Никель металлогидридные аккумуляторы являются источником тока на основе химической реакции. Маркируются Ni-MH. Конструктивно являются аналогом ранее разработанных никеле-кадмиевых аккумуляторов (Ni-Cd), а по происходящим химическим реакциям аналогичны никеле-водородным аккумуляторам. Относятся к категории щелочных источников питания.

Исторический экскурс

Необходимость в перезаряжаемых источниках питания возникла давно. Для разных видов техники очень нужны были компактные модели с повышенной емкостью сохранения заряда. Благодаря космической программе разработали метод сохранения водорода в аккумуляторных батареях. Это были первые никеле водородные экземпляры.

Рассматривая конструкцию, выделяются основные элементы:

1. электрод (металл гидридный водородный);
2. катод (никелевый оксид);
3. электролит (калия гидроксид).

Ранее используемые материалы для изготовления электродов были нестабильны. Но постоянные опыты и изучения привели к тому, что оптимальный состав был получен. На данный момент для изготовления электродов используют гидрит лантана и никеля (La-Ni-CO). Но различные производители применяют и другие сплавы, где никель или часть его замещают алюминием, кобальтом, марганцем, которые стабилизируют и активируют сплав.

Проходящие химические реакции

При заряде и разряде внутри аккумуляторов происходят химические реакции, связанные с абсорбированием водорода. Реакции можно записать в следующем виде.

• Во время зарядки: Ni(OH)2+M→NiOOH+MH.
• Во время разряда: NiOOH+MH→Ni(OH)2+M.

На катоде протекают следующие реакции с выделением свободных электронов:

• Во время зарядки: Ni(OH)2+ОН→NiOOH+H2О+е.
• Во время разряда: NiOOH+ H2О+е →Ni(OH)2+ОН.

На аноде:

• Во время зарядки: М+ H2О+е →МH+ОH.
• Во время разряда: МН+OH →М+. H2О+е.

Конструкция аккумуляторов

Основной выпуск никель металлогидридных аккумуляторов производится в двух формах: призматической и цилиндрической.

Цилиндрические Ni-MH элементы

В конструкцию входят:

• цилиндрический корпус;
• крышка корпуса;
• клапан;
• клапанный колпачок;
• анод;
• коллектор анода;
• катод;
• кольцо диэлектрическое;
• сепаратор;
• изоляционный материал.

Анод с катодом разделены между собой с помощью сепаратора. Данная конструкция свернута рулоном и помещена в корпус аккумулятора. Герметизацию производят при помощи крышки и прокладки. На крышке предусмотрен предохранительный клапан. Он предназначен для того, чтобы при повышении давления внутри аккумулятора до 4 МПа, при срабатывании выпускал излишки летучих соединений, образующихся при химических реакциях.

Многие встречались мокрыми или покрывшимися шапкой источниками питания. Это результат работы клапана при перезаряде. Характеристики меняются и дальнейшая эксплуатация их невозможна. При его отсутствии аккумуляторы просто вспухают и полностью теряют свою работоспособность.

Призматические Ni-MH элементы

В конструкцию входят следующие элементы:

Призматическая конструкция предполагает поочередное размещение анодов и катодов с разделением их сепаратором. Собранные таким образом в блок, они помещаются в корпус. Корпус изготовляется пластиковым или же металлическим. Крышка герметизирует конструкцию. Для безопасности и контроля за состоянием элемента питания на крышке размещают датчик давления и клапан.

В качестве электролита используется щелочь – смесь гидроксида калия (КОН) и гидроксида лития (LiOH).

Для Ni-MH элементов изолятором выступает полипропилен или же нетканый полиамид. Толщина материала составляет 120–250 мкм.

Для производства анодов производители используют металлокерамику. Но в последнее время для снижения стоимости используют войлок и пенополимеры.

При производстве катодов используются различные технологии:

Характеристики

Напряжение. В свободном состоянии внутренняя цепь аккумулятора разомкнута. И ее измерить довольно трудно. Трудности вызывает равновесие потенциалов на электродах. Но после полной зарядки по прошествии суток напряжение на элементе составляет 1,3–1,35В.

Напряжение разряда при токе, не превышающем 0,2А и температуре окружающего воздуха 25°С составляет 1,2–1,25В. Минимальное значение – 1В.

Энергетическая емкость, Вт∙ч/кг:

• теоретическая – 300;
• удельная – 60–72.

Саморазряд зависит от температуры хранения. Хранение при комнатной температуре вызывает потерю емкости до 30% в течение первого месяца. Затем скорость замедляется до 7% за 30 дней.

Другие параметры:

• Электрическая движущая сила (ЭДС) – 1,25В.
• Энергетическая плотность – 150 Вт∙ч/дм3.
• Температура эксплуатирования - от -60 до +55°С.
• Длительность эксплуатирования – до 500 циклов.

Правильная зарядка и контроль

Для накопления энергии используются зарядные устройства. Основной задачей недорогих моделей является подача стабилизированного напряжения. Для подзарядки никель металлогидридных аккумуляторов требуется напряжение порядка 1,4–1,6В. При этом сила тока должна составлять 0,1 емкости аккумулятора.

Например, если заявленная емкость составляет 1200 mAh, то ток зарядки соответственно должен подбираться близкий или равный 120 mA (0,12А).

Применяются быстрая и ускоренная зарядки. Процесс быстрой зарядки составляет 1 час. На ускоренный процесс уходит до 5 часов. Столь интенсивный процесс контролируется изменением напряжения и температуры.

Процесс обычной зарядки продолжается до 16 часов. Для уменьшения продолжительности времени зарядки, современные зарядники обычно производятся трехступенчатыми. Первая ступень – быстрый заряд током равным номинальной емкости аккумулятора или выше. Вторая ступень - током 0,1 емкости. Третья ступень – током 0,05–0,02 от емкости.

Должен осуществляться контроль за процессом зарядки. Перезаряд губительно сказывается на состоянии аккумуляторов. Высокое газообразование приведет к срабатыванию предохранительного клапана и электролит вытечет.

Контроль производится по следующим методикам:

Достоинства и недостатки присущие Ni-MH элементам

Аккумуляторы последнего поколения не страдают такой болезнью, как «эффект памяти». Но после длительного хранения (более 10 суток) перед началом зарядки его все-таки необходимо полностью разрядить. Вероятность появления эффекта памяти появляется от бездействия.

Увеличенная емкость запаса энергии

Экологичность обеспечивают современные материалы. Переход на них значительно облегчил утилизацию отработанных элементов.

Что касается недостатков, то их тоже немало:

• высокое тепловыделение;
• температурный диапазон работы мал (от -10 до +40°С) хотя производители заявляют другие показатели;
• небольшой интервал рабочего тока;
• высокий саморазряд;
• несоблюдение полярности выводит аккумулятор из строя;
• хранить недолгое время.

Подбор по емкости и эксплуатация

Перед тем как купить Ni-MH аккумуляторы следует определиться с их емкостью. Высокие показатели не решение проблемы нехватки энергии. Чем выше емкость элемента, тем сильнее выражено саморазряжение.

Цилиндрические никель металлогидридные элементы в большом количестве выпускаются размерами, которые имеют маркировку AA или AAA. В народе прозванные как пальчиковые – aaa и мизинчиковые – aa. Купить их можно во всех электромагазинах и магазинах, торгующих электроникой.

Как показывает практика, аккумуляторы емкостью 1200–3000 mAh, имеющие размер aaa, используются в плейерах, фотоаппаратах и других электронных устройствах с большим потреблением электричества.

Аккумуляторы емкостью 300–1000 mAh, обычный размер aa используются на приборах с небольшим потреблением энергии или не сразу (портативная рация, фонарь, навигатор).

Ранее широко распространенные металлгидридные аккумуляторы использовались во всех портативных устройствах. Одиночные элементы устанавливались в бокс, разработанный производителем для удобства установки. Имели они обычно маркировку EN. Купить их можно было только у официальных представителей производителя.

Сфера применения электрических аккумуляторов довольно-таки широка. Небольшими батареями комплектуются привычные для всех бытовые приборы, АКБ слегка больших размеров оснащаются автомобили, ну а уж очень крупные и ёмкостные аккумуляторы монтируют в нагруженные работой промышленные станции. Казалось бы, что помимо пользовательского назначения у разных видов АКБ может быть общего? Однако на самом деле сходств у подобных батарей более чем достаточно. Пожалуй, одним из основных среди возможных сходств аккумуляторов является принцип организации их работы. В сегодняшнем материале наш ресурс решил рассмотреть именно один из таковых. Если быть точнее, то ниже речь пойдет о функционировании и правилах эксплуатации никель-металлогидридных батарей.

