni-MH аккумуляторов нет «эффекта памяти», свойственного Ni-Cd, однако эффекты, связанные с перезарядом, сохраняются. Уменьшение разрядного напряжения, наблюдаемое при частых и долгих перезарядах так же, как и у Ni-Cd аккумуляторов, может быть устранено при периодическом осуществлении нескольких разрядов до 1 В. Такие разряды достаточно проводить 1 раз в месяц. В зависимости от типа Ni-MH аккумуляторов, режима работы и условий эксплуатации аккумуляторы обеспечивают от 500 до 1000 разрядно-зарядных циклов при глубине разряда 80% и имеют срок службы от 3 до 5 лет.

Однако никель-металлогидридные аккумуляторы уступают никель-кадмиевым по некоторым эксплуатационным характеристикам:

• Ni-MH аккумуляторы эффективно работают в более узком интервале рабочих токов.
• Ni-MH аккумуляторы имеют более узкий температурный диапазон эксплуатации: большая их часть неработоспособна при температуре ниже -10 °С и выше +40 °С, хотя в отдельных сериях аккумуляторов обеспечено расширение температурных границ.
• в течении заряда Ni-MH аккумуляторов выделяется больше теплоты, чем при заряде Ni-Cd аккумуляторов, поэтому в целях предупреждения перегрева батареи из Ni-MH аккумуляторов в процессе быстрого заряда и/или значительного перезаряда в них устанавливают термо-предохранители или термо-реле, которые располагают на стенке одного из аккумуляторов в центральной части батареи.
• Ni-MH аккумуляторы имеют повышенный саморазряд.
• опасность перегрева при заряде одного из Ni-MH аккумуляторов батареи, а также переполюсования аккумулятора с меньшей емкостью при разряде батареи, возрастает с рассогласованием параметров аккумуляторов в результате продолжительного циклирования, поэтому создание батарей более чем из 10 аккумуляторов не рекомендуется всеми производителями.
• более жесткие требования к подбору аккумуляторов в батарее и контролю процесса разряда, чем в случае использования Ni-Cd аккумуляторов.
Разрядная кривая Ni-MH аккумулятора аналогична кривой Ni-Cd аккумулятора.

Наработка (число разрядно-зарядных циклов) и срок службы Ni-MH аккумулятора также в значительной мере определяются условиями эксплуатации. Наработка понижается с увеличением глубины и скорости разряда. Наработка зависит от скорости заряда и способа контроля его окончания. Наибольшее внимание следует уделить температурному режиму, избегать переразрядов (ниже 1В) и коротких замыканий. Рекомендуется использовать Ni-MH аккумуляторы по назначению, избегать сочетания бывших в употреблении и неиспользованных аккумуляторов, не припаивать непосредственно к аккумулятору провода или прочие части. При хранении происходит саморазряд Ni-MH аккумулятора. По прошествии месяца при комнатной температуре потеря емкости составляет 20-30%, а при дальнейшем хранении потери уменьшаются до 3-7% в месяц.

Заряд никелевых аккумуляторов

При заряде герметичного аккумулятора кроме проблемы восстановления истраченной энергии, важным является ограничение его перезаряда, поскольку процесс заряда сопровождается повышением давления внутри аккумулятора. Существенным фактором внешнего влияния на электрические характеристики аккумуляторов является температура окружающей среды. Емкость, которая может быть получена от аккумулятора при 20°С, наибольшая. Она почти не уменьшается и при разряде при более высокой температуре. Но при температуре ниже 0°С разрядная емкость уменьшается, и тем больше, чем больше разрядный ток.

Номинальным (стандартным) режимом заряда является режим, при котором аккумулятор, разряженный до 1В, заряжается током 0,1С в течение 16ч (для Ni-Mh 15ч.). Аккумуляторы могут быть заряжены при температуре от 0 до +40°С, наиболее эффективно в интервале температур от +10 до +30 °С. Ускоренный (за 4 — 5 часов) и быстрый (за 1 час) заряды возможны для Ni-MH аккумуляторов, имеющих высокоактивные электроды. При таких зарядах процесс контролируется по изменению температуры ?Т и напряжения ?U и другим параметрам. Рекомендуется также трехступенчатый способ заряда: первый этап быстрого заряда (ток до 1С), заряд со скоростью 0,1С в течение 0,5-1 ч для заключительной подзарядки, и заряд со скоростью 0,05-0,02С в качестве компенсационного подзаряда. Зарядное напряжение Uз при Iз=0,3-1С лежит в интервале 1,4-1,5В. Для исключения перезаряда аккумуляторных батарей могут применятся следующие методы контроля заряда с соответствующими датчиками, устанавливаемыми в аккумуляторные батареи или зарядные устройства:

• метод прекращения заряда по абсолютной температуре Тmax.
• метод прекращения заряда по скорости изменения температуры ?T/?t.
• метод прекращения заряда по отрицательной дельте напряжения -?U.
• метод прекращения заряда по максимальному времени заряда t.
• метод прекращения заряда по максимальному давлению Pmax. (0,05-0,8 Мпа).
• метод прекращения заряда по максимальному напряжению Umax.

Для Ni-MH аккумуляторов не рекомендуется заряд при постоянном напряжении, так как может произойти «тепловой выход из строя» аккумуляторов. Тепловыделение в герметичном Ni-Cd аккумуляторе зависит от уровня его заряженности. К концу заряда в стандартном режиме температура аккумулятора может взрасти на 10-15 °С. При быстром заряде разогрев больше (до 40-45 °С).

Правила эксплуатации NiCd/NiMh аккумуляторов

• Старайтесь использовать только штатные зарядные устройства
• При использовании неавтоматических зарядных устройств, не заряжайте аккумулятор больше времени, указанного в инструкции. Перезаряд значительно ускоряет процесс старения аккумулятора
• Не оставляйте разряженный аккумулятор во включенной аппаратуре. Дальнейший бесконтрольный разряд* полностью выводит аккумулятор из строя.
• Избегайте зарядки не полностью разряженного аккумулятора.
• Каждые 3-4 недели производите полную разрядку* аккумулятора в аппаратуре
• Соблюдайте температурный диапазон эксплуатации
• Перед хранением более 1 месяца NiCd аккумулятор необходимо разрядить*. NiMh аккумулятор хранить при 30-50% уровне заряда. Храните при температуре +5°С…+20°С. Срок хранения — до 4 лет.
• Каждые 6 месяцев для NiMh и 12 месяцев для NiCd хранения рекомендуется сделать не менее 3 циклов заряда-разряда в стандартном режиме.

*Примечание: Аккумулятор является полностью разряженным, когда его напряжение падает до 83% от номинального. Например, аккумулятор с номиналом 1,2В будет полностью разряжен, когда при работающей аппаратуре напряжение на нем станет равным 1 В. Обычно этот уровень напряжения совпадает с порогом отключения аппаратуры.

ВНИМАНИЕ! В процессе эксплуатации НЕ ДОПУСКАТЬ:

• применения зарядных устройств, не предназначенных для заряда аккумуляторов данной химической системы
• короткого замыкания между контактами аккумулятора
• внешнего нагрева выше 100°С и воздействия открытого огня
• любых физических повреждений корпуса аккумулятора
• зарядки холодного аккумулятора (ниже 0°С)
• проникновения жидкости в корпус аккумулятора.

Как правильно заряжать аккумулятор? Зарядка аккумулятора | Заряд аккумуляторной батареи герметичной необслуживаемой

Правильная зарядка аккумулятора

 

Одним из наиболее важных условий корректной работы, хорошей отдачи и длительного срока службы аккумуляторной батареи является её правильный заряд. Это касается абсолютно всех аккумуляторов: будь то мощные промышленные большой емкости, либо же крошечные батарейки в Ваших мобильных. К сожалению, далеко не все пользователи знают, что есть правильная зарядка аккумулятора. Данная статья призвана помочь людям в этом вопросе и быть «руководством пользователя» при столкновении с задачей должным образом зарядить АКБ (аккумуляторную батарею).

Существует множество различных видов электрических аккумуляторов – для каждого из них характерны свои правила и особенности заряда. Все они подробно описаны в инструкциях по эксплуатации, обязательным образом поставляемых продавцом (по крайней мере мы так делаем всегда) вместе с аккумуляторной продукцией. Однако, бороздить инструкцию в поиске нужной информации не всегда удобно, да и не всегда, согласитесь, есть к тому желание. Посему, в данной статье мы обрисуем общие правила по правильной зарядке наиболее популярных и часто используемых в бытовых условиях аккумуляторов – свинцово-кислотных необслуживаемых герметичных АКБ (чаще всего это аккумуляторы для ИБП, аккумуляторы для электромобилей, электромоторов, для лодок, эхолотов, для сигнализации и связи и проч.) – AGM и гелевых аккумуляторов. Эти правила кое в чем справедливы и для автомобильных стартерных (обслуживаемых) АКБ, хоть процесс заряда таких аккумуляторов и имеет некоторые особенности.

Как заряжать аккумулятор?

Итак, давайте разберемся, что представляет из себя правильный заряд аккумуляторной батареи. Для начала хотим обратить внимание на одно общее правило, касающееся ВСЕХ БЕЗ ИСКЛЮЧЕНИЯ видов аккумуляторов, известных науке: чем меньше раз разряжается аккумулятор и чем менее глубоким является каждый отдельно взятый его разряд, тем большим будет срок его службы. Все мифы о том, что аккумулятор (какой бы он ни был!),  нужно каждый раз полностью разряжать, а затем полностью заряжать, и только так он прослужит максимально долго, а также утверждения «знатоков», что, мол, надо обязательно периодически разряжать аккумулятор, иначе он испортится – полная чушь! Если Вам предлагают купить аккумулятор и при этом рассказывают подобные «истории» – держитесь от таких продавцов и их продукции подальше. Для низкокачественных батарей, производимых из «грязного» вторсырья, отсутствие периодической «встряски» в виде разряда-заряда может действительно быть причиной быстрого выхода из строя (из-за того, что пластины данных АКБ чрезмерно загрязнены, и без «встрясок» данная «грязь» быстро обволакивает поверхность пластин и мешает нормальному прохождению процесса электролиза). Но для качественных аккумуляторов наиболее излюбленным является именно режим постоянного (буферного) подзаряда, при котором практически отсутствуют разряды, а сама АКБ постоянно пребывает под правильным напряжением.

Здесь надо учитывать также эффект памяти некоторых аккумуляторных батарей — в настоящий момент под эффектом памяти понимается обратимая потеря ёмкости, имеющая место в некоторых типах электрических аккумуляторов при нарушении рекомендованного режима зарядки, в частности, при подзарядке не полностью разрядившегося аккумулятора. Название связано с внешним проявлением эффекта: аккумулятор как будто «помнит», что в предыдущие циклы работы его ёмкость не была использована полностью, и при разряде отдаёт ток только до «запомненной границы». Никель-металл-гидридный (Ni-MH), Никель-кадмиевый (NiCd), Серебряно-цинковый аккумулятор.

Переходим ближе к делу. Чтобы правильно заряжать аккумулятор нужно понимать, в каком режиме он у Вас эксплуатируется.

Что такое буферный режим работы

Самый яркий пример буферного режима работы аккумулятора – ИБП (источник бесперебойного питания, он же UPS). В ИБП аккумуляторная батарея находится на постоянной подзарядке и отдает энергию лишь тогда, когда пропадает электричество в сети, а как только оно появляется, аккумулятор тут же подзаряжается. Это самый щадящий режим работы и именно в буферном режиме, как мы уже говорили, аккумуляторы служат дольше всего (например, наши батареи EverExceed серии ST, производимые по технологии AGM нового поколения, имеют срок службы в буферном режиме при Т=20^оС – 12 лет).

Что такое циклический режим работы

Пример циклического режима использования АКБ – поломоечная машина, детский электромобиль в парке аттракционов, либо же система автономного электропитания с использованием альтернативных источников энергии (солнечных батарей, ветряков и т.д.). Аккумуляторы в этих приложениях разряжают-заряжают как минимум 1 раз в сутки. Такой режим  является наиболее суровым, и срок службы АКБ тут уже исчисляется не годами, а количеством циклов разряд-заряда (ну и их глубины, естественно). Упомянутые ранее аккумуляторы EverExceed серии ST могут обеспечить до 600 циклов глубокого 100% разряда (обычные же AGM-аккумуляторы – не более 280). Всегда очень удивляет, когда в приложениях с явно циклическим характером работы (те же системы электропитания на солнечных батареях, либо мобильные кофемашины) некоторые «умельцы» предлагают использование стартерных автомобильных аккумуляторов (аргумент – их дешевизна!). Уведомляем всех, кто столкнулся с подобным предложением: стартерные АКБ имеют тонкие пластины, они рассчитаны лишь на запуск двигателя и дальнейшую подзарядку от генератора, в циклическом же режиме с глубокими разрядами они не прослужат и пары месяцев – их пластины «посыпятся» и на этом эксперемент с «дешевым аналогом» будет завершен.

