Ni mh аккумуляторы

История создания и развитие Ni-Mh накопителей

Ni-Mh появились ещё в середине прошлого столетия. Изобретены они были как наследники никель-кадмиевых АКБ, с целью нивелировать недочёты, которыми те обладали.

Проводимые учёными исследования позволили изобрести никель-водородные АКБ, используемые в космической технике. Профессора сумели вывести новый метод накопления водорода: в этом типе электронакопителей водород скапливался в сплавах. Такие материалы имели возможность накапливать объём водорода, в тысячу раз превосходящий их личный объём.

Сплав состоял минимум из 2-х металлов. Один из них отвечал за накапливание водорода, другой был катализатором, обеспечивающим переход водородных атомов в металлическую решётку. Применяться может разнообразное сочетание металлов, что позволяет изменять свойства сплава. Специально было налажено производство сплавов, функционирующих при комнатной температуре и пониженном давлении водорода.

Новые сплавы разрабатываются и сегодня, также полным ходом идёт модернизация производства Ni-Mh. Успехи скажет так есть: некоторые девайсы данного типа выдерживают до 2000 циклов. Стоит отметить, что при этом, ёмкость «-» электрода падает не более чем на 30%. Разработчикам удаётся достичь подобного результата благодаря применению сплавов никеля с разными редкоземельными металлами.

1975 год ознаменовался получением патента на сплав LaNi5. Материал применялся в Ni-Mh электронакопителе как активное вещество

Если брать во внимание более ранние версии аккумуляторов с другими металл-гидридными сплавами, то они не обеспечивали приемлемую ёмкость

Промышленный выпуск обсуждаемых электронакопителей стартовал в середине 80-х годов, когда учёные получили сплав La-Ni-Co. Материал давал возможность осуществлять обратимое абсорбирование водорода более сотни циклов. В дальнейшем, все модернизации никель-металлогидрида были направлены на наращивание энергетической плотности.

По ходу усовершенствований, замене подвергся минусовой электрод, что увеличило активную массу электрода «+» в 1,3-2 раза. Собственно от положительного электрода имеет зависимость ёмкость никель-металлогидридного устройства. Такая разновидность предлагает более солидные удельные энергетические показатели, если сравнивать с никель-кадмием.

В состав никель-металлогидридных источников энергии входят нетоксичные материалы, что облегчает эксплуатацию аппаратуры и её утилизацию. Эти положительные стороны помогли Ni-Mh завоевать популярность у широких масс.

Приблизительно до середины 1990-х годов, в отрасли портативной электроники преобладали никель-кадмиевые источники питания. Однако из-за ужесточающихся норм экологии, промышленники стали отдавать предпочтение никель-металлогидридным исполнениям.

NiMH-аккумуляторы с низким саморазрядом (LSD NiMH)

Никель-металл-гидридные аккумуляторы с низким саморазрядом (англ. low self-discharge nickel-metal hydride battery, LSD NiMH), впервые были представлены в ноябре 2005 года фирмой Sanyo под торговой маркой Eneloop. Позднее многие мировые производители представили свои LSD NiMH-аккумуляторы.

Этот тип аккумуляторов имеет сниженный саморазряд, а значит обладает более длительным сроком хранения по сравнению с обычными NiMH. Аккумуляторы продаются как «готовые к использованию» или «предварительно заряженные» и позиционируются как замена щелочным батарейкам.

По сравнению с обычными аккумуляторами NiMH, LSD NiMH являются наиболее полезными, когда между зарядкой и использованием аккумулятора может пройти более трёх недель. Обычные NiMH-аккумуляторы теряют до 10 % ёмкости заряда в течение первых 24 часов после заряда, затем ток саморазряда стабилизируется на уровне до 0,5 % ёмкости в день. Для LSD NiMH этот параметр как правило находится в диапазоне от 0,04 % до 0,1 % ёмкости в день. Производители утверждают, что улучшив электролит и электрод, удалось добиться следующих преимуществ LSD NiMH относительно классической технологии:

  1. Возможность работать с высокими токами разряда, которые могут на порядок превышать ёмкость аккумулятора. Из-за этой особенности LSD NiMH очень хорошо справляются с мощными фонарями, фотовспышками, радиоуправляемыми моделями и любыми другими мобильными устройствами, которые требуют отдачи большого тока.
  2. Высокий коэффициент устойчивости к морозам. При −20 °C — потеря номинальной мощности составляет не более 12 %, в то время как лучшие экземпляры[источник не указан 126 дней] обычных NiMH-аккумуляторов теряют порядка 20-30 %.
  3. Лучшее сохранение рабочего напряжения. Многие устройства не имеют драйверов питания и выключаются при падении напряжения, характерного для Ni-MH — до 1,1 В, а предупреждение низкого питания наступает при 1,205 В.
  4. Большее время жизни: в 2-3 раза больше циклов заряда-разряда (до 1500 циклов) и лучше сохраняется ёмкость на протяжении жизни элемента.

Другие преимущества NiMH-аккумуляторов с низким саморазрядом (LSD NiMH)
Никель-металл-гидридные аккумуляторы с низким саморазрядом обычно имеют значительно более низкое внутреннее сопротивление, чем обычные NiMH-батареи. Это сказывается весьма положительно в устройствах с высоким токопотреблением:

  • Более стабильное напряжение
  • Уменьшенное тепловыделение, особенно на режимах быстрого заряда/разряда
  • Более высокая эффективность
  • Способность к высокой импульсной токоотдаче (пример: зарядка вспышки фотоаппарата происходит быстрее)
  • Возможность продолжительной работы в устройствах с низким энергопотреблением (пример: пульты ДУ, часы.)

Области применения

Ni-MH-аккумуляторная батарея автомобиля Toyota NHW20 Prius

Аккумуляторная батарея фирмы Varta, «Museum Autovision», Альтлусхайм

Замена стандартного гальванического элемента, электромобили, дефибрилляторы, ракетно-космическая техника, системы автономного энергоснабжения, радиоаппаратура, осветительная техника.

Выбор емкости аккумуляторов

При использовании NiMH-аккумуляторов далеко не всегда следует гнаться за большой ёмкостью. Чем более ёмок аккумулятор, тем выше (при прочих равных условиях) его ток саморазряда. Для примера рассмотрим аккумуляторы ёмкостью 2500 мА·ч и 1900 мА·ч. Полностью заряженные и не используемые в течение, например, месячного срока аккумуляторы потеряют часть своей электрической ёмкости вследствие саморазряда. Более ёмкий аккумулятор будет терять заряд значительно быстрее, чем менее ёмкий. Таким образом по прошествии, например, месяца аккумуляторы будут иметь примерно равный заряд, а по прошествии ещё большего времени изначально более ёмкий аккумулятор будет содержать меньший заряд.

С практической точки зрения аккумуляторы высокой ёмкости (1500—3000 мА·ч типоразмера AA) есть смысл использовать в устройствах с высоким потреблением энергии в течение короткого времени и без предварительного хранения. Например:

  • В плеере;
  • В радиоуправляемых моделях;
  • В фотоаппарате — для увеличения количества снимков, сделанных в относительно короткий промежуток времени;
  • В прочих устройствах, в которых заряд будет выработан за относительно короткий срок.

Аккумуляторы же низкой ёмкости (300—1000 мА·ч для AA-батарей) скорее подойдут для следующих случаев:

  • Когда использование заряда начинается не сразу после зарядки, а по прошествии значительного времени;
  • Для периодического использования в устройствах (ручные фонари, GPS-навигаторы, игрушки, рации);
  • Для длительного использования в устройстве с умеренным энергопотреблением.

Быстрая зарядка никель-металлогидридных аккумуляторов и других источников питания

Лучше проводить зарядку АКБ с помощью более сложных моделей соответствующих устройств. Их алгоритмы токов имеют более сложную последовательность. Конечно, сделать это немного сложнее, чем просто вставить батарею в базовый подзарядник, входящий в комплектацию. Но и качество зарядки при использовании «умного» устройства будет на порядок выше. Итак, как заряжать Ni-MH аккумуляторы?

Вначале включается ток и осуществляется проверка напряжения на выводах батареи (параметры тока — 0,1 емкости аккумулятора, или С). Если напряжение превышает 1,8 В, это означает либо отсутствие аккумулятора, либо его повреждение. В данном случае, процесс начинать нельзя. Нужно либо сменить поврежденный элемент на целый, либо вставить в устройство новый.