История появления никель-металлогидридных АКБ

Создание никель-металлогидридных аккумуляторов начало вызывать немалый интерес у представителей инженерии более 60 лет назад, то есть в 50-х годах 20 века. Ученые, специализирующиеся на изучение физико-химических свойств АКБ, всерьёз задумались над тем, как преодолеть недостатки популярных на то время никель-кадмиевых батарей. Пожалуй, одной из основных целей ученых было создание такого аккумулятора, который мог бы ускорить и упростить процесс протекания всех реакций, связанных с электролитической передачей водорода.

В итоге, специалистам лишь к концу 70-х годов удалось сначала спроектировать, а затем создать и полноценно испытать более-менее качественные никель-металлогидридные батареи. Главное отличие нового типа АКБ от предшественников заключалось в том, что он имел строго определённые места для скопления основной массы водорода. Говоря точнее, скопление вещества происходило в сплавах нескольких металлов, находящихся на электродах аккумулятора. Состав сплавов имел такую структуру, что один или несколько металлов накапливали водород (иногда в несколько тысяч раз превышающих их объём), а другие металлы выступали в роли катализаторов электролитических реакций, обеспечивая переход водородного вещества в металлическую решётку электродов.

Сделанный аккумулятор, имеющий водородно-металлогидридный анод и никелевый катод, получил аббревиатуру «Ni-MH» (от названия токопроводящих, накапливающих веществ). Работают подобные АКБ на щелочном электролите и обеспечивают отличный цикл «заряд-разряд» — до 2 000 тысяч для одной полноценной батареи. Несмотря на это, путь к проектировке аккумуляторов Ni-MH был нелёгок, а существующие на данный момент образцы до сих пор модернизируются. Основной вектор модернизации направлен на увеличение энергетической плотности батарей.

Отметим, что сегодня никель-металлогидридные АКБ в большинстве своём производятся на основе сплава металлов «LaNi5». Первый образец подобных аккумуляторов был запатентован в 1975 году и стал активно использоваться в широкой промышленности. Современные никель-металлогидридные батареи имеют высокую энергетическую плотность и состоят из совершенно нетоксичного сырья, что упрощает их утилизацию. Пожалуй, именно из-за данных преимуществ они стали очень популярны во многих сферах, где требуется долгое хранение электрического заряда.

Устройство и принцип работы никель-металлогидридной батареи

Никель-металлогидридные аккумуляторы всех размерностей, ёмкостей и предназначений выпускают в двух основных типах форм – призматической и цилиндрической. Вне зависимости от формы, подобные АКБ состоят из следующих обязательных элементов:

• металлогидридных и никелевых электродов (катодов и анодов), образующих гальванический элемент сеточной структуры, который отвечает за движение и накопление электрического заряда;
• сепараторных областей, разделяющих электроды и также участвующих в процессе электролитических реакций;
• выводных контактов, отдающих во внешнюю среду накопленный заряд;
• крышки с вмонтированным в неё клапаном, необходимой для сброса излишнего давления из полостей аккумулятора (давления свыше 2-4 мегапаскаль);
• термозащитного и крепкого корпуса, вмещающего описанные выше элементы батареи.

Конструкция никель-металлогидридных аккумуляторов, как и многих других типов данного устройства, довольно-таки проста и особых сложностей в рассмотрении не представляет. Наглядно это показано на следующих конструктивных схемах АКБ:

Принципы работы рассматриваемых АКБ, в отличие от их общей конструктивной схемы, выглядят слегка сложнее. Для понимания их сути давайте обратим внимание на поэтапное функционирование никель-металлогидридных аккумуляторов. В типовом варианте этапы работы у данных батарей следующие:

1. Положительный электрод – анод, осуществляет окислительную реакцию с абсорбцией водорода;
2. Отрицательный электрод – катод, реализует восстановительную реакцию в дисабсорбицией водорода.

Говоря простым языком, электродная сетка организует упорядоченное движение частиц (электродов и ионов) посредством конкретных химических реакций. При этом непосредственно электролит в основной реакции выделения электричества не участвует, а включается в работу лишь при определённых обстоятельствах функционирования аккумуляторов Ni-MH (например, при перезарядке, реализуя реакцию циркуляции кислорода). Более подробно рассматривать принципы работы никель-металлогидридных АКБ не будем, так как для этого требуются специальные химические знания, которых у многих читателей нашего ресурса нет. При желании узнать о принципах работы батарей в больших подробностях стоит обратиться к технической литературе, которая максимально подробно освещает течение каждой реакции на концах электродах как при заряде батарей, так и при их разряде.

Характеристики стандартного АКБ Ni-MH можно увидеть в следующей таблице (столбец посередине):

Правила эксплуатации

Любой аккумулятор – относительно неприхотливое в обслуживании и эксплуатации устройство. Несмотря на это, его стоимость зачастую высока, поэтому каждый владелец той или иной батареи заинтересован в увеличении её срока службы. Относительно АКБ формации «Ni-MH» продлить эксплуатационный период не столь сложно. Для этого достаточно:

• Во-первых, соблюдать правила зарядки аккумулятора;
• Во-вторых, правильно его эксплуатировать и хранить при простое.

О первом аспекте обслуживания АКБ поговорим чуть позже, ну а сейчас обратим внимание на основной перечень правил эксплуатации никель-металлогидридных батарей. Шаблонный список данных правил таков:

• Хранение никель-металлогидридных аккумуляторов должно осуществляться только в их заряженном состоянии на уровне 30-50 %;
• Строго запрещается перегревать АКБ Ni-MH, так как по сравнению с теми же никель-кадмиевыми батареями, рассматриваемые нами намного чувствительней к нагреву. Перегруженность работой отрицательно сказывается на всех процессах, протекающих в полостях и на выходах аккумулятора. Особенно страдает токоотдача;
• Никогда не перезаряжайте никель-металлогидридные батареи. Всегда придерживайтесь правил зарядки, описанных в настоящей статье или отражённых в технической документации к аккумулятору;
• В процессе слабой эксплуатации или длительном хранении «тренируйте» АКБ. Зачастую хватает периодически проводимого цикла «заряд-разряд» (порядка 3-6 раз). Также подобной «тренировке» желательно подвергать новые батареи Ni-MH;
• Хранить аккумуляторы никель-металлогидридной формации требуется в комнатном температурном режиме. Оптимальная температура – 15-23 градусов по Цельсию;
• Старайтесь не разряжать аккумулятор до минимальных пределов – напряжение, меньшее 0,9 Вольт для каждой пары «катод-анод». Восстановлению никель-металлогидридные АКБ, конечно, поддаются, но желательно их не доводить до «мёртвого» состояния (о том, как восстановить батарею, также поговорим ниже);
• Следите за конструктивным качеством батареи. Не допускается наличие серьёзных дефектов, недостаток электролита и тому подобные вещи. Рекомендуемая периодичность проверки АКБ равняется 2-4 неделям;
• В случае с использованием больших, стационарных батарей также важно придерживаться правил:
  • их текущего ремонта (не менее раза в год):
  • капитального восстановления (не менее раза в 3 года);
  • надёжного крепления АКБ в месте использования;
  • наличия освещения;
  • использования правильных зарядных устройств;
  • и соблюдения техники безопасности использования подобных аккумуляторов.

Придерживаться описанных правил важно не только потому, что подобный подход к эксплуатации никель-металлогидридных АКБ существенно продлить их срок службы. Также они гарантируют безопасное и, в целом, беспроблемное, использование батареи.

Правила зарядки

Раннее было отмечено, что правила эксплуатации – это далеко не единственное, что требуется для достижения максимального эксплуатационного срока никель-металлогидридных АКБ. Помимо грамотного использования, подобные батареи крайне важно грамотно заряжать. Вообще, ответить на вопрос – «Как правильно заряжать аккумулятор Ni-MH?», довольно-таки сложно. Дело в том, что каждый тип сплавов, используемый на электродах батареи, требует определённых правил данного процесса.

