Nikl-kadmijum i nikl-metal hidridne baterije su dva glavna tipa alkalnih izvora hemijske struje za autonomno napajanje različite opreme. Slične su po svojoj strukturi. Kao elektrolit koristi se alkalija, a kao katoda se koristi oksid nikla.

Ni-cd je bio prvi koji je izmišljen. Ova tehnologija je stara više od sto godina. NI-MH se široko koristi u potrošačkim uređajima, počeo je tek 90-ih godina dvadesetog stoljeća. Masovna pojava na tržištu kapacitetnijih (NI-MH) baterija u početku je izazvala pravu senzaciju. Ali onda su se pojavili nedostaci.

Karakteristike i primjena Ni-cd baterija

U poređenju sa metal-hidridnim baterijama, Ni-cd baterije imaju dva glavna nedostatka. Ovo je manji kapacitet i memorijski efekat. Memorijski efekat se naziva "pamćenjem" donje granice pražnjenja baterije. Odnosno, ako takva baterija nije potpuno ispražnjena, trajanje rada u sljedećem ciklusu bit će manje za ovu vrijednost od potpunog pražnjenja do granice koju baterija "pamti". Da biste "resetovali" memoriju, potrebno je dva ili tri puta potpuno napuniti-isprazniti takvu bateriju.

Čini se da bi s takvim svojstvima ova vrsta baterija trebala otići u zaborav. Ali to se ne dešava. Zbog još dva svojstva ove vrste baterija - visoka izlazna struja i sposobnost dobrog rada na niskim temperaturama.

Otprilike 90% Ni-cd danas, to su baterije za električne alate, dječje igračke, električne brijače, samostalne usisivače, medicinsku opremu itd. Primjena u segmentu domaćinstava (umjesto konvencionalnih primarnih baterija) je praktično svedena na nulu.

Neke zemlje imaju zakone koji ograničavaju upotrebu Ni-cd ćelija zbog toksičnosti kadmijuma. U novim uređajima njihovo mjesto zauzimaju litijum-jonske baterije sa velikom izlaznom strujom.

Punjenje ni cd baterija

Jedan element ima nominalni napon od 1,2V. Tokom rada, ova vrijednost može varirati od 1,35V (potpuno napunjeno) do 1V (potpuno pražnjenje). Ovi elementi imaju jednu zanimljivu karakteristiku, koja je vezana za gašenje u punjaču (ako je automatski). Nakon seta kapacitivnosti, napon na terminalima se malo smanjuje za 50-70 mV. Takav skok se naziva ΔV(delta V). Punjač reagira na takvo smanjenje i prekida struju punjenja.

U praksi, samo srednji i napredni punjači mogu raditi na ΔV. I često morate ručno izračunati kako puniti ni cd baterije.

Napon punjenja bilo kojeg punjenja će dati stopu od 1,5-1,6v po elementu. Ali struja punjenja može biti različita. Uvijek se može vidjeti na samom punjaču (obično sa stražnje strane).

Kapacitet baterije se mora podijeliti sa strujom punjenja i pomnožiti sa faktorom gubitka od 1,4. Na primjer, 1000mAh/200mA=5 sati*1,4=7 sati. Koju struju puniti? Nominalna struja punjenja je 0,1C, gdje je C kapacitet baterije. Za 1000mAh, nominalna struja je 100mA. Vrijeme punjenja u ovom slučaju će biti 14 sati. Nije baš udobno. Gotovo uvijek se koristi ubrzani način rada 0,2-0,5C. Ovo donekle skraćuje trajanje baterije, ali poboljšava upotrebljivost.

Bitan! Prosječan vijek trajanja nikl-kadmijum baterija je 500 ciklusa punjenja-pražnjenja. Proizvođač tvrdi, u pravilu, DO 1000. Takvi pokazatelji se mogu postići samo u idealnim uslovima i jasnom održavanju nominalnih režima rada.

Osnovna pravila za punjenje nikl-kadmijum baterija

• obavezno ispraznite baterije prije punjenja;
• priključite punjač (ili u njega ugradite baterije za kućnu upotrebu) i pričekajte da se isključi kada se potpuno napuni;
• ako punjač ne omogućava automatsko isključivanje, izračunajte potrebno vrijeme punjenja i nakon njegovog isteka isključite se;
• čuvajte ni cd baterije u ispražnjenom stanju.

Karakteristike i primjena NI MH baterija

Opseg metal-hidridnih baterija direktno je povezan s njihovim svojstvima. Maksimalni kapacitet uz minimalni volumen omogućio im je da se smjeste u onoj elektronici gdje se jednokratne baterije moraju vrlo često mijenjati. To su kamere, bežični miševi i tastature, radio daljinski upravljači, dječje igračke.

U osnovi se koriste dvije veličine takvih elemenata - to su AA i AAA. Ove ćelije možete koristiti bilo gdje gdje se koriste jednokratne baterije. Ali često to nema ekonomskog smisla (u slučaju da je baterija za jednokratnu upotrebu u uređaju godinama)

Nazivni napon ni mh baterija 1.2v. Uz neznatno odstupanje pod opterećenjem, ovaj napon se održava tokom cijelog ciklusa baterije. Napon baterije za jednokratnu upotrebu u radu glatko pada sa 1,5 na 1 volt. Toi je 1,2-srednja vrijednost. Ovo omogućava da baterija savršeno zamijeni jednokratnu bateriju u 99% slučajeva. Slučajevi kada je za rad uređaja potrebno tačno 1,5 V su rijetki i često se "liječe" promjenom načina rada u meniju uređaja "baterija / akumulator".

Pažnja! Maksimalni kapacitet (fizičko ograničenje) za AA bateriju je 2700mAh, za AAA 1000mAh Ako etiketa ima veću vrijednost i “misteriozno” ime proizvođača, zagarantovana vam je prevara.

Memorijski efekat pri punjenju nikl-metal hidridnih baterija je manje uočljiv nego kod Ni-cd ćelija. Za prvih nekoliko godina masovne prodaje, proizvođači su postavili natpis „bez efekta memorije“. Nakon toga, ovaj natpis je uklonjen. Preporuka “punjenje nakon pražnjenja” također je relevantna za metal-hidridne baterije.

Punjenje nikl metal hidridnih baterija

Napon punjenja ni mh je isti kao i kod nikl-kadmijum baterija. Punjač će napajati 1,5-1,6v na jedan element. Struja punjenja ni mh baterija može varirati od 0,1 do 1C. Ali svaki proizvođač kućanskih baterija mora na sebi navesti svoju preporuku za ovaj parametar. Preporuka proizvođača je 0,1C. Na primjer, za 2500mAh, nominalna struja punjenja ni mh baterija je 250mA. Vrijeme punjenja sa nazivnom strujom 14 sati. Po istoj formuli. Kapacitet / struja punjenja, pomnožite rezultat sa 1,4. U ovom načinu rada možete računati na broj ciklusa koji je deklarirao proizvođač. U ubrzanom načinu rada smanjuje se vijek trajanja.

Metal-hidridne baterije ne podnose pregrijavanje, duboko pražnjenje, jako prepunjavanje. Do pregrijavanja može doći s velikom strujom punjenja, povećanim unutarnjim otporom. Kod jakog zagrijavanja, punjenje treba prekinuti. Duboko pražnjenje nastaje kada se element ne koristi duže vrijeme. Ako ostane neaktivan godinu dana ili više, baterija će najvjerovatnije morati biti zamijenjena. Prekomjerno punjenje se događa kada se koristi punjač bez funkcije isključivanja ili pogrešno izračunatog vremena punjenja.

Punjači i načini punjenja

Na tržištu postoji mnogo punjača. Oni implementiraju različite sheme isključivanja ili se isključenje uopće ne implementira. Po izgledu ih možete lako podijeliti u podvrste.

