Metāla hidrīda akumulators. Niķeļa-kadmija baterijas

Niķeļa metāla hidrīda baterijas ir strāvas avots, kuras pamatā ir ķīmiska reakcija. Apzīmēts ar Ni-MH. Strukturāli tie ir līdzīgi iepriekš izstrādātajām niķeļa-kadmija baterijām (Ni-Cd), un notiekošo ķīmisko reakciju ziņā tie ir līdzīgi niķeļa-ūdeņraža baterijām. Tie pieder pie sārmainu enerģijas avotu kategorijas.

Vēsturiskā ekskursija

Nepieciešamība pēc uzlādējamiem barošanas avotiem pastāv jau ilgu laiku. Priekš dažādi veidi tehniķi tiešām bija vajadzīgi kompaktie modeļi ar palielinātu lādiņu uzglabāšanas jaudu. Pateicoties kosmosa programmai, viņi izstrādāja metodi ūdeņraža uzglabāšanai akumulatoros. Šie bija pirmie niķeļa-ūdeņraža paraugi.

Ņemot vērā dizainu, tiek izcelti galvenie elementi:

1. elektrodu(metāla hidrīda ūdeņradis);
2. katods(niķeļa oksīds);
3. elektrolīts(kālija hidroksīds).

Iepriekš elektrodu izgatavošanai izmantotie materiāli bija nestabili. Bet pastāvīgie eksperimenti un pētījumi noveda pie tā, ka tika iegūts optimālais sastāvs. Pašlaik elektrodu izgatavošanai izmanto lantānu un niķeļa hidrītu (La-Ni-CO). Bet dažādi ražotāji izmanto arī citus sakausējumus, kur niķelis vai tā daļa tiek aizstāta ar alumīniju, kobaltu, mangānu, kas stabilizē un aktivizē sakausējumu.

Notiek ķīmiskas reakcijas

Uzlādes un izlādes laikā akumulatoru iekšpusē notiek ķīmiskas reakcijas, kas saistītas ar ūdeņraža absorbciju. Reakcijas var uzrakstīt šādā formā.

• Uzlādes laikā: Ni(OH)2+M→NiOOH+MH.
• Izlādes laikā: NiOOH+MH→Ni(OH)2+M.

Pie katoda notiek šādas reakcijas ar brīvo elektronu atbrīvošanu:

• Uzlādes laikā: Ni(OH)2+OH→NiOOH+H2O+e.
• Izlādes laikā: NiOOH+ H2O+e →Ni(OH)2+OH.

Pie anoda:

• Uzlādes laikā: M+ H2O+e →MH+OH.
• Izlādes laikā: MH+OH →M+. H2O+e.

Akumulatora dizains

Galvenā niķeļa metāla hidrīda akumulatoru ražošana ir izgatavota divos veidos: prizmatiski un cilindriski.

Cilindriskas Ni-MH šūnas

Dizains ietver:

• cilindrisks korpuss;
• korpusa vāks;
• vārsts;
• vārsta vāciņš;
• anods;
• anoda kolektors;
• katods;
• dielektrisks gredzens;
• atdalītājs;
• izolācijas materiāls.

Anods un katods ir atdalīti viens no otra, izmantojot separatoru. Šis dizains ir sarullēts un ievietots akumulatora korpusā. Blīvēšana tiek veikta, izmantojot vāku un blīvi. Uz vāka ir drošības vārsts. Tas ir konstruēts tā, ka tad, kad spiediens akumulatora iekšpusē palielinās līdz 4 MPa, iedarbinot, tas izdala liekos gaistošos savienojumus, kas veidojas ķīmisko reakciju laikā.

Daudzi tika sastapti ar mitriem vai pārklātiem pārtikas avotiem. Tas ir rezultāts tam, ka vārsts darbojas uzlādes laikā. Raksturlielumi mainās, un to turpmākā darbība nav iespējama. Tā trūkuma gadījumā baterijas vienkārši uzbriest un pilnībā zaudē savu funkcionalitāti.

Prizmatiskas Ni-MH šūnas

Dizains ietver šādus elementus:

Prizmatiskais dizains ietver alternatīvu anodu un katodu izvietojumu, atdalot tos ar separatoru. Tādējādi, samontēti blokā, tie tiek ievietoti korpusā. Korpuss ir izgatavots no plastmasas vai metāla. Vāks noblīvē konstrukciju. Drošībai un akumulatora stāvokļa uzraudzībai uz vāka ir novietots spiediena sensors un vārsts.

Kā elektrolīts tiek izmantots sārms - kālija hidroksīda (KOH) un litija hidroksīda (LiOH) maisījums.

Ni-MH elementiem izolators ir polipropilēns vai neausts poliamīds. Materiāla biezums ir 120-250 mikroni.

Anodu ražošanai ražotāji izmanto metālkeramikas. Bet nesen, lai samazinātu izmaksas, tika izmantoti filca un putu polimēri.

Katodu ražošanā tiek izmantotas dažādas tehnoloģijas:

Raksturlielumi

Spriegums. Dīkstāves stāvoklī akumulatora iekšējā ķēde ir atvērta. Un to ir diezgan grūti izmērīt. Grūtības rada potenciālu līdzsvars uz elektrodiem. Bet pēc tam pilnībā uzlādēts pēc dienas elementa spriegums ir 1,3–1,35 V.

Izlādes spriegums pie strāvas, kas nepārsniedz 0,2A, un apkārtējās vides temperatūra 25°C ir 1,2–1,25 V. Minimālā vērtība– 1B.

Enerģijas jauda, ​​Wh/kg:

• teorētiski – 300;
• specifisks – 60–72.

Pašizlāde ir atkarīga no uzglabāšanas temperatūras. Uzglabāšana istabas temperatūrā izraisa jaudas zudumu līdz pat 30% pirmajā mēnesī. Pēc tam likme palēninās līdz 7% 30 dienu laikā.

Citas iespējas:

• Elektriskais piedziņas spēks (EMF) – 1,25V.
• Enerģijas blīvums – 150 Wh/dm3.
• Darba temperatūra - no -60 līdz +55°C.
• Darbības ilgums – līdz 500 cikliem.

Pareiza uzlāde un vadība

Izmanto enerģijas uzkrāšanai uzlādes ierīce. Galvenais uzdevums lēti modeļi ir stabilizēta sprieguma padeve. Lai uzlādētu niķeļa metāla hidrīda akumulatorus, ir nepieciešams aptuveni 1,4–1,6 V spriegums. Šajā gadījumā strāvas stiprumam jābūt 0,1 akumulatora jaudai.

Piemēram, ja deklarētā jauda ir 1200 mAh, tad attiecīgi jāizvēlas lādēšanas strāva, kas ir tuvu 120 mA (0,12A) vai vienāda ar to.

Tiek izmantota ātra un paātrināta uzlāde. Ātrās uzlādes process aizņem 1 stundu. Paātrināts process aizņem līdz 5 stundām. Šādu intensīvu procesu kontrolē sprieguma un temperatūras izmaiņas.

Parastais uzlādes process ilgst līdz 16 stundām. Lai samazinātu uzlādes laiku, mūsdienu lādētāji parasti tiek izgatavoti trīs posmos. Pirmais posms ir ātra uzlāde ar strāvu, kas vienāda ar akumulatora nominālo ietilpību vai augstāku. Otrajā posmā strāva ir 0,1 kapacitāte. Trešais posms ir ar strāvu 0,05–0,02 no kapacitātes.

Uzlādes process ir jāuzrauga. Pārlādēšana negatīvi ietekmē akumulatoru stāvokli. Liela gāzes veidošanās izraisīs drošības vārsta darbību un elektrolīta noplūdi.

Kontrole tiek veikta, izmantojot šādas metodes:

Priekšrocības un trūkumi, kas raksturīgi Ni-MH šūnām

Baterijas jaunākā paaudze neslimo ar tādu slimību kā “atmiņas efekts”. Bet pēc ilgstošas ​​uzglabāšanas (vairāk nekā 10 dienas) pirms uzlādes tas joprojām ir pilnībā jāizlādē. Atmiņas efekta iespējamība rodas bezdarbības dēļ.