После проверки напряжения оценивается начальный разряд АКБ. Если U у нее меньше 0,8 В, то нельзя сразу переходить к быстрой зарядке, а если U=0,8 В или больше, то можно. Это так называемая «фаза предзарядки», используемая для подготовки элементов, которые очень сильно разряжены. Значение тока здесь 0,1-0,3 С, а длительность по времени — полчаса, не меньше

Сразу следует отметить, что на всех этапах важно постоянно контролировать температуру. Особенно, если речь идет о том, каким током и как правильно заряжать Ni-MH АКБ

Такие аккумуляторы нагреваются гораздо быстрее, особенно, ближе к концу процесса. Их температура не должна превышать 50°С.

Быстрая зарядка проводится только в том случае, если предыдущие проверки были выполнены правильно. Как зарядить батарею правильно? Итак, изначальное напряжение — 0,8 В или чуть больше. Начинается подача тока

Она осуществляется плавно и осторожно в течение 2-4 минут — до достижения нужного уровня. Оптимальный уровень тока для Ni-MH и Ni-Cd аккумуляторов — 0,5-1,0 С, но иногда рекомендуется не превышать больше 0,75

Важно определить вовремя момент окончания быстрой фазы во избежание выведения батареи из строя. Самым надежным, в данном случае, является dv-метод, который применяется по-разному при заряде никель-кадмиевых и Ni-MH аккумуляторов

У Ni-Cd напряжение становится все больше и падает к концу зарядки, поэтому сигналом для ее окончания служит момент, когда U снижается до уровня 30 мВ.

Поскольку у Ni-MH падение U заряжаемых элементов гораздо менее выражено, в данном случае, применяется метод dv=0. Засекается период времени в 10 минут, в течение которого U батареи остается стабильным — то есть, с установленным нулевым порогом колебаний напряжения.

В заключении следует небольшая фаза дозарядки. Ток — в пределах 0,1-0,3 С, длительность — до получаса. Это необходимо для того, чтобы батарея зарядилась полностью, а также для выравнивая потенциала заряда в ней.

Кроме быстрой, существует еще и капельная зарядка, которая производится токами малой величины. Некоторые считают, что она «продлевает жизнь» элементам питания, но это не так. По сути, капельная зарядка ничем не отличается от эффекта стандартного зарядного устройства без «серьезной» регулировки показателей тока. Любой элемент питания, если он не используется, рано или поздно теряет накопившуюся энергию, и ему все равно понадобится полноценный процесс зарядки, невзирая на его длительность и «трудоемкость». Такой процесс зарядки для многих привлекателен еще и тем, что показатели тока здесь можно не фиксировать ввиду их малости. Однако «продлить жизнь» элементам питания может только серьезный подход к использованию «умных» зарядных устройств. А также правильное их хранение, с учетом особенностей того или иного вида АКБ.

Особый случай.

Внимание!
Производители не гарантируют нормальную работу аккумуляторов 
при зарядных токах превышающих ток ускоренной зарядки
Iзар должен быть меньше емкости
аккумулятора. Так для аккумуляторов емкостью 2500ма*час он должен
быть ниже 2,5А

Бывает, что NiMH элементы после
разрядки имеют напряжение менее 1,1 В. В этом случае необходимо
применить прием описанный в приведенной выше статье в журнале МИР
ПК. Элемент или последовательная группа элементов подключается к
источнику питания через автомобильную лампочку 21 Вт.

Еще раз обращаю Ваше внимание! У таких
элементов обязательно надо проверить саморазряд! В большинстве
случаев именно элементы с пониженным напряжением имеют
повышенный
саморазряд. Эти элементы проще выкинуть

Зарядка предпочтительна индивидуальная для каждого элемента.

Для двух элементов напряжением 1,2 В зарядное напряжение
не должно превышать 5-6В. При форсированной зарядке лампочка
одновременно является индикатором. При снижении яркости лампочки
можно проверить напряжение на NiMH
элементе. Оно будет больше 1,1 В. Обычно, эта начальная, форсированная зарядка
занимает от 1 до 10 минут.