Как правильно заряжать аккумулятор в буферном режиме:

Всем известно, что номинальное напряжение одного элемента в свинцово-кислотных АКБ = 2 Вольта (отметим, что на практике оно обычно никогда не равняется строго 2 В, но для простоты применяется именно такое число). В быту наиболее часто используются аккумуляторные батареи напряжением 6 Вольт (3 элемента) и 12 Вольт (6 элементов). 

В буферном режиме напряжение заряда следует выставить на уровне 2,27 – 2,30 Вольт на элемент (то есть для 12-вольтового аккумулятора это 13,6 – 13,8 В, а для 6-вольтового – 6,8 – 6,9 В). Это подходит как для AGM, так и для гелевых батарей.

Ток заряда должен быть ограничен в величину, равную 30% от номинальной 10-часовой емкости аккумулятора, выраженную в Амперах (для гелевых аккумуляторов – 20%). Например, для батареи с емкостью С­₁₀=100 Ач ограничение тока заряда должно составлять 30 А (для гелевых АКБ – 20 А).

Как правильно заряжать аккумулятор в циклическом режиме:

Напряжение заряда:

2,4 – 2,45 В/эл. (14,4 – 14,7 В на 12-вольтовую батарею или 7,2 – 7,35 В на 6-вольтовую) – для AGM-аккумуляторов;

2,35 В/эл (14,1 В на 12-вольтовую батарею или 7,05 В на 6-вольтовую) – для гелевых аккумуляторов.

Ток заряда:

20% от С₁₀ (для батареи емкостью 100 Ач – это 20 А).

Сколько должен длиться заряд батареи

Продолжительность заряда зависит от изначальной заряженности (разряженности) батареи. Поначалу идет быстрый заряд (бустерный), но по мере насыщения потребляемый ток снижается, доходя до минимума при достижении полной заряженности АКБ. Критерий  полной заряженности – падение тока, который принимает аккумулятор, до  2 – 3 мА на каждый Ач емкости батареи (при буферном заряде). Например, для той же С­₁₀=100 Ач батареи падение тока зарядки до 200 – 300 мА будет означать, что батарея почти полностью заряжена. Чтобы довести уровень заряда АКБ до 100%, следует продолжать зарядку таким милли-током еще около 1 часа. Обычно, полностью разряженная батарея заряжается за 10 часов в циклическом режиме или за 30-48 часов в буферном.

Следует учесть, что для полной зарядки аккумуляторной батареи ей следует сообщить примерно на 20% энергии больше, чем следует из понятия “номинальная емкость”. Это, как говорится, законы природы, и они едины для всех свинцово-кислотных да и других батарей, независимо от вида и производителя. Образно говоря, если батарею не «перенасытить», в ней не завершатся должные электрохимические процессы и дальнейшая отдача будет меньше.

Производить зарядку аккумуляторных батарей желательно при температуре окружающей среды 20 – 25^оС.

При меньшей температуре заряжать необходимо более длительное время. Зарядка аккумулятора при температуре менее 0^оС становится крайне нежелательной (ибо почти безрезультатна). Желательно также наличие функции термокомпенсации (изменения напряжения заряда в зависимости от температуры окружающей среды) на Вашем зарядном устройстве.
 

Таблица с основными параметрами правильной зарядки аккумуляторной батареи

	БУФЕРНЫЙ РЕЖИМ	ЦИКЛИЧЕСКИЙ РЕЖИМ
Напряжение заряда	Для 12-в АКБ: 13,6-13,8 В Для 6-в АКБ: 6,8-6,9 В	Для 12-в АКБ: 14,4-14,7 В Для 6-в АКБ: 7,2-7,35 В
Ток заряда (не более!)	30% от емкости C10 (для гелевых АКБ – 20%)	20% от емкости C10
Предположительность заряда	30-48 часов	10-12 часов
Критерий заряженности	Падение потребляемого тока до 2-3 мА/Ач + еще 1 час заряда таким током.	Падение потребляемого тока до 8-10 мА/Ач + еще 1 час заряда таким током

 

Также даем ответ на вопрос пользователья по поводу режимов заряда «BULK», «ABSORBTION» и «FLOAT«, присутствующих в некоторых ЗУ с интеллектуальной системой заряда:

• В режиме BULK идет зарядка постоянным током, при этом напряжение на аккумуляторе постоянно растет до значения 2,4-2,45 В/эл;
• В режиме ABSORPTION достигается максимальное напряжение, которое поддерживается постоянным, в то время как ток зарядки падает;
• В режиме FLOAT напряжение плавно снижается до буферного (2,27В/эл.), ток остается минимальным. Это есть режим СОДЕРЖАНИЯ аккумулятора.

Выравнивающий заряд применяется, когда есть значительный разброс по напряжению на аккумуляторах (элементах или моноблоках) – более +/- 1%. Но такое бывает редко, по крайней мере для приличных АКБ. Кроме того, если батарея хоть изредка включается на разряд, а потом на заряд, то разброс в какой-то степени сглаживается. Если разброса нету – то и выравнивающий заряд производить нет смысла.

Более подробная информация по правильному заряду конкретных видов аккумуляторных батарей содержится в инструкциях по эксплуатации.
 

Пульсар Лимитед – Энергия для Лучшей Жизни!

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

В современных устройствах — вспышках, фотоаппаратах и пр. широко применяются аккумуляторы формата АА. Они чаще всего бывают никель-металгидридные (Ni-MH), реже никель-кадмиевые (Ni-Cd, Ni-Cad). У каждого из этих типов есть свои плюсы и минусы:

• Ni-MH — довольно ёмкие и стабильные, лучше всего подходят для фотоаппаратов, для вспышек же подходят, когда не требуется быстрая зарядка
• Ni-Cd — менее ёмкие из всех, но зато способные выдавать больший ток, даже при сильном разряде — лучше всего подходящие для вспышек, так как обеспечивают быстрый заряд. Крайне токсичны — кадмий из одного аккумулятора способен отравить огромное количество воды, поэтому сейчас такие аккумуляторы крайне мало производят

Аккумуляторы даже одного типа, например, Ni-MH, даже производимые одной и той же фирмой — очень разные. Например, большая ёмкость практически всегда подразумевает меньшую силу тока. Зарядить никель-металгидридные и никель-кадмиевые(наиболее распространенные пальчиковые аккумуляторы типоразмера AA) оказывается не так уж и просто:

• Например, зарядный ток может быть большим или малым. Малый зарядный ток означает очень долгую зарядку, но аккумулятор заряжен будет лучше.
  Большой зарядный ток означает очень быструю зарядку (с сильным нагревом аккумулятора, посему быстрые зарядные устройства обязательно оборудованы вентиляторами), но неполную зарядку и более быстрый износ аккумулятора. Древнее правило гласит “хорошую зарядку обеспечивает зарядка током равным 0.1 от емкости аккумулятора”. Быстрые зарядки это правило нарушают.
• Есть ещё и такое плохое явление как “эффект памяти аккумулятора”: неполный разряд аккумулятора с последующим зарядом означает что в следующий раз аккумулятор будет работать до того состояния когда его в прошлый раз не полностью разрядили — то есть теряет ёмкость.
  Никель-кадмиевые подвержены этому эффекту больше, чем никель-металгидридные. Вот почему так важно полностью разряжать аккумулятор до его следующего заряда (но и тут важно не переусердствовать — ибо разряд аккумулятора до 1 вольта способен безвозвратно испортить аккумулятор).
  Проблема с потерей ёмкости возникает и при обычной работе аккумулятора — при эксплуатации аккумуляторов долго. Впрочем, “эффект памяти” можно побороть “тренировками” аккумуляторов, то есть многократными полными разрядами и последующим зарядами.

Лично у меня было 2 зарядных устройства — быстрое получасовое зарядной устройство (кстати, есть и ещё более быстрые зарядные устройства, например, пятнадцатиминутные, и стоят недорого и торговая марка, вроде, неплохая — Duracell) и медленное восьмичасовое зарядное устройство. Оба зарядных устройства — неплохих производителей (Duracell и Annsman).
Аккумуляторы, заряженные этими разными зарядными устройствами, вели себя по разному — явное преимущество 8-часовой зарядки ыо хорошо заметно, ибо после зарядки восьмичасовой аккумуляторов хватало заметно на дольше. Посему большую часть времени я пользовался восьмичасовой, оставляя получасовую зарядку на крайний случай.
Хотя реклама и говорит, что современные аккумуляторы хороших моделей этой проблемы с “потерей ёмкости из-за эффекта памяти аккумулятора” не имеют, но мой опыт (порядка 15 комплектов по 4 штуки аккумуляторов в каждом комплекте, все комплекты самых разных марок — специально разные покупал, как дешёвые так и очень дорогие) говорит об обратном. То есть у разных моделей действительно в процессе эксплуатации происходит разная потеря ёмкости — у кого то больше, у кого то меньше, но реклама врет — от проблем с “эффектом памяти” современные аккумуляторы полностью не избавлены.
Самое неприятное, что плохие аккумуляторы подводят именно на фотосъёмке. Проявляется это так — полностью заряженные аккумуляторы издыхают после нескольких десятков кадров (а бывает и после нескольких кадров, даже о десятках речь не идёт). Иногда срабатывает “закон подлости” — чем меньше у тебя времени на съёмке — тем большее количество негодных комплектов аккумуляторов у тебя обнаруживается.
Когда такое со мной приключилось на репортажной съёмке — моменты которой повторить невозможно — после съёмки, я купил несколько новых комплектов аккумуляторов. Но когда спустя месяца три эксплуатации при умеренных нагрузках (разрядах-зарядах примерно раз в 2 недели на каждый комплект) на неспешной предметной съёмке после нескольких вспышек отказали подряд несколько комплектов, в том числе и новых — я потратил некоторое количество времени на поиск информации о нормальных зарядных устройствах.
Выяснил ещё интересную вещь — идеальный зарядный ток, при котором аккумуляторы заряжаются по максимуму и идеальное время зарядки, зависит от ёмкости аккумулятора. А, значит, лучше всего заряжающего полностью автоматического зарядного устройства быть не может. Ведь аккумуляторы типоразмера AA не оснащены механизмом обратной связи, который мог бы передать какую-либо информацию (например, хотя бы информацию о номинальной ёмкости) зарядному устройству. Из наиболее распространенных аккумуляторов подобным приспособлением оснащаются только литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы, но не типоразмера AA.
Получается, что правильно заряжать аккумуляторы без механизма обратной связи совсем не просто. Более того, даже новые аккумуляторы следует перед началом экслуатации “тренировать”. С аккумуляторами лежавшими более 3 месяцев также следует делать “тренировку”. Легкую “тренировку” следует делать и с полежавшими небольшое время (более 2 недель и менее 3 месяцев) аккумуляторами.
Поскольку вручную “тренировать” аккумуляторы очень утомительно выпускаются и умные зарядные устройства. А поскольку зарядный ток и время и дополнительно необходимые операции по “тренировке” аккумулятора зависит от самого аккумулятора — от его ёмкости номинальной, ёмкости фактической, времени бездействия (времени хранения), особенностей внутренней химии аккумулятора, — то есть очень и очень умные зарядные устройства.
Применение очень умных зарядных устройств позволяет не оказаться на ответственной съёмке с полной сумкой полностью заряженных, но очень быстро разряжающихся аккумулятором, как это несколько раз случалось со мной. Ну и в целом работа с аккумуляторами станет удобнее — их будет намного дольше хватать, реже понадобится покупать новые. В настоящее время мне известны следующие очень умные зарядные устройства:

• Maha Energy PowerEx MH-C9000 WizardOne Charger-Analyzer for 4 AA / AAA
• La Crosse Technology BC-900 AlphaPower Battery Charger (известная также под названиями Techno Line BC900, Techno Line iCharger)
• La Crosse Technology BC-700 (отличается от BC-900 уменьшенным током заряда, но и этого хватает за глаза)

Подробное обсуждение аккумуляторов и зарядок — здесь: http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=20:27398

никель кадмиевый, литий полимерный, гелевый

Зарядка аккумулятора – это непростой процесс, который должен проводиться с соблюдением всех правил безопасности, а также знанием того, до скольких вольт нужно заряжать тот или иной аккумулятор. Так, предлагаем ознакомиться с основными правилами обслуживания и зарядкой основных типов аккумуляторов.