1. Protozoa. Uključen u utičnicu - punjenje je prošlo, isključeno - punjenje je završeno. Vrijeme punjenja kontrolira korisnik. Takvi uređaji imaju pravo na postojanje kako bi uštedjeli novac. Samo trebate odabrati jedan od njih koji će puniti svaki element posebno. Ako su kanali za punjenje upareni, dolazi do iskrivljenosti. Ovaj način rada skraćuje vijek trajanja baterije. Lako je razlikovati. Broj LED indikatora mora odgovarati broju kanala za punjenje.
2. Sa natpisom AUTO. Takav natpis ukazuje da je ovdje implementirano isključivanje tajmera. Obično 6 do 12 sati. Nije najgora opcija. Neće biti ponovnog punjenja. Ali najvjerovatnije neće biti punog punjenja. U tom slučaju možete odabrati baterije posebno za ovaj punjač. Ali ispravan rad punjača bit će prvih 100-200 ciklusa.
3. ΔV kontrola. Ako je proizvođač implementirao ovu funkciju, sigurno će to napisati na pakovanju. Ako nema natpisa, punjač pripada tački 2. Uz prisustvo ΔV kontrole, punjač je već potpuno automatski. Ne zaboravite na zasebno punjenje svakog kanala (popularni prije 10-12 godina, punjači s indeksom 508 imaju ΔV kontrolu, ali baterije ugrađene u njega doživljavaju kao jednu bateriju).
4. Sa displejom sa tečnim kristalima. Po pravilu, njegovo prisustvo ukazuje na to da je sve gore navedeno implementirano, plus kontrola temperature. Punjači sa ekranom početnog nivoa ne zahtevaju programiranje načina punjenja i struje, ali odlično rade sa svojom funkcijom - da pravilno pune ni mh baterije.
5. Punjenje - kombajn. Veće nego u paragrafu 4. Pretpostavimo korisničko programiranje načina punjenja i struje. Ako ništa nije programirano u "podrazumevanom" načinu, napunite baterije minimalnom strujom i isključite punjenje pomoću ΔV kontrole.

Što je punjač funkcionalniji, to je skuplji. Ali čak iu skupoj verziji, cijena je oko 50 alkalnih baterija. Isplata dolazi prilično brzo. Punjač ove klase je obično univerzalan. I omogućava vam da punite, osim nikl baterija, i litijum-jonske baterije. Takođe ima funkcije mjerenja kapaciteta, unutrašnjeg otpora baterija, način resetiranja memorijskog efekta za nikl baterije.

NI-MH baterije sa niskim samopražnjenjem

Ovo je dovoljno nova tehnologija. Ponekad se koristi skraćenica LSD. Ono što se sa engleskog prevodi kao "nisko samopražnjenje" - nisko samopražnjenje.

Takve baterije pojavile su se u prodaji prije nešto više od 10 godina i vrlo dobro su se pokazale. U poređenju sa konvencionalnim baterijama, one imaju manji unutrašnji otpor i, kao rezultat, veće struje pražnjenja. Njihov kapacitet je nešto manji od kapaciteta konvencionalnih NI-MH baterija. Ali zbog činjenice da se konvencionalna baterija samopražnjenje prvog dana od oko 10%, pokazuju se ništa manje učinkovito.

Prilično je lako razlikovati takvu bateriju od obične. Na pakovanju i na samom elementu biće natpis „spremno za upotrebu“. “spremno za upotrebu”. Takvi elementi se prodaju već naplaćeni. Ovo je najbolji izbor za amatersku fotografiju, kada nije zadatak napraviti nekoliko hiljada snimaka u jednom danu.

Pravila naplate NI MH

Odgovor na pitanje - kako napuniti ni mh baterije ovisi prije svega o tome kakav punjač ima korisnik. Za pravilno punjenje dovoljno je pridržavati se jednostavnih pravila.

• Prije punjenja, preporučljivo je isprazniti baterije. Ovo nije stroga norma, za razliku od Ni-cd baterija, ali je poželjno.
• Temperatura okoline mora biti najmanje 5 o C. Gornja granica temperature je 50 o C. Ova temperatura može nastati ljeti kada je izložena direktnoj sunčevoj svjetlosti.
• Naučite karakteristike punjača. Ako ne omogućava automatsko isključivanje, izračunajte vrijeme punjenja.
• Ugradite baterije u punjač i priključite ga na električnu mrežu. Nakon nekog vremena provjerite stepen zagrijavanja baterija. U slučaju jakog zagrijavanja, zaustavite punjenje.
• Isključite punjač nakon isteka predviđenog vremena ili nakon što se uključi odgovarajuća indikacija (ovisno o vrsti punjača).
• Čuvajte Ni-MH ćelije napunjene na 10-20% kapaciteta. Napon ne bi trebao pasti ispod 0,9v.

Kada su pravilno napunjene, nikl-metal hidridne baterije traju dugo. Od 500 do 1000 ciklusa punjenja-pražnjenja. Glavni razlog preranog kvara je dugotrajna neupotreba i, kao rezultat, duboko pražnjenje. Često je potpuno neopravdana želja korisnika da napuste Ni-MH ili Ni-cd tehnologiju i svu svoju opremu prebace na litijum-jonske baterije. Ove baterije čvrsto zauzimaju svoje mjesto, kako u domaćem segmentu tako i u industriji.

Nakon kupovine određene vrste punjača, mnogi se suočavaju s problemom kako ga pravilno napuniti? Jedna od glavnih vrsta su nikl-metal hidridne (NiMh) baterije. Imaju svoje karakteristike kako ih puniti.

Kako pravilno napuniti NiMh bateriju?

Karakteristika NiMh baterija je njihova osjetljivost na toplinu i preopterećenje. To može dovesti do negativnih posljedica koje utiču na sposobnost uređaja da zadrži i isporuči punjenje.

Gotovo sve baterije ovog tipa koriste metodu "delta peak" (određivanje vrha napona punjenja). Omogućava vam da označite trenutak završetka punjenja. Svojstvo punjača od nikla je da napon napunjene NiMh baterije počinje da se smanjuje za neku beznačajnu količinu.

Kolika je struja za punjenje NiMh baterije?

Metoda "delta peak" može dobro raditi pri strujama punjenja od 0,3C i više. C vrijednost se koristi za označavanje nominalnog kapaciteta punjive aa ni NiMh baterije.

Dakle, za punjač kapaciteta 1500 mAh, metoda "delta peak" će pouzdano raditi s minimalnom strujom punjenja jednakom 0,3x1500 = 450 mA (0,5 A). Ako je struja niže vrijednosti, postoji velika opasnost da na kraju punjenja napon na bateriji ne počne opadati, već će se smrznuti na određenom nivou. To će dovesti do toga da punjač neće otkriti kraj punjenja. Kao rezultat toga, neće se isključiti i punjenje će se nastaviti. Kapacitet baterije će se smanjiti, što će negativno uticati na njene performanse.

Trenutno se skoro svi mogu puniti strujom do 1C. pod ovim uslovom, što se mora poštovati je normalno hlađenje vazduhom. Sobna temperatura (oko 20⁰S) smatra se optimalnom. Punjenje na temperaturama nižim od 5⁰C i više od 50⁰C uvelike će smanjiti vijek trajanja baterije.

Da bi se produžio životni vek NiMH punjača, preporučuje se skladištenje sa malom količinom punjenja (30-50%).

Stoga će pravilno punjenje nikl-metal hidridne baterije povoljno utjecati na njen rad i pomoći joj da normalno funkcionira.

Ovaj članak o nikl-metal hidridnim (Ni-MH) baterijama odavno je klasik na ruskom internetu. Preporučujem da pogledate…

Nikl-metal hidridne (Ni-MH) baterije su po dizajnu slične nikl-kadmijum (Ni-Cd) baterijama, a elektrohemijski slične nikl-vodonikovim baterijama. Specifična energija Ni-MH baterije je znatno veća od specifične energije Ni-Cd i vodikovih baterija (Ni-H2)

VIDEO: Nikl metal hidridne baterije (NiMH)

Uporedne karakteristike baterija

Parametri	Ni-Cd	Ni-H2	Ni-MH
Nazivni napon, V	1.2	1.2	1.2
Specifična energija: Wh/kg | Wh/l	20-40 60-120	40-55 60-80	50-80 100-270
Vijek trajanja: godine | ciklusa	1-5 500-1000	2-7 2000-3000	1-5 500-2000
Samopražnjenje, %	20-30 (28 dana)	20-30 (za 1 dan)	20-40 (28 dana)
Radna temperatura, °S	-50 — +60	-20 — +30	-40 — +60

*** Velika rasprostranjenost pojedinih parametara u tabeli uzrokovana je različitom namjenom (dizajnom) baterija. Osim toga, tabela ne uzima u obzir podatke o modernim baterijama s niskim samopražnjenjem.