Если NiMH элемент, при форсированной
зарядке в течении нескольких минут не увеличивает напряжение,
греется — это повод снять его с зарядки и отбраковать.

ВЫВОДЫ:

Рекомендую применять зарядные устройства только с возможностью
тренировки (регенерации) элементов при перезарядке. Если нет таких,
то через 5-6 рабочих циклов в аппаратуре, не дожидаясь
полной потери емкости, производить их тренировку и
отбраковывать
элементы имеющие сильный саморазряд.

 И они Вас не
подведут.

В одном из форумов прокомментировали эту статью
«
написано тупо, но больше ничего нет
«. Так Вот это не»тупо», а просто и
доступно для выполнения на кухне каждому кто нуждается в
помощи.
Т.е. максимально просто. Продвинутые могут поставить
контроллер, подключить компьютер, …… , но это уже
другая история.

Чтобы не казалось тупо

Существуют «умные» зарядники для
NiMH элементов.

Такой зарядник работает с  каждым аккумулятор
отдельно.

Рис. 5

Он умеет:

  1. индивидуально работать с каждым
    аккумулятором в разных режимах,
  2. заряжать аккумуляторы в быстром и медленном
    режиме,
  3. индивидуальный ЖК дисплей для каздого
    аккумуляторного отсека,
  4. независимо заряжать каждый из аккумуляторов,
  5. заряжать от одного до четырех аккумуляторов
    разной емкости и типоразмера (АА или ААА),
  6. защищать аккумулятор от перегрева,
  7. защищать каждый аккумулятор от перезарядки,
  8. определение окончание зарядки по падению
    напряжения,
  9. определять неисправные аккумуляторы,
  10. предварительно разряжать аккумулятор до
    остаточного напряжения,
  11. восстанавливать старые аккумуляторы
    (тренировка заряд-разряд),
  12. проверять емкость аккумуляторов,
  13. отображать на ЖК дисплее: — ток заряда,
    напряжение, отражать текущую емкость.

Самое главное, ПОДЧЕРКИВАЮ,
данного типа устройства позволяют работать индивидуально
с каждым аккумулятором.

По отзывам пользователей такое зарядное устройство
позволяет восстановить большинство запущенных
аккумуляторов, а исправные эксплуатировать весь
гарантированный срок эксплуатации.

К сожалению я таким зарядником не пользовался,
поскольку в провинции его купить просто невозможно, но в
форумах Вы можете найти много отзывов.

Главное не заряжайте на больших токах, не смотря на
заявленный режим с токами 0,7 — 1А, это все же
малогабаритное устройство и может рассеять мощность 2-5
Вт.

Заключение

Любое восстановление NiMh
аккумуляторов строго индивидуальная (с каждым отдельным
элементом) работа. С постоянным контролем и отбраковкой
элементов не принимающих зарядку.

И лучше всего заниматься их восстановлением с помощью
интеллектуальных зарядных устройств, которые позволяют
индивидуально выполнять отбраковку и цикл заряд — разряд
с каждым элементом. А поскольку таких устройств
автоматически работающих с аккумуляторами любой емкости
не существует, то они предназначены для элементов строго
определенной емкости или должны иметь управляемые токи
зарядки, разрядки!

И я бы не рекомендовал заниматься восстановлением
Li-ion аккумуляторов.
В критических ситуациях они склонны к разрушению с выделением большого количества энергии и
опасных химических компонентов!

Другие статьи на эту тему:

  1. Тестирование Ni-MH аккумуляторов АА
    форм-фактора.
    Автор данной статьи  Propretor.

  2. Секреты
    «омоложения» батареи ноутбука, Вадим Логинов, Журнал «Мир ПК», #05, 2006
    год.

А.Сорокин

2011 г.


<<назад>> <<
в начало>>
<<на главную
>>

Преимущества большой и маленькой ёмкости

Покупая такие аккумуляторы, не всегда нужно смотреть на их ёмкость. С увеличением ёмкости батареи увеличивается и её саморазряд. В качестве примера можно привести аккумулятор ёмкостью 2400 мАч и 1500 мАч. По прошествии нескольких месяцев использования более сильный аккумулятор потеряет больше ёмкости, чем слабый. Батарея на 2400 мАч за несколько месяцев сравнится по своей ёмкости с 1500 мАч устройством и через некоторое время даже будет иметь силу заряда ниже, чем батарея послабее.