Правила безопасности

Рассмотрим важные рекомендации, касающиеся безопасности зарядки аккумулятора:

• Обязательно стоит побеспокоиться о собственной защите, поэтому подключение аккумулятора к сети лучше осуществлять в очках и с перчатками.
• Лучше всего осуществлять зарядку в хорошо проветриваемом помещении либо на улице под навесом, ведь в ходе процесса из него выделяются опасные вещества, которые при длительном воздействии на организм могут стать причиной различных заболеваний и патологий.
• Рекомендуется избегать повышения температуры вблизи заряжающегося аккумулятора. Поджог чего-либо, курение, пользование искрящими приборами – все это может стать причиной воспламенения смеси водорода, выделяющегося в процессе зарядки, и кислорода.
• Обязательно проверьте, имеется ли в питающей сети предохранитель. Этот элемент должен защитить устройство в случае короткого замыкания.

Все вышеописанные правила касаются вашей личной безопасности, поэтому не стоит пренебрегать ними.

Сколько вольт должен показывать заряженный аккумулятор?

На современных автомобилях, как правило, используются аккумуляторы на 6 банок, которые выдают суммарное напряжение в 12В. Эффект сложения этих показателей достигается, благодаря тому, что они присоединены друг к другу последовательно. Соответственно, можно выделить два способа измерения напряжения в аккумуляторе:

• Измерение на всей батарее. Полностью заряженный АКБ должен показывать не менее 12,5 -12,9 В. Новые аккумуляторы обычно выдают 12,2-12,4 B, что соответствует 80-90% полного заряда.
• Измерение на каждой отдельной банке. Полностью заряженный аккумулятор при измерении на каждой банке должен показывать не менее 2-2,1 B. То есть, суммарная величина всех показаний составит 12-12,6 В.

Для определения напряжения используется специальный прибор – нагрузочная вилка, изображенная на картинке.

Измерения можно осуществлять только по истечению 8 часов с момента отсоединения аккумулятора от зарядки. При этом желательно, чтобы они проводились при комнатной температуре, ведь показания могут искажаться в зависимости от нее.

Степень заряженности

Существует два способа проверить степень заряженности аккумулятора – по напряжению и плотности электролита. Они отличаются по измеряемым параметрам, а также используемым устройствам. Рассмотрим оба более подробно:

• По напряжению. Нормальным напряжением на выходе из аккумулятора считается 12,5-12,9 В. Специалисты рекомендуют не устанавливать на авто АКБ с напряжением менее, чем 12 В. Естественно, батарея сможет работать и при минимальных 10,8 В, но это существенно скажется на ее работоспособности в дальнейшем.
• По плотности электролита. Нормальным показателем плотности для электролита при полном заряде считается 1,27─1,29 г/см³. Соответственно, чем ниже плотность, тем ниже заряд АКБ.

Для большей наглядности предлагаем рассмотреть таблицу, где указана зависимость между плотностью электролита, напряжением, заряженности и разряженности (обратный показатель заряженности) АКБ.

Как заряжать аккумулятор зарядным устройством?

Зарядка аккумулятор при помощи зарядного устройства требует предварительной подготовки самой батареи. Она должна выполняться не только для обеспечения безопасности самой процедуры, но и повышения ее эффективности. Перед присоединением зарядного устройства необходимо осуществить следующие действия:

1. Очистить сам аккумулятор от грязи и пыли, которые могут стать причиной снижения пропускной способности клемм.
2. Осмотреть корпус на факт наличия каких-либо повреждений или вскипания электролита.
3. Приоткрыть батареи и проверить уровень электролита. При недостаче его можно восполнить дистиллированной водой.
4. Осмотреть электролит. Это вещество должно быть полностью прозрачным. Электролит темного цвета или при наличии взвесей не пригоден для зарядки.

После осуществления всех вышеописанных действий можно подключать аккумулятор к зарядному устройству.

Важно помнить, что зарядное устройство, в первую очередь, должно подключаться к аккумулятору, а только потом присоединятся в сеть.

Существует 3 метода зарядки аккумулятора при помощи зарядного устройства:

• При постоянном напряжении. Такой способ подразумевает прямую зависимость между напряжением и интенсивностью заряда аккумулятора. Например, при напряжении в 14,5 Вольт полный цикл зарядки будет составлять около 2-х суток, а уже при 16,5 Вольт – 1 сутки. При этом сила тока не является постоянной. Этот метод считается наиболее щадящим и не требует постоянного контроля со стороны человека.
• При постоянной силе тока. Зарядка аккумулятора данным способом требует постоянного контроля со стороны человека. Это необходимо для того, чтобы регулировать силу тока в зависимости от емкости самой батареи. Рекомендуется удерживать показатель в 10% от емкости. То есть, если аккумулятор имеет емкость 70Ач, то оптимальной силой тока будет 7А, а полный цикл зарядки займет 10 часов.
• Комбинированный метод. Подразумевает первичную зарядку при постоянном токе и доведение до полного «насыщения» при постоянном напряжении. Этот метод не требует участия человека и является наиболее удобным. При достижении полной зарядки устройство отключается автоматически.

Практически все современные зарядные устройства работают именно по последнему принципу. Кроме того, большинство аккумуляторов, выпущенных в последнее десятилетие, не могут заряжаться методом постоянного тока.

Особенности зарядки 18650 аккумуляторов

18650 аккумуляторы – это литий-ионные батареи, которые состоят из банок формата 18650. Они имеют форму жестяных емкостей, в которых продается газировка. Главной особенностью таких АКБ является то, что они очень требовательны к напряжению. Когда на элементе оно достигает определенного уровня, подача напряжения с зарядного устройства должна прекращаться. При этом допуск составляет всего 0,05 В.

Важно использовать только оригинальные зарядные устройства при работе с аккумуляторами формата 18650. Это обусловлено жесткими требованиями по напряжениям. В противном случае может произойти выкипание электролита и выход АКБ из строя.

К основным правилам зарядки литий-ионных аккумуляторов следует отнести:

• С учетом электро-химических свойств, характерных для аккумуляторов 18650, крайне не рекомендуется допускать перезарядку или чрезмерную разрядку АКБ. Лучше всего удерживать заряд в пределах 10-90%.
• Стоит избегать воздействия перепадов температур на литий-ионные аккумуляторы. Это обусловлено тем, что сами электролиты в составе таких АКБ находятся в жидком состоянии, соответственно – при смене температуры меняется их вязкость.
• Если планируется длительное хранение аккумулятора 18650 без использования, лучше заранее подзарядить его хотя бы до половины. В противном случае, вернуть батарею к жизни при необходимости будет практически невозможно.

Таким образом, придерживаясь вышеописанных правил, можно продлить срок эффективной работы литий-ионного АКБ до 3-5 лет. Также не стоит заранее покупать батареи данного типа, ведь срок их эксплуатации начинает отсчитываться уже с даты производства.

Способ зарядить аккумулятор 18650 демонстрируется на видео:

Аккумуляторы никель-кадмиевые: как заряжать?

Несмотря на то, что в последнее время они все чаще заменяются на литий-ионные, даже сегодня встретить их можно во многих аппаратах, например, шуруповертах, плеерах, фотоаппаратах. Существует всего несколько ключевых правил зарядки никель-кадмиевых АКБ:

• Такие батареи имеют невероятно сильный «эффект памяти». То есть, химический состав, используемый в качестве электролита, способен запоминать нижний предел разрядки батареи. Что это значит? Если вы часто подключаете АКБ к сети при уровне заряда, например, в 30%, то в дальнейшем он будет снижать эффективность своей работы именно на этом показателе. Поэтому никель-кадмиевые аккумуляторы рекомендуется разряжать и заряжать до максимально граничных пределов.
• Никель-кадмиевые АКБ требуют тренировки. Для того чтобы задействовать весь потенциал батареи, необходимо провести 3-5 циклов полной разрядки и зарядки. Только тогда она сможет работать на своих максимальных параметрах. Также такие АКБ необходимо «тренировать» и после длительного пролеживания.

О 5 правилах зарядки, разрядки и хранения Ni-Cd аккумуляторов вы узнаете из видео:

Как заряжать гелевый аккумулятор для мотоцикла?

Многие, кто сталкиваются с гелиевыми аккумуляторами, задаются вопросом, нужно ли их заряжать, ведь производители утверждают, что такие батареи способны работать до 10 лет без подзарядки. На самом же деле, как и любой другой АКБ, гелиевый нуждается в подзарядке и особом обслуживании.

Гелиевый аккумулятор для мотоцикла обязательно следует заряжать специальным мотоциклетным зарядным устройством для гелиевых аккумуляторов. Ни в коем случае нельзя использовать автомобильные зарядки!

Как и в случае с другими аккумуляторами, гелиевый необходимо заряжать при определенной силе тока. Например, АКБ с емкостью 50А нужно «заправлять» током на 5А. То есть, сохраняется соотношение между подаваемым током и емкостью в 10%. Также рекомендуется не использовать напряжение выше граничного. Как правило, предельный показатель составляет 14,5 B. При превышении этого значения АКБ может выйти из строя.

Периодичность зарядки зависит от интенсивности использования аккумуляторной батареи гелиевого типа. Обычно она составляет 1-2 раза в год. Главное в этой процедуре – довести зарядку до конца, ведь гелиевые аккумуляторы имеют достаточно сильный «эффект памяти», что приводит к снижению емкости. В среднем длительность зарядки составляет 10-12 часов. Но современные ЗУ способны самостоятельно определять длительность цикла, поэтому лучше отдавать предпочтение именно им.

Аккумулятор литий полимерный: как заряжать?

Литий-полимерные АКБ отличаются от литий-ионных только вязкостью электролита. Если в ионных используются жидкие вещества, то в полимерных – твердые. По своим электротехническим свойствам они абсолютно идентичны. Соответственно – правила зарядки для них такие же.

К ним относятся:

• стоит удерживать заряд аккумулятора в пределах от 10 до 90% полного заряда;
• перед хранением аккумулятор нужно зарядить хотя бы наполовину;
• стоит избегать прямого воздействия перепадов температур на АКБ.

Благодаря тому, что литий-полимерные аккумуляторные батареи имеют в составе твердый электролит, они могут иметь любую форму в отличие от литий-ионных АКБ.

О том, чем и как правильно заряжать Li-Po аккумуляторы, рассказывается в видео:

Также мы советуем изучить статью о том, как правильно заряжать аккумулятор для телефона.

Правильная зарядка и постоянный контроль состояния АКБ – это гарантия того, что он не подведет вас в самый неподходящий момент. Поэтому рекомендуется постоянно контролировать его степень заряда, а также следовать правилам зарядки в соответствии с типом батареи.

BU-407: Никель-кадмиевая зарядка — Battery University

Узнайте, как увеличить заряд, уменьшить нагрев и уменьшить объем памяти.

Никелевые аккумуляторы сложнее заряжать, чем литий-ионные и свинцово-кислотные. Системы на основе лития и свинца заряжаются регулируемым током, чтобы довести напряжение до установленного предела, после чего батарея насыщается до полной зарядки. Этот метод называется постоянным током постоянного напряжения (CCCV). Батареи на основе никеля также заряжаются постоянным током, но напряжение может расти свободно.Обнаружение полного заряда происходит по небольшому падению напряжения после устойчивого роста. Это может быть связано с периодом плато и повышением температуры со временем (подробнее ниже).

Производители аккумуляторов рекомендуют медленно заряжать новые аккумуляторы в течение 16–24 часов перед использованием. Медленная зарядка приводит к одинаковому уровню заряда всех ячеек аккумуляторной батареи. Это важно, потому что каждая ячейка в никель-кадмиевой батарее может саморазрядиться со своей скоростью. Кроме того, во время длительного хранения электролит имеет тенденцию притягиваться ко дну ячейки, и начальный медленный заряд помогает в перераспределении, чтобы устранить сухие пятна на сепараторе.(См. Также BU-803a: Потеря электролита.)