Istorija Ni-MH baterije

Razvoj nikl-metal hidridnih (Ni-MH) baterija započeo je 50-70-ih godina prošlog stoljeća. Kao rezultat toga, nastao je novi način skladištenje vodonika u nikl-vodonikovim baterijama, koje su se koristile u svemirskim letjelicama. U novom elementu, vodonik se akumulirao u legurama određenih metala. Legure koje apsorbuju 1000 puta veći volumen vodonika otkrivene su 1960-ih. Ove legure se sastoje od dva ili više metala, od kojih jedan apsorbuje vodonik, a drugi je katalizator koji potiče difuziju atoma vodika u metalnu rešetku. Broj mogućih kombinacija korištenih metala je praktično neograničen, što omogućava optimizaciju svojstava legure. Za stvaranje Ni-MH baterija bilo je potrebno stvoriti legure koje mogu raditi na niskom tlaku vodika i sobnoj temperaturi. Trenutno se širom svijeta nastavlja rad na stvaranju novih legura i tehnologija za njihovu preradu. Legure nikla s metalima grupe rijetkih zemalja mogu osigurati do 2000 ciklusa punjenja-pražnjenja baterije sa smanjenjem kapaciteta negativne elektrode za najviše 30%. Bill je patentirao prvu Ni-MH bateriju, koja koristi leguru LaNi5 kao glavni aktivni materijal metal-hidridne elektrode, Bill je 1975. godine. U ranim eksperimentima sa legurama metal-hidrida, nikl-metal hidridne baterije su bile nestabilne, a potreban kapacitet baterije je mogao ne može se postići. Stoga je industrijska upotreba Ni-MH baterija počela tek sredinom 80-ih godina nakon stvaranja legure La-Ni-Co, koja omogućava elektrohemijski reverzibilnu apsorpciju vodonika u više od 100 ciklusa. Od tada je dizajn Ni-MH baterija kontinuirano unapređivan u pravcu povećanja njihove energetske gustine. Zamjena negativne elektrode omogućila je povećanje opterećenja aktivnih masa pozitivne elektrode za 1,3-2 puta, što određuje kapacitet baterije. Stoga, Ni-MH baterije imaju znatno veće specifične energetske karakteristike u odnosu na Ni-Cd baterije. Uspjeh distribucije nikl-metal hidridnih baterija osiguran je visokom gustoćom energije i netoksičnošću materijala korištenih u njihovoj proizvodnji.

Osnovni procesi Ni-MH baterija

Ni-MH baterije koriste nikl-oksidnu elektrodu kao pozitivnu elektrodu, poput nikl-kadmijumske baterije, i elektrodu od legure nikl-retke zemlje koja apsorbuje vodonik umjesto negativne kadmijumske elektrode. Na pozitivnoj elektrodi od nikl oksida Ni-MH baterije, reakcija se nastavlja:

Ni(OH) 2 + OH- → NiOOH + H 2 O + e - (punjenje) NiOOH + H 2 O + e - → Ni(OH) 2 + OH - (pražnjenje)

Na negativnoj elektrodi, metal sa apsorbovanim vodonikom pretvara se u metalni hidrid:

M + H 2 O + e - → MH + OH- (punjenje) MH + OH - → M + H 2 O + e - (pražnjenje)

Ukupna reakcija u Ni-MH bateriji je napisana na sljedeći način:

Ni(OH) 2 + M → NiOOH + MH (punjenje) NiOOH + MH → Ni(OH) 2 + M (pražnjenje)

Elektrolit ne učestvuje u glavnoj reakciji stvaranja struje. Nakon prijavljivanja 70-80% kapaciteta i tokom punjenja, kiseonik počinje da se oslobađa na oksidno-nikl elektrodi,

2OH- → 1/2O 2 + H2O + 2e - (punjenje)

koji se obnavlja na negativnoj elektrodi:

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

Posljednje dvije reakcije osiguravaju zatvoreni ciklus kisika. Kada se kisik smanji, dodatno se povećava kapacitivnost elektrode metalnog hidrida zbog stvaranja OH - grupe.

Izrada elektroda Ni-MH baterija

Metalna vodonična elektroda

Glavni materijal koji određuje performanse Ni-MH baterije je legura koja apsorbuje vodonik i koja može apsorbirati do 1000 puta veći volumen vodonika. Najrasprostranjenije legure su LaNi5, u kojima je dio nikla zamijenjen manganom, kobaltom i aluminijem kako bi se povećala stabilnost i aktivnost legure. Da bi smanjili trošak, neki proizvođači umjesto lantana koriste misch metal (Mm, koji je mješavina rijetkih zemnih elemenata, njihov omjer u mješavini je blizak omjeru u prirodnim rudama), koji osim lantana uključuje i cerij , prazeodimijum i neodimijum. Tokom ciklusa punjenja i pražnjenja, dolazi do širenja i kontrakcije 15-25% kristalne rešetke legura koje apsorbuju vodonik zbog apsorpcije i desorpcije vodonika. Takve promjene dovode do stvaranja pukotina u leguri zbog povećanja unutrašnjeg naprezanja. Stvaranje pukotina uzrokuje povećanje površine, koja je korodirana pri interakciji s alkalnim elektrolitom. Iz ovih razloga, kapacitet pražnjenja negativne elektrode postepeno se smanjuje. U bateriji s ograničenom količinom elektrolita, to uzrokuje probleme s preraspodjelom elektrolita. Korozija legure dovodi do hemijske pasivnosti površine usled stvaranja oksida i hidroksida otpornih na koroziju, koji povećavaju prenapon glavne reakcije generisanja struje metal-hidridne elektrode. Do stvaranja produkata korozije dolazi uz potrošnju kisika i vodika iz otopine elektrolita, što zauzvrat uzrokuje smanjenje količine elektrolita u bateriji i povećanje njenog unutarnjeg otpora. Za usporavanje nepoželjnih procesa disperzije i korozije legura, koji određuju vijek trajanja Ni-MH baterija, koriste se dvije glavne metode (pored optimizacije sastava i načina proizvodnje legure). Prva metoda je mikrokapsuliranje čestica legure, tj. u pokrivanju njihove površine tankim poroznim slojem (5-10%) - težinski nikla ili bakra. Druga metoda, koja je trenutno našla najširu primjenu, sastoji se u tretiranju površine čestica legure u alkalnim otopinama uz stvaranje zaštitnih filmova propusnih za vodik.

Elektroda od nikl oksida

Elektrode od nikl oksida u masovnoj proizvodnji proizvode se na sljedeći način konstruktivne modifikacije: lamela, bezlamela sinterirana (metal-keramika) i presovana, uključujući tabletu. Posljednjih godina počele su se koristiti elektrode od filca bez lamela i polimerne pjene.

Lamelarne elektrode

Lamelarne elektrode su skup međusobno povezanih perforiranih kutija (lamela) izrađenih od tanke (debljine 0,1 mm) niklovane čelične trake.

Sinterovane (kermet) elektrode

Elektrode ovog tipa sastoje se od porozne (sa poroznošću od najmanje 70%) kermetne baze, u čijim se porama nalazi aktivna masa. Osnova je napravljena od finog praha karbonil nikla, koji se pomiješan sa amonijevim karbonatom ili karbamidom (60-65% nikla, ostatak je punilo) presuje, valja ili prska na čeličnu ili niklovanu mrežu. Zatim se mreža sa prahom podvrgava termičkoj obradi u redukcionoj atmosferi (obično u atmosferi vodika) na temperaturi od 800-960°C, dok se amonijum karbonat ili urea raspadaju i isparavaju, a nikal se sinteruje. Tako dobijene podloge imaju debljinu od 1-2,3 mm, poroznost od 80-85% i radijus pora od 5-20 µm. Baza se naizmjenično impregnira koncentriranom otopinom nikl nitrata ili nikl sulfata i alkalnom otopinom zagrijanom na 60-90 ° C, što izaziva taloženje nikl oksida i hidroksida. Trenutno se koristi i metoda elektrohemijske impregnacije, u kojoj se elektroda podvrgava katodnoj obradi u otopini nitrata nikla. Zbog stvaranja vodika, otopina u porama ploče se alkalizira, što dovodi do taloženja oksida i hidroksida nikla u porama ploče. Elektrode od folije klasificirane su kao vrste sinteriranih elektroda. Elektrode se proizvode nanošenjem na tanku (0,05 mm) perforiranu nikl traku sa obje strane, prskanjem, alkoholne emulzije nikl karbonilnog praha koja sadrži vezivna sredstva, sinterovanjem i daljom hemijskom ili elektrohemijskom impregnacijom reagensima. Debljina elektrode je 0,4-0,6 mm.

Presovane elektrode

Presane elektrode se izrađuju pritiskom pod pritiskom od 35-60 MPa aktivne mase na mrežicu ili čeličnu perforiranu traku. Aktivna masa se sastoji od nikl hidroksida, kobalt hidroksida, grafita i veziva.

Metalne filcane elektrode

Metalne filcane elektrode imaju visoko poroznu podlogu od nikla ili karbonskih vlakana. Poroznost ovih podloga je 95% ili više. Elektroda od filca izrađena je od niklovanog polimera ili grafitnog filca. Debljina elektrode, ovisno o namjeni, kreće se u rasponu od 0,8-10 mm. Aktivna masa se unosi u filc različitim metodama, u zavisnosti od njegove gustine. Može se koristiti umjesto filca niklova pjena dobiveno niklovanjem poliuretanske pjene nakon čega slijedi žarenje u redukcijskom okruženju. Pasta koja sadrži nikl hidroksid i vezivo obično se unosi u visoko porozan medij nanošenjem. Nakon toga podloga sa pastom se suši i uvalja. Elektrode od filca i pjenastog polimera odlikuju se visokim specifičnim kapacitetom i dugim vijekom trajanja.