Если рассматривать практику использования таких устройств, то она применяется в устройствах, которые нуждаются в высоком энергопотреблении за короткое время. К примеру, это могут быть плееры, радиоуправляемые модели или видеомагнитофоны.

Параметры зарядки

Есть два параметра, на которые следует обращать особое внимание при зарядке батарей. Это сила тока и напряжение

Еще есть показатель температуры, за которым необходимо следить, но тут все просто: достигла критической отметки – отключить ЗУ. А вот силу тока и напряжение давайте рассмотрим подробнее.

Сила тока

Этот параметр говорит о том, сколько энергии получила батарейка за определенный промежуток времени. Если вы заряжаете аккумулятор быстрым способом, то силу тока необходимо менять, но выставлять больше 1 не рекомендуется. Так как батарея начнет быстро нагреваться.

Напряжение

Большинство батареек выдают напряжение 1-1,5 Вольт, но можно достичь наибольшего значения в 15 Вольт, если соединить 10 батареек с напряжением 1,5 В. Тоже важный показатель, за которым необходимо следить при помощи вольтметра или мультиметра.

Особенности, виды и характеристики никелевых аккумуляторов

Существует множество видов аккумуляторов с разными химическими соединениями. Перед использованием тех или иных батареек стоит тщательно рассмотреть правила ухода, эксплуатации и зарядки. В основном для бытового применения используется только три вида:

  1. Никель-металлогидридные (Ni-Mh).
  2. Никель-кадмиевые (Ni-Cd).
  3. Никель-цинковые (Ni-Zn).

Никель-металлогидридные (Ni-MH) питают портативную аппаратуру. Самый распространённый вид аккумуляторов благодаря экологичности. Достаточно мощные. Преобладают над никель-кадмиевыми. Батарейки такого типа после утилизации подвергаются переработке.

Никель-кадмиевые также имеют свою востребованность на рынке. Главное их преимущество — это слабый нагрев при зарядке. Это обусловлено сохранением энергии. Следовательно, данные устройства обладают отличным коэффициентом полезного действия. Поэтому получается, что Ni-Cd также имеют свои плюсы в использовании. Значит, при подзарядке можно использовать высокий ток. И не нужно будет переживать о перегреве из-за внутренних реакций.

Никель-цинковые батарейки повседневно используются в фотоаппаратах. В состав таких батареек включён цинк. Именно он способствует отличному напряжению. Такие устройства не подвержены резкому падению напряжения при разрядке. Однако для Ni-Zn требуется специализированное зарядное устройство.

Температурный фактор и условия хранения

Современные зарядные устройства бывают снабжены специальной системой «оценивания» условий окружающей среды, в том числе и температурных факторов. Такой «зарядник» может сам определить, проводить зарядку в тех или иных условиях, или нет. Уже упоминалось о том, что уровень КПД внутри батареи бывает самым высоким именно в начале процесса, когда аккумуляторы гидридного плана нагреваются не так сильно. В конце процесса зарядки либо ближе к нему КПД резко падает, и вся энергия, превращаясь в тепло вследствие экзотермических химических реакций, выделяется наружу

Важно вовремя прекратить заряжать Ni-MH батарею. И, если есть возможность, обзавестись самым новым зарядным устройством, которое будет точно контролировать этот процесс

В настоящее время все зарядные устройства, в том числе и Сd аккумуляторы, могут заряжаться током до 1С с установлением норм воздушного охлаждения. Оптимальная температура помещения, в котором проводится зарядка — 20°С. Не рекомендуется начинать процесс при температуре меньше +5 и больше 50°С.

Уникальность Ni-Cd состоит в том, что это единственный вид элементов, которые не пострадают в случае, если их хранить полностью разряженными, в отличие от Ni-MH. Для лучшей отдачи тока заряд никель-кадмиевых аккумуляторов рекомендуется проводить непосредственно перед использованием. Также после длительного хранения им требуется «раскачка»: следует полностью зарядить и разрядить Ni-Cd АКБ за сутки для оптимальной работы.

