Pin hiđrua kim loại. Pin niken-cađimi

Pin hyđrua kim loại niken là một nguồn dòng điện dựa trên phản ứng hóa học. Được đánh dấu bằng Ni-MH. Về mặt cấu trúc, chúng tương tự như pin niken-cadmium (Ni-Cd) đã được phát triển trước đây, và về mặt phản ứng hóa học diễn ra, chúng tương tự như pin niken-hydro. Chúng được xếp vào nhóm cung cấp năng lượng kiềm.

Chuyến tham quan lịch sử

Nhu cầu về nguồn điện có thể sạc lại đã xuất hiện từ rất lâu. Đối với các loại công nghệ khác nhau, các mô hình nhỏ gọn với khả năng lưu trữ điện tích tăng lên là rất cần thiết. Nhờ chương trình không gian, một phương pháp đã được phát triển để lưu trữ hydro trong pin dự trữ. Đây là những mẫu vật niken hydro đầu tiên.

Xem xét thiết kế, các yếu tố chính được làm nổi bật:

1. điện cực (hiđro hiđro kim loại);
2. cực âm (niken oxit);
3. chất điện giải (kali hiđroxit).

Vật liệu điện cực được sử dụng trước đây không ổn định. Nhưng các thí nghiệm và nghiên cứu liên tục dẫn đến thực tế là đã thu được chế phẩm tối ưu. Hiện tại, lantan và niken hyđrit (La-Ni-CO) được sử dụng để sản xuất điện cực. Nhưng các nhà sản xuất khác nhau cũng sử dụng các hợp kim khác, trong đó niken hoặc một phần của nó được thay thế bằng nhôm, coban, mangan, giúp ổn định và kích hoạt hợp kim.

Thực hiện các phản ứng hóa học

Khi sạc và xả, các phản ứng hóa học xảy ra bên trong pin liên quan đến việc hấp thụ hydro. Các phản ứng có thể được viết như sau.

• Trong khi tích điện: Ni (OH) 2 + M → NiOOH + MH.
• Trong quá trình phóng điện: NiOOH + MH → Ni (OH) 2 + M.

Các phản ứng sau đây xảy ra ở catot với sự giải phóng các electron tự do:

• Trong quá trình tích điện: Ni (OH) 2 + OH → NiOOH + H2O + e.
• Trong quá trình phóng điện: NiOOH + H2O + e → Ni (OH) 2 + OH.

Ở cực dương:

• Trong quá trình tích điện: M + H2O + e → MH + OH.
• Trong quá trình phóng điện: MH + OH → M +. H2O + e.

Thiết kế pin

Sản xuất chính của pin hyđrua kim loại niken được sản xuất dưới hai dạng: hình lăng trụ và hình trụ.

Tế bào Ni-MH hình trụ

Thiết kế bao gồm:

• thân hình trụ;
• vỏ hộp;
• van;
• nắp van;
• cực dương;
• bộ thu cực dương;
• cực âm;
• vòng điện môi;
• dải phân cách;
• vật liệu cách điện.

Cực dương và cực âm được ngăn cách bởi một dải phân cách. Thiết kế này được cuộn lại và đặt trong hộp đựng pin. Niêm phong được thực hiện với một nắp và một miếng đệm. Một van an toàn được cung cấp trên nắp. Nó được thiết kế để khi áp suất bên trong bộ tích lũy tăng lên 4 MPa, khi được kích hoạt, nó sẽ giải phóng các hợp chất bay hơi dư thừa được hình thành trong các phản ứng hóa học.

Nhiều người gặp phải tình trạng nguồn điện bị ướt hoặc bị lật. Đây là kết quả của hoạt động của van khi quá tải. Các đặc tính thay đổi và hoạt động tiếp theo của chúng là không thể. Khi không có nó, pin chỉ bị phồng lên và mất hoàn toàn hiệu suất.

Tế bào Ni-MH lăng trụ

Thiết kế bao gồm các yếu tố sau:

Thiết kế lăng trụ giả định vị trí xen kẽ của các cực dương và cực âm với sự phân tách của chúng bằng một dải phân cách. Được thu thập theo cách này trong một khối, chúng được đặt trong trường hợp. Cơ thể được làm bằng nhựa hoặc kim loại. Bìa niêm phong cấu trúc. Để đảm bảo an toàn và kiểm soát trạng thái của pin, một cảm biến áp suất và một van được đặt trên nắp.

Một chất kiềm được sử dụng làm chất điện phân - hỗn hợp của kali hydroxit (KOH) và lithi hydroxit (LiOH).

Đối với tế bào Ni-MH, polypropylene hoặc polyamide không dệt hoạt động như một chất cách điện. Độ dày của vật liệu là 120–250 µm.

Để sản xuất cực dương, các nhà sản xuất sử dụng gốm kim loại. Nhưng gần đây, các polyme xốp và nỉ đã được sử dụng để giảm giá thành.

Các công nghệ khác nhau được sử dụng trong sản xuất cực âm:

Thông số kỹ thuật

Vôn. Khi rảnh, mạch pin bên trong sẽ mở. Và nó là khá khó khăn để đo lường nó. Khó khăn là do sự cân bằng của thế trên các điện cực. Nhưng sau khi sạc đầy, sau một ngày, điện áp của tế bào là 1,3-1,35V.

Điện áp phóng điện ở dòng điện không quá 0,2A và nhiệt độ môi trường 25 ° C là 1,2-1,25V. Giá trị nhỏ nhất là 1V.

Công suất năng lượng, W ∙ h / kg:

• lý thuyết – 300;
• riêng – 60–72.

Khả năng tự xả phụ thuộc vào nhiệt độ bảo quản. Bảo quản ở nhiệt độ phòng gây hao hụt tới 30% công suất trong tháng đầu tiên. Sau đó, tốc độ giảm xuống còn 7% trong 30 ngày.

Các thông số khác:

• Động lực điện (EMF) - 1,25V.
• Mật độ năng lượng - 150 W ∙ h / dm3.
• Nhiệt độ hoạt động - từ -60 đến + 55 ° С.
• Thời lượng hoạt động - lên đến 500 chu kỳ.

Sạc và kiểm soát thích hợp

Bộ sạc được sử dụng để lưu trữ năng lượng. Nhiệm vụ chính của các mô hình rẻ tiền là cung cấp điện áp ổn định. Để sạc lại pin hyđrua kim loại niken, cần có điện áp khoảng 1,4-1,6V. Trong trường hợp này, cường độ dòng điện phải bằng 0,1 dung lượng pin.

Ví dụ: nếu dung lượng được khai báo là 1200 mAh, thì dòng sạc theo đó phải được chọn gần hoặc bằng 120 mA (0,12A).

Tính năng sạc nhanh và tăng tốc được áp dụng. Quá trình sạc nhanh mất 1 giờ. Quá trình tăng tốc kéo dài đến 5 giờ. Quá trình chuyên sâu như vậy được kiểm soát bởi những thay đổi về điện áp và nhiệt độ.

Thời gian sạc bình thường lên đến 16 giờ. Để giảm thời gian sạc, bộ sạc hiện đại thường được sản xuất theo ba giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên là sạc nhanh với dòng điện bằng dung lượng danh định của pin hoặc cao hơn. Giai đoạn thứ hai là với dòng công suất 0,1. Giai đoạn thứ ba - với dòng điện từ 0,05–0,02 công suất.

Quá trình sạc phải được giám sát. Sạc quá mức có hại cho tình trạng của pin. Lưu lượng khí cao sẽ khiến van an toàn hoạt động và chất điện phân sẽ thoát ra ngoài.

Việc kiểm soát được thực hiện theo các phương pháp sau:

Ưu điểm và nhược điểm của tế bào Ni-MH

Pin thế hệ mới nhất không mắc phải căn bệnh như "hiệu ứng bộ nhớ". Nhưng sau thời gian bảo quản dài ngày (hơn 10 ngày) vẫn phải xả hết mới sạc. Khả năng xảy ra hiệu ứng trí nhớ do không hành động.