Palielināta enerģijas uzglabāšanas jauda

Videi draudzīgumu nodrošina mūsdienīgi materiāli. Pāreja uz tiem ir ievērojami atvieglojusi izlietoto elementu utilizāciju.

Runājot par trūkumiem, ir arī daudz no tiem:

• augsta siltuma ražošana;
• darba temperatūras diapazons ir neliels (no -10 līdz +40°C), lai gan ražotāji deklarē citus rādītājus;
• mazs darba strāvas intervāls;
• augsta pašizlāde;
• Polaritātes neievērošana var sabojāt akumulatoru;
• uzglabāt īsu laiku.

Izvēle pēc jaudas un darbības

Pirms Ni-MH akumulatoru iegādes ir jānosaka to ietilpība. Augstas likmes nav risinājums enerģijas trūkumam. Jo lielāka elementa jauda, ​​jo izteiktāka ir pašizlāde.

Cilindriskās niķeļa metāla hidrīda šūnas ir pieejamas lielos daudzumos izmēros, kas marķēti ar AA vai AAA. Tautā saukts par pirkstiņu - aaa un mazo pirkstiņu - aa. Tos var iegādāties visos elektropreču un elektronikas veikalos.

Kā liecina prakse, atskaņotājos, kamerās un citās ierīcēs tiek izmantoti akumulatori ar ietilpību 1200–3000 mAh ar aaa izmēru. elektroniskās ierīces ah ar lielu elektrības patēriņu.

Baterijas ar ietilpību 300–1000 mAh, parastais izmērs aa, tiek izmantotas ierīcēs ar zemu enerģijas patēriņu vai ne uzreiz (rācija, lukturītis, navigators).

Iepriekš metāla hidrīda baterijas tika plaši izmantotas visās pārnēsājamās ierīcēs. Atsevišķi elementi tika uzstādīti kastē, ko ražotājs izstrādājis uzstādīšanas ērtībai. Tie parasti bija apzīmēti ar EN. Tos varēja iegādāties tikai no oficiālajiem ražotāja pārstāvjiem.

No ekspluatācijas pieredzes

NiMH šūnas tiek plaši reklamētas kā augstas enerģijas, aukstumizturīgas un bez atmiņas. Iegādājoties Canon PowerShot A 610 digitālo kameru, es, protams, aprīkoju to ar ietilpīgu atmiņu 500 attēliem. augstākā kvalitāte, un lai palielinātu filmēšanas ilgumu, no Duracell nopirku 4 NiMH šūnas ar jaudu 2500 mAh.

Salīdzināsim rūpnieciski ražoto elementu īpašības:

Iespējas		Litija jons Li-ion	Niķeļa-kadmija NiCd	niķelis- metāla hidrīds NiMH	Svins-skābe Pb
Pakalpojuma ilgums uzlādes/izlādes cikli		1-1,5 gadi	500-1000		3 00-5000
Enerģijas jauda, ​​W*h/kg
Izlādes strāva, mA*akumulatora ietilpība
Viena elementa spriegums, V
Pašizlādes ātrums		2-5% mēnesī	10% par pirmo dienu, 10% par katru nākamo mēnesi	2 reizes augstāks NiCd	40% gadā
Pieļaujamais temperatūras diapazons, grādi pēc Celsija	uzlāde
	détente		-20... +65
Pieļaujamais sprieguma diapazons, V		2,5-4,3 (kokss), 3,0-4,3 (grafīts)			5,25-6,85 (baterijām 6 V), 10,5-13,7 (baterijām 12 V)

1. tabula.

Tabulā redzams, ka NiMH elementiem ir augsta enerģijas ietilpība, kas padara tos par vēlamāku izvēli.

Lai tos uzlādētu, tika iegādāts DESAY Full-Power Harger viedais lādētājs, kas nodrošina NiMH šūnu uzlādi ar to apmācību. Elementi tika uzlādēti efektīvi, bet... Tomēr sestajā lādiņā tas uz ilgu laiku nomira. Izdegusi elektronika.

Pēc lādētāja nomaiņas un vairākiem uzlādes-izlādes cikliem akumulatori sāka izlādēties otrajā vai trešajā desmit šāvienā.

Izrādījās, ka, neskatoties uz garantijām, NiMH šūnām ir arī atmiņa.

Un lielākajai daļai mūsdienu portatīvo ierīču, kas tās izmanto, ir iebūvēta aizsardzība, kas izslēdz strāvu, kad tiek sasniegts noteikts minimālais spriegums. Tas novērš akumulatora pilnīgu izlādēšanos. Šeit savu lomu sāk spēlēt elementu atmiņa. Šūnas, kas nav pilnībā izlādējušās, saņem nepilnīgu uzlādi, un to jauda samazinās ar katru uzlādi.

Augstas kvalitātes lādētāji ļauj uzlādēt, nezaudējot jaudu. Bet es nevarēju atrast kaut ko līdzīgu pārdošanā elementiem ar ietilpību 2500 mAh. Atliek tikai periodiski viņus apmācīt.

NiMH šūnu apmācība

Viss, kas rakstīts zemāk, neattiecas uz akumulatora elementiem ar spēcīgu pašizlādes līmeni . Tos var tikai izmest, pieredze rāda, ka tos nevar apmācīt.

Apmācības NiMH šūnas sastāv no vairākiem (1-3) izlādes-uzlādes cikliem.

Izlāde tiek veikta, līdz akumulatora elementa spriegums nokrītas līdz 1 V. Elementus ieteicams izlādēt atsevišķi. Iemesls ir tāds, ka spēja pieņemt maksu var atšķirties. Un tas pastiprinās, uzlādējot bez treniņa. Tāpēc jūsu ierīces (atskaņotāja, kameras, ...) sprieguma aizsardzība tiek iedarbināta priekšlaicīgi, un neizlādētais elements pēc tam tiek uzlādēts. Tā rezultātā palielinās jaudas zudums.

Izlāde jāveic speciālā ierīcē (3. att.), kas ļauj to veikt atsevišķi katram elementam. Ja nav sprieguma kontroles, izlāde tika veikta, līdz spuldzes spilgtums ievērojami samazinājās.

Un, ja nosakāt spuldzes degšanas laiku, varat noteikt akumulatora ietilpību, to aprēķina pēc formulas:

Jauda = izlādes strāva x izlādes laiks = I x t (A * stunda)

Akumulators ar ietilpību 2500 mAh spēj novadīt 0,75 A strāvu slodzei 3,3 stundas, ja izlādes rezultātā iegūtais laiks ir mazāks un attiecīgi mazāka atlikušā jauda. Un, kad nepieciešamā jauda samazinās, jums jāturpina akumulatora apmācība.

Tagad, lai izlādētu akumulatora elementus, es izmantoju ierīci, kas izgatavota saskaņā ar shēmu, kas parādīta 3. attēlā.

Tas ir izgatavots no veca lādētāja un izskatās šādi:

Tikai tagad ir 4 spuldzes, kā 3. att. Atsevišķi mums kaut kas jāsaka par spuldzēm. Ja spuldzei ir izlādes strāva, kas vienāda ar nominālo strāvu konkrētam akumulatoram vai nedaudz mazāka, to var izmantot kā slodzi un indikatoru, pretējā gadījumā spuldze ir tikai indikators. Tad rezistoram jābūt ar tādu vērtību, lai El 1-4 un tam paralēlā rezistora R 1-4 kopējā pretestība būtu aptuveni 1,6 omi.. Spuldzes nomaiņa pret LED ir nepieņemama.

Spuldzes piemērs, ko var izmantot kā slodzi, ir 2,4 V kriptona zibspuldzes spuldze.

Īpašs gadījums.