Производители аккумуляторов не полностью форматируют никелевые и свинцовые аккумуляторы перед отправкой. Ячейки достигают оптимальной производительности после заливки, которая включает несколько циклов зарядки / разрядки. Это часть нормального использования; это также можно сделать с помощью анализатора батареи. Известно, что качественные ячейки работают в полном соответствии со спецификациями всего после 5-7 циклов; другим может потребоваться 50–100 циклов. Пиковая мощность приходится на 100–300 циклов, после чего производительность начинает постепенно падать.

Большинство перезаряжаемых элементов имеют предохранительный клапан, сбрасывающий избыточное давление в случае неправильной зарядки. Вентиляционное отверстие на элементе NiCd открывается при давлении 1000–1400 кПа (150–200 фунтов на кв. Дюйм). Давление, выпущенное через повторно закрываемое вентиляционное отверстие, не вызывает повреждений; тем не менее, при каждой вентиляции некоторое количество электролита может вытечь, и уплотнение может начать протекать. Это заметно благодаря образованию белого порошка у вентиляционного отверстия. Многократная вентиляция в конечном итоге приводит к высыханию. Аккумулятор никогда не должен быть нагружен до выхода воздуха.

Обнаружение полного заряда по температуре

Обнаружение полного заряда герметичных никелевых аккумуляторов сложнее, чем у свинцово-кислотных и литий-ионных. В недорогих зарядных устройствах для завершения быстрой зарядки часто используется измерение температуры, но это может быть неточно. Ядро элемента на несколько градусов теплее, чем кожа, на которой измеряется температура, и возникающая задержка вызывает перезарядку. Производители зарядных устройств используют температуру 50 ° C (122 ° F) в качестве предельного значения температуры. Хотя любая продолжительная температура выше 45 ° C (113 ° F) опасна для аккумулятора, кратковременное превышение допустимого значения допустимо, если температура аккумулятора быстро падает, когда появляется индикатор готовности.

Усовершенствованные зарядные устройства больше не полагаются на фиксированный температурный порог, но определяют скорость увеличения температуры с течением времени, также известную как дельта-температура по дельта-времени, или dT / dt. Вместо того, чтобы ждать достижения абсолютной температуры, dT / dt использует быстрое повышение температуры к концу заряда для включения индикатора готовности. Метод дельта-температуры поддерживает более низкую температуру аккумулятора, чем фиксированный предел температуры, но элементы должны заряжаться достаточно быстро, чтобы вызвать повышение температуры.Прекращение зарядки происходит, когда температура повышается на 1 ° C (1,8 ° F) в минуту. Если аккумулятор не может достичь необходимого повышения температуры, отключение абсолютной температуры, установленное на 60 ° C (140 ° F), прекращает заряд.

Зарядные устройства, зависящие от температуры, вызывают опасную перезарядку, когда полностью заряженный аккумулятор многократно извлекается и снова вставляется. Так обстоит дело с зарядными устройствами в транспортных средствах и настольных станциях, где двусторонняя радиосвязь отключается при каждом использовании. Повторное подключение инициирует новый цикл зарядки, требующий повторного нагрева батареи.

Литий-ионные системы имеют преимущество в том, что напряжение определяет степень заряда. Повторная установка полностью заряженного литий-ионного аккумулятора немедленно повышает напряжение до порогового значения для полной зарядки, ток падает, и зарядное устройство вскоре выключается без необходимости создания температурной сигнатуры.

Обнаружение полной зарядки по сигнатуре напряжения

Усовершенствованные зарядные устройства прекращают заряд при возникновении определенной сигнатуры напряжения. Это обеспечивает более точное определение полного заряда никелевых аккумуляторов, чем методы, основанные на температуре.Зарядное устройство отслеживает падение напряжения, которое возникает, когда аккумулятор полностью заряжен. Этот метод называется отрицательным дельта V (NDV ).

NDV — это рекомендуемый метод обнаружения полного заряда для зарядных устройств, в которых используется уровень заряда 0,3 ° C и выше. Он обеспечивает быстрое время отклика и хорошо работает с частично или полностью заряженным аккумулятором. При установке полностью заряженной батареи напряжение на клеммах быстро возрастает, а затем резко падает, что приводит к переходу в состояние готовности.Заряд длится всего несколько минут, а элементы остаются прохладными. Зарядные устройства NiCd с обнаружением NDV обычно реагируют на падение напряжения 5 мВ на элемент.

Для получения надежной сигнатуры напряжения скорость заряда должна быть 0,5 ° C и выше. Более медленная зарядка приводит к менее выраженному падению напряжения, особенно если ячейки не соответствуют друг другу, и в этом случае каждая ячейка достигает полного заряда в разный момент времени. Чтобы гарантировать надежное обнаружение полного заряда, большинство зарядных устройств NDV также используют детектор плато напряжения, который прекращает заряд, когда напряжение остается в стабильном состоянии в течение заданного времени.Эти зарядные устройства также включают в себя дельта-температуру, абсолютную температуру и таймер тайм-аута.

Быстрая зарядка повышает эффективность зарядки. При скорости заряда 1С эффективность стандартного NiCd составляет 91 процент, а время зарядки составляет около часа (66 минут при 91 процентах). При медленном зарядном устройстве эффективность падает до 71 процента, увеличивая время зарядки примерно до 14 часов при 0,1 ° C.

Во время первых 70 процентов заряда эффективность NiCd близка к 100 процентам. Аккумулятор поглощает почти всю энергию, и аккумулятор остается прохладным.Никель-кадмиевые аккумуляторы, предназначенные для быстрой зарядки, можно заряжать токами, в несколько раз превышающими номинальные значения C, без значительного тепловыделения. Фактически, NiCd — единственный аккумулятор, который можно сверхбыстро заряжать с минимальной нагрузкой. Аккумуляторы, предназначенные для сверхбыстрой зарядки, можно зарядить до 70 процентов за считанные минуты.

На рисунке 1 показано соотношение напряжения элемента, давления и температуры заряжаемого NiCd. Все идет хорошо примерно до 70 процентов заряда, когда эффективность заряда падает. Ячейки начинают выделять газы, давление повышается, а температура быстро увеличивается.Чтобы снизить нагрузку на аккумулятор, некоторые зарядные устройства снижают скорость заряда до отметки 70 процентов.

Рисунок 1: Характеристики заряда никель-кадмиевого элемента. Эффективность заряда высока до 70% SoC *, а затем приемы заряда падают. NiMH похож на NiCd. Эффективность заряда измеряет способность батареи принимать заряд и имеет сходство с кулоновской эффективностью. * SoC относится к относительному состоянию заряда (RSoC), отражающему фактическую энергию, которую может хранить аккумулятор.Полная зарядка будет показывать 100%, даже если емкость уменьшилась. (См. BU-105: Определение батарей и их значение) Источник: Cadex

Никель-кадмиевые батареи сверхвысокой емкости имеют тенденцию нагреваться больше, чем стандартные никель-кадмиевые, при зарядке при 1С и выше, и это Отчасти это связано с повышенным внутренним сопротивлением. Применение высокого тока при начальной зарядке с последующим постепенным снижением скорости по мере уменьшения приемлемости заряда является рекомендуемым методом быстрой зарядки для этих более хрупких батарей.(См. BU-208: Характеристики цикла.)

Известно, что чередование импульсов разряда между импульсами заряда улучшает прием заряда никелевых аккумуляторов. Этот метод, обычно называемый зарядом «отрыжка» или «обратная нагрузка», способствует рекомбинации газов, образующихся во время заряда. В результате получается более холодный и эффективный заряд, чем при использовании обычных зарядных устройств постоянного тока. Также говорят, что этот метод уменьшает эффект «памяти», поскольку батарея работает с импульсами. (См. BU-807: Как восстановить никелевые батареи.) Хотя импульсная зарядка может быть полезной для никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов, этот метод не применим к системам на основе свинца и лития. Эти батареи лучше всего работают с чистым постоянным напряжением.

После полной зарядки никель-кадмиевый аккумулятор получает постоянный заряд 0,05–0,1 ° C для компенсации саморазряда. Чтобы уменьшить возможную перезарядку, разработчики зарядных устройств стремятся к минимально возможному току непрерывного заряда. Несмотря на это, лучше не оставлять никелевые батареи в зарядном устройстве более чем на несколько дней.Снимите их и зарядите перед использованием.

Зарядка заливных никель-кадмиевых аккумуляторов

Никель-кадмиевые залитые аккумуляторные батареи заряжаются постоянным током примерно до 1,55 В / элемент. Затем ток снижается до 0,1 ° C, и заряд продолжается до тех пор, пока снова не будет достигнуто значение 1,55 В / элемент. В этот момент применяется постоянный заряд, и напряжение может свободно плавать. Возможны более высокие зарядные напряжения, но при этом образуется избыточный газ и происходит быстрое истощение воды. NDV не применяется, поскольку заливной NiCd не поглощает газы, потому что он не находится под давлением.

Батареи в портативном мире

Материал по Battery University основан на обязательном новом 4-м издании « Batteries in a Portable World — A Handbook on Batteries for Non-Engineers », которое доступно для заказа через Amazon.com.

Никель-кадмиевые батареи

— обзор

9 Никель-кадмиевые батареи

Никель-кадмиевые (Ni-Cd) батареи в заряженном состоянии имеют положительные пластины с оксигидроксидом никеля (NiOOH) в качестве активного материала, отрицательные пластины с мелкодисперсным кадмием металл в качестве активного материала и электролит гидроксида калия (КОН) в воде (20–35% по весу).При разряде NiOOH положительной пластины преобразуется в Ni (OH) ₂ , а металлический кадмий отрицательной пластины преобразуется в Cd (OH) ₂ .

Основные реакции:

Всего: 2NiOOH + Cd + заряжено 2h3O⇔2NI (OH) 2 + Cd (OH) 2 разряжено

На положительной пластине: NiOOH + h3O + chargede − ⇔Ni (OH) 2 + OH − разряжено

На отрицательной пластине : Cd + 2OH — заряженный Cd (OH) 2 + 2e — разряженный

Обратите внимание, что в никель-кадмиевой батарее электролит KOH не участвует в реакциях заряда или разряда.Это означает, что концентрация электролита не изменяется при зарядке и разрядке, и при этом для реакции разряда не требуется адекватное поступление ионов из электролита, чтобы гарантировать достижение полной емкости. Оба эти явления отличаются от поведения свинцово-кислотной батареи.

Система никель-кадмиевых батарей имеет номинальное напряжение 1,2 В / элемент. Типичное конечное напряжение для разряда в фотоэлектрических системах составляет 0,9–1,0 В / элемент, а типичное конечное напряжение для зарядки в фотоэлектрических системах варьируется от 1.45 и 1,6 В / элемент, в зависимости от батареи, контроллера и типа системы. Нет никакой связи между напряжением холостого хода и SOC.

В фотоэлектрических системах никель-кадмиевые батареи обычно выбирают вместо свинцово-кислотных аккумуляторов, когда они работают при очень низких (минусовых) или очень высоких (более 40 ° C) температурах, когда свинцово-кислотные батареи могут пострадать от замораживание или значительно сокращенный срок службы соответственно. Промышленные никель-кадмиевые батареи открытого типа обычно в 3–4 раза дороже на киловатт-час хранимой энергии, чем промышленные свинцово-кислотные батареи открытого типа.

Хотя одиночный никель-кадмиевый элемент может быть полностью разряжен (до 0 В) без вреда, не рекомендуется позволять всей батарее разряжаться до очень низких напряжений. Это связано с тем, что некоторые элементы неизбежно будут иметь меньшую емкость, чем другие, и если разряд батареи превышает их предел емкости, элементы с низкой емкостью могут быть переведены в обратную полярность (т. Е. Будут иметь напряжение менее 0 В), что может сократить свою жизнь. Поэтому обычно указывается, что никель-кадмиевый аккумулятор в фотоэлектрической системе имеет максимальную глубину разряда 90%.

Промышленные никель-кадмиевые батареи, используемые в фотоэлектрических системах, обычно открытого типа, предназначенные для использования в режиме ожидания при низкой скорости разряда. Они могут быть типа карманных пластин или волоконных пластин. Во всем мире настаивают на запрете никель-кадмиевых батарей из-за проблемы токсичных отходов, и это уже произошло в ЕС [5] в отношении небольших герметичных батарей потребительского типа, для которых доступны альтернативные типы батарей. Однако для более крупных батарей в настоящее время нет альтернативной системы с аналогичными свойствами, и трудно понять, как их можно запретить, прежде чем такая альтернативная система станет доступной.Следует иметь в виду, что любую никель-кадмиевую батарею, предназначенную для фотоэлектрической системы, необходимо правильно утилизировать по окончании срока службы (путем возврата производителю для переработки или через утвержденную организацию по переработке аккумуляторов).