Обобщив и усреднив их, можно выделить следующие фундаментальные основы зарядки никель-металлогидридных аккумуляторов:

• Во-первых, требуется соблюдать правильное время зарядки. Для большинства АКБ Ni-MH оно составляет либо 15 часов при зарядном токе около 0,1 С, либо 1-5 часов при зарядном токе в пределах 0,1-1 С для батарей с высокоактивными электродами. Исключениями являются восстанавливаемые аккумуляторы, которые могут заряжаться более 30 часов;
• Во-вторых, важно отслеживать температуру батареи в процессе зарядки. Многие производители не рекомендуют превышать температурный максимум в 50-60 градусов по Цельсию;
• И в-третьих, следует учитывать непосредственно порядок проведения зарядки. Оптимальным считается такой подход, когда АКБ разряжается номинальным током до напряжения на выходах в 0,9-1 Вольт, после чего заряжается на 75-80 % от своей максимальной ёмкости. При этом важно учитывать, что при быстрой зарядке (подаваемый ток более 0,1) важно организовать предзарядку с подачей высокого тока на аккумулятор около 8-10 минут. После этого процесс зарядки стоит организовать с плавным повышением подаваемого на АКБ напряжения до 1,6-1,8 Вольт. К слову, при обычной подзарядке никель-металлогидридного аккумулятора напряжение зачастую не изменяется и в норме составляет 0,3-1 Вольт.

Примечание! Отмеченные выше правила зарядки батарей носят усреднённый характер. Не забывайте, что для конкретной марки никель-металлогидридной АКБ они могут слегка отличаться.

Восстановление аккумулятора

Наряду с дороговизной и быстрым саморазрядом, у аккумуляторов Ni-MH есть ещё один недостаток – ярко выраженный «эффект памяти». Его суть заключается в том, что при систематичной зарядке не полностью разряженной батареи она как бы запоминает это и с течением времени существенно теряет в своей ёмкости. Для нейтрализации подобных рисков владельцам подобных АКБ требуется заряжать максимально разряженные батареи, а также периодически «тренировать» их путём процесса восстановления.

Восстанавливать никель-металлогидридные аккумуляторы при «тренировке» или при их сильном разряде необходимо следующим образом:

1. В первую очередь, необходимо подготовиться. Для восстановления потребуются:
   • качественный и, желательно, умный зарядный прибор;
   • инструменты для замера напряжения и сила тока;
   • любое устройство, способное потреблять энергию с АКБ.
2. После подготовки можно уже задаться вопросом по поводу того, как восстановить батарею. Сначала необходимо по всем правилам зарядить аккумулятор, а затем его разрядить по напряжения на выходах батареи в 0,8-1 Вольт;
3. Затем начинается непосредственно восстановление, которое, опять же, должно проводится в соответствии со всеми правилами зарядки никель-металлогидридных аккумуляторов. Стандартный процесс восстановления может быть проведён двумя способами:
   • Первый – если АКБ подаёт признаки «жизни» (как правило, при разряде на уровне 0,8-1 Вольт). Зарядка проходит с постоянным увеличением подаваемого напряжение с 0,3 до 1 Вольта с силой тока 0,1 С в течение 30-60 минут, после чего вольтаж остаётся неизменным, а сила тока увеличивается до 0,3-0,5 С;
   • Второй – если АКБ не подаёт признаков «жизни» (при разряде менее 0,8 Вольт). В таком случае зарядка осуществляется с 10-минутной пред-зарядкой высоким током на протяжении 10-15 минут. После этого проводятся описанные выше действия.

Стоит понимать, что восстановление никель-металлогидридных АКБ – это процедура, которую требуется периодически проводить для абсолютно всех аккумуляторов (и «живых», и «неживых»). Только такой подход к эксплуатации данного типа батарей поможет «выжать» из них максимум.

Пожалуй, на этом повествование по сегодняшней теме можно завершать. Надеемся, представленный выше материал был для вас полезен и дал ответы на интересующие вопросы.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Ni-MH аккумуляторы (никель-металлогидридные) входят в группу щелочных. Представляют собой источники тока химического типа, где в качестве катода выступает оксид никеля, анода - водородный металлгидридный электрод. Щелочь является электролитом. Они похожи на никель-водородные аккумуляторы, но превосходят их по энергоемкости.

Производство Ni-MH аккумуляторов началось в середине двадцатого века. Разрабатывались они с учетом недостатков устаревших никель-кадмиевых батарей. В NiNH могут использоваться разные комбинации металлов. Для их производства были разработаны специальные сплавы и металл, работающие при комнатной температуре и низком водородном давлении.

Промышленное производство началось в восьмидесятых годах. Изготавливаются и совершенствуются сплавы и металл для Ni-MH и сегодня. Современные устройства подобного типа могут обеспечивать до 2 тысяч циклов заряд-разряд. Подобный результат достижим по причине применения никелевых сплавов с редкоземельными металлами.

Как используются эти устройства

Никель-металлогидридные аппараты широко используются для питания разного вида электроники, которая функционирует в автономном режиме. Обычно они делаются в виде ААА либо АА батарей. Имеются и другие исполнения. Например, промышленные батареи. Сфера использования Ni-MH аккумуляторов немного шире, чем у никель-кадмиевых, потому что в их составе нет токсичных материалов.

В данный момент реализуемые на отечественном рынке никель-металлогидридные батареи по емкости делятся на 2 группы - 1500-3000 мАч и 300-1000 мАч:

1. Первая применяется в устройствах, имеющих повышенное энергопотребление за короткое время. Это всевозможные плееры, модели с радиоуправлением, фотоаппараты, видеокамеры. В общем, приборы, быстро расходующие энергию.
2. Вторая используется при расходе энергии, который начинается после определенного интервала времени. Это игрушки, фонари, рации. На аккумуляторе работают приборы, умеренно употребляющие электроэнергию, находящиеся в автономном режиме продолжительное время.

Зарядка Ni-MH устройств

Зарядка бывает капельной и быстрой. Изготовители не рекомендуют первую, потому что при ней появляются сложности с точным определением прекращения подачи тока на устройство. По этой причине может возникнуть мощный перезаряд, что приведет к деградации аккумулятора. при помощи быстрого варианта. Коэффициент полезного действия тут несколько выше, чем у капельного вида зарядки. Ток выставляется - 0,5-1 С.

Как заряжается гидридный аккумулятор:

• определяется наличие батареи;
• квалификация устройства;
• предварительная зарядка;
• быстрая зарядка;
• дозарядка;
• поддерживающая зарядка.

При быстрой зарядке нужно иметь хорошее ЗУ. Оно должно контролировать окончание процесса по разным, независимым друг от друга критериям. К примеру, у Ni-Cd аппаратов достаточно контроля по дельте напряжения. А у NiMH нужно, чтобы аккумулятор следил за температурой и дельтой как минимум.

Для правильной работы Ni-MH следует помнить «Правило трех П»: «Не перегревать», «Не перезаряжать», «Не переразряжать».

Чтобы предупредить перезарядку батарей, используются такие методы контролирования:

1. Прекращение заряда по скорости изменения температуры . При использовании данной методики во время зарядки температура батареи находится под постоянным контролем. Когда показатели поднимаются быстрее, чем нужно, зарядка прекращается.
2. Метод прекращения заряда по максимальному его времени .
3. Прекращение заряда по абсолютной температуре . Тут температура аккумуляторной батареи контролируется в процессе заряда. При достижении максимального значения быстрый заряд прекращается.
4. Метод прекращения по отрицательной дельте напряжения . Перед завершением зарядки батареи при осуществлении кислородного цикла повышается температура NiMH устройства, что приводит к понижению напряжения.
5. Максимальное напряжение . Метод используется для отключения заряда устройств с повышенным внутренним сопротивлением. Последнее появляется в конце срока службы батареи по причине недостатка электролита.
6. Максимальное давление . Метод применяется для призматических аккумуляторов большой емкости. Уровень разрешенного давления в таком устройстве зависит от его размера и конструкции и находится в интервале 0,05-0,8 МПа.

Для уточнения времени зарядки Ni-MH аккумулятора с учетом всех характеристик можно применить формулу: время зарядки (ч) = емкость (мАч) / сила тока зарядного устройства (мА). Например, имеется аккумулятор с емкостью 2000 миллиамперчасов. Ток заряда в ЗУ - 500 мА. Емкость делится на ток и получается 4. То есть батарея будет заряжаться 4 часа.