Izrada Ni-MH baterija

Cilindrične Ni-MH baterije

Pozitivna i negativna elektroda, odvojene separatorom, smotane su u obliku rolne, koja se ubacuje u kućište i zatvara zaptivnim poklopcem sa brtvom (slika 1). Poklopac ima sigurnosni ventil koji radi pod pritiskom od 2-4 MPa u slučaju kvara u radu akumulatora.

Fig.1. Dizajn nikl-metal hidridne (Ni-MH) baterije: 1-telo, 2-kapa, 3-ventila, 4-ventila, 5-pozitivni kolektor elektroda, 6-izolacioni prsten, 7-negativna elektroda, 8- separator, 9-pozitivna elektroda, 10-izolator.

Ni-MH prizmatične baterije

U prizmatičnim Ni-MH baterijama naizmjenično se postavljaju pozitivne i negativne elektrode, a između njih se postavlja separator. Blok elektroda se ubacuje u metalno ili plastično kućište i zatvara zaptivnim poklopcem. Ventil ili senzor pritiska se obično ugrađuje na poklopac (slika 2).

Fig.2. Struktura Ni-MH baterije: 1-telo, 2-kapa, 3-ventila, 4-ventila, 5-izolaciona brtva, 6-izolator, 7-negativna elektroda, 8-separator, 9-pozitivna elektroda.

Ni-MH baterije koriste alkalni elektrolit koji se sastoji od KOH sa dodatkom LiOH. Kao separator u Ni-MH baterijama koriste se netkani polipropilen i poliamid debljine 0,12-0,25 mm, tretirani sredstvom za vlaženje.

pozitivna elektroda

Ni-MH baterije koriste pozitivne elektrode od nikl oksida, slične onima koje se koriste u Ni-Cd baterijama. U Ni-MH baterijama se uglavnom koriste keramičko-metalne elektrode, a posljednjih godina elektrode od filca i polimerne pjene (vidi gore).

Negativna elektroda

Pet dizajna negativne metal-hidridne elektrode (vidi gore) našlo je praktičnu primenu u Ni-MH baterijama: - lamelarni, kada se prah legure koja apsorbuje vodonik sa ili bez veziva utiskuje u mrežu od nikla; - pena od nikla, kada se pasta sa legurom i vezivom unese u pore baze nikla pene, a zatim se osuši i presuje (valja); - folija, kada se pasta sa legurom i vezivom nanosi na perforiranu niklovanu ili niklovanu čeličnu foliju, a zatim osuši i presuje; - valjani, kada se prah aktivne mase, koji se sastoji od legure i veziva, nanosi valjanjem (valjanjem) na rastezljivu nikalnu ili bakarnu mrežu; - sinterovano, kada se prah legure utisne na niklovanu mrežu i zatim sinteruje u atmosferi vodonika. Specifični kapaciteti metal-hidridnih elektroda različitih dizajna su bliske vrijednosti i uglavnom su određene kapacitivnošću korištene legure.

Karakteristike Ni-MH baterija. Električne karakteristike

Napon otvorenog kola

Vrijednost napona otvorenog kola Ur.c. Ni-MH sisteme je teško precizno odrediti zbog zavisnosti ravnotežnog potencijala nikl oksidne elektrode od stepena oksidacije nikla, kao i zavisnosti ravnotežnog potencijala metal-hidridne elektrode od stepena zasićenosti vodonikom. 24 sata nakon što se baterija napuni, napon otvorenog kruga napunjene Ni-MH baterije je u rasponu od 1,30-1,35V.

Nazivni napon pražnjenja

Ur pri normalizovanoj struji pražnjenja Ir = 0,1-0,2C (C je nazivni kapacitet baterije) na 25°C je 1,2-1,25V, uobičajeni konačni napon je 1V. Napon opada sa povećanjem opterećenja (vidi sliku 3)

Fig.3. Karakteristike pražnjenja Ni-MH baterije na temperaturi od 20°C i različitim normalizovanim strujama opterećenja: 1-0,2C; 2-1C; 3-2C; 4-3C

Kapacitet baterije

Sa povećanjem opterećenja (smanjenjem vremena pražnjenja) i smanjenjem temperature, kapacitet Ni-MH baterije opada (slika 4). Efekat smanjenja temperature na kapacitivnost je posebno uočljiv pri visokim brzinama pražnjenja i na temperaturama ispod 0°C.

Fig.4. Zavisnost kapaciteta pražnjenja Ni-MH baterije od temperature pri različitim strujama pražnjenja: 1-0,2C; 2-1C; 3-3C

Sigurnost i vijek trajanja Ni-MH baterija

Tokom skladištenja, Ni-MH baterija se samoprazni. Nakon mjesec dana na sobnoj temperaturi gubitak kapaciteta je 20-30%, a daljim skladištenjem gubitak se smanjuje na 3-7% mjesečno. Brzina samopražnjenja raste sa povećanjem temperature (vidi sliku 5).

Sl.5. Zavisnost kapaciteta pražnjenja Ni-MH baterije od vremena skladištenja na različitim temperaturama: 1-0°S; 2-20°C; 3-40°S

Punjenje Ni-MH baterije

Vreme rada (broj ciklusa pražnjenje-punjenje) i radni vek Ni-MH baterije u velikoj meri su određeni radnim uslovima. Vrijeme rada se smanjuje s povećanjem dubine i brzine pražnjenja. Vrijeme rada ovisi o brzini punjenja i načinu kontrole njegovog završetka. U zavisnosti od Ni-MH tip baterije, način rada i uslovi rada, baterije pružaju od 500 do 1800 ciklusa pražnjenja-punjenja pri dubini pražnjenja od 80% i imaju vijek trajanja (u prosjeku) od 3 do 5 godina.

Da biste osigurali pouzdan rad Ni-MH baterije tokom garantovanog perioda, morate slijediti preporuke i upute proizvođača. Najveću pažnju treba obratiti na temperaturni režim. Poželjno je izbjegavati prekomjerna pražnjenja (ispod 1V) i kratke spojeve. Preporučljivo je koristiti Ni-MH baterije za njihovu namjenu, izbjegavati miješanje korištenih i neiskorištenih baterija i ne lemiti žice ili druge dijelove direktno na bateriju. Ni-MH baterije su osjetljivije na prekomjerno punjenje od Ni-Cd. Prekomjerno punjenje može dovesti do termalnog bijega. Punjenje se obično vrši strujom Iz = 0,1C 15 sati. Kompenzacijsko punjenje se vrši strujom Iz = 0,01-0,03C tokom 30 sati ili više. Ubrzano (za 4 - 5 sati) i brzo (za 1 sat) punjenje je moguće za Ni-MH baterije sa visoko aktivnim elektrodama. Kod ovakvih punjenja, proces se kontrolira promjenama temperature ΔT i napona ΔU i drugih parametara. Brzo punjenje se koristi, na primjer, za Ni-MH baterije koje napajaju prijenosna računala, mobilne telefone, električne alate, iako laptopi i mobilni telefoni sada uglavnom koriste litijum-jonske i litijum-polimerske baterije. Takođe se preporučuje trostepena metoda punjenja: prva faza brzog punjenja (1C i više), punjenje brzinom od 0,1C tokom 0,5-1 h za konačno punjenje i punjenje brzinom od 0,05- 0,02C kao naknada za kompenzaciju. Informacije o načinu punjenja Ni-MH baterija obično se nalaze u uputama proizvođača, a preporučena struja punjenja navedena je na kućištu baterije. Napon punjenja Uz na Iz=0,3-1C nalazi se u rasponu od 1,4-1,5V. Zbog oslobađanja kisika na pozitivnoj elektrodi, količina električne energije koja se isporučuje tijekom punjenja (Qz) veća je od kapaciteta pražnjenja (Cp). Istovremeno, povrat na kapacitet (100 Sr/Qz) je 75-80% i 85-90%, respektivno, za disk i cilindrične Ni-MH baterije.

Kontrola punjenja i pražnjenja

Kako bi se spriječilo prekomjerno punjenje Ni-MH baterija, mogu se koristiti sljedeće metode kontrole punjenja s odgovarajućim senzorima ugrađenim u baterije ili punjače:

• metoda prekida punjenja apsolutnom temperaturom Tmax. Temperatura baterije se stalno prati tokom procesa punjenja, a kada se dostigne maksimalna vrijednost, brzo punjenje se prekida;
• metoda prekida punjenja brzinom promjene temperature ΔT/Δt. Ovom metodom se konstantno prati nagib krivulje temperature baterije tokom procesa punjenja, a kada se ovaj parametar podigne iznad određene zadate vrijednosti, punjenje se prekida;
• metoda prekida naboja negativnim naponom delta -ΔU. Na kraju punjenja baterije, tokom ciklusa kiseonika, njena temperatura počinje da raste, što dovodi do smanjenja napona;
• način prestanka punjenja prema maksimalnom vremenu punjenja t;
• način prekida punjenja maksimalnim pritiskom Pmax. Obično se koristi u prizmatičnim akumulatorima velike veličine i kontejnere. Nivo dopuštenog tlaka u prizmatičnom akumulatoru ovisi o njegovom dizajnu i nalazi se u rasponu od 0,05-0,8 MPa;
• način prekida punjenja maksimalnim naponom Umax. Koristi se za isključivanje punjenja baterija sa visokim unutrašnjim otporom, koji se javlja na kraju radnog veka usled nedostatka elektrolita ili pri niskoj temperaturi.