Эффект памяти — это явление, которое наблюдается в некоторых типах никель-кадмиевых аккумуляторов при неглубоких циклах эксплуатации, но не в открытых типах карманных пластин, используемых в более крупных стационарных фотоэлектрических системах, о которых идет речь в этой главе. Эффект памяти описывает потерю батареей способности обеспечивать полную емкость при нормальном напряжении при регулярном неглубоком цикле без полной разрядки.Оставшаяся мощность, которая не использовалась регулярно, будет доступна, но при более низком напряжении. Считается, что причина этого эффекта памяти связана с образованием крупных кристаллов в кадмиевом электроде в присутствии большой площади поверхности металлического никеля. Поэтому это происходит в основном в никель-кадмиевых батареях со спеченными пластинами (как открытых, так и вентилируемых), но не в типах карманных или волоконных пластин, используемых в более крупных автономных фотоэлектрических системах в экстремальных температурных условиях.

Большинство промышленных никель-кадмиевых резервных аккумуляторов стандартно поставляются с 20% -ным электролитом КОН.Температура замерзания составляет -25 ° C. Если причина выбора никель-кадмиевой батареи, а не свинцово-кислотной, состоит в том, чтобы предотвратить проблемы с замерзанием, эта точка замерзания может быть недостаточно низкой, и может потребоваться использование 30% -ного электролита KOH с точкой замерзания -58. ° C.

NiCAD и NiMH аккумуляторы

NiCad (никель-кадмиевые) и NiMH (никель-металлогидридные) — это два очень разных типа батарей. С обоими типами следует обращаться по-разному в отношении процедур и принципов зарядки и разрядки.

Как правило, никель-металлгидридные батареи не выдерживают такой высокой скорости заряда или разряда (обычно более 1,5-2 ампер), как никель-кадмиевые батареи. Многие разработчики моделей используют высокоскоростные зарядные устройства с функцией определения пиков или по времени для зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов. Такие зарядные устройства НЕ рекомендуются для никель-металлгидридных аккумуляторов (если иное не указано в документации по зарядному устройству или аккумуляторам), поскольку они могут вызвать необратимое повреждение никель-металлгидридных элементов. Кроме того, никель-металлгидридные батареи не будут хорошо работать в приложениях с высокой скоростью разряда, обычно обеспечивая в этих случаях лишь небольшую часть номинальной емкости.

Никель-металлогидридные батареи

также имеют примерно вдвое большую скорость саморазряда по сравнению с никель-кадмиевыми батареями в использованном состоянии. Например, когда ваше радио выключено, никель-металлгидридный аккумулятор емкостью 1650 мАч может разряжаться почти в два раза быстрее, чем никель-кадмиевый аккумулятор, обычно в течение одной недели. Поэтому вы должны заряжать свои NiMH аккумуляторы вечером перед каждым использованием.

При правильном обращении никель-металлгидридные аккумуляторы могут быть очень полезными, обеспечивая гораздо более длительное время работы, чем никель-кадмиевые аккумуляторы такого же размера и веса.

Мы настоятельно рекомендуем никель-металлгидридные батареи в приложениях, требующих продолжительной, но не большой амперной нагрузки. Если у вас есть самолет с очень большими сервоприводами, которые потребляют много ампер, или более 8 стандартных сервоприводов, мы рекомендуем использовать никель-кадмиевые батареи для достижения наилучших результатов.

Выбор правильной батареи для вашего приложения имеет решающее значение. При принятии этого решения вам может потребоваться задать себе следующие вопросы:

1. Сколько у меня места?
2. Какой вес может выдержать мое приложение?
3. Сколько ампер я буду использовать при полной нагрузке?
4. Сколько «времени выполнения» мне нужно?
5. Как быстро мне нужно заряжать?

По вопросам обращайтесь по электронной почте tech @ servocity.com.

Изучены простые схемы зарядного устройства для никель-кадмиевых аккумуляторов

В статье обсуждается простая схема зарядного устройства для никель-кадмиевых аккумуляторов с автоматической защитой от перезарядки и зарядкой постоянным током.

Когда дело доходит до правильной зарядки никель-кадмиевого элемента, настоятельно рекомендуется остановить или прервать процесс зарядки, как только он достигнет полного уровня заряда. Несоблюдение этого может отрицательно сказаться на сроке службы элемента, значительно снижая эффективность его резервного копирования.

Простая схема зарядного устройства Ni-Cad, представленная ниже, эффективно решает критерий перезарядки, включая такие функции, как зарядка постоянным током, а также отключение питания, когда клемма элемента достигает полного значения заряда.

Основные характеристики и преимущества

• Автоматическое отключение при полном уровне заряда
• Постоянный ток во время зарядки.
• Светодиодная индикация отключения полного заряда.
• Позволяет пользователю добавлять дополнительные ступени для одновременной зарядки до 10 никель-кадмиевых ячеек.

Принципиальная схема

Как это работает

Подробная простая конфигурация, описанная здесь, предназначена для зарядки одного элемента типа «AA» емкостью 500 мАч с рекомендованной скоростью заряда, близкой к 50 мА, тем не менее, ее можно удобно настроить для недорогой зарядки нескольких ячеек вместе, повторяя область, показанную пунктирными линиями.

Напряжение питания для схемы поступает от трансформатора, мостового выпрямителя и стабилизатора 5 В IC.

Ячейка заряжена транзистором T1, который сконфигурирован как источник постоянного тока.

T1, с другой стороны, управляется компаратором напряжения с использованием триггера Шмитта ТТЛ N1. Во время зарядки элемента напряжение на выводах элемента поддерживается на уровне около 1,25 В.

Этот уровень оказывается ниже положительного порога срабатывания триггера N1, который поддерживает выход N1 на высоком уровне, а выход N2 становится низким. , позволяя T1 получать напряжение смещения базы через делитель потенциала R4 / R5.

Пока никель-кадмиевый элемент заряжается, светодиод D1 продолжает светиться.Как только элемент приближается к состоянию полного заряда, его напряжение на клеммах поднимается примерно до 1,45 В. Из-за этого повышается положительный порог срабатывания N1, вызывая высокий уровень на выходе N2.

Эта ситуация мгновенно отключает T1. Теперь аккумулятор перестает заряжаться, а светодиод D1 гаснет.

Поскольку положительный предел активации N1 составляет приблизительно 1,7 В, и он контролируется определенным допуском, включены R3 и P1, чтобы изменить его на 1,45 В. Отрицательный предел срабатывания триггера Шмитта составляет около 0.9 В, что ниже напряжения на клеммах даже полностью разряженного элемента.

Это означает, что подключение разряженного элемента к цепи никогда не приведет к автоматическому инициированию зарядки. По этой причине имеется кнопка запуска S1, которая при нажатии принимает входной сигнал низкого уровня NI.

Для зарядки большего количества ячеек часть схемы, показанная в пунктирной рамке, может быть повторена отдельно, по одной для каждой батареи.

Это гарантирует, что, независимо от уровней разряда ячеек, каждый из них индивидуально заряжается до нужного уровня.

Конструкция печатной платы и наложение компонентов

В приведенной ниже конструкции печатной платы дублируются две стадии, позволяющие одновременно заряжать две ячейки Nicad от одной платы.

Зарядное устройство Ni-Cad с использованием резистора

Это конкретное простое зарядное устройство может быть сконструировано из деталей, которые можно найти практически в любом контейнере для мусора конструктора. Для оптимального срока службы (количества циклов зарядки) никель-кадмиевые батареи необходимо заряжать относительно постоянным током.

Это часто достигается довольно легко, заряжая через резистор от напряжения питания, во много раз превышающего напряжение батареи.Изменение напряжения батареи во время зарядки, вероятно, будет иметь минимальное влияние на ток заряда. Предлагаемая схема состоит только из трансформатора, диодного выпрямителя и последовательного резистора, как показано на рисунке 1.

Соответствующее графическое изображение помогает определить необходимое значение последовательного резистора.

Горизонтальная линия проводится через напряжение трансформатора по вертикальной оси до тех пор, пока она не пересечет указанную линию напряжения батареи. Затем линия, протянутая вертикально вниз от этой точки до пересечения с горизонтальной осью, впоследствии дает нам необходимое значение резистора в омах.

Например, пунктирная линия показывает, что если напряжение трансформатора составляет 18 В, а заряжаемая никель-кадмиевая батарея — 6 В, то значение сопротивления будет около 36 Ом для предполагаемого контроля тока.

Это указанное сопротивление рассчитано на выдачу 120 мА, в то время как для некоторых других значений зарядного тока значение резистора необходимо будет соответствующим образом уменьшить, например 18 Ом для 240 мА, 72 Ом для 60 мА и т. Д. D1.

Никель-кадмиевые батареи

Цепь зарядного устройства с автоматическим контролем тока

Никель-кадмиевые батареи обычно требуют зарядки постоянным током.Показанная ниже схема зарядного устройства NiCad разработана для подачи либо 50 мА на четыре элемента 1,25 В (тип AA), либо 250 мА на четыре элемента 1,25 В (тип C), соединенных последовательно, хотя ее можно просто модифицировать для различных других значений заряда.

В обсуждаемой схеме зарядного устройства NiCad R1 и R2 устанавливают выходное напряжение без нагрузки примерно на 8 В.

Выходной ток проходит через R6 или R7, и по мере его увеличения постепенно включается транзистор Tr1.

Это приводит к увеличению точки Y , включению транзистора Tr2 и разрешению точки Z стать менее и менее положительной.

Процесс, следовательно, снижает выходное напряжение и имеет тенденцию к снижению тока. В конечном итоге достигается уровень баланса, который определяется величиной R6 и R7.

Диод D5 блокирует заряжаемую батарею, обеспечивая питание выхода IC1 в случае отключения 12 В, что в противном случае могло бы вызвать серьезное повреждение IC.

FS2 встроен для защиты от повреждения заряжаемых аккумуляторов.

Выбор R6 и R7 осуществляется методом проб и ошибок, что означает, что вам понадобится амперметр с подходящим диапазоном, или, если значения R6 и R7 действительно известны, падение напряжения на них можно рассчитать по закону Ома. .

Зарядное устройство Ni-Cd с использованием одиночного операционного усилителя

Эта схема зарядного устройства Ni-Cd предназначена для зарядки стандартных никель-кадмиевых батарей типоразмера AA. Специальное зарядное устройство в основном рекомендуется для никель-кадмиевых элементов по той причине, что они обладают чрезвычайно низким внутренним сопротивлением, что приводит к увеличению зарядного тока, даже если используемое напряжение немного выше.

Зарядное устройство должно поэтому иметь схему для ограничения тока заряда до правильного предела. В этой схеме T1, D1, D2 и C1 работают как традиционные понижающие, изолирующие, двухполупериодные выпрямители и цепи фильтрации постоянного тока.Дополнительные части предлагают текущие правила.

IC1 используется как компаратор с отдельным буферным каскадом Q1, обеспечивая в этой конструкции достаточно высокий выходной ток. На неинвертирующий вход IC1 подается опорное напряжение 0,65 В, представленное через R1 и D3. Инвертирующий вход подключается к земле через R2 в пределах уровней тока покоя, позволяя выходу стать полностью положительным. Если к выходу подсоединен никель-кадмиевый элемент, через R2 может возникнуть сильный ток, в результате чего на R2 будет развиваться эквивалентное напряжение.

Оно может просто увеличиться до 0,6 В, тем не менее, увеличение напряжения в этой точке меняет входные потенциалы входов IC1 на противоположные, что приводит к снижению выходного напряжения и понижению напряжения около R2 обратно на 0,65 В. Максимальный выходной ток ( а также полученный зарядный ток) — это в результате ток, генерируемый с 0,65 В на 10 Ом, или, проще говоря, 65 мА.

Большинство никель-кадмиевых элементов AA обладают оптимальным предпочтительным зарядным током не более 45 или 50 мА, и для этой категории R2 необходимо увеличить до 13 Ом, чтобы получить соответствующий ток заряда.

Несколько вариантов быстрого зарядного устройства могут работать с током 150 мА, и для этого необходимо понизить R2 до 4,3 Ом (3,3 Ом плюс 1 Ом последовательно на случай, если невозможно найти идеальную деталь).