Новый Ni-MH аккумулятор нужно перед применением полностью зарядить и разрядить три раза, затем сразу поставить на «базу» в течение 8-12 часов. Позже не будет необходимости долго держать его на зарядке — снимать сразу после указания специального индикатора на зарядном устройстве.

Хотя на смену всем этим элементам питания уже давно пришли более емкие, на основе лития, они активно используются и сейчас. Это и привычнее, и намного дешевле. К тому же, литиевые батареи при низких температурах работают намного хуже.

Виды АКБ для шуруповертов и их особенности

В современных аккумуляторных шуруповертах и дрелях используются три типа батарей:

  1. Никель-кадмиевые (NiCd, Ni-Cd).
  2. Никель-металлогидридные (Ni-MH или NiMH).
  3. Литий-ионные (Li-ion).

Рассмотрим особенности каждого из типов аккумуляторов подробно.

Никель-кадмиевые

Этот тип источников энергии, пожалуй, самый старый. Появились кадмиевые аккумуляторы в 70-х годах, и это был настоящий прорыв. По сравнению с кислотно-свинцовыми и щелочными батареями никелевые оказались намного компактнее при той же электрической емкости и имели умеренную цену.

Как и свинцово-кислотные, Ni-Cd элементы могут отдавать довольно большой ток в нагрузку и выдерживать до 1 000 циклов заряд/разряд. Причем такое количество циклов – всего лишь гарантия производителя. Фактически батарея продолжает служить и по достижении этой цифры.

Время зарядки Ni-Cd батареи в среднем составляет 6-8 часов, что, к сожалению, многовато, но все же меньше, чем у его кислотных и щелочных собратьев. Отличаются никелевые АКБ и своей «морозоустойчивостью» – они отлично работают при температурах до -20 градусов Цельсия. Дополнительно кадмиевая технология допускает глубокую разрядку, а срок службы батареи зависит в основном от количества циклов заряд/разряд. Храниться же такая батарейка может долго – до 7-8 лет.

Но есть у этого типа аккумуляторов и недостатки, причем существенные. Один из них – большой саморазряд, который может достигать 10% в месяц. Таким образом, если шуруповерт пролежал без дела, скажем, полгода, то перед использованием его придется зарядить.

Еще один недостаток – так называемый «эффект памяти». Если батарею постоянно подзаряжать, не разряжая в ноль, то она «запомнит», до какого уровня ее разряжали и по достижении этого порога просто откажется работать, “сказав”, что разряжена. Именно поэтому аккумуляторы данного типа нужно периодически «гонять» – полностью разряжать и тут же заряжать до 100%.

Никель-металлогидридные

Этот тип аккумуляторов появился чуть позже – в начале 90-х годов прошлого века. Ni-MH элементы обладают сходными с кадмиевыми характеристиками, но эффект памяти проявляется у них намного слабее (но все же проявляется) и, главное, в таких аккумуляторах отсутствует кадмий.

Ni-MH батарея аккумуляторов для шуруповерта

Никель-металлогидридная батарея способна отдавать приличный ток, хорошо работает на морозе, а ее саморазряд составляет те же 7-10% в месяц. Что касается стоимости, аккумуляторы этого типа несколько дороже кадмиевых, количество же циклов заряд/разряд, от которого зависит срок службы, составляет всего 300-500 раз, что является существенным минусом. Срок хранения таких элементов – 6-7 лет. Соотношение габариты/емкость, как и время заряда – до 8 часов, сходны с кадмиевыми. Металлогидридные элементы, как и кадмиевые, хорошо переносят глубокий разряд.

Литий-ионные

Li-Ion технология на сегодняшний день является передовой. Литиевые элементы намного компактнее и легче предыдущих при той же электрической емкости и, что очень удобно, могут заряжаться повышенным током. При этом время полной зарядки литий-ионных АКБ может быть сокращено до 1-2 часов.

Li-Ion батарея аккумуляторов для шуруповерта

Большим преимуществом батареек этого типа является и практически полное отсутствие эффекта памяти – инструмент можно подзаряжать когда угодно и до любого уровня. Саморазряд Li-Ion батарейки относительно невелик и составляет примерно 2-3% емкости в месяц.