Kada koristite metodu Tmax, baterija može biti prepunjena ako temperatura okoline padne ili baterija možda neće biti dovoljno napunjena ako temperatura okoline značajno poraste. Metoda ΔT/Δt može se vrlo efikasno koristiti za prekid punjenja na niske temperature okruženje. Ali ako se samo ova metoda koristi na višim temperaturama, baterije unutar baterija će biti izložene nepoželjno visokim temperaturama prije nego što se postigne vrijednost ΔT/Δt za isključenje. Za određenu vrijednost ΔT/Δt, veći ulazni kapacitet se može dobiti na nižoj temperaturi okoline nego na višoj temperaturi. Na početku punjenja baterije (kao i na kraju punjenja) dolazi do brzog porasta temperature, što može dovesti do preranog gašenja punjenja kada se koristi ΔT/Δt metoda. Da bi to eliminisali, programeri punjača koriste tajmere za početno kašnjenje odziva senzora pomoću ΔT / Δt metode. -ΔU metoda je efikasna za prekid punjenja na niskim temperaturama okoline, a ne na povišenim temperaturama. U tom smislu, metoda je slična ΔT/Δt metodi. Kako bi se osiguralo prekid punjenja u slučajevima kada nepredviđene okolnosti onemogućavaju normalan prekid punjenja, preporučuje se i korištenje tajmer kontrole koja reguliše trajanje rada punjenja (metoda t). Dakle, za brzo punjenje baterija nazivne struje od 0,5-1C na temperaturama od 0-50°C, preporučljivo je istovremeno primijeniti Tmax metode (sa temperaturom gašenja od 50-60°C, ovisno o dizajnu baterija i baterije), -ΔU (5-15 mV po bateriji), t (obično za postizanje 120% nazivnog kapaciteta) i Umax (1,6-1,8 V po bateriji). Umjesto -ΔU metode, može se koristiti ΔT/Δt metoda (1-2 °C/min) sa početnim tajmerom odgode (5-10 min). Za kontrolu punjenja pogledajte i odgovarajući članak Nakon brzog punjenja baterije, punjači omogućavaju prebacivanje na punjenje nazivnom strujom od 0,1C - 0,2C na određeno vrijeme. Punjenje konstantnim naponom se ne preporučuje za Ni-MH baterije jer može doći do "termalnog kvara" baterija. To je zato što na kraju punjenja dolazi do povećanja struje, koja je proporcionalna razlici između napona napajanja i napona baterije, a napon baterije na kraju punjenja opada zbog povećanja temperature. Pri niskim temperaturama treba smanjiti brzinu punjenja. Inače, kisik neće imati vremena za rekombinaciju, što će dovesti do povećanja pritiska u akumulatoru. Za rad u takvim uslovima preporučuju se Ni-MH baterije sa visoko poroznim elektrodama.

Prednosti i mane Ni-MH baterija

Značajno povećanje specifičnih energetskih parametara nije jedina prednost Ni-MH baterija u odnosu na Ni-Cd baterije. Udaljavanje od kadmijuma znači i kretanje ka čistijoj proizvodnji. Lakše je riješiti i problem recikliranja pokvarenih baterija. Ove prednosti Ni-MH baterija odredile su brži rast njihove proizvodnje u svim vodećim svjetskim kompanijama baterija u odnosu na Ni-Cd baterije.

Ni-MH baterije nemaju "memorijski efekat" koji imaju Ni-Cd baterije zbog stvaranja nikelata u negativnoj kadmijum elektrodi. Međutim, efekti povezani s prepunom nikl oksidne elektrode ostaju. Smanjenje napona pražnjenja, uočeno kod čestih i dugih punjenja na isti način kao kod Ni-Cd baterija, može se eliminisati periodičnim izvođenjem nekoliko pražnjenja do 1V - 0,9V. Takva pražnjenja dovoljno je obavljati jednom mjesečno. Međutim, nikl-metal hidridne baterije su inferiorne od nikl-kadmijum baterija, koje su dizajnirane da zamene, u nekim karakteristikama performansi:

• Ni-MH baterije efikasno rade u užem opsegu radnih struja, što je povezano sa ograničenom desorpcijom vodonika iz metal-hidridne elektrode pri vrlo visokim brzinama pražnjenja;
• Ni-MH baterije imaju uži raspon radnih temperatura: većina njih ne radi na temperaturama ispod -10 °C i iznad +40 °C, iako je u nekim serijama baterija prilagođavanje receptura omogućilo proširenje temperaturnih granica;
• prilikom punjenja Ni-MH baterija oslobađa se više topline nego pri punjenju Ni-Cd baterija, stoga, kako bi se spriječilo pregrijavanje baterije iz Ni-MH baterija tokom brzog punjenja i/ili značajnog prepunjavanja, toplinski osigurači ili termalni releji ugrađeni su u njih, koji se nalaze na zidu jedne od baterija u središnjem dijelu baterije (ovo se odnosi na industrijske sklopove baterija);
• Ni-MH baterije imaju povećano samopražnjenje, što je određeno neminovnošću reakcije vodonika otopljenog u elektrolitu s pozitivnom oksidno-nikl elektrodom (ali, zahvaljujući upotrebi posebnih legura negativnih elektroda, bilo je moguće postići smanjenje stope samopražnjenja na vrijednosti bliske onima za Ni-Cd baterije);
• rizik od pregrijavanja pri punjenju jedne od Ni-MH baterija baterije, kao i preokretanja baterije nižeg kapaciteta kada se baterija isprazni, raste sa neusklađenošću parametara baterije kao rezultatom dugog ciklusa, tako da stvaranje baterija od više od 10 baterija ne preporučuju svi proizvođači;
• gubitak kapaciteta negativne elektrode koji se javlja u Ni-MH bateriji pri pražnjenju ispod 0 V je nepovratan, što postavlja strože zahtjeve za izbor baterija u bateriji i kontrolu procesa pražnjenja nego u slučaju koristeći Ni-Cd baterije, po pravilu, pražnjenje do 1 V/ac kod niskonaponskih baterija i do 1,1 V/ac kod baterije od 7-10 baterija.

Kao što je ranije navedeno, degradacija Ni-MH baterija je prvenstveno određena smanjenjem kapaciteta sorpcije negativne elektrode tokom ciklusa. U ciklusu punjenja-pražnjenja mijenja se volumen kristalne rešetke legure, što dovodi do stvaranja pukotina i naknadne korozije nakon reakcije s elektrolitom. Do stvaranja produkata korozije dolazi pri apsorpciji kisika i vodika, zbog čega se ukupna količina elektrolita smanjuje, a unutarnji otpor baterije povećava. Treba napomenuti da karakteristike Ni-MH baterija značajno zavise od legure negativne elektrode i tehnologije obrade legure kako bi se poboljšala stabilnost njenog sastava i strukture. Ovo tjera proizvođače baterija da budu oprezni pri odabiru dobavljača legura, a potrošače baterija da budu oprezni pri odabiru proizvođača.

Na osnovu materijala web lokacija powerinfo.ru, "Chip and Dip"

Nije tajna da se u svakom trenutku možete naći u takvim uslovima kada bude potrebno napuniti "mrtve" baterije. Na primjer, Ni-MH baterije koje se široko koriste u svakodnevnom životu i proizvodnji - kako ih pravilno napuniti? Naravno, možete koristiti najjednostavniji punjač koji dolazi uz bilo koji kućanski aparat. Međutim, njihova snaga je vrlo mala, pa će se takav naboj "držati" vrlo kratko. Upotreba složenijih punjača pomaže da se osigura da baterija ne samo da radi "punim kapacitetom", već i koristi sve svoje moguće resurse. Takođe, baterije su različite. Njihova imena direktno zavise od toga od kakvog su sastava.

Uobičajene vrste nikl baterija, njihove sličnosti i razlike

Ima ih mnogo, koje uključuju različite hemijske spojeve. U domaćoj potrošnji optimalno je koristiti nikl-metal hidridne, kadmijumske i nikl-cink elemente. Naravno, svakoj bateriji je potrebna pažnja, pa je uvijek važno pridržavati se pravila rada i punjenja.