Uzmanību! Ražotāji negarantē normālu akumulatoru darbību, ja uzlādes strāva pārsniedz paātrinātās uzlādes strāvu.Uzlādei jābūt mazākai par akumulatora ietilpību. Tātad akumulatoriem ar ietilpību 2500mAh tam vajadzētu būt zem 2,5A.

Gadās, ka NiMH šūnās pēc izlādes spriegums ir mazāks par 1,1 V. Šajā gadījumā ir jāpiemēro tehnika, kas aprakstīta iepriekš žurnāla PC WORLD rakstā. Elements vai elementu virkne ir savienota ar strāvas avotu caur 21 W automašīnas spuldzi.

Vēlreiz vēršu jūsu uzmanību! Šādi elementi ir jāpārbauda pašizlādei! Vairumā gadījumu pašizlāde ir palielinājusies elementiem ar samazinātu spriegumu. Šos priekšmetus ir vieglāk izmest.

Vēlams iekasēt maksu par katru elementu atsevišķi.

Diviem elementiem ar spriegumu 1,2 V uzlādes spriegums nedrīkst pārsniegt 5-6 V. Piespiedu uzlādes laikā spuldze kalpo arī kā indikators. Kad spuldzes spilgtums samazinās, varat pārbaudīt NiMH elementa spriegumu. Tas būs lielāks par 1,1 V. Parasti šī sākotnējā, piespiedu uzlāde ilgst no 1 līdz 10 minūtēm.

Ja NiMH elements piespiedu uzlādes laikā vairākas minūtes nepalielina spriegumu un kļūst karsts, tas ir iemesls, lai to noņemtu no uzlādes un izmestu.

Lādētājus iesaku lietot tikai ar iespēju trenēt (reģenerēt) šūnas uzlādējot. Ja tādu nav, tad pēc 5-6 darbības cikliem iekārtā, negaidot pilnīgu jaudas zudumu, apmāciet tos un atgrūž elementus ar spēcīgu pašizlādi.

Un viņi tevi nepievils.

Viens no forumiem komentēja šo rakstu "tas ir stulbi rakstīts, bet nekā cita nav". Tātad tas nav "stulbi", bet vienkārši un pieejami ikvienam, kam nepieciešama palīdzība, ko darīt virtuvē. Tas ir, pēc iespējas vienkāršāk. Progresīvi cilvēki var uzstādīt kontrolieri, pieslēgt datoru, ...... , bet tas ir cits stāsts.

Lai tas neliekas stulbi

Ir "viedie" lādētāji NiMH šūnām.

Šis lādētājs darbojas ar katru akumulatoru atsevišķi.

Viņš var:

1. strādāt atsevišķi ar katru akumulatoru dažādos režīmos,
2. uzlādējiet akumulatorus ātrā un lēnā režīmā,
3. individuāls LCD displejs katram akumulatora nodalījumam,
4. uzlādējiet katru akumulatoru neatkarīgi,
5. uzlādējiet no vienas līdz četrām dažādas jaudas un izmēra baterijām (AA vai AAA),
6. aizsargāt akumulatoru no pārkaršanas,
7. aizsargāt katru akumulatoru no pārlādēšanas,
8. uzlādes beigu noteikšana pēc sprieguma krituma,
9. identificēt bojātas baterijas,
10. iepriekš izlādējiet akumulatoru līdz atlikušajam spriegumam,
11. atjaunot vecās baterijas (uzlādes-izlādes apmācība),
12. pārbaudiet akumulatora ietilpība,
13. displejs LCD displejā: - uzlādes strāva, spriegums, atspoguļo strāvas jaudu.

Pats galvenais, ES UZSVERU, šāda veida Ierīces ļauj strādāt atsevišķi ar katru akumulatoru.

Saskaņā ar lietotāju atsauksmēm šāds lādētājs ļauj atjaunot lielāko daļu novārtā atstāto akumulatoru, un derīgos var izmantot visu garantēto kalpošanas laiku.

Diemžēl es neesmu izmantojis šādu lādētāju, jo provincēs to vienkārši nav iespējams iegādāties, taču forumos varat atrast daudz atsauksmju.

Galvenais ir nevis uzlādēt ar lielām strāvām, neskatoties uz norādīto režīmu ar strāvu 0,7 - 1A, šī joprojām ir maza izmēra ierīce un var izkliedēt jaudu 2-5 W.

Secinājums

Jebkāda NiMh akumulatoru atjaunošana ir stingri individuāls (ar katru atsevišķu elementu) darbs. Ar pastāvīgu uzraudzību un to elementu noraidīšanu, kas nepieņem uzlādi.

Un vislabāk tos atjaunot ar viedo lādētāju palīdzību, kas ļauj individuāli veikt noraidīšanu un uzlādes-izlādes ciklu ar katru elementu. Un tā kā nav tādu ierīču, kas automātiski strādā ar jebkuras ietilpības akumulatoriem, tās ir paredzētas stingri noteiktas ietilpības elementiem vai arī tām jābūt kontrolētām uzlādes un izlādes strāvām!

Izgudrojumu vēsture

Pētījumi NiMH akumulatoru ražošanas tehnoloģiju jomā sākās 20. gadsimta 70. gados un tika veikti kā mēģinājums novērst trūkumus. Taču tajā laikā izmantotie metālhidrīda savienojumi bija nestabili un netika sasniegti nepieciešamie raksturlielumi. Tā rezultātā NiMH akumulatoru izstrāde ir apstājusies. Jauni metāla hidrīda savienojumi, kas ir pietiekami stabili akumulatoru lietošanai, tika izstrādāti 1980. gadā. Kopš 1980. gadu beigām NiMH baterijas ir nepārtraukti uzlabotas, galvenokārt enerģijas blīvuma ziņā. To izstrādātāji atzīmēja, ka NiMH tehnoloģijai ir potenciāls sasniegt vēl lielāku enerģijas blīvumu.

Iespējas

• Teorētiskais enerģijas saturs (Wh/kg): 300 Wh/kg.
• Īpatnējā enerģijas intensitāte: apmēram - 60-72 Wh/kg.
• Īpatnējais enerģijas blīvums (Wh/dm³): apmēram - 150 Wh/dm³.
• EML: 1,25.
• Darba temperatūra: –60…+55 °C .(-40… +55)
• Kalpošanas laiks: apmēram 300-500 uzlādes/izlādes cikli.

Apraksts

Krona formas faktora niķeļa-metāla hidrīda akumulatori, parasti sākot no 8,4 voltiem, pakāpeniski samazina spriegumu līdz 7,2 voltiem, un tad, kad akumulatora enerģija ir izsmelta, spriegums strauji samazinās. Šāda veida baterijas ir paredzētas niķeļa-kadmija akumulatoru nomaiņai. Niķeļa-metāla hidrīda akumulatoriem ir aptuveni par 20% lielāka kapacitāte ar vienādiem izmēriem, bet īsāks kalpošanas laiks - no 200 līdz 300 uzlādes/izlādes cikliem. Pašizlāde ir aptuveni 1,5-2 reizes lielāka nekā niķeļa-kadmija akumulatoriem.

NiMH akumulatoriem praktiski nav “atmiņas efekta”. Tas nozīmē, ka jūs varat uzlādēt akumulatoru, kas nav pilnībā izlādējies, ja tas nav glabāts šādā stāvoklī ilgāk par dažām dienām. Ja akumulators ir daļēji izlādējies un pēc tam nav lietots ilgu laiku (vairāk nekā 30 dienas), tas pirms uzlādes ir jāizlādē.

Videi draudzīgs.

Vislabvēlīgākais darbības režīms: bez maksas liela strāva, 0,1 nominālā jauda, ​​uzlādes laiks - 15-16 stundas (tipisks ražotāja ieteikums).