Обязательные правила, которых нужно придерживаться для правильного функционирования никель-металлогидридного устройства:

1. Эти аккумуляторы гораздо чувствительнее к нагреву, нежели никель-кадмиевые, перегружать их нельзя . Перегрузка отрицательно скажется на токоотдаче (способности держать и выдавать накопленный заряд).
2. Металлогидридные аккумуляторы после приобретения можно «потренировать» . Сделать 3-5 циклов зарядки/разрядки, что позволит достигнуть придела емкости, потерянной при перевозке и хранении устройства после выхода с конвейера.
3. Хранить нужно аккумуляторы с небольшим количеством заряда , примерно 20-40% от номинальной емкости.
4. После разрядки либо зарядки следует дать устройству остыть .
5. Если в электронном устройстве используется одинаковая сборка аккумуляторов в режиме дозаряда , то время от времени нужно разряжать каждый из них до напряжения 0,98, а потом полностью заряжать. Эту процедуру циклирования рекомендуется выполнять один раз на 7-8 циклов дозарядки аккумуляторов.
6. Если нужно разрядить NiMH, то следует придерживаться минимального показателя 0,98 . Если напряжение упадет ниже 0,98, то он может перестать заряжаться.

Восстановление Ni-MH аккумуляторов

Из-за «эффекта памяти» данные устройства иногда теряют некоторые характеристики и большую часть емкости. Это происходит при многократных циклах неполной разрядки и последующей зарядке. В результате такой работы устройство «запоминает» меньшую границу разрядки, по этой причине понижается его емкость.

Чтобы избавиться от данной проблемы, нужно постоянно выполнять тренировку и восстановление. Лампочкой либо зарядным устройством разряжается до 0,801 вольта, далее батарея полностью заряжается. Если долгое время аккумулятор не проходил процесс восстановления, то желательно произвести 2-3 подобных цикла. Тренировать его желательно раз в 20-30 дней.

Изготовители аккумуляторов Ni-MH утверждают, что «эффект памяти» отнимает примерно 5% емкости. Восстановить ее можно с помощью тренировок. Важным моментом при восстановлении Ni-MH является наличие у ЗУ функции разрядки с контролем минимального напряжения. Что нужно для недопущения сильного разряда устройства при восстановлении. Это незаменимо, когда неизвестна начальная степень заряда, и предположить ориентировочное время разряда невозможно.

Если неизвестна степень заряженности батареи, разряжать ее следует под полным контролем напряжения, иначе подобное восстановление приведет к глубокой разрядке. При восстановлении целой батареи сначала рекомендуется провести полную зарядку, чтобы выровнять степень заряда.

Если аккумулятор отработал несколько лет, то восстановление зарядом и разрядом может быть бесполезным. Полезно оно для профилактики в процессе работы устройства. При эксплуатации NiMH вместе с появлением «эффекта памяти» происходит изменения объема и состава электролита. Стоит помнить, что разумнее восстанавливать элементы аккумулятора по отдельности, чем всю батарею целиком. Срок годности аккумуляторов - от одного года до пяти (зависит от конкретной модели).

Достоинства и недостатки

Значительное повышение энергетических параметров никель-металлогидридных аккумуляторов не является единственным их достоинством перед кадмиевыми. Отказавшись от использования кадмия, производители начали использовать более экологически чистый металл. Гораздо легче решаются вопросы с .

Благодаря этим достоинствам и тому, что в изготовлении используется металл - никель, производство Ni-MH устройств резко выросло, если сравнивать с никель-кадмиевыми аккумуляторами. Удобны они и тем, что для уменьшения разрядного напряжения при длительных перезарядках проводить полную разрядку (до 1 вольта) надо раз в 20-30 дней.

Немного о недостатках:

1. Изготовители ограничили Ni-MH батареи десятью элементами , потому что с увеличением циклов заряд-разряд и срока службы появляется опасность перегрева и переполюсовки.
2. Эти аккумуляторы работают в более узком температурном диапазоне, нежели никель-кадмиевые . Уже при -10 и +40°С они теряют свою работоспособность.
3. При зарядке Ni-MH аккумулятора выделяют много тепла , поэтому нуждаются в предохранителях либо температурных реле.
4. Повышенный самозаряд , наличие которого обусловлено реакцией оксидно-никелевого электрода с водородом из электролита.

Деградация Ni-MH батарей определяется понижением сорбирующей способности отрицательного электрода при циклировании. В цикле разрядки-зарядки происходит изменение объема кристаллической решетки, что способствует образованию ржавчины, трещин во время реакции с электролитом. Появление коррозии происходит при поглощении батареей водорода и кислорода. Это приводит к уменьшению количества электролита и повышению внутреннего сопротивления.

Нужно учитывать, что характеристики батарей зависят от технологии обработки сплава отрицательного электрода, его структуры и состава. Металл для сплавов тоже имеет значение. Все это заставляет производителей очень внимательно выбирать поставщиков сплавов, а потребителей - завод-изготовитель.

ВведениеНесмотря на широкое распространение литий-ионных аккумуляторов в малогабаритных устройствах – плеерах, мобильных телефонах, дорогих беспроводных мышках – обычные батарейки формата AA пока не собираются сдавать позиции. Они дёшевы, их можно купить в любом киоске, наконец, сделав питание от стандартных батареек, производитель устройства может переложить заботу об их смене (или, в случае аккумуляторов, зарядке) на пользователя и тем самым сэкономить ещё несколько долларов.

Батарейки формата AA используются в большинстве недорогих беспроводных мышек, практически во всех беспроводных клавиатурах, в пультах дистанционного управления, в недорогих фотоаппаратах-«мыльницах» и дорогих профессиональных фотовспышках, в фонарях и детских игрушках... в общем, перечислять можно долго.

И всё чаще эти батарейки заменяются аккумуляторами, как правило – никель-металлгидридными, имеющими паспортную ёмкость от 2500 до 2700 мА*ч и рабочее напряжение 1,2 В. Идентичные с батарейками габариты и близкое напряжение позволяют без проблем устанавливать их практически в любое устройство, изначально рассчитанное на батарейки. Выгода очевидна: мало того, что один аккумулятор выдерживает несколько сотен циклов перезарядки, так ещё и ёмкость его при хоть сколь-нибудь серьёзной нагрузке оказывается ощутимо выше, чем у батареек . А значит, вы не только сэкономите деньги, но ещё и получите более «долгоиграющее» устройство.

В сегодняшней же статье мы рассмотрим – и проверим на практике – 16 аккумуляторов разных производителей и с разными параметрами, чтобы определиться, какие же из них стоит покупать. В частности, не останутся без внимания и не столь давно появившиеся в продаже аккумуляторы с уменьшенным током саморазряда, способные месяцами лежать в заряженном состоянии – и оставаться готовыми к использованию в любую минуту.

Напомним нашим читателям, что устройство и базовые особенности различных типов элементов питания, а также вопросы выбора зарядных устройств для Ni-MH аккумуляторов мы уже описывали ранее .

Методика тестирования

Подробное описание методики можно найти в отдельной статье, целиком посвящённой этой теме: «».

Если же говорить вкратце, то для тестирования аккумуляторов нами используется зарядное устройство Sanyo MQR-02 (четыре независимых канала заряда, ток 565 мА), четырёхканальная стабилизированная нагрузка собственного изготовления, позволяющая испытывать одновременно четыре аккумулятора, а также самописец Velleman PCS10, с помощью которого строится график зависимости напряжения на аккумуляторах от времени.

Все аккумуляторы перед испытаниями проходят тренировку – два полных цикла заряд-разряд. Измерение ёмкости аккумуляторов начинается сразу после зарядки – за исключением теста на ток саморазряда, перед которым аккумуляторы выдерживаются в течение недели при комнатной температуре без нагрузки. В большинстве тестов каждая модель представлена двумя экземплярами, но в некоторых случаях – на аккумуляторах GP и Philips, показавших неожиданно плохие результаты – мы перепроверяли измерения на четырёх аккумуляторах. Впрочем, каких-либо серьёзных расхождений между разными экземплярами не было ни в одном из тестов.

Так как кривые напряжения у большинства аккумуляторов схожи – исключением в сегодняшней статье стала лишь продукция NEXcell – мы приводим результаты измерения только в ампер-часах (А*ч). Перевод их в ватт-часы по указанной причине на расстановку сил не повлияет.

Ansmann Energy Digital (2700 мА*ч)

Открывает нашу статью марка аккумуляторов, не очень часто встречающаяся в магазинах, но при этом достаточно известная и пользующаяся хорошей репутацией среди фотографов.

Тем не менее, выступили аккумуляторы Ansmann не более чем средне – в общем зачёте ни в одном из тестов они не поднялись даже до середины итоговой таблицы. Отставание от лидеров по ёмкости составило около 15–20 %. Впрочем, других проблем с ними не было.

Ansmann Energy Digital (2850 мА*ч)

Более ёмкая версия предыдущих аккумуляторов, внешне, на первый взгляд, отличающаяся только надписью на корпусе.