Ni-MH

Nikl-metal hidridne baterije su sekundarni hemijski izvori struje sa mnogo većim kapacitetom od svojih prethodnika - ali je njihov vijek trajanja kraći. Jedna od popularnih aplikacija za ćelije od nikla je pravljenje modela (osim za avijaciju, zbog činjenice da je baterija prilično teška).

Prvi razvoj ovih ćelija započeo je 70-ih godina dvadesetog veka sa ciljem poboljšanja Cd baterija. Nakon 10 godina, kasnih 80-ih, bilo je moguće osigurati da hemijska jedinjenja koja se koriste za stvaranje Ni-MH baterija postanu stabilnija. Osim toga, oni su mnogo manje podložni "efektu pamćenja" od Ni-Cd: ne "sećaju" se odmah struje punjenja koja je ostala unutra ako element nije bio potpuno ispražnjen prije upotrebe. Zbog toga im nije toliko često potrebno potpuno pražnjenje.

Ni-Cd

Iako Ni-MH imaju broj očigledne prednosti prije Ni-Cd, vrijedi napomenuti da potonji ne gube svoju popularnost. Uglavnom zato što se ne zagrijavaju toliko pri punjenju zbog većeg očuvanja energije unutar ćelije. Kao što znate, postoje različite vrste hemijskih procesa koji se odvijaju između supstanci.

Ako punite Ni-MH, reakcije će biti egzotermne, a ako kadmijumske baterije - endotermne, što obezbeđuje veću efikasnost. Tako se Cd može puniti većom strujom bez straha od pregrijavanja.

Ni-Zn

Nedavno je velika pažnja posvećena raspravi na internetu o baterijama, koje uključuju cink. Oni nisu toliko poznati potrošačima kao prethodni, ali su idealni za upotrebu kao baterije za digitalne fotoaparate.

Njihova glavna karakteristika je visokog napona i otpor, tako da čak i do kraja ciklusa punjenja-pražnjenja, nema oštrog pada napona, kao kod Ni naelektrisanja. Ako u fotoaparatu postoje metal-hidridne baterije, on će se isključiti čak i ako baterija nije potpuno ispražnjena, a Ni-Zn to nema ni na kraju pražnjenja.

Zbog prirode ovih baterija, može im biti potreban pojedinačni punjač ili se mogu puniti na bilo kojem univerzalnom pametnom punjaču, kao što je ImaxB6. Ni-Zn baterije su također odlične za korištenje u električnim dječjim igračkama i mjeračima krvnog tlaka.

Brzo punjenje NiMH baterija i drugih izvora napajanja

Bolje je puniti bateriju koristeći složenije modele odgovarajućih uređaja. Njihovi trenutni algoritmi imaju složeniji niz. Naravno, ovo je malo komplikovanije od jednostavnog umetanja baterije u osnovni punjač koji se nalazi u pakovanju. Ali kvaliteta punjenja pri korištenju "pametnog" uređaja bit će za red veličine veća. Pa kako naplaćujete Ni-MH baterije?

Prvo se uključuje struja i provjerava napon na terminalima baterije (trenutni parametri su 0,1 kapaciteta baterije, ili C). Ako napon prelazi 1,8 V, to znači da baterija nedostaje ili je oštećena. U ovom slučaju, proces se ne može pokrenuti. Morate ili zamijeniti oštećeni element cijelim ili umetnuti novi u uređaj.

Nakon provjere napona, procjenjuje se početno pražnjenje baterije. Ako je U manji od 0,8 V, tada ne možete odmah preći na brzo punjenje, a ako je U = 0,8 V ili više, onda možete. Ovo je takozvana "faza pre-punjenja", koja se koristi za pripremu ćelija koje su jako ispražnjene. Trenutna vrijednost ovdje je 0,1-0,3 C, a vremensko trajanje je pola sata, ne manje. Treba odmah napomenuti da u svim fazama važno je stalno kontrolirati temperaturu . Pogotovo kada je u pitanju koja struja i kako pravilno napuniti Ni-MH bateriju. Takve baterije se mnogo brže zagrijavaju, posebno pred kraj procesa. Njihova temperatura ne bi trebalo da prelazi 50°C.

Brzo punjenje se provodi samo ako su prethodne provjere ispravno obavljene. Kako pravilno napuniti bateriju? Dakle, početni napon je 0,8 V ili malo više. Počinje napajanje. Izvodi se glatko i pažljivo 2-4 minute - dok se ne postigne željeni nivo. Optimalni nivo struje za Ni-MH i Ni-Cd baterije - 0,5-1,0 C, ali ponekad se preporučuje da ne prelazi 0,75.

Važno je odrediti trenutak kada se brza faza završava na vrijeme kako bi se izbjeglo oštećenje baterije. Najpouzdanija je, u ovom slučaju, dv metoda, koja se različito koristi pri punjenju nikl-kadmijum i Ni-MH baterija. Za Ni-Cd napon postaje sve veći i pada pred kraj punjenja, pa je signal za njegov završetak trenutak kada U padne na 30 mV.

Kako je pad U nabijenih ćelija mnogo manje izražen za Ni-MH, u ovom slučaju se koristi metoda dv=0. Bilježi se period od 10 minuta tokom kojeg U baterije ostaje stabilno – to jest, s pragom fluktuacije napona postavljenim na nulu.

U zaključku slijedi mala faza punjenja. Struja - unutar 0,1-0,3 C, trajanje - do pola sata. Ovo je neophodno kako bi se osiguralo da je baterija potpuno napunjena, kao i da bi se izjednačio potencijal punjenja u njoj.

Važna stvar (ovo se odnosi i na punjenje Ni-Cd baterija): ako se to izvrši odmah nakon brzog, svakako biste trebali ohladiti bateriju nekoliko minuta: grijani element ne može se pravilno napuniti.

Osim brzog punjenja, postoji i kap po kap, koje se proizvodi malim strujama. Neki smatraju da to "produžava život" baterijama, ali to nije tako. U stvari, punjenje kap po kap se ne razlikuje od učinka standardnog punjača bez "ozbiljnog" podešavanja indikatora struje. Svaka baterija, ako se ne koristi, prije ili kasnije gubi akumuliranu energiju, a i dalje će joj trebati punopravni proces punjenja, bez obzira na trajanje i "intenzitet rada". Takav proces punjenja je za mnoge privlačan i jer se trenutni pokazatelji ovdje ne mogu popraviti zbog svoje male veličine. Međutim, samo ozbiljan pristup korištenju "pametnih" punjača može "produžiti vijek" baterija. Kao i njihovo pravilno skladištenje, uzimajući u obzir karakteristike određene vrste baterija.

Temperaturni faktor i uslovi skladištenja

Savremeni punjači opremljeni su posebnim sistemom za "procjenu" uslova okoline, uključujući temperaturne faktore. Takav “punjač” može sam odrediti da li će se puniti pod određenim uslovima ili ne. Već je spomenuto da je nivo efikasnosti unutar baterije najveći upravo na početku procesa, kada se baterije hidridnog plana ne zagrijavaju toliko. Na kraju procesa punjenja ili bliže njemu, efikasnost naglo opada, a sva energija, pretvarajući se u toplinu uslijed egzotermnih kemijskih reakcija, oslobađa se van. Važno je na vrijeme prekinuti punjenje Ni-MH baterije. I, ako je moguće, nabavite najnoviji punjač koji će precizno kontrolirati ovaj proces.

Trenutno se svi punjači, uključujući i Cd baterije, mogu puniti strujom do 1C uz uspostavljanje standarda vazdušno hlađenje. Optimalna temperatura prostorije u kojoj se vrši punjenje je 20°C. Ne preporučuje se pokretanje procesa na temperaturama ispod +5 i iznad 50°C.

Ni-Cd je jedinstven po tome što je jedina vrsta ćelije koja se neće oštetiti ako se skladišti potpuno ispražnjena, za razliku od Ni-MH. Za bolji izlaz struje preporučuje se punjenje nikl-kadmijum baterija neposredno prije upotrebe. Također, nakon dugotrajnog skladištenja, potrebno im je "nagomilavanje": trebali biste u potpunosti napuniti i isprazniti Ni-Cd bateriju u jednom danu za optimalne performanse.

Nikl-metal hidridne ćelije, za razliku od svojih prethodnika, mogu lako propasti kada se duboko isprazne. Stoga ih morate čuvati samo napunjene. Istovremeno, napon treba redovno provjeravati svaka dva mjeseca. Njegov minimalni nivo uvijek treba ostati 1 V, a ako padne potrebno je ponovno punjenje.

Nova Ni-MH baterija mora se do kraja napuniti i isprazniti tri puta prije upotrebe, a zatim odmah staviti na "bazu" na 8-12 sati. Kasnije, neće biti potrebe da ga držite napunjenog duže vrijeme - uklonite ga odmah nakon što na punjaču pokaže poseban indikator.