Кроме того, T1 необходимо улучшить до варианта с номинальным током 250 мА, а Q1 должен быть установлен с использованием крошечного ребристого радиатора с болтовым креплением. Устройство может легко заряжать до четырех ячеек (6 ячеек, когда T1 модернизирован до типа 12 В), и все они должны быть подключены последовательно к выходу, а не параллельно.

Схема универсального никель-кадмиевого зарядного устройства

На рисунке 1 показана полная принципиальная схема универсального никель-кадмиевого зарядного устройства. Источник тока разработан с использованием транзисторов T1, T2 и T3, которые обеспечивают постоянный зарядный ток.

Источник тока становится активным только тогда, когда никель-кадмиевые элементы подсоединены правильно. ICI предназначен для проверки сети путем проверки полярности напряжения на выходных клеммах. Если ячейки установлены правильно, контакт 2 микросхемы IC1 не может работать так же положительно, как на контакте 3.

В результате выход IC1 становится положительным и подает базовый ток на T2, который включает источник тока. Ограничение источника тока можно зафиксировать с помощью S1. После определения значений R6, R7 и RB можно предварительно установить ток 50 мА, 180 мА и 400 мА. Помещение S1 в точку 1 показывает, что никель-кадмиевые элементы можно заряжать, позиция 2 предназначена для ячеек C, а позиция 3 зарезервирована для ячеек D.

Разные детали

TR1 = трансформатор 2 x 12 В / 0,5 A
S1 = 3-х позиционный переключатель
S2 = 2-х позиционный переключатель

Источник тока работает по очень простому принципу.Схема устроена как сеть с обратной связью по току. Представьте, что S1 находится в положении 1, а выход IC1 положительный. Т2 и 13 теперь начинают получать ток базы и инициируют проводимость. Ток через эти транзисторы составляет напряжение около R6, которое запускает T1 в работу.

Нарастающий ток вокруг R6 означает, что T1 может проводить с большей силой, что минимизирует базовый ток возбуждения для транзисторов T2 и T3.

Второй транзистор может в этот момент проводить меньше, и начальный рост тока ограничен.Таким образом реализуется достаточно постоянный ток с помощью R3 и подключенных никель-кадмиевых ячеек.

Пара светодиодов, подключенных к источнику тока, в любой момент показывают рабочее состояние никель-кадмиевого зарядного устройства. IC1 подает положительное напряжение, когда никель-кадмиевые элементы правильно подключены, загораясь светодиодом D8.

Если ячейки не подключены с соблюдением полярности, положительный потенциал на выводе 2 микросхемы IC1 будет выше, чем на выводе 3, в результате чего выход компаратора операционного усилителя станет равным 0 В.

В этой ситуации источник тока останется выключенным и светодиод D8 не будет гореть. Идентичное состояние может возникнуть, если никакие элементы не подключены для зарядки. Это может произойти из-за того, что на контакте 2 будет повышенное напряжение по сравнению с контактом 3 из-за падения напряжения на D10.

Зарядное устройство активируется только при подключении элемента с напряжением не менее 1 В. Светодиод D9 показывает, что источник тока работает как источник тока.

Это может показаться довольно странным, однако входной ток, генерируемый IC1, просто недостаточен, уровень напряжения также должен быть достаточно большим, чтобы усилить ток.

Это означает, что напряжение питания всегда должно быть больше, чем напряжение на никель-кадмиевых элементах. Только в этом случае разности потенциалов будет достаточно для срабатывания токовой обратной связи T1, при этом загорится светодиод D9.

Дизайн печатной платы

Использование IC 7805

На приведенной ниже схеме показана идеальная схема зарядного устройства для никель-кадмиевого элемента.

В нем используется микросхема регулятора 7805 для подачи постоянного напряжения 5 В на резистор, что приводит к тому, что ток зависит от номинала резистора, а не от потенциала ячейки.

Номинал резистора следует отрегулировать в зависимости от типа, который используется для зарядки; любое значение от 10 Ом до 470 Ом может использоваться в зависимости от номинальной емкости ячейки. Из-за плавающей природы IC 7805 по отношению к потенциалу земли, эта конструкция может быть применена для зарядки отдельных ячеек Nicad или серии из нескольких ячеек.

Использование 7805 и постоянного тока на основе светодиодов

Следующая схема зависит от регулятора напряжения 7805, который обрабатывает фиксированную нагрузку R1 и переменную нагрузку в виде двух никель-кадмиевых батарей.Результат весьма заметен: напряжение и нагрузка постоянны. Полное устройство, включая регулятор напряжения и нагрузку R1, впоследствии может быть подключено последовательно к переменной потенциальной нагрузке, которой в данном конкретном случае является наша никель-кадмиевая батарея, которая будет заряжаться, и у нас будет полностью постоянный ток. Эта ситуация, конечно, всегда предполагает, что входное напряжение достаточно высокое.

Схема включает в себя небольшую дополнительную особенность — светодиод, последовательно соединенный с заземляющим контактом регулятора lC.Этот светодиод настроен на работу как индикатор зарядки NiCd.

Предопределенный ток 8 мА +/- 1 мА, который определяется предпочтительным выходным током и который должен быть включен в этот выходной ток, проходит с помощью светодиода. При фиксировании номинала резистора R1 важно помнить о дополнительных 1,5 В, падающих на светодиод.

Как уже было сказано, этот источник тока используется как зарядный ток для никель-кадмиевых аккумуляторов. В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, никель-кадмиевые аккумуляторы необходимо заряжать постоянным током.

Типичные никель-кадмиевые аккумуляторы необходимо заряжать током, который должен составлять 1/10 от его номинального значения мАч, и заряжать в течение приблизительно 14 часов.

Всегда рекомендуется следить за тем, чтобы никель-кадмиевый элемент всегда был полностью разряжен, а затем быстро подключался к зарядному устройству. Это продлит срок службы элемента и обеспечит большее количество циклов заряда / разряда.

Зарядка никель-кадмиевых элементов от источника питания 12 В

Основным принципом зарядного устройства для аккумуляторов является то, что его зарядное напряжение должно быть выше номинального напряжения аккумулятора.Например, аккумулятор на 12 В следует заряжать от источника 14 В.

В этой схеме никель-кадмиевого зарядного устройства 12 В используется удвоитель напряжения на базе популярной микросхемы 555. Поскольку выход 3 микросхемы поочередно подключен между напряжением питания +12 В и землей, микросхема колеблется.

C ₃ заряжается через D ₂ и D ₃ почти до 12 В, когда на контакте 3 низкий логический уровень. Момент на выводе 3 высокий логический уровень, напряжение перехода C ₃ и D ₃ повышается до 24 В из-за отрицательной клеммы C ₃ , которая подключена к +12 В, а сам конденсатор держит заряд. такой же стоимости.Затем диод D ₃ становится смещенным в обратном направлении, но диод D ₄ проводит ровно столько, чтобы C ₄ мог зарядиться свыше 20 В. Этого напряжения более чем достаточно для нашей схемы.

78L05 в позициях IC ₂ действует как поставщик тока, который удерживает выходное напряжение U _n от появления на R ₃ при 5 В. Выходной ток I _n может можно просто рассчитать по формуле:

Iη = Uη / R3 = 5/680 = 7.4 мА

Характеристики 78L05 включают потребление тока, поскольку центральный вывод (обычно заземленный) дает нам около 3 мА.

Общий ток нагрузки составляет около 10 мА, и это хорошее значение для постоянной зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов. Чтобы показать, что зарядный ток течет, в цепь включен светодиод.

График зарядного тока

На рисунке 2 показаны характеристики зарядного тока в зависимости от напряжения аккумулятора. Совершенно очевидно, что схема не совсем идеальна, так как аккумулятор на 12 В будет заряжаться током всего около 5 мА.Для этого есть несколько причин:

• Выходное напряжение схемы, кажется, падает с ростом тока.
• Падение напряжения на 78L05 составляет около 5 В. Но необходимо добавить еще 2,5 В для обеспечения точной работы ИС.
• Скорее всего, на светодиодах падение напряжения 1,5 В.

Учитывая все вышесказанное, никель-кадмиевый аккумулятор на 12 В с номинальной емкостью 500 мАч может непрерывно заряжаться с использованием тока 5 мА. Всего это всего 1% от его емкости.

Руководство по аккумуляторным батареям | NiMH | Литий-ионный

АККУМУЛЯТОРЫ

Аккумуляторная батарея измеряется ее зарядной емкостью, которая указывается в мАч (миллиампер-час). Вы увидите этот номер на упаковке, а также на самом аккумуляторе. Емкость — это количество электрического заряда, хранящегося внутри батареи. Чем больше заряда в аккумуляторе, тем больше электрического тока он может передавать и тем дольше может питать ваше устройство.Для аккумуляторных батарей AA вы найдете емкость от 1300 мАч до 2900 мАч, перезаряжаемые батареи AAA в диапазоне от 500 мАч до 1100 мАч. Перезаряжаемые батареи можно заряжать и повторно использовать от 500 до 1000 раз в зависимости от использования. Различные технологии аккумуляторов влияют на производительность аккумуляторов.

Есть 3 основных типа аккумуляторных батарей:

• NiCd (никель-кадмиевый)
• NiMH (никель-металлогидрид)
• Литий-ионный (литий-ионный)

NiCd (никель-кадмиевый)

• Никель-кадмиевые батареи — это устаревшая технология, эти батареи довольно дешевы, поскольку имеют проблемы с памятью.
• Золотое правило никель-кадмиевых аккумуляторов — полностью разряжать их каждый раз перед повторной зарядкой, чтобы они всегда были в наилучшей форме.
NiCd
• можно «циклировать» около 1000 раз или заряжать один раз в день в течение примерно 3 лет, прежде чем они умрут.
• NiCd аккумуляторы имеют более низкое напряжение, чем его стандартные аналоги

NiMH (никель-металлогидрид)

• NiMH батареи более дорогие, но на протяжении всего срока службы их можно частично разряжать и заряжать сколько угодно раз (примерно до 1000 раз), и они всегда будут иметь полную емкость.
• Намного больше емкости, чем у NiCd, которые они заменили
• Очень часто встречается, поэтому легко найти и аккумуляторы, и зарядные устройства

Литий-ионный (литий-ионный)

• Литий-ионные батареи решают обе проблемы, связанные с двумя другими типами батарей (полное напряжение и отсутствие проблем с памятью)
• Недоступно при стандартном напряжении, за исключением размера 9 В (литий-ионный аккумулятор размера AAA, AA, C и D выдает 3,7 В вместо 1.5 В)
• Требуется специальное зарядное устройство

Вопросы и ответы

A. Могу ли я использовать аккумуляторные батареи в устройствах, в которых используются одноразовые или щелочные батареи?

Да. В большинстве случаев никель-металлогидридные (NiMH) батареи могут заменить (одноразовые) первичные батареи, особенно для электронных устройств с высоким энергопотреблением. Основные преимущества заключаются в том, что после первоначальных инвестиций они сэкономят вам деньги, поскольку вы можете повторно использовать эти батареи сотни раз, и они имеют дополнительное преимущество, помогая окружающей среде, экономя сырье и избегая отходов одноразовых аккумуляторов, которые в конечном итоге могут закончиться. в свалку.

Могут быть некоторые устройства, для которых перезаряжаемые батареи могут не подходить, например, некоторые марки радиостанций DAB, в которых последовательно используются четыре или шесть батарей, а разница в напряжении между никель-металлгидридными аккумуляторными батареями и стандартными щелочными батареями может привести к плохой работе.

B. Могу ли я использовать аккумуляторные батареи прямо из упаковки?

Если в ваших перезаряжаемых аккумуляторах указано, что они «Предварительно заряжены» или «Готовы к использованию» , их можно использовать прямо из упаковки, как одноразовые батареи.Однако стандартные аккумуляторные батареи не имеют этой функции, поэтому перед использованием их необходимо сначала зарядить.

C. Что такое «саморазряд» аккумуляторной батареи?

Саморазряд — это явление в перезаряжаемых батареях, в котором внутренние химические реакции уменьшают накопленный заряд батареи без какого-либо соединения между электродами, т.е. когда они не используются в устройстве. Саморазряд сокращает срок службы аккумуляторов и приводит к тому, что они изначально не полностью заряжены, когда фактически используются.

Скорость, с которой происходит саморазряд батареи, зависит от ряда факторов, таких как тип батареи, состояние заряда, зарядный ток и температура окружающей среды. Как правило, среди стандартных перезаряжаемых батарей литиевые батареи меньше всего подвержены саморазряду (около 2–3% разряда в месяц), в то время как никелевые батареи страдают более серьезно (никель-кадмиевые, 15-20% в месяц; металлический никель). гидрид, 30% в месяц), за исключением NiMH аккумуляторов с низким саморазрядом (постоянный заряд) (2-3% в месяц).