Впрочем, при внимательном рассмотрении отличия оказались более существенными:

Как вы видите на фотографии, корпус у старшей модели немного крупнее, нежели у младшей, а плюсовой контакт сделан, наоборот, короче, чтобы сохранить общие габариты аккумулятора неизменными. К сожалению, в некоторых устройствах, в которых плюсовой контакт в батарейном отсеке утоплен (чтобы не допустить случайной переполюсовки аккумуляторов), Ansmann Energy Digital 2850 могут просто не заработать – они упрутся в корпус устройства и попросту не достанут до его плюсового контакта. К слову, одним из таких устройств оказался наш тестовый стенд: чтобы протестировать эти аккумуляторы, пришлось подкладывать металлические пластинки под плюсовой контакт.
Но стоит ли овчинка выделки?.. По результатам тестов, аккумуляторы Ansmann Digital Energy 2850 хоть и опередили младшую модель этой же компании, но в общем зачёте выше четвёртого места подняться не смогли, да и четвёртое-то заняли в довольно специфическом тесте.

Ansmann Energy Max-E (2100 мА*ч)

Сравнительно маленькая ёмкость этих аккумуляторов объясняется тем, что они относятся к новому классу элементов питания – Ni-MH аккумуляторам с уменьшенным током саморазряда. Как известно, у обычных аккумуляторов при хранении ёмкость плавно снижается, так что, полежав несколько месяцев, они разрядятся до нуля. Max-E же должны держать заряд на протяжении куда большего времени, то есть месяцев, а то и лет – это позволяет, во-первых, эффективно использовать их в устройствах с маленьким энергопотреблением (например, часах, пультах дистанционного управления и так далее), во-вторых, при необходимости использовать сразу после покупки, без предварительной зарядки.

Внешне аккумуляторы вполне обычные. Габариты – стандартные, проблем совместимости с какими-либо устройствами у них не будет.
К обычному набору тестов мы добавили ещё один: разрядку аккумулятора током 500 мА без предварительной зарядки. Трудно сказать, сколько времени они добирались от производителя до магазина, а потом лежали в магазине перед тем, как их купили мы – но результат налицо: только что купленные аккумуляторы имели остаточную ёмкость около 1,5 А*ч. Обычные аккумуляторы такой тест просто не проходили: без предварительной зарядки их ёмкость оказывалась близкой к нулю.

Camelion High Energy NH-AA2600 (2500 мА*ч)

Нет, в заголовке не опечатка: несмотря на число «2600» в названии, на самом деле паспортная типовая ёмкость этих аккумуляторов – 2500 мА*ч.

На корпусе аккумуляторов это указано прямым текстом – правда, очень мелким шрифтом.
Более того, в большинстве тестов аккумуляторы Camelion уверенно заняли последнее место, продемонстрировав реальную ёмкость менее 2000 мА*ч (мы тестировали два аккумулятора Camelion одновременно – результат у них получился одинаковым). На разрядных кривых при этом нет ничего необычного – они выглядят ровно так, как должны выглядеть графики для аккумулятора с ёмкостью 2000 мА*ч. Попытки с лупой найти на этикетке ещё более мелкий шрифт, объясняющий полученный результат, успехом не увенчались.

Duracell (2650 мА*ч)

Марка Duracell на рынке элементов питания известна прекрасно – вряд ли будет легко найти человека, который бы про неё не слышал. Однако, судя по конструкции аккумуляторов, Duracell делает их не сам – они чрезвычайно похожи на продукцию Sanyo.

Результат аккумуляторы Duracell показали неплохой: несмотря на не самую высокую паспортную ёмкость, в одном случае они смогли даже добраться до тройки лидеров.

Energizer (2650 мА*ч)

Ровно такая же конструкция, и даже дизайн этикетки в чём-то похож – перед нами снова аккумуляторы производства Sanyo, но на этот раз продающиеся под маркой Energizer.

Результат оказался потрясающим: несмотря на участие в тестировании моделей аккумуляторов с паспортной ёмкостью вплоть до 2850 мА*ч, аккумуляторы Energizer с их, казалось бы, скромными 2650 мА*ч в двух нагрузочных тестах из трёх заняли первое место!

GP «2700 Series» 270AAHC (2600 мА*ч)

Ещё одна «не опечатка» в заголовке: несмотря на двукратный намёк на ёмкость 2700 мА*ч, на самом деле аккумуляторы GP 270AAHC имеют паспортную типовую ёмкость 2600 мА*ч.

Как водится, об этом написано мелким шрифтом – немного ниже большого, почти во весь корпус, числа «2700».
Результат же в общем зачёте оказался невелик: восьмое место в тестах с большой нагрузкой и лишь предпоследнее, с ёмкостью, едва превышающей 2000 мА*ч, – при нагрузке 500 мА.

GP ReCyko+ 210AAHCB (2050 мА*ч)

ReCyko+ – ещё одна серия аккумуляторов с небольшим током саморазряда, готовых к использованию сразу после покупки и подходящих для работы в устройствах с маленьким энергопотреблением.

Паспортная ёмкость аккумулятора отличается от указанной в его наименовании («210AAHCB») на 50 мА*ч в меньшую сторону.
Обещанное уменьшение тока саморазряда в тестах подтвердилось: новенький, только из магазина, аккумулятор смог отдать около 1,7 А*ч без предварительной зарядки. Напомним читателям, что несколько попробованных нами «обычных» аккумуляторов в таких условиях не смогли отдать вообще ничего, сразу «просев» под нагрузкой до нуля.

NEXcell (2300 мА*ч)

Продукция не слишком известной компании NEXcell привлекает своей низкой ценой: упаковка из четырёх штук стоит меньше двухсот рублей.

Формально никаких подвохов нет: значение 2300 мА*ч прямо указано в качестве типичной паспортной ёмкости аккумуляторов.
Увы, в реальности картина печальнее. Во всех случаях аккумуляторы NEXcell оказались в последней тройке, а в самом тяжёлом тесте, с постоянной нагрузкой 2,5 А, – и вовсе на последнем месте, причём с катастрофическим отставанием: по сравнению с нагрузкой 500 мА ёмкость аккумулятора «просела» более чем вдвое. При этом у других аккумуляторов ёмкость от нагрузки зависела весьма слабо.

Объясняется это просто: у аккумуляторов NEXcell очень большое внутреннее сопротивление. Посмотрите на график импульсного разряда: верхняя граница полосы на нём соответствует напряжению без нагрузки, нижняя – при нагрузке 2,5 А. Соответственно, ширина линии равна падению напряжения аккумулятора под нагрузкой, которое определяется его внутренним сопротивлением – и если у остальных аккумуляторов падение составляет около 0,1 В, то у NEXcell оно вдвое больше. Из-за этого при большой нагрузке напряжение на аккумуляторе сильно проседает, и в результате быстро оказывается ниже предельно допустимого значения, равного 0,9 В.

Так что, хотя под средней нагрузкой (500 мА) аккумуляторы NEXcell выступили более-менее приемлемо, с более серьёзными токами они либо не смогут работать вообще, либо сильно потеряют в ёмкости. А скажем, для фотовспышек такие характеристики аккумуляторов будут означать заметно большее время зарядки высоковольтного конденсатора.

NEXcell (2600 мА*ч)

Следующая модель аккумуляторов NEXcell – ёмкостью 2600 мА*ч и ценой 220 рублей за четыре штуки.

Внешних отличий нет никаких, но будут ли отличаться результаты тестов?..
Состояние пациента, как говорят медики, стабильно тяжёлое: во всех тестах – места в конце турнирной таблицы. Результат не так катастрофичен, как у модели на 2300 мА*ч, но проблема с завышенным вдвое внутренним сопротивлением никуда не делась: под большой нагрузкой аккумулятор заметно «проседает».

Вообще говоря, сейчас в продаже появились аккумуляторы NEXcell ёмкостью 2700 мА*ч, однако, ещё раз поглядев на результаты двух описанных выше моделей, мы решили не тратить время на их тестирование. В качестве дешёвых аккумуляторов для устройств с относительно небольшим энергопотреблением продукция NEXcell подойдёт, но для чего-то более серьёзного использовать её не стоит.

Philips MultiLife (2600 мА*ч)

Аккумуляторы Philips смогли нас удивить сразу – к сожалению, в негативном ключе. Они имеют тот же недостаток, что и рассмотренные выше Ansmann Energy Digital 2850: увеличенные габариты корпуса, из-за чего в некоторых устройства они просто не достают до плюсового контакта. И если в случае с Ansmann можно было хотя бы сослаться на большую паспортную ёмкость, то для аккумуляторов Philips заявлены довольно скромные 2600 мА*ч.