Uzglabāšana

Baterijas jāuzglabā pilnībā uzlādētas ledusskapī, bet ne zemākā par 0 grādiem. Uzglabāšanas laikā ieteicams regulāri pārbaudīt spriegumu (reizi 1-2 mēnešos). Tam nevajadzētu būt zemākam par 1,37. Ja spriegums pazeminās, baterijas ir jāuzlādē vēlreiz. Vienīgais akumulatoru veids, ko var uzglabāt izlādētu, ir Ni-Cd baterijas.

Zemas pašizlādes NiMH akumulatori (LSD NiMH)

Niķeļa-metāla hidrīda akumulatoru (LSD NiMH) ar zemu pašizlādes līmeni Sanyo pirmo reizi ieviesa 2005. gada novembrī ar zīmolu Eneloop. Vēlāk daudzi pasaules ražotāji prezentēja savus LSD NiMH akumulatorus.

Šāda veida akumulatoriem ir samazināta pašizlāde, kas nozīmē, ka tam ir vairāk ilgtermiņa uzglabāšana salīdzinājumā ar parasto NiMH. Baterijas tiek pārdotas kā "lietošanai gatavas" vai "iepriekš uzlādētas", un tās tiek tirgotas kā sārma bateriju aizstājēji.

Salīdzinot ar parastajiem NiMH akumulatoriem, NiMH LSD ir visnoderīgākie, ja starp uzlādi un akumulatora lietošanu var paiet vairāk nekā trīs nedēļas. Parastie NiMH akumulatori zaudē līdz 10% no uzlādes jaudas pirmajās 24 stundās pēc uzlādes, pēc tam pašizlādes strāva stabilizējas līdz 0,5% no jaudas dienā. NiMH LSD tas parasti ir robežās no 0,04% līdz 0,1% jaudas dienā. Ražotāji apgalvo, ka, uzlabojot elektrolītu un elektrodu, viņi varēja sasniegt šādas LSD NiMH priekšrocības salīdzinājumā ar klasisko tehnoloģiju:

Starp trūkumiem jāatzīmē, ka jauda ir salīdzinoši nedaudz mazāka. Šobrīd (2012) maksimālā sasniegtā LSD nominālā jauda ir 2700 mAh.

Taču, pārbaudot Sanyo Eneloop XX akumulatorus ar 2500mAh (min 2400mAh) nosaukumā norādīto jaudu, izrādījās, ka visiem akumulatoriem 16 gabalu partijā (ražots Japānā, pārdots Dienvidkorejā) ir vēl lielāka ietilpība – no plkst. 2550 mAh līdz 2680 mAh. Pārbaudīts ar LaCrosse BC-9009 lādētāju.

Daļējs ilgstošas ​​​​akumulatoru saraksts (zema pašizlāde):

• Prolife no Fujicell
• Ready2Use Accu no Varta
• AccuEvolution, ko piedāvā AccuPower
• Hibrīda, platīna un OPP iepriekš uzlādēts no Rayovac
• eneloop autors Sanyo
• eniTime autors Yuasa
• Infinium no Panasonic
• ReCyko no Gold Peak
• Tūlītēja Vapex
• Hybrio no Uniross
• Cycle Energy no Sony
• MaxE un MaxE Plus no Ansmann
• EnergyOn no NexCell
• ActiveCharge/StayCharged/Pre-Charged/Accu no Duracell
• Iepriekš uzlādēja Kodak
• nx-gatavs no ENIX enerģijām
• Imedions no
• Pleomax E-Lock no Samsung
• Centura no Tenergy
• CDR King Ecomax
• R2G no Lenmar
• LSD gatavs lietošanai no Turnigy

Citas zemas pašizlādes NiMH akumulatoru (LSD NiMH) priekšrocības

Niķeļa metāla hidrīda akumulatoriem ar zemu pašizlādes līmeni parasti ir ievērojami zemāka iekšējā pretestība nekā parastajiem NiMH akumulatoriem. Tam ir ļoti pozitīva ietekme lietojumos ar lielu strāvas patēriņu:

• Stabilāks spriegums
• Samazināta siltuma ražošana, īpaši ātras uzlādes/izlādes režīmos
• Augstāka efektivitāte
• Spēj nodrošināt lielu impulsu strāvas izvadi (piemērs: kameras zibspuldze uzlādējas ātrāk)
• Iespēja ilgstoši darboties ierīcēs ar zemu enerģijas patēriņu (Piemērs: tālvadības pultis, pulksteņi.)

Uzlādes metodes

Notiek uzlāde elektrošoks kad elementa spriegums ir līdz 1,4 - 1,6 V. Spriegums pilnībā uzlādētam elementam bez slodzes ir 1,4 V. Spriegums zem slodzes svārstās no 1,4 līdz 0,9 V. Spriegums bez slodzes pilnībā izlādētam akumulatoram ir 1 . 0 - 1,1 V (turpmāka izlāde var sabojāt elementu). Akumulatora uzlādēšanai tiek izmantota līdzstrāva vai impulsa strāva ar īslaicīgiem negatīviem impulsiem (“atmiņas” efekta atjaunošanai, “FLEX Negative Impulse Charging” vai “Reflex Charging” metode).

Uzlādes beigu uzraudzība ar sprieguma maiņu

Viena no metodēm lādiņa beigu noteikšanai ir -ΔV metode. Attēlā parādīts sprieguma grafiks šūnā uzlādes laikā. Lādētājs uzlādē akumulatoru DC. Kad akumulators ir pilnībā uzlādēts, spriegums sāk kristies. Efekts novērojams tikai pie pietiekami lielām uzlādes strāvām (0,5C..1C). Lādētājam ir jānosaka šis kritums un jāizslēdz uzlāde.

Ir arī tā sauktā “inflexion” - metode ātrās uzlādes beigu noteikšanai. Metodes būtība ir tāda, ka tiek analizēts nevis maksimālais akumulatora spriegums, bet gan maksimālais sprieguma atvasinājums attiecībā pret laiku. Tas nozīmē, ka ātrā uzlāde apstāsies brīdī, kad sprieguma pieauguma ātrums ir maksimālais. Tas ļauj ātrās uzlādes fāzi pabeigt agrāk, kad akumulatora temperatūra vēl nav būtiski paaugstinājusies. Tomēr metode prasa mērīt spriegumu ar lielāku precizitāti un dažus matemātiskus aprēķinus (aprēķinot iegūtās vērtības atvasinājumu un digitālo filtrēšanu).

Uzlādes beigu uzraudzība, pamatojoties uz temperatūras izmaiņām

Uzlādējot elementu ar līdzstrāvu, lielākā daļa elektriskās enerģijas tiek pārveidota ķīmiskajā enerģijā. Kad akumulators ir pilnībā uzlādēts, piegādātā elektriskā enerģija tiks pārvērsta siltumā. Kad pietiekami liels uzlādes strāva Uzlādes beigas var noteikt, strauji paaugstinot elementa temperatūru, uzstādot akumulatora temperatūras sensoru. Maksimālā pieļaujamā akumulatora temperatūra ir 60°C.

Lietošanas jomas

Standarta galvaniskā elementa nomaiņa, elektromobiļi, defibrilatori, raķešu un kosmosa tehnika, autonomās barošanas sistēmas, radioiekārtas, apgaismes iekārtas.

Akumulatora jaudas izvēle

Lietojot NiMH akumulatorus, ne vienmēr jātiecas pēc lielas ietilpības. Jo ietilpīgāks ir akumulators, jo lielāka (citām lietām vienādi) tā pašizlādes strāva. Piemēram, apsveriet akumulatorus ar ietilpību 2500 mAh un 1900 mAh. Akumulatori, kas ir pilnībā uzlādēti un nav izmantoti, piemēram, mēnesi, pašizlādes dēļ zaudēs daļu savas elektriskās jaudas. Ietilpīgāks akumulators zaudēs uzlādi daudz ātrāk nekā mazāk ietilpīgs akumulators. Tādējādi pēc, piemēram, mēneša akumulatoriem būs aptuveni vienāda uzlāde, un vēl pēc ilgāka laika sākotnēji ietilpīgākais akumulators saturēs mazāku lādiņu.