Хранение батарей при более низких температурах, таким образом, снижает скорость саморазряда и сохраняет первоначальную энергию, запасенную в батарее.

D. Что означает «оставаться заряженным»?

Постоянная зарядка перезаряжаемых аккумулятора намного эффективнее удерживают заряд, когда они не используются. Стандартные никель-металлгидридные аккумуляторные батареи (те, которые не имеют технологии Stay-Charged) постепенно теряют свою мощность в течение недель и месяцев, даже когда они не используются (около 30% в месяц), в процессе, известном как «саморазряд». .Это происходит, когда внутренние химические реакции уменьшают накопленный заряд батареи, даже когда она не используется. Для сравнения, постоянно заряженные батареи имеют низкую скорость саморазряда около 2-3% в месяц, поэтому они сохраняют свой заряд и остаются готовыми к использованию.

На практике использование постоянно заряженных аккумуляторов для повседневных устройств (которые не разряжают аккумуляторы полностью за короткий период времени) означает, что они сохранят свою мощность, когда они не используются, и поэтому будут готовы к использованию и не нуждаются в подзарядке. так часто.Для устройств с высоким энергопотреблением, таких как игрушки с дистанционным управлением или цифровые фотоаппараты, использующие вспышку, более подходящие NiMH аккумуляторы большей емкости могут быть более подходящими, поскольку они будут иметь большую мощность в течение первых нескольких дней, прежде чем будут применены преимущества постоянно заряженной батареи. Однако для таких устройств, как дымовые извещатели, фонари или устройства, которые используются немного реже, но нуждаются в подзарядке по запросу, оставшиеся заряженные батареи могут быть лучшим вариантом.

E. Что такое «эффект памяти»? Относится ли это к аккумуляторным батареям?

Эффект памяти возникает, когда аккумулятор заряжается до того, как его емкость полностью разрядится.Затем аккумулятор может «запомнить» последний уровень разряда и принимать только это количество заряда при последующих зарядках, тем самым уменьшая емкость, до которой она будет заряжаться, и сокращая время ее службы. Однако с развитием аккумуляторных технологий эта проблема была практически устранена в современных никель-металлгидридных аккумуляторных батареях.

F. Как заряжать аккумуляторные батареи?

Для зарядки аккумуляторных батарей обычно требуется отдельное подходящее зарядное устройство.

Существует широкий выбор зарядных устройств для аккумуляторов разного размера, от быстрых интеллектуальных зарядных устройств до ночных зарядных устройств — все с различными функциями и преимуществами.

Есть некоторые исключения, например, в беспроводных телефонах DECT, радионянях или солнечных батареях, где аккумуляторы заряжаются через контакты устройства, когда оно помещается в базовое зарядное устройство или док-станцию. Пожалуйста, ознакомьтесь с инструкциями, чтобы убедиться, что вы выбрали правильный тип перезаряжаемой батареи для своего устройства.

G. Аккумулятор какой емкости мне подходит?

Для разных устройств требуются аккумуляторы разной емкости. Например, беспроводные телефоны часто заряжаются, поэтому у них обычно нет возможности полностью разрядиться, поэтому подойдет аккумулятор от низкой до средней емкости. Другие устройства, которые могут использовать батарею малой емкости, включают садовые солнечные фонари или пульты дистанционного управления.

Типичные батареи низкой и средней емкости : батареи размера AA (800–1300 мАч) и батареи размера AAA (400–800 мАч)

Типичные батареи большой емкости : батареи размера AA (1950 — 2700 мАч) и батареи размера AAA (950 — 1100 мАч)

Устройства, для которых требуются батареи большой емкости, включают автомобили с дистанционным управлением, цифровые камеры и некоторые электронные игрушки.Если вы обнаружите, что часто меняете батареи, батарея большой емкости обеспечит более длительный срок службы.

Если вашему устройству требуются аккумуляторы, которые удерживают свой заряд в перерывах между использованием и, возможно, не используются в течение определенного периода времени, вы можете выбрать перезаряжаемый аккумулятор с технологией постоянного заряда, что означает, что аккумуляторы сохраняют свой заряд между использованиями.

H. Температура VS. Срок службы батареи

Батареи обычно используют электрохимическую реакцию для выделения полезной энергии.На эффективность этой реакции может сильно влиять несколько внешних факторов, в том числе температура. Большинство производителей аккумуляторов рекомендуют идеальную рабочую температуру своих продуктов, равную или близкую к комнатной, около 68 ° -80 ° F. Эксплуатация или зарядка аккумулятора при разных температурах за пределами этого диапазона приведет к очень разным характеристикам одного и того же аккумулятора. Интересно, что здесь вы можете увидеть большую разницу в работе батареи, работающей при низких температурах, и батареи.тот же аккумулятор работал при высоких температурах

Эксплуатация аккумулятора При Чрезвычайно высоких температурах : Высокие температуры позволяют снизить электрическое сопротивление аккумулятора. Это позволит значительно увеличить мощность вашего устройства. Хотя звучит здорово, что ваша батарея даст вам больше энергии, вы сократите общий срок службы батареи. Например, батарея, работающая при температуре 68 ° F, может потерять 40% общего срока службы при работе при температуре 115 ° F.Это важно помнить при рассмотрении перезаряжаемых батарей, так как у вас будет меньше общих циклов зарядки, прежде чем вам понадобится вся новая батарея.

Эксплуатация батареи При Чрезвычайно низких температурах : Эксплуатация батареи при очень низких температурах в основном дает противоположный результат для вашей батареи. Сильный холод может привести к большему сопротивлению аккумулятора. Это снижает эффективность батареи, что приводит к снижению мощности и времени работы от одной зарядки.Хотя это и обратная сторона, работа аккумулятора при очень низких температурах может значительно продлить общий срок службы аккумулятора. Это означает, что вы можете получить больше циклов зарядки от одной и той же батареи, и вам не придется ее заменять. Обычно в мобильных телефонах используются очень дорогие литиевые батареи, поэтому возможность продления срока службы вашего продукта является хорошим утешением для сокращения общего времени работы.

В целом, лучше всего попробовать использовать батареи при рекомендуемой оптимальной температуре, чтобы добиться максимального баланса между производительностью и сроком службы.Если вы используете устройство в условиях сильного холода, вы можете положить его в карман рядом с телом — это простой способ убедиться, что температура вашего устройства ближе к комнатной, когда оно будет использоваться. Если вам нужно использовать устройство в очень жаркой среде, вы можете попытаться подержать его рядом с кондиционером, чтобы снизить температуру до рекомендуемой температуры в помещении.

Наилучшие варианты использования никель-кадмиевых (Ni-Cd) аккумуляторов в 2021 году

Коммерческие никель-кадмиевые (Ni-Cd) батареи не были популяризированы до 1960-х годов компанией Sanyo в Японии и США.С тех пор никель-кадмиевые батареи стали очень популярными для перезаряжаемой домашней электроники, игрушек и электроинструментов.

Совсем недавно никель-металлогидридные (NiMH) батареи в значительной степени съели свою долю рынка.

В этой статье мы рассмотрим уникальные особенности никель-кадмиевых аккумуляторов, обсудим их лучшие применения, сравним их с гораздо более популярными никель-металлогидридными аккумуляторами и обсудим, почему для домашнего накопления солнечной энергии есть лучшие варианты, чем никель-кадмиевые аккумуляторы.

Характеристики Ni-Cd аккумуляторов

Никель-кадмиевые (Ni-Cd или «никад») батареи были изобретены еще в 1899 году шведом по имени Вальдемар Юнгнер.В то время в пористых электродах находился никель, который помещался в карманы, в которых смесь никель-кадмий находилась и проводила электричество.

После десятилетий исследований и экспериментов умные люди выяснили, что чем больше площадь поверхности внутри батареи, тем лучше для более сильных электрических токов.

Таким образом, Ni-Cd аккумуляторы теперь напоминают внутри «желейный рулон» с пористыми анодными и катодными пластинами, помещенными между сепаратором и свернутыми в вкусный заряд с максимальной выходной мощностью.

На обоих концах никель-кадмиевой батареи находится электрод — точка, в которой электричество входит и уходит. В никель-кадмиевых батареях на положительной клемме используется активный материал, называемый гидроксидом никеля, а на отрицательной — металлический кадмий. Внутри находится жидкий раствор щелочного электролита, обычно гидроксида калия.

Кадмий — высокотоксичный элемент, от которого необходимо надлежащим образом утилизировать . В США вы можете сдать их в специализированный центр по переработке аккумуляторов.В то время как современные никель-кадмиевые батареи достаточно хорошо содержат кадмий в самой батарее, не протекая, Европейский Союз запретил переносные модели никель-кадмиевых батарей в 2008 году.

Чем Ni-Cd аккумуляторные батареи отличаются от обычных щелочных батареек

Никель-кадмиевые элементы

доступны в тех же размерах, что и щелочные батареи типов от AAA до sub C и D, а также в многоэлементных комбинированных блоках, которые включают эквивалент 9-вольтовой батареи.

Они могут выдавать аналогичные усилители и иметь емкость в миллиампер-часах (мАч), сопоставимую с другими щелочными батареями.На протяжении многих лет они довольно часто использовались в домашних портативных телефонах, автомобильных игрушках, фонариках, электроинструментах и ​​фототехнике.

Никель-кадмиевые батареи

имеют несколько важных отличий от типичных щелочных батарей, в том числе:

• Аккумуляторные
• Постоянный ток
• Быстрая зарядка и разрядка
• Может работать при экстремальных температурах
• Долговечность

Аккумуляторные

Наиболее очевидно, что никель-кадмиевые батареи можно перезаряжать, в то время как большинство других щелочных батарей нужно будет выбросить после того, как они разрядятся.

Для подзарядки просто вставьте их в зарядное устройство для зарядки, и они готовы к работе. Однако они могут быть повреждены, если перезарядить их, поэтому рекомендуется вынимать их из зарядного устройства после достижения 100% заряда.

Постоянный ток

Большинство щелочных батарей имеют напряжение ячеек около 2 В, тогда как напряжение ячеек никель-кадмиевых аккумуляторов составляет 1,2 В.

Хотя это может показаться плохим, никель-кадмиевые батареи способны выдавать эти 1,2 вольта от каждого элемента батареи на полной мощности, пока батарея полностью не разрядится.В то время как другие батареи будут медленно работать с все меньшей и меньшей выходной мощностью в течение заряда, никель-кадмиевые батареи могут обеспечивать постоянное напряжение в течение каждого цикла жизни.

Возможно, у вас был опыт использования электроинструмента, такого как дрель, который действительно вывинчивает дневной свет из любого объекта, с которым он получает возможность взаимодействовать после новой зарядки. Затем разница в мощности становится заметной после 10–12 применений, после чего сверло издает удручающее медленное жужжание и останавливается.

Ni-Cds позволяют электроинструменту проворачивать винт номер 4 так же сильно, как винт 60, вплоть до самого конца заряда.

Никель-кадмиевые батареи

могут обеспечивать такую ​​высокую выходную мощность благодаря очень низкому внутреннему сопротивлению. Подобно слизи, скапливающейся в ваших трубах, которая ограничивает количество воды, которая может выйти из вашего крана, никель-кадмиевые батареи построены из меньшего количества материала, который может препятствовать току электричества, идущему из резервуара, чем другие типы батарей.

Производители аккумуляторов учитывают разницу в напряжении от 1,2 до 2, добавляя дополнительные отдельные элементы к никель-кадмиевым аккумуляторным батареям. Это может сделать напряжение таким же, как у традиционной батареи, но позволит батарее по-прежнему выдавать постоянное высокое напряжение на протяжении всего заряда.

Быстрая зарядка и разрядка

Конструкция с низким внутренним сопротивлением также позволяет никель-кадмиевым батареям быстро разряжать много энергии, а также очень быстро заряжаться.

Может работать при экстремальных температурах

Из-за низкого сопротивления никель-кадмиевые аккумуляторы нелегко перегреться.Это позволяет надежно использовать их во многих суровых условиях с широким диапазоном температур.

Долговечность

Никель-кадмиевые батареи

служат десятилетиями. Если они не разрушаются из-за перезарядки, можно ожидать, что они будут работать годами. Слишком большой заряд может повредить вентиляционное отверстие в батарее, что приведет к высыханию элементов.