Iako su sve ove baterije već dugo zamijenjene kapacitetima, na bazi litijuma, sada se aktivno koriste. Poznatije je i mnogo jeftinije. Osim toga, litijumske baterije rade mnogo lošije na niskim temperaturama.

Kupio sam gomilu držača za AA baterije (ili samo baterije) na Ali... Neka stvar je ponekad potrebna u domaćinstvu, pogotovo ako sastavljate ili popravljate bilo koji elektronski uređaj ili gadget. Zapravo, ne bi se više imalo šta pisati o njima (pa, samo procijenite otpor kontakata, izmjerite dužinu žica i procijenite plastiku na oko i zub - šta će biti u recenziji), ali naišao sam na jedno članak na internetu i rodila se ideja da se provjeri da li je moguće obnoviti kapacitet istrošenih NiCd i NiMh baterija koje su se nakupile na farmi, a jednostavno bacanje na deponiju ne diže ruku, jer takve elemente treba reciklirano... Šta je od toga bilo, i da li je uopće funkcioniralo... Možete saznati čitajući recenziju...
Pažnja- puno slika, promet!!!

Evo, zapravo, samog članka, koji sam spomenuo u sadržaju recenzije...


Počeo sam da tražim više informacija o oporavku NiCd i NiMh baterija koje su izgubile kapacitet i pretraga me je dovela do zabavnog članka na engleskom, koji možete pročitati klikom na link: Oni koji ne znaju engleski mogu iskoristiti automatskog prijevoda na ruski od strane Google-a. Iz članka sam izvukao ono glavno da NiCd i NiMh elementi imaju memoriju (kod NiCd je to jako izraženo, kod NiMh je manje izraženo, ali se efekat ipak javlja), a da bi im produžili vijek trajanja moraju isprazniti do određenog napona prije punjenja.


Vjerojatno mnogi znaju za ovo, da proizvođač preporučuje pražnjenje baterija do preostalog napona od 0,9-1V, a tek onda ih stavite na punjenje. Ali često se to zanemaruje i vremenom elementi gube svoj kapacitet, u njima se formiraju kristali soli kadmija i nikla. A da biste ih barem djelomično razbili, potrebno je isprazniti baterije malom strujom do zaostalog napona od 0,4-0,5V ...

Usput, malo o tome kako baterija radi: Osnova svake baterije su pozitivne i negativne elektrode. Pogledajmo NiCd bateriju. Pozitivna elektroda (katoda) sadrži nikl hidroksid NiOOH sa grafitnim prahom (5-8%), a negativna elektroda (anoda) sadrži metalni kadmijum Cd u obliku praha.


Baterije ovog tipa često se nazivaju valjanim baterijama, jer su elektrode umotane u cilindar (rolna) zajedno sa slojem za razdvajanje, smeštene u metalno kućište i napunjene elektrolitom. Separator (separator), navlažen elektrolitom, izoluje ploče jednu od druge. Izrađen je od netkanog materijala, koji mora biti otporan na alkalije. Najčešći elektrolit je kalijum hidroksid KOH sa dodatkom litijum hidroksida LiOH, koji pospešuje stvaranje litijum nikelata i povećava kapacitet za 20%.

Nikl-metal hidridne baterije po svom dizajnu su analogne nikl-kadmijum baterijama, au elektrohemijskim procesima - nikl-hidridnim baterijama. Specifična energija Ni-MH baterije je znatno veća od specifične energije Ni-Cd i Ni-H2 baterija
NiMh (Nickel Metal Hydride) baterija je dizajnirana na isti način kao NiCd:


Pozitivna i negativna elektroda, odvojene separatorom, presavijene su u rolnu, koja se ubacuje u kućište i zatvara zaptivnim poklopcem sa brtvom. Poklopac ima sigurnosni ventil koji radi pod pritiskom od 2-4 MPa u slučaju kvara u radu akumulatora.

Naoružan znanjem, odlučio sam da pokušam da sastavim nešto slično kao u članku „Automatski punjač“, a u praksi će pomoći da se provjeri hoće li pomoći ili ne, da se barem djelimično vrate baterije koje su izgubile kapacitet. .. Sastavio sam takav test uređaj prema shemi datoj u članku. U članku je kao indikacija korišćena sijalica od 1V 75mA, ne znam gde je autor pronašao. U članku je također predloženo korištenje LED diode, ali ova ideja neće funkcionirati, jer sve LED diode ne sijaju na 1-1,5V ... Stoga je kao indikator korišten ampermetar ...

Početna struja pražnjenja svježe napunjene baterije je 250mA i postepeno se smanjuje. Sa zaostalim naponom od 1V struja pražnjenja pada na 30-40mA, otprilike ista struja je potrebna da bi se pokušali razbiti kristali "šljake" u bateriji...
Sproveden mali test "ubijenog" radiotelefona Ni-Mh baterija AAA formatu, izvršena su ukupno 4 ciklusa punjenja-pražnjenja. Testiranje je obavljeno na ovaj način: Baterija je ispražnjena na napon koji je preporučio proizvođač od 1V i potpuno napunjena pomoću automatskog punjača Soshine (zahvaljujući Kinezima)

Punjač broji količinu napunjenosti koja je "upumpana" u bateriju, naravno ovo je pogrešan način za procjenu kapaciteta, jer treba mjeriti kapacitet baterije tokom pražnjenja, a ne punjenja (mi ćemo ubuduće ispravno mjeriti kapacitet) , ali posredno možete procijeniti da li se kapacitet mijenja ili ne "prazna baterija...

Lirska digresija

Inače, na Musku se ovim "griješe" mnogi autori mjereći kapacitet baterija uz pomoć svima omiljenog, "bijelog doktora"... Mjerenjem punjenja "uduvanog" u bateriju, sa važan pogled govore o kapacitetu baterije, ne vodeći računa da se ne može sve "napuhano" "ispuhati" nazad, kao i brojne gubitke energije za samopražnjenje, zagrijavanje baterije itd. Svaki pregled uređaja sa USB priključkom smatra se nepotpunim ako ne sadrži fotografiju “bijelog doktora”. Kinezi su se vjerovatno obogatili prodajom ovih super-uređaja za testiranje...))))

Potpuno napunjenoj bateriji potrebno je 480 mAh “punjenja” i stavljena je na pražnjenje u proizvedeni uređaj za pražnjenje… Prekid pražnjenja je nastao pri zaostalom naponu baterije od 0,5 V… Ova vrijednost zavisi od parametara tranzistora koji se koriste u uređaju za pražnjenje… Ciklus punjenja-pražnjenja je ponovljen 4 puta... Rezultati preliminarnog testiranja su dati u nastavku:

1 punjenje - 680mAh

2- punjenje - 726mAh

3- punjenje - 737mAh

4- punjenje - 814mAh

Pa, vidimo pozitivan trend... U najmanju ruku, sve više "punjenja" ulazi u bateriju, ali to je nažalost samo indirektna procjena kapaciteta, a da biste to precizno procijenili potrebno je da bateriju ispraznite do merenje kapaciteta...
Šta ćemo dalje?
Za ispravnu procjenu kapaciteta baterije od Kineza je narucen novi VM200 punjač i punjac... Sposoban je da isprazni bateriju i izmjeri kapacitet, bit ce mnogo tacniji...

S obzirom na to da odmah možete testirati 4 baterije, odlučeno je da se preradi punjač, ​​i da bude također 4-kanalni. Uređaj za punjenje-pražnjenje VM200 je, naravno, sposoban da sam prazni bateriju, ali to radi na preostalom naponu od 0,9V, što nije dovoljno, treba da ispraznim svaki element na 0,4V, pa dijagram drugog uređaja za pražnjenje pronađeno je na internetu

Preveo sam ovu šemu u moderne elemente i pomnožio je na 4 kanala ...
Ispostavilo se takav uređaj za pražnjenje:




Pošto sam u sva 4 kanala postavio isti granični napon komparatora, snašao sam se sa jednom zener diodom i jednim konstrukcijskim otpornikom za sva četiri kanala...
Za one koji žele da ponove, dajem link do štampane ploče, na njoj su svi elementi potpisani

Tu smo došli do naših držača za baterije ili baterije... Trebalo mi je 4 komada, ostalo će ići "u rezervu"... Kao i obično, link već ide na "nigdje", pa sam stavio sličan proizvod od drugi prodavac u naslovu. Prilažem snimku narudžbe ispod spojlera, inače neće vjerovati da naručujem rezervne dijelove od Kineza...))))