Что касается недостатков, то до относительно недавнего времени это были высокие степени пожаро- и взрывоопасности. При неправильной эксплуатации батарея могла загореться, а то и взорваться. Причем горящий элемент практически невозможно потушить водой – это только усиливает горение.

Еще один серьезный недостаток элементов этого типа – они не терпят глубокого разряда и перезаряда. В первом случае АКБ тут же выходит из строя, во втором – может загореться. Но эту проблему тоже легко решили все тем же контроллером, который отключает элемент питания от нагрузки при критическом разряде и от зарядного устройства, если АКБ зарядилась.

Обычный ресурс Li-Ion батареек составляет 600 циклов заряд/разряд, но он также сильно зависит и от «возраста». Храниться литий-ионная АКБ может не более 2-3 лет независимо от того, работает она или просто лежит в столе.

Выбирая инструмент с такими элементами питания, следует учитывать, что они будут плохо вести себя на морозе (сильное снижение емкости, которая, впрочем, восстановится в тепле). В дополнение они не смогут отдать большой ток при любой температуре, а значит, не обеспечат большой крутящий момент, необходимый для работы с плотными материалами. И стоимость Li-Ion элементов намного выше, чем у никелевых собратьев.

Принцип работы и устройство Ni Mh аккумулятора

Для начала стоит рассмотреть, как работает NiMh-батарея. Как уже упоминалось, состоит этот элемент питания из нескольких компонентов. Разберем их более подробно.

Анодом тут является водородо-абсорбирующий состав. Он способен принимать в себя большое количество водорода, в среднем количество поглощенного элемента может превышать объем электрода в 1000 раз. Для достижения полной стабилизации в сплав добавляют литий или лантан.

Катоды производятся из оксида никеля. Это позволяет получить качественный заряд между катодом и анодом. На практике могут применяться самые разные типы катодов по техническому исполнению:

  • ламельные;
  • металлокерамические;
  • металловойлочные;
  • прессованные;
  • пеноникель (пенополимер).

Наибольшей емкостью и сроком службы отличаются пенополимерные и металловойлочные катоды.

Проводником между ними является щелочь. Тут использован концентрированный гидроксид калия.

Конструкция батареи может отличатся в зависимости от целей и задач. Чаще всего, это свернутые рулоном анод и катод, между которых находится сепаратор. Также встречаются варианты, где пластины размещаются поочередное, переложенные сепаратором. Обязательным элементом конструкции является предохранительный клапан, он срабатывает при аварийном повышении давления внутри АКБ до 2-4 МПа.

Характеристики заряда/разряда

Никель-металлогидридная ячейка имеет много характеристик, аналогичных NiCd, например, кривую разряда (с учетом дополнительной зарядки), которую может принять батарея. Она нетерпима к перезарядке, вызывающей снижение емкости, что представляет серьезную проблему для разработчиков зарядных устройств.

Характеристики тока, которые необходимы для того, чтобы правильно зарядить аккумулятор NiMH:

  1. Номинальное напряжение — 1.2V.
  2. Удельная энергия — 60-120 Вт-час/кг.
  3. Плотность энергии — 140-300 Вт-час/кг.
  4. Удельная мощность — 250-1000 Вт/кг.
  5. Эффективность зарядки / разрядки — 90%.

Эффективность зарядки никелевых батарей составляет в диапазоне от 100% до 70% от полной емкости. Вначале происходит небольшое повышение температуры, но позже, когда уровень заряда поднимается, КПД падает, выделяя тепло, что требуется учитывать перед тем как заряжать NiMH.

Когда аккумулятор NiCD разряжается до определенного минимума напряжения, а затем заряжается, необходимо принять меры, чтобы уменьшить эффект кондиционирования (примерно каждые 10 циклов зарядки/разрядки), иначе он начнет терять емкость. Для NiMH такое требование не требуется, поскольку эффект для него незначителен.

Тем не менее такой процесс восстановления удобен и для никель-металлогидридных устройств, его рекомендуют учитывать перед тем, как заряжать NiMH аккумуляторы. Процесс повторяют три-пять раз, прежде чем они достигнут полной емкости. Процесс кондиционирования перезаряжаемых батарей гарантирует, что они будут работать долгие годы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector