Как правильно зарядить никель кадмиевый аккумулятор: Ni Cd Аккумуляторы Для Шуруповерта Как Заряжать

Зарядка никель-кадмиевых батарей: действия, уровень разряда

Некоторые аккумуляторные батареи можно заряжать без вреда, даже если уровень их заряда превышает 20%.

Содержание

Как заряжать никель-кадмиевые аккумуляторы – назначение аккумуляторов

Аккумуляторы NiCad и NiMH являются одними из самых сложных для зарядки. Если для литий-ионных и свинцово-кислотных батарей можно контролировать перезаряд путем установки максимального напряжения заряда, то никелевые батареи не имеют “плавающего” напряжения заряда. Поэтому зарядка основана на токе, проходящем через батарею. Напряжение в этом случае не фиксировано, как у других батарей.

Это делает эти элементы и батареи особенно трудными для параллельной зарядки. Это связано с тем, что вы не можете быть уверены, что каждый элемент или блок имеет одинаковое сопротивление, поэтому некоторые из них будут потреблять больше тока, чем другие, даже когда они заполнены. Это означает, что вы должны использовать отдельную схему зарядки для каждой из полосок в параллельной сборке, или сбалансировать ток каким-либо другим способом, например, используя резисторы с таким сопротивлением, чтобы они доминировали в регулировании тока.

Так вот, зарядка там осуществляется напрямую от одного из двух зарядных устройств, описанных выше, а разрядка через мощный резистор (24 Ом) с релейной схемой. Реле автоматически отключает разряд, когда напряжение достигает 9-10 В.
Почему необходима принудительная разрядка? Он необходим для предотвращения снижения емкости аккумулятора, т.е. для устранения эффекта “памяти” (см. “теорию” в файле). Другими словами, когда пользователь решает, что батарею нужно заменить, он переводит ее в режим разряда и, занимаясь своими делами, ждет, пока светодиод не погаснет. Затем он переключает барабан в положение заряда и “забывает” о термопаре, которая отключает заряд при повышении температуры до 40-45°C, если батарея оснащена термопарой. Заряжаемый аккумулятор можно использовать через 15 минут (быстрая зарядка). Если термопара отсутствует, для отключения можно использовать суточный электромеханический таймер.

Работа с никель-кадмиевыми аккумуляторами для шуруповертов

Так вот, зарядка там осуществляется напрямую от одного из двух зарядных устройств, описанных выше, а разрядка через мощный резистор (24 Ом) с релейной схемой. Реле автоматически отключает разряд, когда напряжение достигает 9-10 В.
Почему необходима принудительная разрядка? Он необходим для предотвращения снижения емкости батареи, т.е. для устранения эффекта “памяти” (см. “теорию” в файле). Другими словами, когда пользователь решает, что батарею нужно заменить, он переводит ее в режим разряда и, занимаясь своими делами, ждет, пока светодиод не погаснет. Затем он переключает барабан в положение заряда и “забывает” о термопаре, которая отключает заряд при повышении температуры до 40-45°C, если батарея оснащена термопарой. Заряжаемый аккумулятор можно использовать через 15 минут (быстрая зарядка). Если термопара отсутствует, для отключения можно использовать суточный электромеханический таймер.

Примечание 1. В принципе можно разрядить аккумулятор с помощью отвертки, но мне это не нравится. Степень номинальной разгрузки можно проверить следующим образом: если рукоятка, которая без нагрузки почти не вращается, останавливается рукой и не вращается сама по себе, то разгрузка близка к номинальной.
Примечание 2. Окончание заряда никель-кадмиевых батарей при любом фактическом токе заряда можно и нужно определять по температуре батареи – в идеале около 40°C (при температуре окружающей среды!).
Примечание 3. На основе вышеприведенных данных можно дать рекомендации по хранению аккумуляторов. Цель рекомендаций – максимально увеличить время работы аккумулятора.
Я бы выделил два различных режима работы шуруповерта:
– Редкость. Один аккумулятор следует хранить так, как он был оставлен после последнего использования, а другой – разряженным. Когда вы начинаете использовать первый (доПри начале работы используйте первый аккумулятор (пока он не разрядится во время работы) и одновременно заряжайте второй аккумулятор.
– Часто. Держите один из них в заряженном состоянии, а другой – в состоянии, оставшемся после последней работы. Ну, если очень часто (ежедневно), то можно держать оба в заряженном состоянии.
***
Я понимаю, что не у всех есть быстрое зарядное устройство, а также медленное зарядное устройство (обычные зарядные устройства обычно дают средний ток между двумя). Тем не менее, их несложно сделать/найти. В любом случае, я надеюсь, что написанное здесь поможет кому-то немного разобраться в столь “своеобразных” Ni Cd аккумуляторах.

Если напряжение не упало, отверстия затыкают, а элементы заряжают и разряжают 2-3 раза, при необходимости собирая компоненты в одну банку.

Типы зарядных устройств для никель-кадмиевых аккумуляторов

Для восстановления емкости никель-кадмиевых батарей используются два типа зарядных устройств:

• автоматический тип;
• импульсные реверсивные агрегаты.

Автоматический тип оснащен гнездами соответствующего размера для батарей. Эти устройства рассчитаны на 2 или 4 элемента, имеется переключатель для выбора количества заряжаемых элементов.

Аккумуляторы заряжаются, когда устройство подключено к сети 230 В. Внутри модуля установлен понижающий трансформатор с выпрямительным каскадом, а для индикации состояния заряда используется линейка светодиодов или многоцветный светодиодный индикатор.

Во время зарядки светодиод горит красным, а по окончании зарядки загорается зеленый светодиод. Зарядное устройство оснащено функцией разряда батареи, активируемой кнопочным переключателем.

Желтый светодиод указывает на режим разряда; при уменьшении емкости зарядное устройство автоматически переключается в режим зарядки аккумулятора. В процессе зарядки температура корпуса батареи повышается, и в устройстве расположен датчик, который отключает подачу тока при достижении порогового значения.

Реверсивное зарядное устройство является профессиональным продуктом и оснащено микропроцессорным контроллером. Устройство подает непрерывные импульсы зарядки, перемежающиеся короткими разрядами (длительность цикла варьируется в соответствии с заданным алгоритмом).

Устройство позволяет поддерживать источник питания в рабочем состоянии и продлевает срок службы никель-кадмиевых батарей.

Около 90% никель-кадмиевых батарей сегодня используются в электроинструментах, детских игрушках, электробритвах, пылесосах, медицинском оборудовании и т.д. Использование в бытовом сегменте (вместо обычных первичных батарей) практически нулевое.

Основные правила зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов

• Батареи всегда следует разряжать перед зарядкой. Современные зарядные устройства умеют делать это перед началом очередного цикла зарядки, но можно просто разрядить их с помощью какой-либо нагрузки.
• Подключите зарядное устройство (или вставьте батарейки в домашней версии) и дождитесь, когда оно отключится после полной зарядки.
• Если зарядное устройство не обеспечивает автоматического отключения, рассчитайте необходимое время зарядки и после этого отсоедините батареи.
• Никель-кадмиевые аккумуляторы следует хранить в разряженном состоянии.

Таким образом, если вы будете соблюдать эти правила, ваши никель-кадмиевые батареи смогут проработать весь срок службы.

Как правильно заряжать перезаряжаемые никель-кадмиевые аккумуляторы?

Итак, у вас есть несколько перезаряжаемых технологий с никель-кадмиевыми батареями, и вы хотите знать, как их заряжать, чтобы не разрушить. Позвольте мне рассказать вам об этом.

Этот тип батарей считается устаревшим, так как их полностью заменили литий-ионные аналоги, которые легче и проще заряжаются, служат дольше, а цена на них сегодня уже не выше никель-кадмиевых, поэтому большинство производителей перешли на них.

Так что же сложнее в зарядке никель-кадмиевых батарей? Это сложнее, потому что всегда нужно помнить о таком явлении, как эффект памяти. По этой причине при зарядке этих батарей необходимо соблюдать два основных правила:

1. Начинайте зарядку аккумулятора только тогда, когда он достигнет полной емкости. Не заряжайте батарею, когда она разряжена лишь частично, так как сработает эффект памяти, и батарея “запомнит”, что она была заряжена в момент, когда не была полностью разряжена, и в дальнейшем не будет разряжаться ниже этой точки, что означает потерю части емкости батареи. Под полностью разряженной батареей следует понимать момент, когда инструмент просто не работает на полную мощность в результате разряда батареи – т.е. его нельзя эксплуатировать до такой степени, когда он больше не подает признаков жизни. Поэтому установите в инструмент полностью заряженный аккумулятор, работайте до тех пор, пока инструмент выдает полную мощность, а когда почувствуете, что мощность упала, выньте аккумулятор и зарядите его снова, но не раньше.
2. После зарядки аккумуляторного блока дождитесь его полной зарядки, прежде чем отсоединять его от зарядного устройства. В противном случае аккумулятор “запомнит” точку, до которой он был заряжен, и будет заряжаться только до этой точки, что приведет к повторной потере емкости. Обратите внимание, что существуют зарядные устройства с индикатором, который показывает, зарядилась батарея или нет, и зарядные устройства без индикатора, который указывает время зарядки. Количество времени указано в руководстве пользователя инструмента. Обычно зарядные устройства с индикатором заряжают аккумулятор менее чем за час, а зарядные устройства без индикатора – за 3-5 часов. Это связано с тем, что первые обычно выдают больший ток, чем вторые, поэтому время зарядки короче. Но в любом случае лучше обратиться к инструкции.

Поэтому, если вы будете следовать этим правилам, ваши никель-кадмиевые батареи смогут дослужить свой срок службы.

Стоит также упомянуть о том, как правильно хранить никель-кадмиевые аккумуляторы для шуруповертов. Как правило, если вы храните их менее 30 дней, их следует оставлять на хранение с полным зарядом, т.е. полностью заряжать после использования. Если вы собираетесь хранить их более 30 дней, уровень заряда должен составлять 30-50%. Если срок хранения превышает 6 месяцев, аккумулятор следует зарядить и разрядить до 30-50%. Проценты указаны приблизительно – если получилось немного больше или меньше, это не страшно.

Поэтому литий-ионные батареи гораздо удобнее. У них нет всех этих проблем.

Если никель-кадмиевые батареи вышли из строя, вы можете попытаться отремонтировать их самостоятельно. Как это сделать, вы можете прочитать, например, в этой статье на нашем сайте. Вам придется проделать большую работу, но вы сможете сэкономить много денег.

Но на этом я закончу эту статью, потому что на вопрос, вынесенный в заголовок, уже дан исчерпывающий ответ.

Но представьте – вы ведете бизнес, и у вас есть блог с большим количеством постов на темы, связанные с вашим бизнесом. Конечно, крайне желательно грамотное, аргументированное и структурированное раскрытие вопросов в этих статьях.

Как правильно заряжать, разряжать и хранить никель-кадмиевые аккумуляторы

1. Перезарядите аккумуляторный блок, когда мощность шуруповерта упадет почти до нуля, но не до самого нуля. Не позже и не раньше!

Как узнать: Аккумуляторная отвертка по-прежнему имеет низкий крутящий момент, но число оборотов в минуту значительно снизилось.
Это означает, что батарея разряжена примерно на 5-10%.

1. Рекомендуемая температура зарядки составляет от +10°C до +30°C.
2. Рекомендуемая рабочая температура составляет от -20°C до +40°C.
3. Заряжайте только с помощью оригинального зарядного устройства. То есть, зарядное устройство, которое поставляется вместе с шуруповертом. В идеале зарядное устройство должно иметь функцию автоматического отключения по истечении указанного производителем количества часов. Обратите на это внимание при покупке отвертки.
4. Перед зарядкой дайте аккумулятору остыть в течение 20 минут.
5. После зарядки дайте аккумулятору остыть в течение 20 минут. Затем вставьте его в отвертку.
6. Никель-кадмиевую батарею следует хранить разряженной на 5-10 %.
7. После хранения более 6 месяцев никель-кадмиевую батарею необходимо “обучить”, выполнив 5 циклов заряда и разряда.

Кстати, признаком того, что пункты 5 и 6 не были соблюдены, является вздутие “мертвых” батарей. Таким образом, видно, что не было предпринято никаких мер для обеспечения их “долговечности”.

Вот и все. Теперь вы знаете, как правильно заряжать, разряжать и хранить никель-кадмиевый аккумулятор для шуруповерта.

Читайте далее:

• Типы винтов и пазов, их названия и применение.
• Термопары: основные принципы и основы проектирования.
• Правильное переключение светодиодов; STC ORBITA.
• Индикатор напряжения. Типы и применение. Эксплуатация и применение.
• Важен ли для вас индикатор уведомлений?.
• Как правильно заряжать кислотный аккумулятор.
• Как и откуда берутся молнии: типы, физическая природа, причины. Физика атмосферы.

Схема умного зарядного устройства для Ni-Cd аккумуляторов (MAX713)

Традиционная (“безопасная”) зарядка никель-кадмиевых аккумуляторов током, значение которого в десять раз меньше емкости аккумулятора, удовлетворяет далеко не всех пользователей, поскольку в этом случае для гарантированной полной его зарядки требуется затратить более десяти часов.

Между тем аккумуляторы можно безопасно заряжать и большими токами, соответственно сокращая время зарядки. При этом, однако, необходим постоянный контроль за состоянием заряжаемого аккумулятора, чтобы избежать его выхода из строя.

Момент, когда никель-кадмиевый аккумулятор полностью заряжен, можно надежно установить, измеряя зависимость его напряжения от времени зарядки. В общем виде она показана на рис. 1.

Полностью заряженному аккумулятору соответствует момент, когда напряжение на нем достигает максимума. Поскольку для различных экземпляров абсолютное значение максимума может различаться, этот параметр нельзя использовать для однозначного определения окончания зарядки.

“Интeллeктyaпьныe,’ зарядные устройства, периодически измеряя напряжение на заряжаемом аккумуляторе определяют момент когда изменение напряжения сменит знак (напряжение начнет уменьшаться), и прекращают зарядку.

Рис. 1.

Точнее, обычно переводят зарядное устройство в безопасный режим зарядки малым током. Следует отметить, что уменьшение напряжения по отношению к максимуму после его прохождения невелико-около 10 мВ на один элемент, и для его регистрации нужна измерительная аппаратура с соответствующим разрешением

Второй параметр, который принято контролировать при быстрой зарядке, – время. Его рассчитывают исходя из тока быстрой зарядки, и даже если за это время напряжение на аккумуляторе не достигло максимума, зарядку прекращают.

Это позволяет в какой-то мере уменьшитъ опасность выхода из строя зарядного устройства если в него установлен дефектный аккумулятор, у которого может и не произойти смены знака изменения напряжения в процессе зарядки.

Есть еще один параметр который наряду со сменой знака изменения напряжения на аккумуляторе объективно отражает завершение процесса зарядки, – температура корпуса аккумулятора.

Однако этот параметр относится к числу наиболее трудно контролируемых, поскольку требует установления надежного теплового контакта датчика температуры с корпусом заряжаемого аккумулятора.

Более того, в герметичных аккумуляторных батареях которые в основном используются в современной носимой аппаратуре, это в принципе невозможно. Поэтому на практике зарядку аккумуляторов с контролем температуры не применяют.

Но при этом приходится также отказываться и от предельных – очень быстрых режимов зарядки.

Микросхема МАХ713

Для реализации описанных алгоритмов зарядки выпускают специализированные микросхемы которые выполняют все перечисленные выше функции контроля и управления. К их числу относится например микросхема МАХ713. Она позволяет заряжать как единичный элемент, так и батарею, состоящую из нескольких аккумуляторов.

Контрольное время для быстрой зарядки может быть в пределах от 22 до 264 минут (восемь дискретных значений), а ток – в пределах от 4С до 0,ЗЗС (С – емкость аккумулятора) Все эти параметры устанавливают программно. Предусмотрена в микросхеме МАХ713 и функция контроля температуры заряжаемого аккумулятора.

При расчете режима быстрой зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов сначала выбирают зарядный ток I, ориентируясь на требуемое время зарядки. Следует заметить, что при отсутствии надежного контроля температуры заряжаемого аккумулятора выбирать его более 2С не рекомендуется.

По окончании режима быстрой зарядки ток снижают до значений, безопасных в течение длительного периода (“дозарядка”). В микросхеме МАХ713 это значение например выбрано около 30 мА и не зависит от тока быстрой зарядки.

Принципиальная схема зарядного устройства

Схема “интеллектуального” зарядного устройства для никель-кадмиевых аккумуляторов, выполненного на микросхеме МАХ713, приведена на рис 2, Источник питания напряжением 12 В подключают к разъему X1.

Он должен обеспечивать ток нагрузки, по крайней мере на 50 мА больше максимального зарядного тока. При напряжении питания 12В можно заряжать батареи содержащие до девяти аккумуляторов.

В авторском варианте для питания устройства использовался обычный сетевой адаптер, обеспечивающий ток нагрузки до 300 мА при напряжении 12 В Светодиод HL1 индицирует работу устройства в целом, а светодиод HL2 – режим быстрой зарядки.

Рис 2. Принципиальная схема умного зарядного устройства.

Если он не светится, то это означает, что зарядка закончена Аккумулятор (батарею) подключают к разъему Х2 Зарядный ток регулирует транзистор VТ1. Если после включения устройства с подключенным аккумулятором светодиод HL2 не светится, значит, аккумулятор заряжен.

Программирование микросхемы производят подключением выводов 3 (PGM0), 4 (PGM1). 9 (PGM2) и 10 (PGM3) к выводам микросхемы 15 (+), 12 (ВАТТ-) 16 (REF). Они могут быть также и не подключены к чему-либо (OPEN). Через выводы PGM0 и PGM1 программируют число аккумуляторов в батарее (табл 1). а через выводы PGM2 и PGM3-таймер окончания быстрой зарядки (табл. 2).

Перед выбором окончательной версии устройства задают число элементов N в аккумуляторной батарее, подлежащей зарядке, и зарядный ток.

Исходя из первого параметра, определяют подключение выводов 3 и 4 микросхемы (в соответствии с табл 1), а по второму параметру – ориентировочное время зарядки Т (в часах) по формуле Т=С/0,8І. Здесь С подставляют в мАч, а I – в мА. В табл. 2 находят ближайшее большее значение программируемого интервала времени зарядки и определяют соответствующее ему подключение выводов 9 и 10 микросхемы.

На следующем этапе рассчитывают мощность Р (в ваттах), которая будет рассеиваться на транзисторе ?Т1, по формуле P=(Umax – Umin)*1. Здесь Umax – максимальное напряжение на выходе источника питания, В; Umin, – минимальное напряжение на батарее аккумуляторов, В: I – ток зарядки A.

Umin рассчитывают исходя из числа элементов и минимального напряжения на одном аккумуляторе обычно полагают 1В. На основе этого расчета выбирают транзистор и выясняют, нужен ли для него теплоотвод.

Сопротивление резистора R2 (в кило-омах) рассчитывают по формуле R2=U/5 1, где U – минимальное напряжение источни ка питания в вольтах Сопротивление резистора R5 (в омах) рассчитывают по формуле R5=0 25/I, где I – ток зарядки в амперах.

Приведенные на схеме номиналы соответствуют минимальному напряжению источника питания 12В и току зарядки 0,25 А. При напряжении питания 12 В можно заряжетъ батареи не более чем из семи аккумуляторов.

Steven Avritch. A Smart Charger For Nickel-Cadmium Batteries – QST 1994 September p.40-42. Р2001, 1.

Практическое руководство по зарядке аккумуляторов с помощью химии

В предыдущей статье «Практические советы по увеличению срока службы аккумулятора» мы обсудили несколько различных способов продления срока службы аккумулятора. Одним из них является подготовка, которая требует рекомендаций по зарядке для различных составов аккумуляторов, в частности, для аккумуляторов на основе никеля, лития и свинца.

Давайте кратко рассмотрим зарядку этих химикатов и несколько практических правил.

 

 

Батареи на основе никеля

Как никель-металлогидридная (Ni-MH) батарея, так и ее предшественница, никель-кадмиевая (Ni-Cd или NiCad) батарея, заряжаются с использованием метода, называемого постоянным постоянным током. напряжение (CCV). Полный заряд достигается при небольшом падении напряжения после устойчивого роста. В отличие от химии на основе лития и свинца, которые заряжаются регулируемым током, напряжение поднимается свободно. Это делает никелевые батареи более сложными для зарядки.

Никель-кадмиевые батареи : Подобно системам батарей на основе свинца, недавно приобретенные никель-кадмиевые батареи не полностью форматируются или заполняются производителем. NiCad аккумуляторы следует заряжать в течение 16–24 часов перед использованием, если иное не указано в сопроводительных инструкциях. Зарядка будет служить для выравнивания уровней заряда элементов батареи, которые могли независимо разряжаться с различной скоростью. Это также облегчит перераспределение электролитов батареи, которые имеют тенденцию оседать на дно после длительного хранения.