Tăng khả năng lưu trữ năng lượng

Sự thân thiện với môi trường được đảm bảo bởi các vật liệu hiện đại. Việc chuyển đổi sang chúng đã tạo điều kiện thuận lợi đáng kể cho việc xử lý các phần tử đã qua sử dụng.

Đối với những thiếu sót, cũng có rất nhiều trong số chúng:

• tản nhiệt cao;
• phạm vi nhiệt độ hoạt động nhỏ (từ -10 đến + 40 ° C), mặc dù các nhà sản xuất công bố các chỉ số khác;
• khoảng thời gian nhỏ của hoạt động hiện tại;
• tự phóng điện cao;
• không tuân thủ các cực sẽ phá hủy pin;
• lưu trữ trong một thời gian ngắn.

Lựa chọn theo công suất và hoạt động

Trước khi mua pin Ni-MH, bạn nên quyết định dung lượng của chúng. Hiệu suất cao không phải là giải pháp cho tình trạng thiếu hụt năng lượng. Dung lượng tế bào càng cao thì khả năng tự phóng điện càng rõ rệt.

Các tế bào hyđrua kim loại niken hình trụ có sẵn với số lượng lớn với kích thước được đánh dấu AA hoặc AAA. Có biệt danh phổ biến là ngón tay - aaa và ngón út - aa. Bạn có thể mua chúng ở tất cả các cửa hàng điện và điện tử.

Thực tế cho thấy, pin có dung lượng 1200-3000 mAh, cỡ aaa, được sử dụng cho đầu đĩa, máy ảnh và các thiết bị điện tử tiêu thụ điện lớn khác.

Pin có dung lượng 300–1000 mAh, cỡ aa thông thường được sử dụng trên các thiết bị tiêu thụ ít hoặc không tiêu thụ năng lượng (bộ đàm, đèn pin, định vị).

Trước đây, pin hyđrua kim loại được sử dụng rộng rãi được sử dụng trong tất cả các thiết bị di động. Các phần tử đơn lẻ được lắp đặt trong một hộp do nhà sản xuất thiết kế để dễ lắp đặt. Chúng thường được đánh dấu EN. Chúng chỉ có thể được mua từ các đại diện chính thức của nhà sản xuất.

Từ kinh nghiệm điều hành

Tế bào NiMH được quảng cáo rộng rãi là tế bào năng lượng cao, chịu lạnh và không nhớ. Sau khi mua một chiếc máy ảnh kỹ thuật số Canon PowerShot A 610, tôi đương nhiên trang bị cho nó một bộ nhớ dung lượng lớn cho 500 bức ảnh chất lượng cao, và để tăng thời lượng chụp, tôi đã mua 4 cell NiMH với dung lượng 2500 mAh từ Duracell.

Hãy so sánh đặc điểm của các yếu tố do ngành sản xuất:

Thông số		Ion liti Li-ion	Nickel Cadmium NiCd	Niken- hiđrua kim loại NiMH	Axit chì Pb
Thời gian phục vụ, chu kỳ sạc / xả		1-1,5 năm	500-1000		3 00-5000
Công suất năng lượng, W * h / kg
Dòng xả, dung lượng pin mA *
Điện áp của một phần tử, V
Tỷ lệ tự xả		2-5% mỗi tháng	10% cho ngày đầu tiên, 10% cho mỗi tháng tiếp theo	cao gấp 2 lần NiCd	40% trong năm
Phạm vi nhiệt độ cho phép, độ C	sạc
	detente		-20... +65
Dải điện áp cho phép, V		2,5-4,3 (than cốc), 3,0-4,3 (than chì)			5,25-6,85 (đối với pin 6 B), 10,5-13,7 (đối với pin 12 V)

Bảng 1.

Từ bảng này, chúng ta có thể thấy các tế bào NiMH có công suất năng lượng cao, điều này khiến chúng trở thành lựa chọn ưu tiên.

Để sạc chúng, một bộ sạc thông minh DESAY Full-Power Harger đã được mua, cung cấp khả năng sạc các tế bào NiMH khi chúng được đào tạo. Các tế bào được sạc với chất lượng cao, nhưng ... Tuy nhiên, ở lần sạc thứ sáu, nó đã ra lệnh sống rất lâu. Điện tử cháy hết.

Sau khi thay thế bộ sạc và một số chu kỳ sạc-xả, pin bắt đầu hoạt động trong mười lần chụp thứ hai hoặc thứ ba.

Hóa ra là bất chấp những đảm bảo, các tế bào NiMH cũng có bộ nhớ.

Và hầu hết các thiết bị di động hiện đại sử dụng chúng đều có tính năng bảo vệ tích hợp giúp tắt nguồn khi đạt đến một điện áp tối thiểu nhất định. Điều này ngăn không cho pin được xả hết. Đây là nơi bộ nhớ của các phần tử bắt đầu phát huy vai trò của nó. Các tế bào được xả không đầy đủ sẽ nhận được một lần sạc không đầy đủ và dung lượng của chúng giảm xuống sau mỗi lần sạc lại.

Bộ sạc chất lượng cho phép sạc mà không bị giảm dung lượng. Nhưng tôi không thể tìm thấy điều gì đó trên bán loại này cho các tế bào có dung lượng 2500mAh. Nó vẫn là để đào tạo định kỳ cho họ.

Đào tạo tế bào NiMH

Mọi thứ được viết dưới đây không áp dụng cho các tế bào pin có khả năng tự phóng điện mạnh. ... Chúng chỉ có thể bị vứt bỏ, kinh nghiệm cho thấy chúng không thể được đào tạo.

Quá trình đào tạo tế bào NiMH bao gồm một số (1-3) chu kỳ xả - sạc.

Quá trình xả được thực hiện cho đến khi điện áp trên cell pin giảm xuống 1V. Nên xả từng tế bào. Lý do là khả năng phụ trách có thể khác nhau. Và nó sẽ mạnh hơn khi bạn sạc mà không cần đào tạo. Do đó, việc bảo vệ điện áp của thiết bị (đầu đĩa, máy ảnh, ...) hoạt động sớm và việc sạc phần tử chưa được sạc tiếp theo sẽ xảy ra. Kết quả là ngày càng mất công suất.

Việc xả phải được thực hiện trong một thiết bị đặc biệt (Hình 3), cho phép nó được thực hiện riêng lẻ cho từng phần tử. Nếu không có điều khiển điện áp, thì phóng điện được thực hiện cho đến khi độ sáng của đèn giảm đi đáng kể.

Và nếu bạn đo thời gian cháy của bóng đèn, bạn có thể xác định được dung lượng của pin, nó được tính theo công thức:

Công suất \u003d Dòng xả x Thời gian xả \u003d I x t (A * giờ)

Một pin có công suất 2500 mA giờ có khả năng cung cấp dòng điện 0,75 A cho tải trong 3,3 giờ, nếu thời gian thu được do phóng điện tương ứng là ít hơn và dung lượng dư ít hơn. Và với việc giảm dung lượng cần thiết, bạn cần tiếp tục đào tạo pin.

Bây giờ, để xả các tế bào pin, tôi sử dụng một thiết bị được làm theo sơ đồ thể hiện trong Hình 3.

Nó được làm từ một bộ sạc cũ và trông như thế này:

Hiện tại chỉ có 4 bóng đèn, như trong Hình 3. Cần phải nói riêng về bóng đèn. Nếu đèn có dòng phóng điện bằng danh định đối với pin đã cho hoặc nhỏ hơn một chút, nó có thể được sử dụng làm tải và đèn báo, nếu không đèn chỉ là đèn báo. Khi đó điện trở phải có giá trị sao cho tổng điện trở của El 1-4 và điện trở song song R 1-4 là khoảng 1,6 ôm. Việc thay thế một bóng đèn bằng một đèn LED là không thể chấp nhận được.

Một ví dụ về bóng đèn có thể được sử dụng làm tải là bóng đèn pin 2,4V krypton.

Một trường hợp đặc biệt.

Chú ý! Các nhà sản xuất không đảm bảo hoạt động bình thường của pin với dòng sạc vượt quá dòng sạc nhanh mà tôi sạc phải nhỏ hơn dung lượng pin. Vì vậy, đối với pin có công suất 2500mA * giờ, nó nên dưới 2,5A.

Điều xảy ra là các tế bào NiMH sau khi phóng điện có điện thế nhỏ hơn 1,1 V. Trong trường hợp này, cần phải áp dụng kỹ thuật được mô tả trong bài báo trên trên tạp chí MIR PC. Một phần tử hoặc dãy phần tử được nối với nguồn điện qua bóng đèn ô tô 21 W.

Một lần nữa, tôi muốn thu hút sự chú ý của bạn! Tự phóng điện của các phần tử như vậy phải được kiểm tra! Trong hầu hết các trường hợp, đó là các phần tử có điện áp giảm đã tự phóng điện tăng lên. Những yếu tố này dễ bị vứt bỏ hơn.

Sạc được ưu tiên cho từng phần tử.

Đối với hai tế bào có hiệu điện thế 1,2 V, điện áp sạc không được vượt quá 5-6 V. Khi sạc cưỡng bức, đèn cũng là một chỉ báo. Khi độ sáng của bóng đèn giảm, bạn có thể kiểm tra điện áp trên ô NiMH. Nó sẽ lớn hơn 1,1 V. Thông thường, lần sạc tăng cường ban đầu này mất từ \u200b\u200b1 đến 10 phút.

Nếu một tế bào NiMH không tăng điện áp trong quá trình sạc cưỡng bức trong vài phút, nó sẽ nóng lên - đây là lý do để loại bỏ nó khỏi bộ sạc và loại bỏ nó.

Tôi khuyên bạn chỉ nên sử dụng bộ sạc có khả năng đào tạo (tái tạo) các tế bào khi sạc lại. Nếu không có những điều đó, thì sau 5-6 chu kỳ làm việc trong thiết bị, không cần đợi mất công suất hoàn toàn, hãy huấn luyện chúng và loại bỏ các phần tử có khả năng tự phóng điện mạnh.

Và họ sẽ không làm bạn thất vọng.

Trong một trong những diễn đàn đã bình luận về bài viết này "viết một cách ngu ngốc, nhưng không có gì khác". Vì vậy, điều này không phải là" ngu ngốc ", mà đơn giản và có sẵn để thực hiện trong nhà bếp cho tất cả những người cần trợ giúp. Nghĩa là, càng đơn giản càng tốt. Nâng cao có thể đặt bộ điều khiển, kết nối máy tính, ......, nhưng đó là cách khác lịch sử.

Vì vậy, nó không có vẻ ngu ngốc

Có bộ sạc "thông minh" cho các tế bào NiMH.

Bộ sạc như vậy hoạt động với từng pin riêng biệt.

Anh ấy có thể:

1. hoạt động riêng với từng pin ở các chế độ khác nhau,
2. sạc pin ở chế độ nhanh và chậm,
3. màn hình LCD riêng cho từng ngăn pin,
4. sạc độc lập cho từng loại pin,
5. sạc một đến bốn pin có dung lượng và kích cỡ khác nhau (AA hoặc AAA),
6. bảo vệ pin khỏi quá nóng,
7. bảo vệ mỗi pin khỏi sạc quá mức,
8. xác định thời điểm kết thúc quá trình sạc bằng cách giảm điện áp,
9. xác định pin bị lỗi,
10. xả trước pin đến điện áp dư,
11. khôi phục pin cũ (đào tạo sạc-xả),
12. kiểm tra dung lượng của pin,
13. hiển thị trên màn hình LCD: - dòng điện, điện áp, phản ánh công suất hiện tại.

Quan trọng nhất, tôi nhấn mạnh, loại thiết bị này cho phép bạn làm việc riêng lẻ với từng viên pin.

Theo đánh giá của người dùng, bộ sạc như vậy cho phép bạn khôi phục hầu hết các pin bị bỏ quên và những pin có thể sử dụng để vận hành toàn bộ tuổi thọ được đảm bảo.

Rất tiếc là mình không dùng loại sạc như vậy, vì đơn giản là ở các tỉnh không mua được, nhưng trên các diễn đàn bạn có thể tìm thấy nhiều review.

Điều quan trọng nhất là không được sạc ở dòng điện cao, mặc dù chế độ được công bố với dòng điện từ 0,7 - 1A, đây vẫn là một thiết bị có kích thước nhỏ và có thể tiêu hao công suất từ \u200b\u200b2-5 watt.

Phần kết luận

Bất kỳ quá trình phục hồi pin NiMh nào đều là công việc riêng lẻ (với từng phần tử riêng lẻ). Với việc giám sát liên tục và loại bỏ các phần tử không nhận sạc.

Và tốt nhất là bạn nên xây dựng lại chúng bằng bộ sạc thông minh cho phép bạn từ chối riêng lẻ và sạc-xả theo chu kỳ với từng ô. Và vì các thiết bị như vậy không tự động hoạt động với pin có dung lượng bất kỳ, chúng dành cho các tế bào có dung lượng xác định nghiêm ngặt hoặc phải có dòng điện sạc và xả được kiểm soát!

Lịch sử phát minh

Nghiên cứu về công nghệ pin NiMH bắt đầu từ những năm 70 của thế kỷ XX và được thực hiện như một nỗ lực để khắc phục những thiếu sót. Tuy nhiên, các hợp chất hiđrua kim loại được sử dụng vào thời điểm đó không ổn định và không đạt được các đặc tính cần thiết. Kết quả là quá trình phát triển pin NiMH bị đình trệ. Các hợp chất hyđrua kim loại mới, đủ ổn định để sử dụng trong pin, được phát triển vào năm 1980. Từ cuối những năm 1980, pin NiMH liên tục được cải tiến, chủ yếu về mật độ năng lượng. Các nhà phát triển của họ lưu ý rằng công nghệ NiMH có tiềm năng đạt được mật độ năng lượng cao hơn nữa.

Thông số

• Tiêu thụ năng lượng lý thuyết (Wh / kg): 300 Wh / kg.
• Tiêu thụ năng lượng cụ thể: khoảng - 60-72 Wh / kg.
• Mật độ năng lượng riêng (W · h / dm ³): khoảng - 150 W · h / dm³.
• EMF: 1,25.
• Nhiệt độ hoạt động: −60 ... + 55 ° C. (- 40 ... +55)
• Tuổi thọ: khoảng 300-500 chu kỳ sạc / xả.

Sự miêu tả

Pin hyđrua kim loại niken có dạng "Krone", thường có điện áp ban đầu là 8,4 vôn, giảm dần điện áp xuống còn 7,2 vôn, sau đó, khi nguồn pin cạn kiệt, điện áp giảm nhanh chóng. Loại pin này được thiết kế để thay thế pin niken cadmium. Pin hyđrua kim loại niken có dung lượng nhiều hơn khoảng 20% \u200b\u200bcho cùng kích thước, nhưng tuổi thọ ngắn hơn - từ 200 đến 300 chu kỳ sạc / xả. Khả năng tự phóng điện cao hơn khoảng 1,5-2 lần so với pin niken-cadmium.

Pin NiMH thực tế không bị "hiệu ứng bộ nhớ". Điều này có nghĩa là bạn có thể sạc pin đã xả không hoàn toàn nếu pin không được lưu trữ trong hơn vài ngày ở trạng thái này. Nếu pin đã được xả một phần và sau đó không sử dụng trong thời gian dài (hơn 30 ngày), thì phải xả hết pin trước khi sạc.

Thân thiện với môi trường.