No praktiskā viedokļa lielas ietilpības akumulatorus (1500–3000 mAh AA akumulatoriem) ir jēga izmantot ierīcēs ar augsts patēriņš enerģiju īsu laiku un bez iepriekšējas uzglabāšanas. Piemēram:

• Radiovadāmajos modeļos;
• Kamerā - palielināt salīdzinoši īsā laika periodā uzņemto attēlu skaitu;
• Citās ierīcēs, kurās lādiņš tiks ģenerēts salīdzinoši īsā laika periodā.

Zemas ietilpības akumulatori (300-1000 mAh AA baterijām) ir piemērotāki šādiem gadījumiem:

• Kad uzlādes lietošana nesākas uzreiz pēc uzlādes, bet pēc ievērojama laika perioda;
• Neregulārai lietošanai ierīcēs (rokas lukturīši, GPS navigatori, rotaļlietas, rācijas);
• Ilgstošai lietošanai ierīcē ar mērenu enerģijas patēriņu.

Ražotāji

Niķeļa metāla hidrīda akumulatorus ražo dažādi uzņēmumi, tostarp:

• Kamelions
• Lenmārs
• Mūsu spēks
• NIAI AVOTS
• Kosmoss

Skatīt arī

Literatūra

• Khrustalev D. A. Baterijas. M: Izumrud, 2003.

Piezīmes

Saites

• GOST 15596-82 Ķīmiskie strāvas avoti. Termini un definīcijas
• GOST R IEC 61436-2004 Aizzīmogoti niķeļa-metāla hidrīda akumulatori
• GOST R IEC 62133-2004 Atkārtoti uzlādējamas baterijas un baterijas, kas satur sārmu un citus neskābes elektrolītus. Drošības prasības pārnēsājamām hermētiskām baterijām un no tām izgatavotām baterijām pārnēsājamai lietošanai

Galvaniskā šūna	Galvaniskā šūna Daniel | Sārma elements | | Sausais elements | Koncentrācijas elements | Cinka gaisa elements | Vestona parastais elements
Elektriskās baterijas	Svina skābe | Sudrabs-cinks | Niķelis-kadmijs | Niķeļa metāla hidrīds | Niķeļa-cinka akumulators | Litija jonu | Litija polimērs | Litija dzelzs sulfīds | Litija dzelzs fosfāts | Litija titanāts | Vanādijs | Dzelzs-niķelis
Degvielas šūnas	Tiešais metanols | Cietais oksīds | Sārmains
Modeļi

Nimh baterijas ir barošanas avoti, kas tiek klasificēti kā sārma baterijas. Tie ir līdzīgi niķeļa-ūdeņraža akumulatoriem. Bet viņu enerģijas kapacitātes līmenis ir lielāks.

Ni mh akumulatoru iekšējais sastāvs ir līdzīgs niķeļa-kadmija barošanas avotu sastāvam. Lai sagatavotu pozitīvu rezultātu, izmantojiet tālāk norādīto ķīmiskais elements, niķelis, mīnuss - sakausējums, kas ietver ūdeņradi absorbējošus metālus.

Ir vairāki tipiski niķeļa metāla hidrīda akumulatoru modeļi:

• Cilindrs. Lai atdalītu vadošās spailes, tiek izmantots separators, kuram tiek piešķirta cilindra forma. Uz vāka atrodas avārijas vārsts, kas nedaudz atveras, kad spiediens ievērojami palielinās.
• Prizma. Šādā niķeļa metāla hidrīda akumulatorā elektrodi tiek koncentrēti pārmaiņus. To atdalīšanai tiek izmantots atdalītājs. Lai ievietotu galvenos elementus, tiek izmantots korpuss, kas izgatavots no plastmasas vai īpaša sakausējuma. Lai kontrolētu spiedienu, vākā tiek ievietots vārsts vai sensors.

Starp šāda barošanas avota priekšrocībām ir:

• Strāvas avota īpatnējie enerģijas parametri darbības laikā palielinās.
• Kadmiju neizmanto vadošu elementu sagatavošanā. Tāpēc ar akumulatoru utilizāciju nav problēmu.
• Sava veida “atmiņas efekta” trūkums. Tāpēc nav nepieciešams palielināt jaudu.
• Lai tiktu galā ar izlādes spriegumu (to samazinātu), speciālisti 1–2 reizes mēnesī izlādē iekārtu līdz 1 V.

Starp ierobežojumiem, kas attiecas uz niķeļa metāla hidrīda akumulatoriem, ir šādi:

• Atbilstība noteiktajam darba strāvu diapazonam. Šo vērtību pārsniegšana izraisa ātru izlādi.
• Šāda veida barošanas avota darbība iekšā ļoti auksti nav atļauts.
• Akumulatorā tiek ievadīti termo drošinātāji, ar kuru palīdzību tie nosaka iekārtas pārkaršanu un temperatūras līmeņa paaugstināšanos līdz kritiskai vērtībai.
• Tendence pašizlādei.

Niķeļa metāla hidrīda akumulatora uzlāde

Niķeļa metāla hidrīda akumulatoru uzlādes process ietver noteiktas ķīmiskas reakcijas. To normālai darbībai daļa no lādētāja piegādātās enerģijas ir nepieciešama no tīkla.

Efektivitāte uzlādes process apzīmē enerģijas daļu, ko saņem enerģijas avots, kas tiek uzglabāta. Šī indikatora vērtība var atšķirties. Bet nav iespējams sasniegt 100 procentu efektivitāti.

Pirms metāla hidrīda akumulatoru uzlādes izpētiet galvenos veidus, kas ir atkarīgi no strāvas stipruma.

Pilienu uzlādes veids

Šis akumulatora uzlādes veids ir jāizmanto uzmanīgi, jo tas samazina kalpošanas laiku. Tā kā šāda veida lādētājs tiek izslēgts manuāli, process prasa pastāvīgu uzraudzību un regulēšanu. Šajā gadījumā tiek iestatīts minimālās strāvas indikators (0,1 no kopējās jaudas).

Tā kā ar tādu uzlādi ni mh akumulatori maksimālais spriegums nav noteikts, tie koncentrējas tikai uz laika indikatoru. Lai novērtētu laika intervālu, izmantojiet jaudas parametrus, kas ir izlādētam strāvas avotam.

Šādi uzlādēta barošanas avota efektivitāte ir aptuveni 65–70 procenti. Tāpēc ražošanas uzņēmumi neiesaka izmantot šādus lādētājus, jo tie ietekmē akumulatora darbības parametrus.

Ātra uzlāde

Nosakot, ar kādu strāvu var uzlādēt ni mh akumulatorus ātrajā režīmā, tiek ņemti vērā ražotāju ieteikumi. Pašreizējā vērtība ir no 0,75 līdz 1 no kopējās jaudas. Nav ieteicams pārsniegt iestatīto intervālu, jo tiek aktivizēti avārijas vārsti.

Iekasēt nimh baterijasātrajā režīmā spriegums ir iestatīts no 0,8 līdz 8 voltiem.

Ni mh barošanas avotu ātrās uzlādes efektivitāte sasniedz 90 procentus. Bet šis parametrs samazinās, tiklīdz beidzas uzlādes laiks. Ja jūs laikus neizslēdzat lādētāju, spiediens akumulatorā sāks palielināties un temperatūra paaugstināsies.

Lai uzlādētu ni mh akumulatoru, veiciet šādas darbības:

• Iepriekšēja uzlāde

Šis režīms tiek ieslēgts, ja akumulators ir pilnībā izlādējies. Šajā posmā strāva ir no 0,1 līdz 0,3 no kapacitātes. Aizliegts izmantot lielas strāvas. Laika posms ir apmēram pusstunda. Tiklīdz sprieguma parametrs sasniedz 0,8 voltus, process apstājas.