Оптимальная производительность никель-кадмиевой батареи связана с ее качеством. В то время как качественные элементы могут работать оптимально после 5–7 циклов, более дешевым элементам может потребоваться 50 или более циклов для достижения их номинальных характеристик. После выхода на полную мощность производительность начнет постепенно снижаться.

При полной зарядке никель-кадмиевые батареи будут продолжать получать минимальный ток струйки, чтобы компенсировать их саморазряд. Поскольку длительные непрерывные подзарядки полностью заряженной батареи нагружают ее, не рекомендуется без необходимости откладывать извлечение заряженных батарей из зарядного устройства.

Никель-металлогидридные батареи : Зарядка никель-металлогидридных батарей представляет собой более сложный технический процесс, чем их кадмиевые аналоги. Большинство современных зарядных устройств, разработанных для аккумуляторов на основе никеля, могут работать с обоими типами аккумуляторов. К сожалению, более дешевые зарядные устройства склонны к неправильной зарядке. Это можно компенсировать пониманием технических концепций, таких как оценка SoC (состояние заряда) для ручной установки времени заряда.

В качественных зарядных устройствах для перезаряжаемых аккумуляторов часто используется ступенчато-дифференциальный метод зарядки, который включает в себя первоначальную быструю зарядку до заданного порогового напряжения и снижение его по мере продолжения сеанса зарядки. За каждым достигнутым порогом следует период восстановления в несколько минут. Агрессивное зарядное устройство, использующее этот метод, позволяет, например, вашим перезаряжаемым батареям типа АА достичь более высокого прироста емкости, но также имеет одну оговорку: нагрузка, оцениваемая для вашей батареи, со временем снижает ее эффективность и сокращает срок ее службы.

Как и в случае с никель-кадмиевыми батареями, не рекомендуется оставлять заряженные батареи в зарядном устройстве для возможного использования. Удалите их заранее и, при желании, быстро зарядите их непосредственно перед использованием.

 

Литиевые батареи (литий-ионные)

Адаптивный химический состав литиевых батарей делает их хорошими кандидатами для применения в возобновляемых источниках энергии, таких как солнечные батареи и ветряные турбины; а с простой схемой заряда технический процесс, связанный с зарядкой литий-ионной батареи, упрощается и устраняет необходимость в выравнивающей зарядке. Следует отметить, что, за некоторыми исключениями, большинство бытовых и промышленных зарядных устройств для литий-ионных аккумуляторов не обеспечивают регулировку напряжения окончания заряда, что, вероятно, продлит срок службы аккумуляторов. Вариант рассматривается как усложняющий зарядное устройство.

На практике, как и в случае с другими химическими элементами аккумуляторов, может возникнуть нестабильность, если зарядить литий-ионный аккумулятор выше номинального напряжения. Осторожность и правильное обращение имеют первостепенное значение для предотвращения угроз безопасности, таких как пожары и расплавления, которые могут возникнуть в результате перезарядки или неправильного обращения.

Литий-ионные аккумуляторы не поглощают перезаряд и должны регулярно отключаться от сети незадолго до достижения максимального заряда. Работа на частично заряженных аккумуляторах фактически увеличивает срок их службы. Непрерывная струйная зарядка может способствовать покрытию металлическим литием и создавать проблемы безопасности. Некоторые литий-ионные зарядные устройства, предназначенные для режима ожидания, применяют кратковременную дозарядку, чтобы компенсировать небольшой саморазряд батареи и ее защитной схемы, если оставить ее в зарядном устройстве для готовности к работе. Другие позволят напряжению батареи немного упасть, чтобы уменьшить перенапряжение и продлить срок службы батареи.

Батарея, заряженная во время установки или встроенная в родительское устройство, не должна использоваться одновременно. Родительское устройство должно быть выключено или, как минимум, оставлено в неактивном спящем режиме. В противном случае создается паразитная нагрузка, потребляющая ток при одновременной зарядке. Это может привести к тому, что ваше устройство будет ошибочно сигнализировать о том, что батарея заряжена, когда это не так, или показывать более низкий уровень заряда, когда батарея на самом деле полностью заряжена. Неправильная индикация заряда батареи подвергает стрессу вашу литий-ионную батарею.

 

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Как и никель-кадмиевые аккумуляторы, свинцово-кислотные аккумуляторы реализуют метод зарядки постоянным током и постоянным напряжением (CCCV) и не могут заряжаться так же быстро, как другие аккумуляторные системы. Ожидайте, что время зарядки будет составлять 12–16 часов для большинства устройств, например, автомобильного или мотоциклетного аккумулятора; и до 36–48 часов для более крупных стационарных аккумуляторных систем, таких как те, которые используются в приложениях с высокой выходной мощностью (например, большие генераторы). Многоступенчатые методы и более высокие зарядные токи могут сократить время зарядки, но это происходит за счет утраты дозаряда, как описано ниже.