Chế độ hoạt động thuận lợi nhất: sạc hiện tại thấp, 0,1 công suất danh định, thời gian sạc - 15-16 giờ (khuyến nghị của nhà sản xuất điển hình).

Lưu trữ

Bảo quản pin đã sạc đầy trong tủ lạnh, nhưng không được để dưới 0 độ. Trong quá trình bảo quản, nên kiểm tra điện áp thường xuyên (1-2 tháng / lần). Nó không được giảm xuống dưới 1,37. Nếu điện áp giảm, cần phải sạc lại pin. Loại pin sạc duy nhất có thể được lưu trữ đã xả là pin sạc Ni-Cd.

Pin NiMH tự xả thấp (LSD NiMH)

Pin hyđrua niken-kim loại tự phóng điện thấp, LSD NiMH, được Sanyo giới thiệu lần đầu tiên vào tháng 11 năm 2005 với thương hiệu Eneloop. Sau đó, nhiều nhà sản xuất toàn cầu đã giới thiệu pin LSD NiMH của họ.

Loại pin này có khả năng tự phóng điện giảm, có nghĩa là nó có thời gian sử dụng lâu hơn so với pin NiMH thông thường. Pin được bán trên thị trường là "sẵn sàng sử dụng" hoặc "sạc trước" và được bán trên thị trường như là sản phẩm thay thế cho pin kiềm.

So với pin NiMH thông thường, pin LSD NiMH hữu ích nhất khi có thể trôi qua hơn ba tuần kể từ khi sạc và sử dụng pin. Pin NiMH thông thường mất tới 10% dung lượng sạc trong vòng 24 giờ đầu tiên sau khi sạc, sau đó dòng điện tự xả ổn định ở mức 0,5% dung lượng mỗi ngày. Đối với LSD NiMH, điều này thường nằm trong khoảng 0,04% đến 0,1% công suất mỗi ngày. Các nhà sản xuất tuyên bố rằng bằng cách cải tiến chất điện phân và điện cực, những lợi thế sau của LSD NiMH đã đạt được so với công nghệ cổ điển:

Trong số những thiếu sót, cần lưu ý dung lượng tương đối nhỏ hơn một chút. Hiện tại (2012) dung lượng hộ chiếu tối đa đạt được của LSD là 2700 mAh.

Tuy nhiên, khi kiểm tra pin Sanyo Eneloop XX với dung lượng hộ chiếu 2500mAh (tối thiểu 2400mAh), hóa ra tất cả pin trong lô 16 chiếc (sản xuất tại Nhật Bản, bán tại Hàn Quốc) đều có dung lượng lớn hơn - từ 2550 mAh đến 2680 mAh ... Đã thử nghiệm với bộ sạc LaCrosse BC-9009.

Danh sách không đầy đủ về pin lưu trữ lâu dài (tự phóng điện thấp):

• Prolife của Fujicell
• Ready2Use Accu của Varta
• AccuEvolution của AccuPower
• Tính phí trước hỗn hợp, bạch kim và OPP bởi Rayovac
• eloop của Sanyo
• eniTime của Yuasa
• Infinium của Panasonic
• ReCyko của Gold Peak
• Instant bằng Vapex
• Hybrio của Uniross
• Cycle Energy của Sony
• MaxE và MaxE Plus từ Ansmann
• EnergyOn của NexCell
• ActiveCharge / StayCharged / Pre-Charged / Accu của Duracell
• Tính phí trước bởi Kodak
• nx sẵn sàng bởi năng lượng ENIX
• Imedion từ
• Pleomax E-Lock của Samsung
• Centura bởi Tenergy
• Ecomax của CDR King
• R2G từ Lenmar
• LSD đã sẵn sàng để sử dụng bởi Turnigy

Các lợi ích khác của pin NiMH tự phóng điện thấp (LSD NiMH)

Pin hyđrua kim loại niken tự phóng điện thấp thường có điện trở bên trong thấp hơn đáng kể so với pin NiMH thông thường. Điều này rất có lợi trong các ứng dụng tiêu thụ cao hiện nay:

• Điện áp ổn định hơn
• Giảm sinh nhiệt, đặc biệt ở các chế độ sạc / xả nhanh
• Hiệu quả cao hơn
• Công suất dòng xung cao (Ví dụ: đèn flash máy ảnh sạc nhanh hơn)
• Khả năng hoạt động liên tục trong các thiết bị có mức tiêu thụ điện năng thấp (Ví dụ: điều khiển từ xa, đồng hồ.)

Phương thức sạc

Quá trình sạc được thực hiện với dòng điện ở hiệu điện thế trên tế bào lên đến 1,4 - 1,6 V. Điện áp trên một tế bào được sạc đầy không tải là 1,4 V. Điện áp dưới tải thay đổi từ 1,4 đến 0,9 V. pin đã xả là 1,0 - 1,1 V (xả thêm có thể làm hỏng tế bào). Để sạc pin, sử dụng dòng điện trực tiếp hoặc xung với xung âm ngắn hạn (để khôi phục hiệu ứng "bộ nhớ", phương pháp "Sạc xung âm FLEX" hoặc "Sạc phản xạ").

Giám sát sự kết thúc của phí bằng cách thay đổi điện áp

Một trong những phương pháp để xác định điện tích cuối là phương pháp -ΔV. Hình ảnh cho thấy một đồ thị của điện áp tế bào khi sạc. Bộ sạc sạc pin với dòng điện không đổi. Sau khi pin được sạc đầy, điện áp trên nó bắt đầu giảm. Hiệu ứng này chỉ được quan sát thấy ở dòng sạc đủ cao (0,5C..1C). Bộ sạc sẽ phát hiện sự rơi này và tắt sạc.

Ngoài ra còn có cái gọi là "inflexion" - một phương pháp để xác định thời điểm kết thúc sạc nhanh. Bản chất của phương pháp này không phải là điện áp tối đa trên pin được phân tích, mà là giá trị lớn nhất của đạo hàm điện áp theo thời gian. Tức là, sạc nhanh sẽ dừng tại thời điểm tốc độ tăng điện áp là tối đa. Điều này cho phép giai đoạn sạc nhanh hoàn thành sớm hơn, khi nhiệt độ pin vẫn chưa tăng đáng kể. Tuy nhiên, phương pháp này yêu cầu đo điện áp với độ chính xác cao hơn và một số phép tính toán học (tính toán đạo hàm và lọc kỹ thuật số của giá trị thu được).

Kiểm soát việc kết thúc phí bằng cách thay đổi nhiệt độ

Khi một tế bào được tích điện bằng dòng điện một chiều, hầu hết năng lượng điện được chuyển thành năng lượng hóa học. Khi pin được sạc đầy, năng lượng điện được cung cấp sẽ được chuyển hóa thành nhiệt. Với dòng sạc đủ lớn, bạn có thể xác định thời điểm kết thúc sạc bằng nhiệt độ cell tăng mạnh bằng cách lắp cảm biến nhiệt độ pin. Nhiệt độ tối đa cho phép của pin là 60 ° C.

Lĩnh vực sử dụng

Thay thế một tế bào điện tiêu chuẩn, xe điện, máy khử rung tim, tên lửa và công nghệ vũ trụ, hệ thống cung cấp điện tự hành, thiết bị vô tuyến, thiết bị chiếu sáng.

Lựa chọn dung lượng pin

Khi sử dụng pin NiMH, không phải lúc nào bạn cũng phải chạy theo dung lượng lớn. Pin càng có dung lượng thì dòng điện tự xả của nó càng cao (những thứ khác bằng nhau). Ví dụ, chúng ta hãy xem xét pin có dung lượng 2500 mAh và 1900 mAh. Ví dụ, pin được sạc đầy và không được sử dụng trong một tháng, sẽ mất một phần công suất điện do hiện tượng tự phóng điện. Pin dung lượng lớn hơn sẽ mất khả năng sạc nhanh hơn nhiều so với pin ít dung lượng hơn. Vì vậy, ví dụ, sau một tháng, các pin sẽ có mức sạc xấp xỉ bằng nhau, và sau một thời gian dài hơn nữa, pin ban đầu có dung lượng lớn hơn sẽ chứa mức sạc nhỏ hơn.