• Pārslēgšanās uz paātrināto režīmu

Strāvas palielināšanas process tiek veikts 3–5 minūšu laikā. Temperatūra tiek kontrolēta visu laiku. Ja šis parametrs sasniedz kritisko vērtību, lādētājs tiek izslēgts.

Plkst ātra uzlāde Niķeļa metāla hidrīda akumulatoru strāva ir iestatīta uz 1 no kopējās jaudas. Šajā gadījumā ir ļoti svarīgi ātri atvienot lādētāju, lai nesabojātu akumulatoru.

Lai uzraudzītu spriegumu, izmantojiet multimetru vai voltmetru. Tas palīdz novērst viltus pozitīvus rezultātus, kas negatīvi ietekmē ierīces veiktspēju.

Daži lādētāji ni mh akumulatoriem darbojas nevis ar pastāvīgu, bet ar impulsu strāvu. Strāva tiek piegādāta noteiktos intervālos. Impulsu strāvas padeve veicina vienmērīgu elektrolītiskā sastāva un aktīvo vielu sadalījumu.

• Papildu un apkopes uzlāde

Lai pilnībā uzlādētu ni mh akumulatoru, pēdējā posmā strāvas indikators tiek samazināts līdz 0,3 no jaudas. Ilgums – apmēram 25-30 minūtes. Šo laika periodu ir aizliegts pagarināt, jo tas palīdz samazināt akumulatora darbības laiku.

Ātra uzlāde

Daži niķeļa-kadmija akumulatoru lādētāju modeļi ir aprīkoti ar ātrās uzlādes režīmu. Lai to izdarītu, lādēšanas strāva tiek ierobežota, iestatot parametrus uz 9–10 jaudas. Jums ir jāsamazina uzlādes strāva, tiklīdz akumulators ir uzlādēts līdz 70 procentiem.

Ja akumulatoru paātrinātā režīmā lādē ilgāk par pusstundu, strāvu nesošo spaiļu struktūra pakāpeniski tiek iznīcināta. Speciālisti iesaka izmantot šāda veida lādētāju, ja jums ir zināma pieredze.

Kā pareizi uzlādēt barošanas avotus, kā arī novērst pārlādēšanas iespēju? Lai to izdarītu, jums jāievēro šādi noteikumi:

1. Ni mh akumulatoru temperatūras kontrole. Ir nepieciešams pārtraukt NIMH akumulatoru uzlādi, tiklīdz temperatūras līmenis strauji paaugstinās.
2. Nimh barošanas blokiem ir noteikti laika ierobežojumi, kas ļauj kontrolēt procesu.
3. Izlāde ni mh uzlādējamās baterijas un tie jāuzlādē ar spriegumu 0,98. Ja šis parametrs ievērojami samazinās, lādētāji tiek izslēgti.

Niķeļa metāla hidrīda barošanas avotu atkārtota ražošana

Ni mh akumulatoru atjaunošanas process ir novērst “atmiņas efekta” sekas, kas saistītas ar jaudas zudumu. Šīs ietekmes iespējamība palielinās, ja ierīce bieži vien ir nepilnīgi uzlādēta. Ierīce nosaka apakšējo robežu, pēc kuras jauda samazinās.

Pirms strāvas avota atjaunošanas sagatavojiet šādus priekšmetus:

• Nepieciešamās jaudas spuldze.
• Lādētājs. Pirms lietošanas ir svarīgi noskaidrot, vai lādētāju var izmantot izlādēšanai.
• Voltmetrs vai multimetrs sprieguma noteikšanai.

Ar savām rokām akumulatoram tiek pievienota spuldze vai lādētājs, kas aprīkots ar atbilstošu režīmu, lai to pilnībā izlādētu. Pēc tam tiek aktivizēts uzlādes režīms. Atkopšanas ciklu skaits ir atkarīgs no tā, cik ilgi akumulators nav lietots. Treniņu procesu ieteicams atkārtot 1-2 reizes mēneša laikā. Starp citu, es tādā veidā atjaunoju tos avotus, kuri zaudējuši 5–10 procentus no kopējās jaudas.

Lai aprēķinātu zaudēto jaudu, tiek izmantota diezgan vienkārša metode. Tātad akumulators ir pilnībā uzlādēts, pēc tam tas tiek izlādēts un tiek mērīta jauda.

Šis process tiks ievērojami vienkāršots, ja izmantosiet lādētāju, ar kuru varēsiet kontrolēt sprieguma līmeni. Ir arī izdevīgi izmantot šādas vienības, jo samazinās dziļas izlādes iespējamība.

Ja niķeļa metāla hidrīda akumulatoru uzlādes līmenis nav noteikts, spuldze jāuzstāda uzmanīgi. Izmantojot multimetru, tiek uzraudzīts sprieguma līmenis. Tas ir vienīgais veids, kā novērst pilnīgas izlādes iespēju.

Pieredzējuši speciālisti veic gan viena elementa, gan visa bloka restaurāciju. Uzlādes periodā esošā maksa tiek izlīdzināta.

2–3 gadus lietota barošanas avota atjaunošana ar pilnu uzlādi vai izlādi ne vienmēr dod gaidīto rezultātu. Tas ir tāpēc, ka elektrolītiskais sastāvs un vadošās spailes pakāpeniski mainās. Pirms šādu ierīču lietošanas tiek atjaunots elektrolītiskais sastāvs.

Noskatieties video par šāda akumulatora atjaunošanu.

Niķeļa-metāla hidrīda akumulatoru lietošanas noteikumi

Ni mh akumulatoru kalpošanas laiks lielā mērā ir atkarīgs no tā, vai barošanas avotam ir atļauts pārkarst vai tas ir ievērojami pārlādēts. Turklāt eksperti iesaka ievērot šādus noteikumus:

• Neatkarīgi no tā, cik ilgi barošanas avoti tiks uzglabāti, tie ir jāuzlādē. Uzlādes procentam jābūt vismaz 50 no kopējās jaudas. Tikai šajā gadījumā uzglabāšanas un apkopes laikā nebūs problēmu.
• Šāda veida akumulatori ir jutīgi pret pārlādēšanu un pārmērīgu uzkaršanu. Šie rādītāji negatīvi ietekmē lietošanas ilgumu un strāvas izvades apjomu. Šiem barošanas avotiem ir nepieciešami īpaši lādētāji.
• NiMH barošanas blokiem treniņu cikli nav nepieciešami. Ar pārbaudīta lādētāja palīdzību tiek atjaunota zaudētā jauda. Atjaunošanas ciklu skaits lielā mērā ir atkarīgs no iekārtas stāvokļa.
• Noteikti veiciet pārtraukumus starp atkopšanas cikliem un arī izpētiet, kā uzlādēt nolietotu akumulatoru. Šis laika periods ir nepieciešams, lai iekārta atdziest un temperatūras līmenis pazeminātos līdz vajadzīgajam līmenim.
• Uzlādes procedūra vai apmācības cikls tiek veikts tikai pieņemamā veidā temperatūras apstākļi: +5-+50 grādi. Ja jūs pārsniedzat šo skaitli, palielinās straujas neveiksmes iespējamība.
• Uzlādējot, pārliecinieties, ka spriegums nenokrīt zem 0,9 voltiem. Galu galā daži lādētāji neuzlādē, ja šī vērtība ir minimāla. Šādos gadījumos ir iespējams pieslēgt ārēju avotu, lai atjaunotu barošanu.
• Cikliskā restaurācija tiek veikta, ja ir zināma pieredze. Galu galā ne visus lādētājus var izmantot akumulatora izlādēšanai.
• Uzglabāšanas procedūra ietver vairākas vienkārši noteikumi. Barošanas avotu nav atļauts uzglabāt ārā vai telpās, kur temperatūras līmenis pazeminās līdz 0 grādiem. Tas izraisa elektrolītiskā sastāva sacietēšanu.

Ja vienlaikus tiek uzlādēts nevis viens, bet vairāki strāvas avoti, tad uzlādes pakāpe tiek uzturēta iestatītajā līmenī. Tāpēc nepieredzējuši patērētāji akumulatora atjaunošanu veic atsevišķi.

Nimh akumulatori ir efektīvi barošanas avoti, kurus aktīvi izmanto dažādu ierīču un bloku komplektēšanai. Tie izceļas ar noteiktām priekšrocībām un īpašībām. Pirms to izmantošanas ir jāņem vērā lietošanas pamatnoteikumi.

Video par Nimh baterijām

Divdesmitā gadsimta otrajā pusē viens no labākajiem uzlādējamajiem ķīmiskajiem enerģijas avotiem bija baterijas, kas izgatavotas, izmantojot niķeļa-kadmija tehnoloģiju. Tos joprojām plaši izmanto dažādās jomās to uzticamības un nepretenciozitātes dēļ.

Saturs

Kas ir niķeļa kadmija akumulators

Niķeļa-kadmija baterijas ir galvaniski uzlādējami strāvas avoti, kurus 1899. gadā Zviedrijā izgudroja Valdmars Jungners. Pirms 1932. gada to praktiskā izmantošana bija ļoti ierobežota izmantoto metālu augsto izmaksu dēļ salīdzinājumā ar svina-skābes akumulatoriem.

Uzlabojumi to ražošanas tehnoloģijās ievērojami uzlaboja to veiktspējas raksturlielumus un ļāva 1947. gadā izveidot noslēgtu, bez apkopes akumulatoru ar lieliskiem parametriem.

Ni-Cd akumulatora darbības princips un dizains

Šīs baterijas ražo elektrisko enerģiju kadmija (Cd) atgriezeniskā mijiedarbības procesā ar niķeļa oksīda hidroksīdu (NiOOH) un ūdeni, kā rezultātā veidojas niķeļa hidroksīds Ni(OH)2 un kadmija hidroksīds Cd(OH)2, kas izraisa elektromotora spēka parādīšanos.

Ni-Cd baterijas tiek ražotas noslēgtos korpusos, kuros ir elektrodi, kas atdalīti ar neitrālu separatoru, kas satur niķeli un kadmiju želejveida sārma elektrolīta (parasti kālija hidroksīda, KOH) šķīdumā.

Pozitīvais elektrods ir tērauda siets vai folija, kas pārklāta ar niķeļa oksīda-hidroksīda pastu, kas sajaukta ar vadošu materiālu

Negatīvs elektrods ir tērauda siets (folija) ar presētu porainu kadmiju.

Viena niķeļa-kadmija šūna spēj radīt aptuveni 1,2 voltu spriegumu, tāpēc, lai palielinātu akumulatoru spriegumu un jaudu, to konstrukcijā ir izmantoti daudzi paralēli savienoti elektrodi, kas atdalīti ar separatoriem.

Ni-Cd akumulatoru tehniskie parametri un veidi

Ni-Cd akumulatoriem ir šādi tehniskie parametri:

• viena elementa izlādes spriegums ir aptuveni 0,9-1 volts;
• elementa nominālais spriegums ir 1,2 V, lai iegūtu spriegumus 12v un 24v, tiek izmantots vairāku elementu virknes savienojums;
• pilnas uzlādes spriegums – 1,5-1,8 volti;
• darba temperatūra: no -50 līdz +40 grādiem;
• uzlādes-izlādes ciklu skaits: no 100 līdz 1000 (modernākajās akumulatoros - līdz 2000), atkarībā no izmantotās tehnoloģijas;
• pašizlādes līmenis: no 8 līdz 30% pirmajā mēnesī pēc pilnas uzlādes;
• īpatnējā enerģijas intensitāte – līdz 65 W*stunda/kg;
• kalpošanas laiks ir aptuveni 10 gadi.

Ni-Cd akumulatori tiek ražoti dažādos standarta izmēru gadījumos un nestandarta konstrukcijās, ieskaitot disku un aizzīmogotā veidā.

Kur tiek izmantotas niķeļa kadmija baterijas?

Šīs baterijas tiek izmantotas ierīcēs, kas patērē lielu strāvu un kurām darbības laikā ir arī liela slodze šādos gadījumos:

• trolejbusos un tramvajos;
• uz elektromobiļiem;
• jūras un upju transportā;
• helikopteros un lidmašīnās;
• elektroinstrumentos (skrūvgrieži, urbji, elektriskie skrūvgrieži un citi);
• elektriskie skuvekļi;
• militārajā ekipējumā;
• Pārnēsājami radioaparāti;
• radiovadāmās rotaļlietās;
• niršanas gaismās.

Šobrīd pievilkšanas dēļ vides prasībām Lielākā daļa populāro izmēru (un citu) akumulatoru tiek ražoti, izmantojot niķeļa-metāla hidrīda un litija jonu tehnoloģijas. Tajā pašā laikā joprojām tiek izmantotas daudzas dažāda izmēra NiCd baterijas, kas tika izlaistas pirms vairākiem gadiem.

Ni-Cd elementiem ir ilgs kalpošanas laiks, kas dažkārt pārsniedz 10 gadus, un tāpēc šāda veida akumulatorus joprojām var atrast daudzās elektroniskās ierīcēs, papildus tām, kas uzskaitītas iepriekš.

Ni-Cd akumulatora plusi un mīnusi

Šim akumulatora tipam ir šādas pozitīvas īpašības:

• ilgs kalpošanas laiks un uzlādes-izlādes ciklu skaits;
• ilgs kalpošanas laiks un uzglabāšana;
• ātras uzlādes iespēja;
• spēja izturēt lielas slodzes un zemas temperatūras;
• veiktspējas uzturēšana visnelabvēlīgākajos ekspluatācijas apstākļos;
• lēts;
• spēja uzglabāt šīs baterijas izlādētā stāvoklī līdz 5 gadiem;
• Vidējā pārlādes pretestība.

Tajā pašā laikā niķeļa-kadmija barošanas blokiem ir vairāki trūkumi:

• atmiņas efekta klātbūtne, kas izpaužas kā jaudas zudums, uzlādējot akumulatoru, negaidot pilnīgu izlādi;
• nepieciešamība pēc profilaktiskās apkopes (vairāki uzlādes-izlādes cikli), lai sasniegtu pilnu jaudu;
• pilnīgai akumulatora atjaunošanai pēc ilgstošas ​​uzglabāšanas nepieciešami trīs līdz četri pilni uzlādes-izlādes cikli;
• augsta pašizlāde (apmēram 10% pirmajā uzglabāšanas mēnesī), kā rezultātā akumulators gandrīz pilnībā izlādējas gada laikā pēc uzglabāšanas;
• zems enerģijas blīvums salīdzinājumā ar citām baterijām;
• kadmija augstā toksicitāte, kuras dēļ tie ir aizliegti vairākās valstīs, tostarp ES, nepieciešamība atbrīvoties no šādām baterijām, izmantojot īpašu aprīkojumu;
• lielāks svars salīdzinājumā ar mūsdienu akumulatoriem.

Atšķirība starp Ni-Cd un Li-Ion vai Ni-Mh avotiem

Baterijām ar aktīvām sastāvdaļām, tostarp niķeli un kadmiju, ir vairākas atšķirības no modernākiem litija jonu un niķeļa-metāla hidrīda barošanas avotiem:

• Ni-Cd elementiem, atšķirībā no variantiem, ir atmiņas efekts un tiem ir mazāka īpatnējā ietilpība ar vienādiem izmēriem;
• NiCd avoti ir nepretenciozāki un darbojas ļoti augstā temperatūrā. zemas temperatūras, daudzkārt izturīgāks pret pārlādēšanu un spēcīgu izlādi;
• Li-Ion un Ni-Mh akumulatori ir dārgāki, baidās no pārlādēšanas un spēcīgas izlādes, taču tiem ir mazāka pašizlāde;
• kalpošanas laiks un uzglabāšana Li-Ion akumulatori(2-3 gadi) ir vairākas reizes mazāks nekā Ni Cd produktiem (8-10 gadi);
• Niķeļa-kadmija avoti ātri zaudē kapacitāti, ja tos izmanto bufera režīmā (piemēram, UPS). Lai gan pēc tam tos var pilnībā atjaunot ar dziļu izlādi un uzlādi, labāk neizmantot Ni Cd izstrādājumus ierīcēs, kur tie tiek pastāvīgi uzlādēti;
• Identisks Ni-Cd un Ni-Mh akumulatoru uzlādes režīms ļauj izmantot vienus un tos pašus lādētājus, taču jāņem vērā fakts, ka niķeļa-kadmija akumulatoriem ir izteiktāks atmiņas efekts.

Pamatojoties uz esošajām atšķirībām, nav iespējams izdarīt nepārprotamu secinājumu par to, kuras baterijas ir labākas, jo visiem elementiem ir gan stiprās, gan vājās puses.

Darbības noteikumi

Darbības laikā Ni Cd barošanas avotos notiek vairākas izmaiņas, kas izraisa pakāpenisku veiktspējas pasliktināšanos un galu galā veiktspējas zudumu:

• samazinās elektrodu lietderīgā platība un masa;
• mainās elektrolīta sastāvs un tilpums;
• separators un organiskie piemaisījumi sadalās;
• tiek zaudēts ūdens un skābeklis;
• Strāvas noplūdes parādās kadmija dendrītu augšanas dēļ uz plāksnēm.

Lai līdz minimumam samazinātu akumulatora bojājumus, kas rodas tā darbības un uzglabāšanas laikā, ir jāizvairās no negatīvas ietekmes uz akumulatoru, kas saistīta ar šādiem faktoriem:

• nepilnīgi uzlādēta akumulatora uzlāde izraisa atgriezenisku tā jaudas zudumu, jo kristālu veidošanās rezultātā samazinās aktīvās vielas kopējais laukums;
• regulāra spēcīga pārlādēšana, kas izraisa pārkaršanu, pastiprinātu gāzu veidošanos, ūdens zudumu elektrolītā un iznīcina elektrodus (īpaši anodu) un separatoru;
• nepietiekama uzlāde, kas izraisa priekšlaicīgu akumulatora iztukšošanos;
• ilgstoša darbība ļoti zemās temperatūrās izraisa izmaiņas elektrolīta sastāvā un tilpumā, palielinās akumulatora iekšējā pretestība un pasliktinās tā darbības raksturlielumi, jo īpaši samazinās jauda.

Spēcīgi palielinoties spiedienam akumulatorā, ko izraisa strauja uzlāde ar lielu strāvu un spēcīga kadmija katoda degradācija, akumulatorā var izdalīties lieks ūdeņradis, kas izraisa strauju spiediena palielināšanos, kas var deformēt korpusu, traucēt montāžas blīvumu, palielināt iekšējo pretestību un samazināt darba spriegumu.

Akumulatoros, kas aprīkoti ar avārijas spiediena samazināšanas vārstu, var novērst deformācijas risku, bet neatgriezeniskas izmaiņas ķīmiskais sastāvs no baterijām nevar izvairīties.

Ni Cd akumulatori jāuzlādē ar strāvu 10% (ja nepieciešama ātra uzlāde speciālajos akumulatoros - ar strāvu līdz 100% 1 stundā) no to jaudas (piemēram, 100 mA ar jaudu 1000 mAh) uz 14-16 stundām. Labākais režīms to izlādei ir ar strāvu, kas vienāda ar 20% no akumulatora jaudas.

Kā atjaunot Ni Cd akumulatoru

Niķeļa-kadmija barošanas avotus jaudas zuduma gadījumā var gandrīz pilnībā atjaunot, izmantojot pilnīgu izlādi (līdz 1 voltam vienam elementam) un sekojošu uzlādi standarta režīmā. Šo bateriju apmācību var atkārtot vairākas reizes, lai pilnībā atjaunotu to kapacitāti.

Ja akumulatoru nav iespējams atjaunot, izlādējot un uzlādējot, varat mēģināt to atjaunot, izmantojot īsstrāvas impulsus (desmitiem reižu pārsniedzot atjaunojamā elementa jaudu) vairākas sekundes. Šis efekts novērš iekšējo īssavienojumu akumulatora šūnās, kas rodas dendrītu augšanas dēļ, tos sadedzinot ar spēcīgu strāvu. Ir īpaši rūpnieciski aktivatori, kas veic šādu efektu.

Šādu akumulatoru sākotnējās ietilpības pilnīga atjaunošana nav iespējama neatgriezenisku elektrolīta sastāva un īpašību izmaiņu, kā arī plākšņu degradācijas dēļ, taču tas ļauj pagarināt kalpošanas laiku.

Atgūšanas metode mājās sastāv no šādām darbībām:

• vads ar vismaz 1,5 kvadrātmilimetru šķērsgriezumu savieno atjaunojamā elementa mīnusu ar jaudīga akumulatora katodu, piemēram, automašīnas akumulatoru vai no UPS;
• otrais vads ir droši piestiprināts pie viena akumulatora anoda (pluss);
• 3-4 sekundes otrā vada brīvais gals tiek ātri pieskarties brīvajam pozitīvajam spailei (ar frekvenci 2-3 pieskārieni sekundē). Šajā gadījumā ir nepieciešams novērst vadu metināšanu savienojuma vietā;
• ar voltmetru pārbauda spriegumu uz atjaunojamo avotu; ja tā nav, tiek veikts vēl viens atjaunošanas cikls;
• kad uz akumulatora parādās elektromotora spēks, tas tiek uzlādēts;

Turklāt jūs varat mēģināt iznīcināt akumulatorā esošos dendritus, tos sasaldējot 2-3 stundas un pēc tam strauji piesitot. Sasaluši dendriti kļūst trausli un tiek iznīcināti trieciena rezultātā, kas teorētiski varētu palīdzēt no tiem atbrīvoties.

Ir arī ekstrēmākas atjaunošanas metodes, kas ietver destilēta ūdens pievienošanu veciem elementiem, izurbjot to korpusu. Taču pilnībā nodrošināt šādu elementu hermētiskumu nākotnē ir ļoti problemātiski. Tāpēc nevajadzētu taupīt naudu un pakļaut savu veselību saindēšanās riskam ar kadmija savienojumiem vairāku darbības ciklu ieguvuma dēļ.

Uzglabāšana un iznīcināšana

Labāk ir uzglabāt niķeļa-kadmija baterijas izlādētā stāvoklī zemā temperatūrā sausā vietā. Jo zemāka ir šādu akumulatoru uzglabāšanas temperatūra, jo zemāka ir to pašizlāde. Augstas kvalitātes modeļus var uzglabāt līdz 5 gadiem bez būtiskiem bojājumiem tehniskās specifikācijas. Lai tos nodotu ekspluatācijā, pietiek ar to uzlādi.

Vienā AA baterijā esošās kaitīgās vielas var piesārņot aptuveni 20 kvadrātmetrus teritorijas. Lai droši atbrīvotos no NiCd akumulatoriem, tie jānogādā pārstrādes punktos, no kurienes tiek transportēti uz rūpnīcām, kur tie jāiznīcina īpašās noslēgtās krāsnīs, kas aprīkotas ar filtriem, kas aiztur toksiskas vielas.

Jūs arī varētu interesēt

Ekspluatācija automašīnas akumulators ar nepilnīgu uzlādi var ļoti negatīvi ietekmēt ekspluatācijas īpašības Akumulators

Gadu no gada uzlādējamās baterijas turpina izspiest parastos akumulatorus no tirgus. Tas notiek tāpēc,

Visas baterijas ir sadalītas vairākos veidos. Ikdienā tos sauc savādāk, bet mūsdienu klasifikāciju

Spilgti, pievilcīgi akumulatori, kas rosina domas par Formula 1 sacīkstēm, krāsainas krāsas, ergonomiskas formas, šis