Свинцово-кислотные аккумуляторы проходят три этапа зарядки:

1. Заряд постоянным током , при котором свинцово-кислотный аккумулятор заряжается примерно до 70 процентов за 5–8 часов. Как только уровень напряжения достигнут, аккумулятор плавно переходит к следующей фазе зарядки.
2. Дополнительный заряд, , который включает большую часть оставшегося времени заряда при пониженном зарядном токе и сравним с неактивным или расслабленным состоянием. Этот этап обеспечивает насыщение. Постоянное лишение этого этапа в конечном итоге снизит производительность вашей батареи из-за накопления кристаллов сульфата свинца (состояние, известное как сульфатация) и ее неспособности принять полную замену. Этот этап зарядки жизненно важен для поддержания работоспособности вашей свинцово-кислотной батареи.
3. Плавающий заряд , который помогает компенсировать потерю мощности во время саморазряда и поддерживать максимальный уровень заряда аккумулятора. Если ваше зарядное устройство не имеет стадии подзарядки, рекомендуется вынимать аккумулятор из зарядного устройства через 48 часов и перезаряжать его каждые 6 месяцев.

Свинцово-кислотные аккумуляторы всегда должны храниться заряженными, а каждые 6 месяцев следует производить дозаправку для предотвращения сульфатации.

Следует понимать две концепции уникального химического состава свинцово-кислотных аккумуляторов в отношении зарядки:

Генерация кислорода или выделение газа, происходит при перезарядке батареи. Этого можно избежать, используя качественное трехступенчатое зарядное устройство, которое будет поддерживать напряжение ниже стадии выделения газа, ограничивая напряжение заряда и снижая его до плавающего заряда.

При использовании зарядных устройств, которые не имеют функции подзарядки, важно следить за аккумулятором и следить за тем, чтобы он не нагревался и не закипал от высокого напряжения.

Полив часто игнорируется и неправильно применяется для обслуживания залитых свинцово-кислотных аккумуляторов; тем не менее, это один из самых важных для поддержания его здоровья. Вода истощается из-за использования и перезарядки. Вы можете оценить необходимую частоту полива, проверяя аккумулятор каждые несколько недель. Цель состоит в том, чтобы верхние части ваших тарелок всегда были погружены в воду. Окисление под воздействием воздуха может необратимо уменьшить емкость аккумулятора и снизить его производительность. Поливайте батарею деионизированной или дистиллированной водой. При подготовке к зарядке аккумулятора избегайте заполнения до нужного уровня, так как это может привести к переполнению аккумулятора во время процесса зарядки; скорее долейте воду после зарядки. Также важно никогда не добавлять электролит, так как это может способствовать коррозии.

Выводы и практические рекомендации

 

NiCad и Ni-MH аккумуляторы	Литий-ионные батареи	Свинцово-кислотные батареи
Эффективность зарядки составляет почти 100 процентов при уровне заряда до 70 процентов. Аккумулятор остается холодным, но начинает нагреваться с уменьшением эффективности до полного заряда.	Выключите устройство или отключите нагрузку (например, прекратите использование устройства) во время зарядки, чтобы обеспечить беспрепятственное падение тока во время насыщения. Паразитная нагрузка может сбить с толку зарядное устройство.	Подзарядка после каждого использования предотвращает сульфатацию Определите правильную программу зарядки для вашей свинцово-кислотной батареи. Рекомендуемые пороговые значения напряжения можно найти в спецификациях производителя.
Недорогие зарядные устройства часто неправильно измеряют уровень заряда. Батареи, которые теплые на ощупь, должны быть удалены. Зарядное устройство, которое «готовит» аккумуляторы до тех пор, пока они не станут горячими на ощупь, может указывать на неисправное зарядное устройство.	Литий-ионные аккумуляторы не нужно регулярно заряжать до полной емкости. Частичный заряд, например, 75 процентов, лучше. Прекратите использование зарядного устройства или аккумулятора, если они слишком теплые на ощупь.	Залитые свинцово-кислотные аккумуляторы всегда должны быть полностью погружены в электролит. Заполните батарею деионизированной или дистиллированной водой, чтобы покрыть пластины. Переполнение может привести к разливу кислоты во время зарядки. Никогда не добавляйте электролиты.
Заряжайте при комфортной комнатной температуре Не заряжайте при высоких или низких температурах.	Заряжайте при умеренной комнатной температуре и никогда при температуре замерзания.	Заряжайте в хорошо проветриваемом помещении. При зарядке образуется горючий газообразный водород. Уменьшите напряжение плавающего заряда, если температура окружающей среды выше 29°C (85°F) и избегайте зарядки при температуре выше 49°C (120°F). Никогда не заряжайте замерзший аккумулятор.
Не храните никелевые батареи в зарядном устройстве для последующего использования. По завершении сеанса зарядки извлеките аккумуляторы.	Не храните литий-ионный аккумулятор полностью разряженным или в зарядном устройстве. Хранить при комнатной температуре и, в идеале, при 40-50-процентном уровне заряда.	Не храните свинцово-кислотный аккумулятор при низком уровне заряда и не допускайте его замерзания. Разряженная батарея замерзает быстрее, чем полностью заряженная.
Используйте зарядное устройство, предназначенное для вашего типа аккумулятора. Зарядное устройство, предназначенное для зарядки Ni-MH, может заряжать Ni-MH аккумулятор, но зарядное устройство NiCad перезарядит и повредит Ni-MH аккумулятор.	Зарядные устройства не всегда могут обеспечить полную зарядку, что означает, что ваша батарея может быть не полностью заряжена, когда указано «готово» или «100%».	Пузырьки газа в залитом свинцово-кислотном аккумуляторе указывают на то, что он приближается к полному уровню заряда. На отрицательной пластине появляются пузырьки водорода, а на положительной – кислород.