При этом каких-либо успехов аккумуляторы Philips в тестах не продемонстрировали, в нагрузочных тестах стабильно занимая места в середине списка. Какой-либо резон в покупке MultiLife, таким образом, найти трудно: средняя ёмкость и потенциальные проблемы совместимости из-за увеличенных габаритов корпуса.

Philips MultiLife (2700 мА*ч)

Новая версия аккумуляторов MultiLife на 100 мА*ч увеличила паспортную ёмкость, но при этом сохранила нестандартные габариты корпуса – и, соответственно, потенциальные проблемы совместимости.

Интересно, что на обеих сериях аккумуляторов MultiLife указана одна и та же минимальная ёмкость – 2500 мА*ч. Иначе говоря, увеличилась не только типовая паспортная ёмкость, но и разброс параметров между разными экземплярами.
Впрочем, во всех тестах Philips MultiLife 2700 мА*ч показали лучший результат, нежели их 2600-мА*ч собратья по серии, а при нагрузке 500 мА смогли даже выбраться на третье место. Хотя финальный вердикт от этого и не меняется: нестандартные габариты могут привести к несовместимости с конкретными устройствами, так что от покупки этих аккумуляторов лучше воздержаться.

Sanyo HR-3U (2700 мА*ч)

Компания Sanyo – один из крупнейших производителей аккумуляторов, и выше мы уже протестировали её продукцию, продающуюся под марками Duracell и Energizer. Однако, то были аккумуляторы с паспортной ёмкостью 2650 мА*ч, сейчас же мы держим в руках модель на 2700 мА*ч. Что это, просто округление числа – или другой аккумулятор?

Габариты Sanyo HR-3U имеет совершенно стандартные, что после аккумуляторов Philips приятно радует – не надо больше подкладывать металлические пластинки, чтобы обеспечить надёжный контакт аккумулятора с нагрузкой в нашей тестовой установке.

Обратите внимание, что при типовой паспортной ёмкости 2700 мА*ч минимальная может быть на 200 мА*ч ниже – из-за разброса параметров между разными экземплярами.
Занятно, но в нагрузочных тестах с большими токами Sanyo 2700 мА*ч ощутимо отстали от аккумуляторов Energizer и Duracell ёмкостью 2650 мА*ч, по сути, произведённых той же Sanyo, – а вот на токе 500 мА все три показали одинаковые результаты.

Varta Power Accu (2700 мА*ч)

Компания Varta – весьма заслуженный и известный производитель элементов питания, который, к сожалению, редко встречается в продаже в российских магазинах. Впрочем, нам повезло, и три модели аккумуляторов Varta мы купить смогли.

Varta Power Accu имеют паспортную ёмкость 2700 мА*ч и, как уверяет нас этикетка, рассчитаны на быстрый заряд (под таковым, надо полагать, понимается 15-минутный заряд большим током – способ не лучший, но удобный, если вам надо максимально быстро получить готовые к использованию аккумуляторы). Довольно необычна конструкция крышечки плюсового контакта – у аккумуляторов других фирм она выглядит значительно проще. Впрочем, технической разницы никакой нет, в любом случае поблизости от контакта находятся отверстия для сброса избыточного внутреннего давления при неправильной зарядке аккумулятора.
В двух нагрузочных тестах аккумуляторы Varta Power Accu заняли почётное второе место, отстав от аккумуляторов Energizer буквально на 10 мА*ч – это меньше погрешности измерения. В третьем же, при токе 500 мА, они и вовсе стали первыми.

Varta Professional (2700 мА*ч)

При той же паспортной ёмкости, название следующей серии аккумуляторов Varta намекает, что они должны быть в чём-то лучше, чем «простые» Power Accu.

Внешние отличия, впрочем, сводятся к разным этикеткам.
Результаты несколько обескураживают: во всех тестах Varta Professional хоть и продемонстрировали хороший результат, но от Power Accu немного отстали. Разница невелика, так что в принципе эти серии можно считать идентичными по реальным характеристикам.

Varta Ready2Use (2100 мА*ч)

Завершают же наши тестирование ещё одни «долгожители» – аккумуляторы с уменьшенным током саморазряда, на этот раз производства Varta.

Результат их, впрочем, мало отличается от двух аналогичных моделей, рассмотренных выше – GP ReCyko+ и Ansmann Max-E. Разброс емкостей между этими тремя моделями невелик, и каждая из них заняла первое место по одному разу – в трёх нагрузочных тестах.

Без предварительной зарядки – сразу после покупки – Ready2Use смогли отдать на нагрузке 500 мА немногим более 1,6 А*ч, тем самым подтвердив, что действительно готовы к использованию.

Нагрузочные тесты

Рассмотрев аккумуляторы по отдельности, давайте обобщим результаты измерений на диаграммах – так проще понять и расстановку сил среди конкретных участников, и различные общие тенденции. На всех диаграммах три модели с уменьшенным саморазрядом будут выделены в отдельную группу.

Самый, пожалуй, актуальный с практической точки зрения тест: нагрузка 500 мА, по порядку величины соответствующая многим устройствам, в которых аккумуляторы используются – фонарикам, детским игрушкам, фотоаппаратам...

В лидерах два аккумулятора Varta, за ними плотной группой идут четыре модели, три из которых – производства Sanyo. Аккумуляторы Ansmann, несмотря на самую большую паспортную мощность среди представленных моделей, заметного успеха не достигли. Абсолютный аутсайдер – аккумулятор Camelion, непосредственно перед ним идут GP, NEXcell и младшая модель Ansmann.

Все три аккумулятора с уменьшенным саморазрядом довольно близки друг к другу: разница между ними меньше пяти процентов.

Надо заметить, что ни одна модель не показала паспортной ёмкости, но из этого в общем-то не следует, будто все производители нас обманывают: измеренная ёмкость в некоторой степени зависит от условий, в которых эти измерения производились.

При большом нагрузочном токе – 2,5 А – в лидеры выходят аккумуляторы Energizer (Sanyo), с минимальным отрывом за ними идёт Varta, а замыкает тройку снова Sanyo, но уже под этикеткой Duracell. При этом, что интересно, «родные» аккумуляторы Sanyo на 2700 мА*ч довольно заметно отстали от лидеров.

Аккумуляторы GP смогли отчасти восстановить свою репутацию, поднявшись ближе к середине списка. Camelion лишний раз подтвердили, что их настоящая ёмкость довольно далека от обещанных 2500 мА*ч (обратите внимание, что с увеличением тока в 5 раз, с 500 до 2500 мА, их результат поменялся слабо – это говорит об отсутствии каких-либо серьёзных внутренних проблем, иначе говоря, аккумуляторы хорошие... просто они не на ту ёмкость, которая указана на этикетке). Обе модели NEXCell же сильно «просели» из-за очень высокого внутреннего сопротивления – вот это как раз является внутренней проблемой аккумулятора, и означает, что для больших нагрузок он не предназначен вообще.

Аккумуляторы с пониженным саморазрядом опять показывают близкие результаты, причём, по сравнению с 500-мА тестом, лидер и аутсайдер поменялись местами. Но, повторимся, разница между ними мала, и на неё можно закрыть глаза.

Импульсный разряд – при котором между 2,25-секундными импульсами тока с амплитудой 2,5 А у аккумулятора есть 6 секунд на восстановление – диспозицию меняет слабо. В лидерах опять Varta и Energizer, на четвёртое место поднялся Ansmann. Несколько удивляют и расстраивают результаты Sanyo HR-3U, продукция же NEXcell и Camelion заняла привычные последние места.

Интересно, что такой режим разряда в целом оказался для аккумуляторов самым лёгким: результаты по сравнению с предыдущими тестами подросли, некоторые модели даже превысили свою паспортную ёмкость.

Саморазряд аккумуляторов за 1 неделю

Рассматривая выше модели с пониженным током саморазряда, способные месяцами лежать без дела, почти не теряя ёмкость, мы уже упоминали, что все они были готовы к использованию сразу после распаковки, без предварительной зарядки – при паспортной ёмкости около 2 А*ч в такой ситуации они отдавали 1,5–1,7 А*ч. Из этого очевидно, что заявления производителей – не пустой звук, такие аккумуляторы, как Ansmann Max-E, GP ReCyko+ и Varta Ready2Use, действительно могут храниться месяцами в заряженном состоянии, а также использоваться в устройствах с маленьким энергопотреблением.

Ради чистоты эксперимента мы также попробовали нагрузить током 500 мА несколько свежекупленных «обычных» Ni-MH аккумуляторов с паспортными емкостями 2600–2700 мА*ч. Результат получился ожидаемый: без предварительной подзарядки они работать не могут, под любой сколь-нибудь заметной нагрузкой напряжение почти моментально падает ниже 1 В.

Однако при каких сроках хранения начнёт ощущаться разница между разными типами аккумуляторов? Ведь три вышеупомянутые модели имеют не только меньший ток саморазряда, но и меньшую паспортную ёмкость.

Чтобы выяснить это, мы в течение недели выдерживали заряженные аккумуляторы, после чего измеряли их ёмкость под нагрузкой 500 мА – и сравнивали с ёмкостью сразу после зарядки.

В процентном исчислении два первых места заняли модели с малым саморазрядом, и только Ansmann Max-E подвёл, потеряв 10 % ёмкости. Примерно половина «обычных» аккумуляторов потеряла от 7 до 10 % ёмкости, неожиданно плохо выступили аккумуляторы Philips MultiLife 2600, потерявшие более четверти заряда. Неудачно выступили и аккумуляторы GP.

Обратите внимание, что в двух случаях более ёмкие аккумуляторы демонстрировали и большие потери: это Ansmann Energy Digital и NEXcell.

Иначе говоря, если сразу после зарядки Ansmann на 2850 мА*ч имеет действительно большую ёмкость, чем Ansmann на 2700 мА*ч, то спустя несколько дней ситуация уже не столь однозначна. Посмотрим на таблицу с емкостями аккумуляторов через неделю выдержки:

Все лидирующие позиции плотно оккупированы моделями Varta (первые два места) и Sanyo (места с третьего по пятое) – здесь, в общем, даже нечего обсуждать, успех этих компаний абсолютно очевиден.

А вот между парами аккумуляторов одного производителя, но разной ёмкости ситуация сложилась интересная. Philips 2700 смог обойти Philips 2600, но это и не удивительно – учитывая, насколько провальный результат показал последний, обогнав по току саморазряда всех и вся. А вот в парах Ansmann 2700/2850 и NEXcell 2300/2600 после недельного отдыха на первое место вышли модели с меньшей паспортной ёмкостью.

Отдельно же стоит отметить, что за одну неделю аккумуляторы с пониженным током саморазряда какого-либо решающего преимущества не продемонстрировали, на них стоит ориентироваться, если вам нужен существенно больший интервал между подзарядками.

Заключение

Что же, пора подводить итоги и давать рекомендации. Сначала пройдёмся по производителям...

Безусловно, лидерами тестирования среди моделей с ёмкостью 2500 мА*ч и выше были аккумуляторы Varta и Sanyo (в том числе продающиеся под марками Energizer и Duracell, а также некоторыми другими – например, Sony). По частоте попаданий в первую тройку с ними не смог соперничать никто, а в тесте на недельный саморазряд они единолично заняли первые пять мест.

Старшие модели аккумуляторов Ansmann Energy Digital (2850 мА*ч) и Philips MultiLife (2700 мА*ч) в основном держались в середине, по одному разу выбившись на третье место. И можно было бы их и назвать середнячками, в принципе не сильно отстающими от лидеров и вполне стоящими своих денег, если бы не одно «но» – увеличенные габариты корпуса. Из-за этого данные модели могут оказаться просто несовместимы с некоторым устройствами, и потому мы советуем не рисковать и обратить внимание на другие аккумуляторы.

Довольно плохо выступили аккумуляторы GP. Мало того, что их производитель вводит покупателей в заблуждение маркировкой (типовая паспортная ёмкость серии «2700» – не 2700, как можно было бы подумать, а 2600 мА*ч), так и реальные результаты не впечатляют: невысокая ёмкость и большой ток саморазряда.

В случае с Camelion мало того, что крупная надпись «2600» не соответствует их паспортной ёмкости (равной 2500 мА*ч), так на практике они и вовсе чрезвычайно напоминают аккумуляторы с ёмкостью порядка 2000 мА*ч. У них небольшой ток саморазряда, маленькое внутреннее сопротивление, но, покупая эти аккумуляторы, надо помнить – к 2500 мА*ч никакого отношения они не имеют.

Продукция NEXcell – единственная, продемонстрировавшая в наших тестах наличие принципиальных проблем, а не просто несправедливую маркировку. У этих аккумуляторов внутреннее сопротивление вдвое выше, чем у всех прочих протестированных моделей, а потому с большой нагрузкой они справляются из рук вон плохо.

И, наконец, три модели аккумуляторов с пониженным саморазрядом – Varta Ready2Use, GP ReCyko+ и Ansmann Max-E – выступили примерно наравне. Да, ими действительно можно пользоваться сразу после покупки, без предварительной зарядки.

На что ориентироваться в целом, выбирая аккумуляторы? Дадим несколько советов:

Реальная ёмкость аккумуляторов, как показали наши измерения, сильнее зависит от их производителя, чем от цифр на этикетке – Sanyo (2650 мА*ч) и Varta (2700 мА*ч) уверенно обогнали Ansmann (2850 мА*ч).
Не гонитесь за большой паспортной ёмкостью. Аккумуляторы с большей ёмкостью часто обладают и большим током саморазряда, а это значит, что если вы используете их не сразу после зарядки, а в течение нескольких дней – то аккумуляторы с меньшей паспортной ёмкостью могут оказаться эффективнее.
При покупке обращайте внимание на габариты аккумулятора. Три из протестированных нами моделей – два аккумулятора Philips и один Ansmann – имели увеличенные габариты корпуса, из-за чего работали не во всех устройствах.
Заранее прикиньте, насколько интенсивно вы будете использовать аккумуляторы. Если вы планируете заряжать их не реже раза в неделю – то внимание стоит обращать на модели с паспортной ёмкостью порядка 2700 мА*ч. Если аккумуляторы должны долго (существенно дольше недели) лежать заряженными «на всякий случай» или использоваться в устройствах с небольшим потреблением, например, пультах дистанционного управления или часах, то предпочтение надо отдать моделям с пониженным током саморазряда, несмотря на их меньшую паспортную ёмкость.

P.S. Несколько же слов о том, на основании чего выбирать между аккумуляторами и обычными одноразовыми батарейками, можно прочитать в нашей предыдущей статье .

Другие материалы по данной теме

Тестирование батареек формата AA
Методика тестирования аккумуляторов и батареек

Аккумуляторные батареи стали основным источником питания современных устройств, работающих на электронной основе. Наиболее популярными считаются Ni-MH аккумуляторы, так как они практичны, долговечны и могут обладать повышенной ёмкостью. Но для сохранности технических характеристик во время всего срока эксплуатации следует узнать некоторые особенности работы накопителей данного класса, а также правильные условия зарядки.

Стандартные Ni-MH аккумуляторы

Как правильно заряжать Ni-MH аккумуляторы

При начале зарядки любого автономного накопителя, будь это батарейка простого смартфона или высокоемкостной АКБ грузовика, в нём начинается ряд химических процессов, из-за которого происходит накопление электрической энергии. Получаемая накопителем электроэнергия не исчезает, часть её уходит на заряд, а определённый процент – на тепло.

Параметр, по которому определяется эффективность зарядки батареи, называется коэффициентом полезного действия автономного накопителя. КПД позволяет определить, как соотношение полезной работы и ненужных её потерь, уходящих на нагрев. И в данном параметре, аккумуляторы и батареи никель-металлогидридные сильно уступают Ni-Cd накопителям, так как слишком большая часть энергии, затрачиваемой на их заряд, параллельно уходит и на нагрев.

Никель-металлогидридный накопитель можно восстановить самостоятельно

Чтобы быстро и корректно зарядить никель-металлогидридную батарею, необходимо установить правильную величину тока. Данная величина определяется, исходя из такого параметра как ёмкость автономного источника питания. Можно увеличить силу тока, но делать это следует в определённые этапы зарядки.

Специально для никель-металлогидридных аккумуляторов определены 3 разновидности зарядки:

• Капельная. Протекает в ущерб долговечности батареи, не прекращается даже по достижению 100% заряда. Но при капельной зарядке выделяется минимальное количество тепла.
• Быстрая. Следуя названию, можно сказать что данный вид зарядки протекает немного быстрее, обусловлено это входным напряжение в пределах 0.8 Вольта. При этом, уровень КПД повышается до 90%, что считается очень хорошим показателем.
• Режим дозаряда. Необходим для заряда накопителя до полной его ёмкости. Данный режим проводится с использованием малого тока на протяжении 30-40 минут.

На этом особенности заряда заканчиваются, теперь следует рассмотреть каждый режим более подробно.

Особенности капельной зарядки

Основной особенностью капельной зарядки NiZn, а также Ni-MH аккумуляторов, является снижение её нагрева во время протекания всего процесса, который может длиться до восстановления полной ёмкости накопителя.

Стандартное зарядное устройство для Ni-MH батарей

Чем примечательна данная разновидность зарядки:

• Маленький ток, соответственно – отсутствие чётких рамок по разнице потенциалов. Напряжение заряда может достигать своего максимума без какой-либо негативного воздействия на срок службы накопителя.
• Коэффициент полезного действия в пределах 70%. Конечно, данный показатель ниже остальных, и время, необходимое для полного восстановления ёмкости, увеличивается. Но при этом снижается нагрев батареи.

Вышеперечисленные показатели можно отнести к категории положительных. Теперь следует обратить внимание на отрицательные качества капельной зарядки.

• Капельный процесс восстановления не прекращается даже после восстановления полной ёмкости. Постоянное воздействие даже маленького тока, при полном заряде батареи, быстро приводит её в негодность.
• Необходимо рассчитывать время заряда, исходя из таких факторов как сила тока, напряжение и . Не очень удобно, и у некоторых пользователей может занять слишком много времени.

Современные никель-металлогидридные источники питания не так негативно воспринимают капельный заряд, как более старые модели. Но производители зарядных устройств постепенно отказываются от применения подобного восстановления ёмкости аккумулятора.

Быстрый режим заряда Ni-MH батарей

Номинальными показателями заряда никель-металлогидридных батарей являются:

• Сила тока в пределах 1 А.
• Напряжение от 0.8 В.

Приведены те данные, от которых следует отталкиваться. Для быстрого режима заряда лучше всего устанавливать силу тока, равную 0,75 А. Этого вполне достаточно, чтобы за короткий промежуток времени восстановить накопитель и при этом не снизить его эксплуатационный срок. Если поднять ток более 1 А, то последствием может быть аварийный сброс давления, при котором открывается спусковой клапан.

ЗУ с точными показаниями силы тока

Для того, чтобы режим быстрой зарядки не причинил вреда батареи, необходимо следить за окончанием самого процесса. КПД быстрого восстановления ёмкости составляет около 90%, что считается очень хорошим показателем. Но в конце процесса зарядки КПД резко падает, и последствием такого падения становится не только выделение большого количества тепла, но и резкое увеличение давления. Конечно, такие показатели негативно сказываются на долговечности накопителя.

Процесс быстрого заряда состоит из нескольких этапов, которые следует рассмотреть более подробно.

Подтверждение наличия показателей заряда

Последовательность процесса:

1. На полюса накопителя подаётся предварительный ток, который составляет не более 0.1 А.
2. Напряжение заряда в пределах 1.8 В. При более высоком показатели быстрая зарядка батареи не начнётся.

Никель-металлогидридный элемент средней ёмкости

Логическая схема в зарядных устройствах запрограммирована на отсутствие батареи. Это означает, что, если выходное напряжение будет составлять более 1.8 В, то зарядное устройство воспримет такой показатель как отсутствие источника питания. Высокая разница потенциалов также возникает при повреждении аккумуляторной батареи.

Диагностика ёмкости источника питания

Перед началом восстановления ёмкости, ЗУ должно определить уровень заряженности источника питания, так быстрый процесс восстановления не может начаться, если он полностью разряжен и разница потенциалов составляет менее 0.8 В.

Для восстановления частичной ёмкости никель-металлогидридного накопителя предусмотрен дополнительный режим – предварительный заряд. Это щадящий режим, который позволяет аккумулятору «проснуться». Используется не только после полного восстановления ёмкости, но и при долгом хранение батареи.

Следует помнить, что для сохранности эксплуатационного срока никель-металлогидридных источников питания, их нельзя полностью разряжать. Или, если другого выхода нет, то делать это как можно реже.

Что такое пред-зарядка? Особенности процесса

Чтобы знать, как правильно заряжать аккумулятор, необходимо разобраться с процессом пред-заряда.

Главной особенностью режима предварительного восстановления ёмкости является то, что на него отводится определённый промежуток времени, не более 30 минут. Сила тока устанавливается в пределах от 0.1 А до 0.3 А. При таких параметрах отсутствует нежелательный нагрев, и аккумулятор может спокойно «проснуться». При превышении разницы потенциалов более 0.8 В пред-заряд автоматически отключается и начинается следующая ступень восстановления ёмкости.

Разнообразие никель-металлогидридной продукции

Если по истечении 30 минут напряжение источника питания не достигло отметки в 0.8 В, данный режим прекращается, так как зарядное устройство определяет источник питания как неисправный.

Быстрый заряд батареи

Данный этап и является той самой, быстрой зарядкой источника питания. Он протекает с обязательным соблюдением нескольких основных параметров:

• Контроль за силой тока, которая должна находиться в пределах 0.5-1 А.
• Контроль за временными показателями.
• Постоянное сравнение разницы потенциалов. Отключение процесса восстановления, если данный показатель упадёт на 30 мВ.

Очень важно следить за изменением параметров напряжения, так как по окончанию быстрой зарядки аккумулятор начинает быстро нагреваться. Поэтому ЗУ включают в себя отдельные узлы, отвечающие за контроль напряжения источника питания. Для этого специально используется метод контроля по дельте напряжения. Но некоторые производители ЗУ применяют современные разработки, которые отключают устройство при длительном отсутствии каких-либо изменений разницы потенциалов.

Более дорогим вариантом является установка котроллера за изменением температуры. Например, при повышении температуры Ni-MH накопителя, быстрый режим восстановления ёмкости автоматически отключается. Для этого необходимо дорогостоящие температурные датчики или радиоэлектронные схемы, соответственно, повышается цена и на само зарядное устройство.

Дозарядка

Данный этап очень похож на предварительную зарядку аккумуляторной батареи, при котором ток устанавливается в пределах 0.1-0.3 А, а весь процесс занимает не более 30 минут. Дозарядка необходима, так как именно она позволяет выровнять электронные заряды в источнике питания, и увеличить его эксплуатационный срок. Но при более длительном восстановлении, наоборот, происходит ускоренное разрушение аккумулятора.

Особенности сверхбыстрой зарядки

Существует ещё одно важное понятие восстановления ёмкости Ni-MH батарей – сверхбыстрая зарядка. Которая не только быстро восстанавливает источник питания, но и продлевает его эксплуатационный срок. Связано это с одной интересной особенностью Ni-MH аккумуляторов.

Металлогидридные источники питания можно заряжать повышенными токами, но только по достижению 70% ёмкости. Если пропустить этот момент, то завышенный параметр силы тока приведёт только к быстрому разрушению аккумулятора. К сожалению, производители ЗУ считают установку подобных контролирующих узлов на свои изделия слишком затратной, и используют более простую быструю зарядку.

Удобные пальчиковые источники питания

Проводить сверхбыструю зарядку следует только на новых батареях. Повышенные токи приводят к быстрому нагреву, следующей стадией которого становится открытие запорного клапана давления. После открытия запорного клапана, никелевый аккумулятор не подлежит восстановлению.

Выбираем зарядное устройство для Ni-MH батарей

Некоторые производители ЗУ делают уклон в сторону изделий, изготовленных специально для заряда Ni-MH батарей. И это понятно, так как данных источников питания наибольшее количество во многих электронных устройствах.

Следует более подробно рассмотреть функционал зарядных устройств, созданных специально для восстановления ёмкости никель-металлогидридных аккумуляторов.

• Обязательное наличие нескольких защитных функций, которые сформированы определённым сочетанием некоторых радиоэлементов.
• Наличие ручного или автоматического режима регулировки силы тока. Только таким образом можно будет устанавливать различные этапы зарядки. Разность потенциалов обычно берётся постоянной.
• Автоматическая подзарядка аккумуляторной батареи, даже по достижении стопроцентной ёмкости. Это позволяет постоянно поддерживать основные параметры источника питания, не в ущерб эксплуатационному сроку.
• Распознавание источников тока, работающих по-другому принципу. Очень важный параметр, так как некоторые разновидности аккумуляторов, при слишком большом токе заряда могут взорваться.

Последняя функция также относится к разряду особенных и требует монтажа специального алгоритма. Поэтому многие производители предпочитают отказаться от неё.

Ni-MH источники питания пользуются широкой популярностью из-за своей долговечности, простоты эксплуатации, а также доступной цены. Многие пользователи успели оценить положительные качества данных изделий.