Từ quan điểm thực tế, pin dung lượng cao (1500-3000 mAh cho pin AA) có ý nghĩa khi sử dụng trong các thiết bị có mức tiêu thụ năng lượng cao trong thời gian ngắn và không cần lưu trữ trước. Ví dụ:

• Trong các mô hình điều khiển bằng sóng vô tuyến;
• Trong máy ảnh - để tăng số lượng ảnh được chụp trong một khoảng thời gian tương đối ngắn;
• Trong các thiết bị khác, trong đó điện tích sẽ cạn kiệt trong thời gian tương đối ngắn.

Pin dung lượng thấp (300-1000 mAh cho pin AA) phù hợp hơn cho các trường hợp sau:

• Khi việc sử dụng sạc không bắt đầu ngay sau khi sạc mà phải sau một thời gian dài;
• Để sử dụng định kỳ cho các thiết bị (đèn cầm tay, định vị GPS, đồ chơi, bộ đàm);
• Để sử dụng lâu dài trong thiết bị có mức tiêu thụ điện năng vừa phải.

Nhà sản xuất của

Pin hyđrua kim loại niken được sản xuất bởi nhiều công ty khác nhau, bao gồm:

• Camelion
• Lenmar
• Sức mạnh của chúng ta
• NGUỒN NIAI
• Không gian

Xem thêm

Văn chương

• Bộ tích lũy Khrustalev D.A. M: Ngọc lục bảo, 2003.

Ghi chú

Liên kết

• GOST 15596-82 Nguồn dòng điện hóa học. Điều khoản và Định nghĩa
• GOST R IEC 61436-2004 Pin hyđrua niken-kim loại kín
• GOST R IEC 62133-2004 Ắc quy và pin lưu trữ có chứa kiềm và các chất điện phân không axit khác. Yêu cầu an toàn đối với ắc quy kín di động và pin từ chúng để sử dụng di động

Tế bào Galvanic	Daniel Galvanic Cell | Nguyên tố kiềm | | Yếu tố khô | Yếu tố cô đặc | Tế bào không khí kẽm | Yếu tố Weston bình thường
Pin điện	Axit chì | Bạc kẽm | Niken-Cadmium | Hiđrua kim loại niken | Pin niken-kẽm | Ion Lithium | Lithium Polymer | Lithium Sắt Sulfide | Lithium Sắt Phosphate | Lithium Titanate | Vanadium | Sắt-niken
Pin nhiên liệu	Metanol trực tiếp | Oxit rắn | Kiềm
Mô hình

Pin Nimh là nguồn cung cấp năng lượng được xếp vào loại pin kiềm. Chúng tương tự như pin lưu trữ niken-hydro. Nhưng mức độ năng lượng của chúng cao hơn.

Thành phần bên trong của pin ni mh tương tự như thành phần của bộ nguồn niken-cadmium. Để chuẩn bị một kết luận dương tính, một nguyên tố hóa học như vậy, niken, được sử dụng, một nguyên tố âm tính - một hợp kim bao gồm các kim loại hydro loại hấp thụ.

Có một số thiết kế điển hình của pin hyđrua kim loại niken:

• Hình trụ. Để tách các dây dẫn mang dòng điện, một bộ phân tách được sử dụng, có hình dạng của hình trụ. Một van khẩn cấp tập trung trên nắp, mở nhẹ khi áp suất tăng đáng kể.
• Lăng kính. Trong pin hyđrua kim loại niken như vậy, các điện cực được sắp xếp xen kẽ. Một dấu phân cách được sử dụng để tách chúng ra. Để chứa các yếu tố chính, một vỏ được làm từ nhựa hoặc hợp kim đặc biệt được sử dụng. Để kiểm soát áp suất, một van hoặc một cảm biến được đưa vào vỏ.

Trong số những ưu điểm của nguồn điện như vậy là:

• Các thông số năng lượng cụ thể của nguồn điện tăng lên trong quá trình hoạt động.
• Không có cadimi được sử dụng trong việc chuẩn bị các phần tử dẫn điện. Do đó, không có vấn đề gì với việc thải bỏ pin.
• Thiếu một loại "hiệu ứng bộ nhớ". Do đó, không cần thiết phải tăng công suất.
• Để đối phó với điện áp phóng điện (để hạ thấp nó), các chuyên gia xả thiết bị xuống 1 V 1-2 lần một tháng.

Trong số các hạn chế liên quan đến pin hyđrua kim loại niken, có:

• Tuân thủ phạm vi dòng điện hoạt động đã thiết lập. Vượt quá các chỉ số này dẫn đến xả nhanh chóng.
• Không cho phép vận hành loại nguồn điện này trong những trường hợp có sương giá nghiêm trọng.
• Cầu chì nhiệt được đưa vào pin, với sự trợ giúp của việc xác định quá nhiệt của thiết bị, nhiệt độ tăng lên đến một chỉ số quan trọng.
• Xu hướng tự phóng điện.

Sạc pin NiMH

Quá trình sạc cho pin hyđrua kim loại niken liên quan đến các phản ứng hóa học nhất định. Đối với dòng chảy bình thường của chúng, một phần năng lượng được cung cấp bởi bộ sạc từ mạng là bắt buộc.

Hiệu quả của quá trình sạc là phần năng lượng nhận được của nguồn điện được tích trữ. Giá trị của chỉ số này có thể thay đổi. Nhưng đồng thời, không thể đạt được hiệu suất 100%.

Trước khi sạc pin hydrua kim loại, hãy nghiên cứu các loại chính, phụ thuộc vào cường độ của dòng điện.

Sạc kiểu nhỏ giọt

Cần thận trọng khi sử dụng kiểu sạc này cho ắc quy vì nó dẫn đến giảm chu kỳ hoạt động. Vì việc ngắt kết nối của loại bộ sạc này được thực hiện thủ công, quá trình này cần được giám sát và điều tiết liên tục. Trong trường hợp này, chỉ báo dòng điện tối thiểu được đặt (0,1 của tổng công suất).

Vì với lần sạc pin ni mh như vậy, điện áp tối đa không được thiết lập, chúng chỉ được hướng dẫn bởi chỉ báo thời gian. Để ước tính khoảng thời gian, các thông số điện dung mà nguồn điện phóng ra đã được sử dụng.

Hiệu suất của nguồn điện được sạc theo cách này là khoảng 65–70 phần trăm. Do đó, các nhà sản xuất không khuyên sử dụng bộ sạc như vậy, vì chúng ảnh hưởng đến hiệu suất của pin.

Nạp tiền nhanh chóng

Khi xác định dòng điện nào có thể được sử dụng để sạc pin ni mh ở chế độ nhanh, các khuyến nghị của nhà sản xuất được tính đến. Cường độ dòng điện từ 0,75 đến 1 tổng công suất. Không nên vượt quá khoảng thời gian đã đặt vì các van khẩn cấp được kích hoạt.

Để sạc pin nimh ở chế độ nhanh, điện áp được đặt từ 0,8 đến 8 vôn.

Hiệu suất của bộ nguồn ni mh sạc nhanh đạt 90%. Nhưng thông số này giảm ngay khi thời gian sạc kết thúc. Nếu bạn không tắt bộ sạc kịp thời, áp suất bên trong pin sẽ bắt đầu tăng lên, chỉ báo nhiệt độ sẽ tăng lên.

Để sạc pin ni mh, hãy thực hiện các thao tác sau:

• Tính trước

Chế độ này được nhập nếu pin đã hết hoàn toàn. Ở giai đoạn này, dòng điện từ 0,1 đến 0,3 lần công suất. Không được sử dụng dòng điện cao. Khoảng thời gian khoảng nửa giờ. Ngay sau khi thông số điện áp đạt 0,8 volt, quá trình dừng lại.