Вы можете узнать больше о перезаряжаемых батареях и зарядных устройствах батареи с этими отличными статьями:

Факторы, которые следует учитывать при выборе аккумуляторного зарядного устройства

Советы по ремонту или обновления батареи

. технология аккумуляторов и советы по их использованию

 

 

Вся правда о никель-кадмиевых аккумуляторах

[nextpage title=”Введение”]

Никель-кадмиевые (NiCd) — это очень хорошо известная технология перезаряжаемых аккумуляторов, используемая в ряде электронных устройств, таких как портативные компьютеры, сотовые телефоны, беспроводные телефоны, старые материнские платы и т. д. Она также очень хорошо известна своей (не)известной «эффект памяти», из-за которого этот тип батареи разряжается быстрее, когда она старая, чем когда она была совершенно новой. В этой статье мы более подробно объясним, как работают никель-кадмиевые аккумуляторы, что и почему происходит «эффект памяти» и как его предотвратить.

Как следует из названия, никель-кадмиевые батареи состоят из двух химических элементов: никеля в форме гидроксида никеля и кадмия. Третий элемент, используемый в качестве электролита, обычно представляет собой раствор гидроксида калия (КОН). Кадмий — большой злодей. Во-первых, это элемент, отвечающий за «эффект памяти», а во-вторых, это тяжелый металл, а значит, очень токсичный.

Вот почему в новых технологиях перезаряжаемых батарей больше не используется кадмий (например, никель-металлогидридные [NiMH], литий-ионные [Li-ion] и литий-ионные полимерные [Li-Pol]). Ноутбуки, сотовые телефоны, беспроводные телефоны и материнские платы, представленные сегодня на рынке, больше не используют никель-кадмиевые аккумуляторы, и у вас не будет никаких проблем или «эффекта памяти», если в вашем электронном гаджете используется аккумуляторная технология, отличная от никель-кадмиевой. Чтобы убедиться, если вы посмотрите на свою батарею, вы найдете наклейку, показывающую, какую технологию батареи она использует. Если это не NiCd, у вас не будет проблемы с «эффектом памяти».

Что это вообще за «эффект памяти»?

«Эффект памяти» — это когда ваша батарея «думает», что она полностью заряжена, но это не так. Допустим, он заряжен на 70%, но «думает», что заряжен на 100%. При этом условии, при установке на свое зарядное устройство перестанет заряжаться, так как думает, что оно уже заряжено. Когда вы начнете пользоваться своим гаджетом, он прослужит меньше, так как он заряжен всего на 70% — отсюда и предположение, что старые никель-кадмиевые аккумуляторы служат меньше, чем новые. Это правда, но это способы предотвращения возникновения «эффекта памяти».

[nextpage title=”Почему возникает эффект памяти и как его предотвратить?”]

Технически говоря, это происходит в результате образования кристаллов кадмия внутри батареи. Эти кристаллы плохо растворяются и отвечают за «эффект памяти». Таким образом, хитрость, позволяющая избежать «эффекта памяти», состоит в том, чтобы избежать образования этих кристаллов внутри батареи.

Обычно это достигается за счет подзарядки батареи только тогда, когда она разряжена, а не частично. Кроме того, высокие температуры способствуют образованию кристаллов.

Однако это приводит к другой проблеме: NiCd нельзя полностью разрядить, иначе они будут повреждены. Полностью разряженный обычно означает наличие напряжения ниже 1 В на элемент (никель-кадмиевые батареи обычно формируются путем группирования нескольких элементов на 1,2 В; типичные никель-кадмиевые батареи представляют собой блоки на 3,6 В, в которых используются три элемента на 1,2 В).

Таким образом, рекомендуемый многими «трюк» для устранения «эффекта памяти» путем полной разрядки никель-кадмиевых аккумуляторов путем их короткого замыкания (или любого другого типа «быстрого разряда») на самом деле приносит больше вреда, чем пользы для аккумуляторов, даже хотя некоторые люди утверждают, что таким образом они могут восстановить NiCd батареи с «эффектом памяти». Суть в том, что такой трюк не растворит кристаллы кадмия, которые ответственны за проблему «эффекта памяти». Правильный способ разрядить никель-кадмиевые аккумуляторы и предотвратить «эффект памяти» — разрядить их обычным использованием на гаджете до тех пор, пока ваш гаджет не пожалуется на низкий заряд аккумуляторов.

Некоторые люди утверждают, что NiCd-аккумуляторы можно восстановить, «перезарядив» их, т. е. быстро зарядив их сильным током. Мы поговорим об этом на следующей странице.

Отслеживание текущего состояния заряда NiCd очень сложно, поскольку NiCd аккумуляторы не имеют линейной рампы разряда. Напряжение, найденное на элементе NiCd, остается на уровне 1,2 В до тех пор, пока аккумулятор не «разрядится». Таким образом, даже если батарея заряжена всего на 30%, она, например, будет подавать на выходе 1,2 В.

Давайте объясним это лучше. Обычные неперезаряжаемые 1,5 В имеют линейную рампу разряда, поэтому, когда они заряжены на 50%, на выходе они будут давать только 0,75 В. Таким образом, вы можете легко следить за текущим состоянием заряда обычной батареи, просто измеряя его с помощью вольтметра.