Snimak ekrana narudžbe

Dok mi Kinezi u punom zamahu na rikšama, u znoju obrva, donose moja 2 paketa, dozvoliću sebi kratku lirsku digresiju... Definitivno će se naći par “muškastih” čitalaca koji će reci da se bavim đubretom, posebno pravim štampane ploče, i generalno ne morate da se kupate u parnom kupatilu, već samo bacite istrošene baterije... Možda je tako, ali svako ima svoj način, neko pije votka, neko ide u kupatilo, ali ja volim da stvaram nešto, čak i ako se nekom čini da je besmisleno ... Glavno je da mi se sviđa, ali želim vam samo dobar odmor, čitajući moju recenziju, možda naučite nešto novo i raspravljajte o tome u komentarima, samo nemojte dovoditi sporove u "holivar" ...)))
Dok sam čekao paket, napravio sam indikacijski modul, umjesto voltmetra za prvu verziju ploče, koji je na dva tranzistora...

zabavljati se ispod spojlera

Sve se to radi na LM3914 čipu, gotovo prema tipičnoj šemi iz tablice sa podacima. Napajanje 5V od neke vrste punjenja mobilnog telefona...Na ploci se nalazi kratkospojnik koji moze prebaciti mikrokolo iz "Point" moda u "Kolona" mod i obrnuto...

stražnja strana


Kada je upaljena jedna crvena LED dioda, napon baterije je 0,2V, kada je cijela traka uključena, znači 1,2V na bateriji. Svaka ugašena LED dioda pokazuje da je napon na bateriji pao za još 0,1V ... Ovu ploču je prikladno koristiti u obliku indikatorskog voltmetra s prilično visokom preciznošću ...

Konačno su stigla oba paketa, neću opisivati ​​raspakivanje, vaganje, mjerenje dimenzija, jer je jasno da su držači AA baterija nešto veći od samih baterija... Evo generalnog pogleda na držač.


Plastika je elastična, dobro drži bateriju, štaviše, prilično je teško izvući bateriju prstima, morate je izvući nekim tankim predmetom, odvijačem, na primjer.
Provjerite otpor kontakta opruge. 2 miliona oma...


Dužina žica (crvene i crne) je oko 15 cm.

Sada postavimo granični napon komparatora, to se može učiniti na bilo kojem od četiri kanala. I da provjerimo strujom kojom će se naše baterije prazniti... Napajamo 5V uređaj za pražnjenje iz nekakvog izvora napajanja sa mobilnog telefona. Vidimo da su sve LED diode upaljene. Zelena označava da je napajanje priključeno, a crvene 4 LED diode nam govore da su svi komparatori u zatvorenom stanju i da nema pražnjenja.

Opis procesa podešavanja i fotografije ispod spojlera

Priključujemo laboratorijsko napajanje na prvi kanal i dajemo 1.2V - ovo je napon potpuno napunjene baterije... Vidimo da je počelo pražnjenje sa strujom od 70mA (desno je tačan ampermetar sa 4 cifre nakon decimalnog zareza)


Imajte na umu da se LED dioda prvog kanala ugasila, signalizirajući da je pražnjenje u ovom kanalu počelo ...


Sa naponom baterije od 0,5V struja pražnjenja je 40mA, u principu, taman ova struja je ono što nam je potrebno da uspješno razbijemo formirane kristale...


Pri naponu od 0,4V komparator se zatvara i pražnjenje je gotovo. Imajte na umu da je struja na ampermetru postala nula

Pomoću crimpera (nije jeftina, profesionalna, kupljena na Aliju), uvijamo žice u posebne ušice za konektore


Ispada tako naborani vrh ... Lijepo je raditi s profesionalnim alatom, iako nije jeftin, ali praktičnost i rezultat su vrijedni toga.

Pa... sve je spremno, biramo kandidate za obnovu kapaciteta. Brojevi 1 i 2 su NiMh baterije iz Panasonicovog električnog brijača, početni kapacitet nije poznat. Nakon 3 godine provedene u električnom brijaču, potpuno napunjene baterije više nisu bile dovoljne za jedno brijanje. Brojevi 3 i 4 NiCd baterije, početni kapacitet od 600mA, odradili su sami u elektrokardiografu...
S obzirom da su baterije dugo ležale bez upotrebe, prvo ih morate "razveseliti", to možete učiniti na punjaču BM200 odabirom Gharge-Refresh moda - punjač će izvršiti 3 ciklusa pražnjenja do 0,9V , a zatim potpuno napunite i tako 3 puta. U ovom slučaju, kapacitet se neznatno povećava. Tako ćemo otkloniti grešku, blago povećanje kapaciteta, koje će se dodati nakon nekoliko ciklusa "treninga" dužeg ležanja bez radnih baterija. Obuka je sprovedena, trajala je otprilike 36 sati

Sada možete započeti proces oporavka...


Ubacimo sve baterije u punjač, ​​izaberemo režim “Charging-Test”...i čekamo... Nakon potpunog punjenja strujom od 200mA, punjač će isprazniti baterije na 0,9V sa strujom od 100mA i izračunati zadati kapacitet. Radit ćemo s njim kao početnim kapacitetom prije oporavka.


Ujutro je punjač dao izračunati kapacitet baterija, koristićemo to kao početne vrednosti, nikl-kadmijum baterije su izgubile polovinu početnog kapaciteta, nikl-metal hidridne baterije, ne zna se koliko su kapaciteta imale u početku, pretpostavljam, negdje oko 1200mAh, ali nema veze, nama je glavna dinamika i obnavljanje kapaciteta.


Stavljamo sve baterije u uređaj za pražnjenje, vidimo da su se sve crvene LED diode ugasile, u sva četiri kanala su se baterije počele prazniti. Kada se dostigne preostali napon od 0,4V na svakoj bateriji, komparatori će se zatvoriti i crvene LED diode će se upaliti, signalizirajući kraj pražnjenja. Ovo može potrajati dugo...


Došao sam sa posla, sve 4 crvene LED diode svetle na uređaju za pražnjenje. Za svaki slučaj sam voltmetrom izmjerio preostali napon na svim baterijama. Otprilike 0,4V na svakom...

Pa, počinjemo da ponavljamo ciklus pražnjenja i punjenja. Dugo i zamorno, dan i noć. Sva testiranja su trajala 4 dana. Na displeju VM200 memorije vidljiva je pozitivna dinamika, sve više punjenja "ulazi" u baterije... Vidi se da metoda radi...))))


Ali tačkice preko iće organizovati završni test kapaciteta baterije tokom pražnjenja.
Prošlo je 5 ciklusa punjenja-pražnjenja ... Stavili smo baterije da odredimo kapacitet, ovo je način rada "Gharge-Test" ... E, evo konačnog rezultata - presude ...


Kao što vidimo, kapacitet je ostao isti... Čudo se nije desilo, iako je sve govorilo da se baterije obnavljaju, jer. "ubrizgani" kapacitet raste ... Ali avaj ...
U ovom trenutku Moskovljani, koji imaju humanitarno obrazovanje, tužno su zatvorili recenziju i dali mi debeo minus... Moskovljani, koji imaju inženjersko obrazovanje, kikotali su se i mislili da još niko nije prevario zakone fizike, hemije, stare godine i starica sa kosom... I znali su za to unapred... Ali... Ima jedno malo ALI...
Kao što se sjećate, ranije sam pisao o vraćanju AAA baterija iz radio telefona, na početku članka... Baterije su radile 2 godine i prestale su držati punjenje. Ako isključite telefon sa punjenja, nakon 10-15 minuta na ekranu je treperila ikona slabe baterije i tražila je da se telefon napuni. Ako je njegov zahtjev ignorisan, telefon se jednostavno isključio. To je bilo prije otprilike godinu dana. Nakon 4 ciklusa pražnjenja-punjenja, ponovo sam stavio baterije u telefon, i rade u njemu već godinu dana, čak i ako telefon morate puniti malo češće nego sa novim baterijama, ALI !! ! Telefon normalno radi godinu dana sa obnovljenim baterijama !!! Zašto i kako, ne znam... Ali činjenica ostaje...
Sada vratimo napunjene baterije u brijač Panasonic... Prije nego su baterije vraćene, trajalo je cca 4-5 minuta nakon punog punjenja... Onda je brijač neminovno "umro"... Pa, da provjerimo, ja vratim baterije na mesto... obrijao sam se... onda sam ga drzao jos 25 minuta brijac se upalio... zuji, kao da ima nove baterije... nisam dalje mucio motor. .. ugasio sam ga... osecam da ce mi ove baterije jos neko vreme biti dovoljne...
Neću izvlačiti zaključke, svako može sam da ih izvuče... Hvala svima koji su pročitali moju recenziju do kraja...
Na kraju recenzije, po tradiciji, životinja... Životinji se svidjela plastika i otpornost opružnog kontakta, ali joj se baš nije svidjela dužina žica... Mora biti duža... a šuškavac bi trebao biti na kraju žica...