• Chuyển sang chế độ nhanh

Quá trình xây dựng hiện tại được thực hiện trong vòng 3-5 phút. Nhiệt độ được theo dõi trong toàn bộ khoảng thời gian. Nếu thông số này đạt đến giá trị quan trọng thì bộ sạc sẽ tắt.

Sạc nhanh pin Nickel Metal Hydride đặt dòng điện thành 1 trong tổng dung lượng. Trong trường hợp này, điều rất quan trọng là phải nhanh chóng ngắt kết nối bộ sạc để không gây hại cho pin.

Một đồng hồ vạn năng hoặc vôn kế được sử dụng để theo dõi điện áp. Điều này giúp loại bỏ các cảnh báo sai gây ảnh hưởng xấu đến hoạt động của thiết bị.

Một số bộ sạc cho pin ni mh không hoạt động với một hằng số, mà với một dòng xung. Dòng điện được cung cấp ở một tần số xác định. Việc cung cấp một dòng điện xung góp phần vào sự phân bố đồng đều của thành phần điện phân và các chất hoạt động.

• Sạc bổ sung và bảo trì

Để sạc đầy pin ở giai đoạn cuối cùng, chỉ báo hiện tại giảm xuống 0,3 dung lượng. Thời gian thực hiện khoảng 25-30 phút. Không được phép tăng khoảng thời gian này, vì điều này sẽ làm giảm tuổi thọ của pin.

Sạc nhanh

Một số bộ sạc pin niken-cadmium được trang bị chế độ sạc tăng cường. Đối với điều này, dòng sạc được giới hạn bằng cách cài đặt các thông số ở mức 9-10 dung lượng. Cần phải giảm dòng sạc ngay sau khi pin được sạc đến 70 phần trăm.

Nếu pin lưu trữ được sạc ở chế độ tăng tốc trong hơn nửa giờ, thì cấu trúc của các dây dẫn bị phá hủy dần dần. Các chuyên gia khuyên bạn nên sử dụng phí như vậy nếu bạn có một số kinh nghiệm.

Làm thế nào để sạc đúng nguồn điện và cũng như loại bỏ khả năng sạc quá mức? Để làm điều này, hãy làm theo các quy tắc sau:

1. Kiểm soát nhiệt độ của pin ni mh. Cần ngừng sạc pin nimh ngay khi mức nhiệt độ tăng nhanh.
2. Giới hạn thời gian được thiết lập cho các nguồn cung cấp năng lượng nimh để kiểm soát quá trình.
3. Phóng điện và sạc pin ni mh ở hiệu điện thế 0,98. Nếu thông số này giảm đáng kể, thì bộ sạc đã tắt.

Phục hồi nguồn cung cấp năng lượng niken metal hydride

Quá trình khôi phục pin ni mh là để loại bỏ hậu quả của "hiệu ứng bộ nhớ" liên quan đến việc mất dung lượng. Hiệu ứng này có nhiều khả năng xảy ra nếu thiết bị không được sạc đầy thường xuyên. Thiết bị sửa lỗi giới hạn dưới, sau đó dung lượng giảm dần.

Trước khi khôi phục nguồn điện, hãy chuẩn bị các mục sau:

• Bóng đèn có công suất yêu cầu.
• Bộ sạc. Trước khi sử dụng, điều quan trọng là phải làm rõ xem bộ sạc có thể được sử dụng để phóng điện hay không.
• Vôn kế hoặc đồng hồ vạn năng để thiết lập hiệu điện thế.

Bóng đèn hoặc bộ sạc, được trang bị ở chế độ thích hợp, được cung cấp cho pin bằng chính tay của họ để xả hoàn toàn. Sau đó, chế độ sạc được kích hoạt. Số chu kỳ khôi phục phụ thuộc vào thời gian pin không được sử dụng. Quá trình luyện tập được khuyến khích lặp lại 1-2 lần trong tháng. Nhân tiện, tôi khôi phục theo cách này những nguồn bị mất 5-10 phần trăm tổng dung lượng.

Một phương pháp khá đơn giản được sử dụng để tính dung lượng bị mất. Vì vậy, pin được sạc đầy, sau đó nó được xả và đo dung lượng.

Quá trình này sẽ được đơn giản hóa rất nhiều nếu bạn sử dụng bộ sạc mà bạn cũng có thể kiểm soát mức điện áp. Nó cũng có lợi khi sử dụng các đơn vị như vậy vì khả năng phóng điện sâu giảm.

Nếu trạng thái sạc của pin hyđrua kim loại niken chưa được thiết lập, thì đèn phải được kết nối cẩn thận. Mức điện áp được theo dõi bằng đồng hồ vạn năng. Đây là cách duy nhất để ngăn chặn khả năng phóng điện hoàn toàn.

Các chuyên gia giàu kinh nghiệm thực hiện cả việc phục hồi một phần tử và toàn bộ khối. Trong thời gian tính phí, khoản phí hiện có được cân bằng.

Việc khôi phục nguồn điện đã hoạt động được 2-3 năm với một lần sạc đầy hoặc xả không phải lúc nào cũng mang lại kết quả như mong đợi. Điều này là do thành phần chất điện phân và chất dẫn điện đang dần thay đổi. Trước khi sử dụng các thiết bị như vậy, thành phần điện phân được phục hồi.

Xem video về cách khôi phục pin như vậy.

Quy tắc sử dụng pin Nickel-Metal Hydride

Tuổi thọ sử dụng của pin ni mh chủ yếu phụ thuộc vào việc nguồn điện có được sạc lại quá nhiệt hay không. Ngoài ra, các thạc sĩ nên xem xét các quy tắc sau:

• Bất kể nguồn điện được lưu trữ trong bao lâu, chúng đều phải được sạc. Phần trăm phí ít nhất phải bằng 50 trên tổng dung lượng. Chỉ trong trường hợp này sẽ không có vấn đề gì trong quá trình bảo quản và bảo trì.
• Pin sạc loại này nhạy cảm với việc sạc quá mức và quá nhiệt. Các chỉ số này có ảnh hưởng bất lợi đến thời gian sử dụng, lượng dòng điện đầu ra. Những bộ nguồn này yêu cầu bộ sạc đặc biệt.
• Chu kỳ đào tạo NiMH là tùy chọn. Với sự trợ giúp của bộ sạc đã được kiểm chứng, dung lượng bị mất sẽ được khôi phục. Số lượng chu kỳ phục hồi phần lớn phụ thuộc vào trạng thái của thiết bị.
• Giữa các chu kỳ khôi phục, họ phải nghỉ giải lao, đồng thời học cách sạc pin đang sử dụng. Khoảng thời gian này là cần thiết để thiết bị nguội đi, mức nhiệt độ giảm xuống giá trị yêu cầu.
• Quy trình sạc lại hoặc chu kỳ đào tạo chỉ được thực hiện trong phạm vi nhiệt độ chấp nhận được: + 5- + 50 độ. Nếu vượt quá con số này, thì khả năng hỏng hóc nhanh chóng tăng lên.
• Khi sạc lại, hãy đảm bảo rằng điện áp không giảm xuống dưới 0,9 volt. Rốt cuộc, một số bộ sạc không tính phí nếu giá trị này là nhỏ nhất. Trong những trường hợp như vậy, nó được phép kết nối với một nguồn bên ngoài để khôi phục lại nguồn điện.
• Việc phục hồi theo chu kỳ được thực hiện với điều kiện phải có một số kinh nghiệm. Rốt cuộc, không phải tất cả các bộ sạc đều có thể được sử dụng để xả pin.
• Quy trình lưu trữ bao gồm một số quy tắc đơn giản. Không được phép để nguồn điện ngoài trời hoặc trong phòng có nhiệt độ giảm xuống 0 độ. Điều này gây ra sự đông đặc của thành phần chất điện ly.

Nếu không phải một mà nhiều nguồn điện được sạc cùng lúc, thì trạng thái sạc được duy trì ở mức đã đặt. Do đó, người tiêu dùng thiếu kinh nghiệm thực hiện việc thu hồi pin một cách riêng biệt.

Pin Nimh là nguồn cung cấp năng lượng hiệu quả được sử dụng tích cực để hoàn thiện các thiết bị và đơn vị khác nhau. Chúng nổi bật với những ưu điểm và tính năng nhất định. Trước khi sử dụng chúng, bắt buộc phải tính đến các quy tắc sử dụng cơ bản.

Video về pin Nimh

Trong nửa sau của thế kỷ XX, một trong những nguồn hóa chất có thể sạc lại tốt nhất hiện nay là pin sạc được sản xuất bằng công nghệ niken-cadmium. Chúng vẫn được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau do độ tin cậy và tính đơn giản của chúng.

Kiềm chế

Pin Nickel Cadmium là gì

Pin niken-cadmium là nguồn dòng điện có thể sạc lại được, được phát minh vào năm 1899 tại Thụy Điển bởi Waldmar Jungner. Cho đến năm 1932, việc sử dụng chúng trong thực tế rất hạn chế do chi phí cao của kim loại được sử dụng so với pin axit-chì.

Sự cải tiến trong công nghệ sản xuất của chúng đã dẫn đến sự cải thiện đáng kể về các đặc tính hoạt động của chúng và giúp nó có thể tạo ra một loại pin kín không cần bảo dưỡng vào năm 1947 với các thông số tuyệt vời.

Nguyên lý hoạt động và thiết kế của pin Ni-Cd

Những loại pin này tạo ra năng lượng điện do quá trình tương tác thuận nghịch của cadmium (Cd) với niken oxit-hydroxit (NiOOH) và nước, do đó niken hydroxit Ni (OH) 2 và cadmium hydroxit Cd (OH) 2 được hình thành, gây ra sự xuất hiện của sức điện động.

Pin Ni-Cd được sản xuất trong các hộp kín, có chứa các điện cực được ngăn cách bởi một dải phân cách trung tính, chứa niken và cadimi trong dung dịch của chất điện phân kiềm giống như thạch (thường là kali hydroxit, KOH).

Điện cực dương là một lưới thép hoặc lá thép được phủ bằng hồ niken oxit-hydroxit trộn với vật liệu dẫn điện

Điện cực âm là một lưới thép (lá) với cadimi xốp được ép trong.

Một tế bào niken-cadmium duy nhất có khả năng cung cấp điện áp khoảng 1,2 volt, do đó, để tăng điện áp và công suất của pin, nhiều điện cực kết nối song song được sử dụng trong thiết kế của chúng, được ngăn cách bằng các dải phân cách.

Đặc tính kỹ thuật và pin Ni-Cd là gì

Pin Ni-Cd có các thông số kỹ thuật sau:

• điện áp phóng điện của một phần tử là khoảng 0,9-1 volt;
• điện áp định mức của phần tử là 1,2 v, để có điện áp 12v và 24v, người ta mắc nối tiếp một số phần tử;
• điện áp sạc đầy - 1,5-1,8 volt;
• nhiệt độ làm việc: từ -50 đến +40 độ;
• số chu kỳ sạc-xả: từ 100 đến 1000 (trong pin hiện đại nhất - lên đến 2000), tùy thuộc vào công nghệ được sử dụng;
• mức tự xả: từ 8 đến 30% trong tháng đầu tiên sau khi sạc đầy;
• tiêu thụ năng lượng cụ thể - lên đến 65 W * giờ / kg;
• tuổi thọ - khoảng 10 năm.

Pin Ni-Cd được sản xuất với nhiều loại vỏ khác nhau với kích thước tiêu chuẩn và thiết kế phi tiêu chuẩn, bao gồm cả những loại vỏ kín bằng đĩa.

Pin niken-cadmium được sử dụng ở đâu?

Những loại pin này được sử dụng trong các thiết bị tiêu thụ dòng điện lớn và cũng chịu tải cao trong quá trình hoạt động trong các trường hợp sau:

• trên xe đẩy và xe điện;
• trên ô tô điện;
• về vận tải đường biển và đường sông;
• trong máy bay trực thăng và máy bay;
• trong các dụng cụ điện (tua vít, máy khoan, tua vít điện và các loại khác);
• máy cạo râu điện;
• trong công nghệ quân sự;
• đài phát thanh di động;
• trong đồ chơi điều khiển bằng radio;
• trong đèn lồng để lặn.

Hiện tại, do các yêu cầu về môi trường ngày càng thắt chặt, hầu hết các loại pin có kích thước tiêu chuẩn phổ biến (và những loại khác) được sản xuất bằng công nghệ niken-metal hydride và lithium-ion. Đồng thời, nhiều pin Ni Cd với nhiều kích cỡ tiêu chuẩn khác nhau, được phát hành cách đây vài năm vẫn đang hoạt động.

Tế bào Ni-Cd có tuổi thọ lâu dài, đôi khi vượt quá 10 năm, và do đó bạn vẫn có thể tìm thấy loại pin này trong nhiều thiết bị điện tử, ngoại trừ những thiết bị được liệt kê ở trên.

Ưu nhược điểm của pin Ni-Cd

Loại pin này có các đặc điểm tích cực sau:

• tuổi thọ dài và số chu kỳ sạc-xả;
• tuổi thọ lâu dài và lưu trữ;
• khả năng sạc nhanh;
• khả năng chịu tải nặng và nhiệt độ thấp;
• duy trì hiệu suất trong các điều kiện hoạt động bất lợi nhất;
• giá thấp;
• khả năng lưu trữ các pin này ở trạng thái xả lên đến 5 năm;
• khả năng chống quá tải trung bình.

Đồng thời, bộ nguồn niken-cadmium có một số nhược điểm:

• sự hiện diện của hiệu ứng bộ nhớ, biểu hiện ở việc mất dung lượng khi sạc pin mà không đợi xả hết;
• nhu cầu bảo trì dự phòng (nhiều chu kỳ sạc-xả) để đạt được công suất đầy đủ;
• khôi phục hoàn toàn pin sau khi lưu trữ lâu dài yêu cầu ba đến bốn chu kỳ sạc đầy;
• tự phóng điện cao (khoảng 10% trong tháng đầu tiên lưu trữ), dẫn đến việc xả gần như hoàn toàn pin trong một năm lưu trữ;
• mật độ năng lượng thấp so với các loại pin khác;
• cadmium có độc tính cao, do đó chúng bị cấm ở một số quốc gia, bao gồm cả Liên minh Châu Âu, cần phải vứt bỏ những loại pin này trên các thiết bị đặc biệt;
• trọng lượng hơn so với pin hiện đại.

Sự khác biệt giữa nguồn Ni-Cd và Li-Ion hoặc Ni-Mh

Pin có các thành phần hoạt động, bao gồm niken và cadimi, có một số điểm khác biệt so với các nguồn điện lithium-ion và niken-kim loại hyđrua hiện đại hơn:

• Các tế bào Ni-Cd, ngược lại với các biến thể, có tác dụng nhớ, có dung lượng riêng thấp hơn với cùng kích thước;
• Nguồn NiCd khiêm tốn hơn, vẫn hoạt động ở nhiệt độ rất thấp, và có khả năng chống phóng điện quá mức và phóng điện mạnh gấp nhiều lần;
• Pin Li-Ion và Ni-Mh đắt hơn, sợ quá tải và phóng điện mạnh, nhưng ít tự phóng điện hơn;
• tuổi thọ sử dụng và lưu trữ của pin Li-Ion (2-3 năm) ngắn hơn nhiều lần so với sản phẩm Ni Cd (8-10 năm);
• nguồn niken-cadmium nhanh chóng bị mất công suất khi được sử dụng ở chế độ đệm (ví dụ: trong UPS). Mặc dù sau đó chúng có thể được phục hồi hoàn toàn bằng cách xả và sạc sâu, tốt nhất là không sử dụng các sản phẩm Ni Cd trong các thiết bị sạc nhỏ giọt;
• chế độ sạc tương tự cho pin Ni-Cd và Ni-Mh cho phép bạn sử dụng cùng một bộ sạc, nhưng bạn nên lưu ý rằng pin niken-cadmium có tác dụng ghi nhớ rõ rệt hơn.

Dựa trên những điểm khác biệt có sẵn, không thể đưa ra kết luận rõ ràng về loại pin nào tốt hơn, vì tất cả các yếu tố đều có cả điểm mạnh và điểm yếu.

Quy tắc hoạt động

Trong quá trình hoạt động, một số thay đổi xảy ra trong bộ nguồn Ni Cd, dẫn đến sự suy giảm dần các đặc tính và cuối cùng là mất hiệu suất:

• diện tích hữu ích và khối lượng của các điện cực giảm;
• thành phần và thể tích của chất điện phân thay đổi;
• máy tách và các tạp chất hữu cơ bị phân hủy;
• nước và oxy bị mất;
• rò rỉ hiện tại xuất hiện liên quan đến sự phát triển của các đuôi gai cadmium trên các tấm.

Để giảm thiểu thiệt hại cho pin xảy ra trong quá trình vận hành và bảo quản, cần phải tránh các tác động xấu đến pin, liên quan đến các yếu tố sau:

• việc sạc pin không đầy đủ dẫn đến mất khả năng có thể đảo ngược do tổng diện tích của hoạt chất giảm do hình thành tinh thể;
• thường xuyên phóng điện quá mạnh, dẫn đến quá nhiệt, tăng sinh khí, mất nước trong chất điện phân và phá hủy các điện cực (đặc biệt là cực dương) và bộ phân tách;
• sạc thiếu, dẫn đến cạn kiệt pin sớm;
• hoạt động lâu dài ở nhiệt độ quá thấp dẫn đến sự thay đổi thành phần và thể tích của chất điện phân, điện trở bên trong của pin tăng lên và hiệu suất của nó giảm đi, cụ thể là dung lượng giảm.

Khi áp suất bên trong pin tăng mạnh do quá trình sạc nhanh với dòng điện cao và cực âm cadmium bị suy giảm mạnh, hydro dư thừa có thể được giải phóng trong pin, dẫn đến áp suất tăng mạnh, có thể làm biến dạng vỏ máy, vi phạm mật độ lắp ráp, tăng nội trở và giảm điện áp hoạt động.

Trong pin được trang bị van giảm áp khẩn cấp, nguy cơ biến dạng có thể được ngăn chặn, nhưng không thể tránh được những thay đổi không thể đảo ngược trong thành phần hóa học của pin.

Pin Ni Cd nên được sạc với dòng điện 10% (nếu cần sạc nhanh bằng pin đặc biệt - với dòng điện lên đến 100% trong 1 giờ) dung lượng của chúng (ví dụ: 100 mA với dung lượng 1000 mAh) trong 14-16 giờ. Chế độ phóng điện tốt nhất của chúng là với dòng điện bằng 20% \u200b\u200bdung lượng pin.

Cách sửa chữa pin Ni Cd

Nguồn cung cấp niken-cadmium trong trường hợp mất công suất có thể được khôi phục gần như hoàn toàn bằng cách xả đầy (lên đến 1 volt trên mỗi cell) và sạc tiếp theo ở chế độ tiêu chuẩn. Quá trình đào tạo pin có thể được lặp lại nhiều lần để khôi phục hoàn toàn dung lượng của chúng.

Nếu không thể khôi phục pin bằng cách xả và sạc, bạn có thể thử khôi phục chúng bằng cách tiếp xúc với xung dòng điện ngắn (lớn hơn hàng chục lần so với công suất của phần tử đang được khôi phục) trong vài giây. Hành động này giúp loại bỏ hiện tượng đoản mạch bên trong tế bào pin, xảy ra do sự phát triển của các đuôi gai bằng cách đốt cháy chúng bằng dòng điện mạnh. Có những chất kích hoạt công nghiệp đặc biệt thực hiện một hiệu ứng như vậy.

Việc khôi phục hoàn toàn dung lượng ban đầu của những loại pin như vậy là không thể do những thay đổi không thể đảo ngược trong thành phần và tính chất của chất điện phân, cũng như sự xuống cấp của các tấm pin, nhưng nó có thể kéo dài tuổi thọ.

Phương pháp khắc phục tại nhà là thực hiện các thao tác sau:

• bằng dây có tiết diện ít nhất là 1,5 mm vuông, nối phần tử trừ của phần tử được khôi phục với cực âm của ắc quy mạnh, ví dụ, ắc quy ô tô hoặc từ UPS;
• dây thứ hai được gắn chắc chắn vào cực dương (cộng) của một trong các pin;
• trong 3-4 giây, đầu tự do của dây thứ hai chạm nhanh vào cực dương tự do (với tần số 2-3 lần chạm trong một giây). Trong trường hợp này, cần ngăn chặn việc hàn dây ở chỗ nối;
• một vôn kế kiểm tra điện áp tại nguồn được khôi phục, khi không có nó, một chu kỳ khôi phục khác được thực hiện ;;
• khi xuất hiện suất điện động trên pin tức là nó đã mang điện;

Ngoài ra, bạn có thể thử phá hủy các đuôi gai trong pin bằng cách đóng băng chúng trong 2-3 giờ, tiếp theo là chạm mạnh vào chúng. Khi đông lạnh, đuôi gai trở nên giòn và sụp đổ do bị sốc, điều này về mặt lý thuyết có thể giúp loại bỏ chúng.

Ngoài ra còn có nhiều phương pháp phục hồi khắc nghiệt hơn liên quan đến việc thêm nước cất vào các nguyên tố cũ bằng cách khoan ra xác của chúng. Nhưng việc cung cấp đầy đủ các yếu tố như vậy trong tương lai là rất khó. Vì vậy, không đáng tiết kiệm và khiến sức khỏe có nguy cơ bị ngộ độc với các hợp chất cadimi do đạt được một số chu kỳ làm việc.

Lưu trữ và thải bỏ

Tốt nhất là bảo quản pin niken-cadmium ở trạng thái phóng điện ở nhiệt độ thấp ở nơi khô ráo. Nhiệt độ lưu trữ của pin càng thấp thì khả năng tự phóng điện của chúng càng ít. Các mô hình chất lượng cao có thể được lưu trữ lên đến 5 năm mà không bị hư hỏng đáng kể về đặc tính kỹ thuật. Để đưa chúng vào hoạt động, chỉ cần sạc chúng là đủ.

Các chất độc hại chứa trong một viên pin AA có thể gây ô nhiễm khoảng 20 mét vuông lãnh thổ. Để tiêu hủy an toàn pin Ni Cd, chúng phải được giao cho các điểm tái chế, từ đó chúng được gửi đến các nhà máy, nơi chúng phải được tiêu hủy trong các lò kín đặc biệt được trang bị bộ lọc để giữ các chất độc hại.

Bạn cũng có thể quan tâm

Việc vận hành ắc quy ô tô với mức sạc không đầy đủ có thể gây ảnh hưởng rất tiêu cực đến hiệu suất của ắc quy.

Từ năm này qua năm khác, pin tiếp tục đẩy các loại pin thông thường ra khỏi thị trường. Điều này đang xảy ra cho

Tất cả các loại pin được chia thành nhiều loại. Trong cuộc sống hàng ngày chúng được gọi khác nhau, nhưng cách phân loại hiện đại

Pin bên ngoài sáng, hấp dẫn, gợi lên những suy nghĩ về cuộc đua xe Công thức 1, màu sắc sặc sỡ, hình dạng tiện dụng,