Таким образом, когда NiCd частично заряжен, когда нельзя сказать, действительно ли он заряжен частично или полностью, потому что в обоих случаях батарея будет обеспечивать 1,2 В на своем выходе.

NiCd аккумуляторы «разряжаются», когда на их выходе присутствует напряжение 1 В. Проблема, как мы уже говорили ранее, заключается в том, что если вы продолжите использовать аккумулятор ниже этой точки, вы повредите его. Именно тогда ваш беспроводной телефон начинает издавать звуковой сигнал, сообщая, например, о том, что его аккумулятор разряжен. Пора сразу подзарядить.

Таким образом, правильный способ перезарядки NiCd-аккумулятора состоит в том, чтобы полностью зарядить его, использовать и подождать, пока он достигнет уровня 1 В на элемент, и только затем перезарядить его. Это также известно как «полный цикл перезарядки». NiCd аккумуляторы могут пройти только 500 полных циклов перезарядки. После этого батарея начинает представлять проблемы.

Как мы уже упоминали, обычно электронные гаджеты сообщают вам, когда батарея достигает этого состояния: это точный момент, когда ваш гаджет начинает жаловаться, что его батарея разряжена.

Некоторые старые портативные компьютеры, использующие аккумуляторы NiCd, использовали трюк, чтобы сообщить пользователю, сколько заряда аккумулятора осталось. Производитель знал, сколько времени проработает компьютер с полностью заряженным аккумулятором. Таким образом, в ту минуту, когда вы отключали свой ноутбук от стены, он начинал измерять время работы от батарей и подсчитывал, сколько батареи осталось. Таким образом, на самом деле он не измерял состояние батареи (потому что, как мы уже говорили, почти невозможно узнать состояние заряда NiCd), а вместо этого показывал «догадку».

Еще одна большая проблема с никель-кадмиевыми батареями заключается в том, что они разряжаются, когда не используются, со скоростью 1% в день. Это означает, что неиспользуемая никель-кадмиевая батарея будет разряжаться со скоростью 30% в месяц. За три с половиной месяца он полностью разрядился, что может привести к его необратимому повреждению — как мы уже говорили, NiCd аккумуляторы нельзя полностью разряжать.

[nextpage title=”Dead Batteries”]

Некоторые люди утверждают, что восстанавливают разряженные никель-кадмиевые батареи, т. е. батареи, показывающие 0 В на вольтметре, которые не восстанавливаются при подключении их к зарядному устройству, путем сильноточной разрядки. быстрая зарядка, процесс, известный как «перезарядка», и их установка обратно в зарядное устройство для обычной зарядки.

На самом деле, это будет работать, если в батарее есть внутреннее короткое замыкание, вызванное небольшим дендритом, который представляет собой небольшой кусок материала, соединяющий два полюса батареи внутри. Что делает разрядка, так это сжигает этот дендрит, как если бы это был предохранитель, решая проблему короткого замыкания.

Но проблема может вернуться, потому что могут образоваться не только другие дендриты, но и материал, который испарился, теперь находится внутри батареи, который может действовать как резистор, заставляя батарею удерживать меньше заряда, чем когда она была хорошей.

Однако разрядка аккумулятора, если проблема не во внутреннем коротком замыкании, может привести к еще большему повреждению аккумулятора. Как мы уже упоминали, если вы позволите вашей NiCd-батарее полностью разрядиться, она может быть повреждена, то есть полностью разряжена навсегда, и проблема здесь не в том, что какой-либо дендрит внутри создаст внутреннее короткое замыкание.

Имейте в виду, что эта техника не имеет ничего общего с «эффектом памяти». Некоторые люди могут утверждать, что таким образом они решили «эффект памяти» батареи, но на самом деле проблема с батареей была в другом (внутреннее короткое замыкание).

[nextpage title=”Summary”]

• Чтобы избежать “эффекта памяти”, вам следует выполнить “полный цикл перезарядки”, то есть использовать ваш гаджет вне зарядного устройства до тех пор, пока он не разрядится в рабочем состоянии (т. беспроводной телефон начинает издавать звуковой сигнал) и только после этого подзаряжайте его.
Аккумуляторы
• NiCd выдерживают около 500 полных циклов перезарядки.
Аккумуляторы
• NiCd не могут быть полностью разряжены (напряжение ниже 1 В на элемент). Это повреждает батарею.
• Не замыкайте никель-кадмиевые аккумуляторы накоротко и не выполняйте другие трюки с «быстрой разрядкой». Это повреждает аккумулятор (хотя некоторые люди утверждают, что таким образом они могут восстановить NiCd аккумуляторы с «эффектом памяти»). Суть в том, что такой трюк не растворит кристаллы кадмия, которые ответственны за проблему «эффекта памяти».
• «Зарядка» NiCd-аккумулятора (быстрая зарядка сильным током) может решить некоторые проблемы с разряженными аккумуляторами, однако этот метод не связан с решением проблемы «эффекта памяти».
• Когда никель-кадмиевые батареи не используются, они теряют 1% заряда в день. Через три с половиной месяца аккумулятор полностью разрядился, что привело к повреждению аккумулятора.
• Не подвергайте никель-кадмиевые батареи воздействию высоких температур.
• Аккумуляторы не на основе кадмия не имеют «эффекта памяти».