Максимальное увеличение заряда за счет предотвращения «эффекта памяти» в никель-кадмиевых батареях.

Чтобы ваши никель-кадмиевые батареи оставались в хорошем состоянии, рекомендуется хранить их в разряженном состоянии в прохладном сухом месте.Через год или два рекомендуется провести их через несколько циклов зарядки и разрядки, чтобы восстановить их. Причина, по которой их полезно полностью разрядить перед зарядкой, заключается в противодействии загадочному явлению, называемому «эффектом памяти». Эффект памяти уникален для никель-кадмиевых аккумуляторов.

Когда вы регулярно заряжаете никель-кадмиевую батарею после небольшого ее использования, кажется, что батарея «помнит», что она получает больше электричества после того, как разрядится определенное количество заряда.В итоге происходит то, что он становится ленивым и перестает работать, когда вы пытаетесь использовать большую часть его емкости сверх этого типичного уровня заряда. Это почти как если бы упрямый ребенок потребовал еще конфет перед тем, как закончить домашнее задание.

Итак, чтобы противодействовать этой раздражающей психологии батареи, рекомендуется регулярно разряжать никель-кадмиевую батарею перед хранением и полностью заряжать ее перед использованием .

Возвращение к жизни мертвых никель-кадмиевых аккумуляторов

Если эффекта памяти было недостаточно, чтобы вас немного напугать, как вы относитесь к нежити, поселяющейся в вашей никель-кадмиевой батарее?

Хотя может показаться, что никель-кадмиевые батареи вышли из строя и не разряжаются после долгих лет простоя в подвале, их можно вернуть к жизни, выполнив «глубокого цикла» .

Сначала они вернутся в виде зомби с уменьшенной вместимостью, но чем больше вы выполните полных зарядов и разрядов, они снова начнут работать как новые. Процесс глубокого зацикливания влечет за собой толчок от более крупной батареи через некоторые провода.

Посмотрите видео ниже, в котором хитрый человек зажигает аккумуляторную батарею Ni-Cd, использованную несколько десятилетий назад, с помощью одной лишь искры и перезарядки батареи.

Лучшие приложения для никель-кадмиевых аккумуляторов

Обычно никель-кадмиевые батареи используются, когда требуется большая емкость и высокая скорость разряда, что делает их хорошо подходящими для использования в радиоуправляемых автомобилях, фотооборудовании и домашних электроинструментах, которым быстро требуется много энергии.

В наши дни никель-металлогидридные (NiMH) батареи предлагают такую ​​же скорость зарядки и большую емкость батареи того же размера. Вот почему теперь вы видите больше их в батареях для электроинструментов и даже в пультах дистанционного управления. Мы рассмотрим их более подробно в следующем разделе.

Наилучшие варианты использования Ni-Cd аккумуляторов в малых масштабах

Светильники на солнечных батареях, работающие от солнца и никель-кадмиевых батарей. Изображение предоставлено: Обзор Geek

Солнечные фонари : Если у вас есть солнечные рождественские огни или фонари для садовых дорожек, никель-кадмиевые батареи — отличный вариант использования.Это потому, что они держат свой заряд значительно дольше, чем никель-металлгидридные аккумуляторы, после попадания прямых солнечных лучей в середине дня и бездействия во второй половине дня. Любители аккумуляторов называют эту особенность низкой «скоростью саморазряда».

Кроме того, они не будут снижать напряжение на ваш свет в течение вечера — они будут по-прежнему излучать такое же количество энергии, пока не взойдет солнце на следующий день. А поскольку они служат дольше, чем батареи других типов, вы можете рассчитывать на стабильную работу в течение многих лет.

Производители солнечного освещения настаивают на использовании никель-кадмиевых аккумуляторных батарей, поскольку они лучше всего подходят для их продукции. Фактически, зарядные устройства, обычно встроенные в каждый светильник, будут заряжать только никель-кадмиевые элементы.

Промышленное применение никель-кадмиевых аккумуляторов

Ni-Cd аккумулятор для авионики в самолетах Boeing и Airbus. Изображение предоставлено: Aerocontact

Критическое резервное питание : Промышленные никель-кадмиевые батареи по-прежнему широко используются в качестве аварийного резервного питания для электроснабжения, поскольку они могут обеспечивать надежную 100% -ную мощность в различных условиях и температурах, служат в течение длительного времени и могут быть повторно воспламенены путем ремонта. авиационные системы самолетов, атомные электростанции и оборудование для общественного транспорта (освещение, HVAC, тормоза, домофон и сигнализация).

Никель-кадмиевые батареи

и никель-металлгидридные батареи

У никель-кадмиевых аккумуляторов

есть много преимуществ. По сравнению с большинством других типов батарей эти батареи:

• Последний дольше
• Сохраняют свой полный заряд, пока простаивают дольше
• Полная выходная мощность в течение всего срока службы заряда
• Выдерживает высокие колебания температуры

Плюсы и минусы аккумуляторных Ni-Cd аккумуляторов

Плюсы	Минусы
Длительный срок службы	Меньшая вместимость
Выдерживает колебания температуры	Эффект памяти
Постоянное выходное напряжение	Без вреда для окружающей среды
Быстрая зарядка и разрядка

Однако новый тип аккумуляторных батарей, никель-металлогидридные (NiMH), обеспечивает чуть более 300% емкости никель-кадмиевых аккумуляторов при том же размере.По этой причине никель-металлгидридные батареи в настоящее время гораздо чаще используются в устройствах с выходом аккумуляторов с высоким разрядом, например в фотоаппарате, портативных инструментах и ​​игрушках .

Никель-металлгидридные аккумуляторы

также не обладают раздражающим «эффектом памяти», что означает, что они стабильно работают в течение циклов зарядки и разрядки, независимо от того, какой тип частичной зарядки обычно используется.

Однако никель-металлгидридные батареи со временем выходят из строя быстрее, чем никель-кадмиевые батареи, и они быстрее стареют, если они разряжены.Вот почему рекомендуется полностью зарядить их перед хранением.

Плюсы и минусы аккумуляторных NiMH аккумуляторов

Плюсы	Минусы
Более высокая производительность	Меньший срок службы
Без эффекта памяти	Выход уменьшается из-за заряда

Почему никель-кадмиевые батареи не идеальны для домашнего накопления энергии

Поскольку никель-кадмиевые батареи служат долго и могут быстро заряжаться, вы можете задаться вопросом, возможно ли соединить большую промышленную никель-кадмиевую батарею с домашней солнечной системой.Если бы не экологические издержки использования кадмия и общая стоимость батареи, это могло бы быть практической идеей.

На самом деле производители домашних солнечных батарей вложили значительные средства в свинцово-кислотные батареи, а в последнее время — в литий-ионные технологии. Таким образом, стоимость домашних солнечных батарей за последнее десятилетие значительно снизилась. С учетом сказанного, мы настоятельно рекомендуем вам подумать об использовании литий-ионных батарей для вашей домашней солнечной системы.

Несмотря на то, что они служат немного дольше, они намного доступнее, экологичнее, проще в обслуживании и проще соединить их с вашей домашней солнечной системой питания и интеллектуальными зарядными устройствами.

Узнайте, сколько вы можете сэкономить с солнечными батареями

Основные выводы

• Никель-кадмиевые батареи были очень популярны для электроинструментов, игрушек, фонарей и фотоаппаратов, пока не были разработаны никель-металлогидридные батареи.
Никель-кадмиевые батареи
• по-прежнему идеальны для приложений с низким энергопотреблением, например для освещения солнечных дорожек и солнечных рождественских гирлянд.
• Поскольку никель-кадмиевые батареи служат долго и обеспечивают стабильную мощность в течение всего срока службы заряда, они по-прежнему используются для критически важных промышленных приложений резервного копирования.
Никель-металлгидридные аккумуляторы
• в три раза превышают емкость никель-кадмиевых аккумуляторов и более экологичны.
Литий-ионные батареи
• гораздо больше подходят для домашних аккумуляторов, чем никель-кадмиевые или никель-металлгидридные аккумуляторы.

EBL Зарядное устройство с 8 отсеками для аккумуляторов AA AAA NIMH NICD: Электроника

[Замечание от 28 января 2015 г.]
Amazon объединила несколько продуктов EBL (батареи AA / AAA, зарядные устройства с 4 и 8 отсеками) на одной странице продукта.Мне такая практика тоже не нравится, так как она вызывает у читателей множество недоумений. Мой первоначальный обзор ниже относится к зарядному устройству с 8 отсеками. Если вы ищете мои обзоры батарей EBL, воспользуйтесь следующими ссылками:
EBL 2300mAh AA: http://www.amazon.com/review/R2TF26L19LFMCQ
EBL 2800mAh AA: http://www.amazon.com/ обзор / R2BB5XJQ840IH0

==== Далее следует оригинальный обзор ====

Для зарядного устройства с 8 отсеками

EBL 808A Quick Charger Интеллектуальное зарядное устройство очень компактный, легкий и недорогой.Он выглядит очень ценным, особенно потому, что он заявляет, что он одновременно «Быстрый» и «Умный». Однако вам необходимо знать несколько ограничений:

— EBL 808A заряжается только парами. Это означает, что вам не повезло, если у вас есть приборы, которым требуется нечетное количество батарей.

— Его зарядный ток слишком низкий (в спецификации указано 200 мА, фактический измеренный ток еще ниже), что приводит к очень долгому времени зарядки. Так что это действительно должно называться зарядным устройством «на ночь».

— Он не заряжает аккумуляторы до 100%, так как он прекращает заряд, как только объединенное напряжение двух элементов достигает 2.8V. Настоящее «умное» зарядное устройство обычно использует метод согласования «отрицательного дельта-напряжения» (-dV / dt) для элементов NiMH / NiCd.

Я тестировал это зарядное устройство, перезарядив два

eneloop AA аккумуляторы с низким саморазрядом. При первом запуске зарядки светодиодный индикатор изменил цвет с зеленого на красный. Примерно через 8-9 часов цвет изменился на оранжевый (внутри горят красный и зеленый светодиоды). Наконец, по прошествии более 10 часов индикатор загорелся зеленым, показывая, что зарядка завершена.

Затем я измерил зарядную емкость этих ячеек eneloop, используя функцию РАЗРЯДА моего

Анализатор зарядного устройства батареи BT-C2000 . Средняя заявленная емкость составляла всего 1525 мАч. Та же пара аккумуляторов при зарядке с помощью BT-C2000 или любого другого интеллектуального зарядного устройства показала в среднем 1944 мАч. Это означает, что зарядное устройство EBL заряжает только эти элементы eneloop до 78% емкости.

Чтобы убедиться, что проблема не в батареях, я повторил тот же тест, используя пару

Kodak с предварительно заряженной батареей AA батареи.На этот раз я получил среднюю емкость 1384 мАч при зарядке с помощью EBL 808A, против 1692 мАч при зарядке с помощью BT-C2000. Таким образом, эти батареи были заряжены только до 82% емкости.

[Заключение]
Если вам нужно недорогое зарядное устройство, позволяющее зарядить аккумуляторы до 80% емкости за ночь, стоит подумать об этом продукте. Я рекомендую заплатить несколько дополнительных долларов и получить

Умное зарядное устройство Panasonic BQ-CC17 вместо. BQ-CC17 быстрее (300 мА против200 мА), может работать с отдельными элементами и без проблем заряжает все мои батареи до 100% заряда.

[Дополнительные примечания]
— В описании продукта Amazon говорится: «Выход 2,8 В постоянного тока сокращает время зарядки (большинство аналогичных зарядных устройств — 2,4 В)» Это утверждение вообще не имеет смысла! Время зарядки определяется зарядным током, а не зарядным напряжением. Комбинированное напряжение отключения или 2,8 В (1,4 В на элемент) на самом деле слишком мало. Большинство интеллектуальных зарядных устройств, в которых используется обнаружение отрицательного дельта-напряжения, имеют отсечку, установленную на 1.48 В или выше на ячейку.

— На странице описания дополнительно указано (под таблицей времени зарядки): «2–8 шт. AA 1300–2800 мАч: 1,5–6 часов (выход 200 мА)». Опять же, в этом нет никакого смысла. Для зарядки аккумулятора 2800 мАч при 200 мА потребуется не менее 14 часов (2800 мАч / 200 мА = 14 часов). Заявление, вероятно, было скопировано с другого зарядного устройства с более высоким током.

— В спецификации зарядного устройства указано «Выход 2,8 В 200 мА».