Ni cd это: Выбираем аккумулятор – Green-Battery

Содержание

Шуруповерт с Ni-Cd, стоит ли?

Приветствую.

Подробно останавливаться на обзоре упаковки, кейса и общего вида, думаю не стоит. Все прекрасно видно в описании товара или в предыдущих обзорах. Мне хотелось бы остановиться на других деталях. Качество сборки – среднее. Или, назовем по-другому, достаточное для инструмента. Внешний вид вообще тема отдельная 🙂 Вполне симпатичный агрегат.

Один из самых главных моментов дрели-шуруповерта – это патрон и шпиндель. Тут все ожидаемо. Увы, не ждите монолитности конструкции. Люфт есть, не большой, но есть. Учитывая, что дрель-шуруповерт в первую очередь все же шуруповерт, то это нормально. Такое наблюдается у очень многих шуроповертов, даже именитых марок. Можете, на досуге, пощупать модели там, где они представлены в наличии. Например в синих Bosch – присутствует люфт (заметьте, синий Bosch – это профессиональная серия). Встречал я такое и на Makita, Metabo. Еще раз повторю, для данного класса инструментов — это норма.

Второй момент – это двигатель. Здесь стоит RS550 на 18 вольт. Это означает, что щетки там встроены и заменить отдельно Вы их не сможете. Можно, конечно, но официально такой услуги нет. Думаю, для низкооборотистого инструмента, это не столь острая проблема. Как плюс, этот двигатель очень распространен и легко доступен к покупке в Китае.

И, наконец, самое главное — аккумулятор. Здесь стоит старый добрый (для кого-то “злой”) Ni-Cd (в комплекте 2 шт.). АКБ представляет собой сборку в 15 банок 1.2 Вольт формата SC на 1200mAh (на самих банках никакой информации об ампераже нет, доверимся производителю).

И вот здесь начинается самое интересное. Очень много отзывов и обзоров о том, что Ni-Cd — это прошлый век. Возможно. Но плюсы есть и не маленькие. Напомню вкратце: способность отдавать приличные токи, не требуют специальных плат защиты, возможность работы на морозе, не требуют специальных зарядок, возможность восстановления из убитого состояния и, в теории, заметно больший ресурс, чем у лития. Последнее поясню. Самый неприятный момент в Ni-Cd — это эффект памяти. Не до конца разряженный АКБ нельзя заряжать, иначе емкость АКБ уменьшится на ту величину, на которую Вы не доразрядили АКБ. Поэтому, перед тем, как приступить к зарядке, необходимо разрядить АКБ. И вот тут много тонкостей. Сборки из нескольких банок не рекомендуются разряжать ниже 1В на элемент. У нас 15 банок, следовательно разряжать надо до 15В (желательно не сильной нагрузкой) и только потом можно заряжать. Раз в квартал, рекомендуется разряжать до 0.6-0.8В на элемент и последующей капельной балансирующей зарядкой (штатная зарядка в конце цикла зарядки похоже как раз заряжает таким низким током, но это я еще не проверил). И вот как раз пару слов о зарядке. Смотрим фото:

Простая как барабан, без каких-либо удобств и без автоматического выключения заряда. Поэтому когда же выключать зарядку — решать пользователю. Инструкцию на тему времени заряда лучше не читать (Bort кладёт такие инструкции, с расплывчатым указанным временем зарядки 3-5 часов, похоже во все свои модели шуруповертов, даже в модели с литиевым АКБ, а ведь там есть автоматическое отключение заряда. ..). И так, самый главный вопрос. Когда прекращать заряд? Один из самых четких показателей полной зарядки Ni-Cd — нагрев. Как только АКБ нагреется до 40 градусов — заряд надо прекратить. А уж сколько на это потребуется времени… У меня на правильно разряженную АКБ уходит около 6 часов. Долго? Да. Вот это, пожалуй, самое важное, что надо учитывать при покупке. Стоит заметить об еще одной особенности Ni-Cd. Им не нужны балансировочные платы во время заряда. Балансировка элементов в сборке происходит «по естественным причинам». Те элементы, которые зарядились, перестают принимать заряд и начинают потихоньку нагреваться, в то время как еще недозаряженные элементы продолжают заряжаться. Как уже говорил, такой балансировочный заряд лучше проводить капельной зарядкой (в нашем случае 120mAh). В таком режиме АКБ на зарядке может простоять хоть целый день. АКБ ничего не будет (температура не будет превышать 40 градусов — проверено). Самый оптимальный вариант — ставить на ночь. Поэтому хотелось бы две зарядки, чтобы заряжать оба АКБ сразу () посаженные за день.

Сложно? Ничуть. Простой поймите суть и АКБ будет Вас радовать долго. Если не убедил, то литий — Ваш выбор, но помните, там тоже есть недостатки.

Шуруповерты BOSCH Никель-кадмиевые (Ni-Cd)

В потребительской электронике, большинство аккумуляторов – никель-кадмиевые. Это самый популярный тип подзаряжаемых батарей. Обычно их обозначают NiCd. Катоды в таких элементах сделаны из никеля, а аноды – кадмиевые. Больше всего в таких элементах ценится их емкость и способность перезаряжаться большое количество раз. Обычно такие элементы остаются пригодными к работе даже после 500-1000 циклов перезарядки. Кроме того, такие элементы относительно легки, и имеют довольно высокую плотность. Таким элементам не страшна непрерывная подзарядка (по крайней мере, при правильном осуществлении).

Для никель-кадмиевых аккумуляторов крайне необходим полный периодический разряд: если его не делать, на пластинах элементов формируются крупные кристаллы, значительно снижающие их емкость (так называемый “эффект памяти”).

С практической стороны, вылечить аккумулятор можно сильно разрядив его – до уровня, чтобы он едва работал, и затем целиком зарядив его. Но это не означает, что нужно полностью разряжать аккумулятор. Так можно испортить практически любой элемент. Например, если разряжать никель-кадмиевый аккумулятор до напряжения одного вольта (при номинальном напряжении в 1,2) – то можно его погубить. И еще: не пытайтесь разрядить аккумулятор с помощью короткого замыкания – вы рискуете испортить батарею и устроить пожар.

В любом случае, для эффективного использования никель-кадмиевых аккумуляторов, для обеспечения максимального срока службы, лучше пользоваться ими равномерно, по нормальному циклу. Заряжать полностью, и использовать до нормального уровня разряда, затем снова заряжать до конца.

Преимущества Ni-Cd аккумуляторных батарей:
• возможность быстрого и простого заряда, даже после длительного хранения аккумулятора;
• большое количество циклов заряд/разряд: при правильной эксплуатации – более 1000 циклов;

• хорошая нагрузочная способность и возможность эксплуатации при низких температурах;
• продолжительные сроки хранения при любой степени заряда;
• сохранение стандартной емкости при низких температурах;
• наибольшая приспособленность для использования в жестких условиях эксплуатации;
• низкая стоимость;

Недостатки Ni-Cd аккумуляторных батарей:
• относительно низкая по сравнению с другими типами аккумуляторных батарей энергетическая плотность;
• присущий этим аккумуляторам “эффект памяти” и необходимость проведения периодических работ по его устранению;
• токсичность применяемых материалов, что отрицательно сказывается на экологии, и некоторые страны ограничивают использование аккумуляторов этого типа;

• относительно высокий саморазряд – после хранения неоходим цикл заряда.

Никель-металлогидридные (Ni-Mh) аккумуляторы — На токе

Никель-металлогидридные (Ni-Mh) аккумуляторы — что это, каковы их особенности, чем они привлекают пользователей и чем могут не понравиться? Именно о них и будет эта тема, но заранее скажу, отличается данная разновидность источников энергии достойными характеристиками, которые дают возможность использовать их практически повсеместно.

Содержание:

История создания и развитие Ni-Mh накопителей.
Устройство и принцип работы.
Разновидности Ni-Mh и технические характеристики.
Положительные и отрицательные стороны.
Где применяются.
Что предпочесть — Ni-Mh или Ni-Cd?
Особенности эксплуатации.
Нужна ли раскачка Ni-Mh?
Хранение и утилизация.
Какие NiMh самые лучшие?

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.

Устройство и принцип работы

Ni-Mh накопители принадлежат к группе щелочных, роль положительного элемента в них играет водородный металл-гидридный электрод, а за катод отвечает оксид никеля. В качестве электролита идёт щёлочь KOH. По конструкции, Ni-Mh идентичны своим предшественникам, никель-кадмиевым накопителям энергии, а по происходящим в них процессам, они схожи с никель-водородными структурами. Однако Ni-Mh обыгрывают перечисленных оппонентов по удельной энергоёмкости.

Положительный электрод может брать большой объём водорода. В среднем, это значение превосходит объём электрода в тысячу раз. Чтобы достигнуть абсолютной стабилизации, разработчики внедряют в сплав литий либо латан.

Материал катодов Ni-Mh накопителей, обеспечивает качественный заряд между «+» и «-» электродами. Самый продолжительный срок службы и самый высокий показатель ёмкости обеспечивают пеноникелевые, а также металловойлочные катоды.

Конструкция батареи может отличаться, однако чаще всего, это рулонообразные анод и катод разделённые сепаратором. Встречаются вариации, в которых пластины выстроены поочерёдно и переложены сепаратором. Также в конструкции присутствует предохранительный клапан, активирующийся при опасном увеличении давления (до 2-4 МПа) внутри накопителя.

Разновидности Ni-Mh и технические характеристики

Ni-Mh электронакопители изготавливаются разных форм и видов, чтобы быть максимально пригодными для выполнения различных задач.

Современные девайсы обслуживаются такими основными типами Ni-Mh электроаккумуляторов:

AA. Пальчиковые источники энергии. Их ёмкость варьируется в пределах 1700-2900 mAh.

AAA. Мизинчиковые накопители. Можно рассчитывать на ёмкость 800-1000 mAh.

C. Среднеразмерные АКБ. Ёмкость — 4500-6000 mAh.

D. Самый мощный тип аккумуляторов. В этом случае в распоряжении пользователя окажется весьма серьёзный показатель ёмкости — 9000-11500 mAh.

Вся приведённая выше аппаратура предлагает напряжение 1,5 В, но на рынке присутствуют и модели с показателем напряжения 1,2 В. Если соединить десяток 1,2-вольтовых АКБ, то можно получить напряжение равное 12 В.

При снижении температуры окружающей среды и возрастании нагрузки, никель-металл-гидрид теряет в ёмкости по графику приведённому ниже:

Номинальное напряжение разряда (Uр), обычно, пребывает в диапазоне 1,2-1,25 V при разрядном токе (Iр). Как можно наблюдать на графике приведённом далее, напряжение снижается при увеличении нагрузки:

Напряжение разомкнутой цепи вычислить довольно проблематично. Причина — равновесный потенциал оксидно-никелевого электрода сильно зависящий от уровня окисленности никеля.

Большое значение имеет и равновесный потенциал минусового электрода, определяемый уровнем скопления водорода. По прошествии суток после заряда накопителя, напряжение разомкнутой цепи никель-металл-гидрида пребывает на уровне 1,3-1,35 V.

Положительные и отрицательные стороны

Как говорилось выше, никель-металлогидридная технология пришла на смену никель-кадмиевой. Здесь стоит сделать акцент на возрастании удельных энергетических характеристик и отказе от применения токсичного кадмия. Подобное решение дало возможность производителям наносить меньше вреда окружающей среде при изготовлении Ni-Mh. Также существенно была упрощена технология утилизации электробатарей пришедших в негодность.

Плюсы

✅ Эффект памяти хоть и присутствует, но в отличие от никель-кадмия, он всё-таки значительно ниже.

✅ В структуре нет токсичных материалов.

✅ Увеличенный показатель удельной ёмкости по сравнению с конкурентами. Превосходство доходит до 40% от стандартной ёмкости никель-кадмия и при этом Ni-Mh меньше весит.

✅ Безопасная транспортировка — авиакомпании без проблем берут как груз.

Минусы

⛔ В процессе зарядки никель-металл-гидрид греется больше чем предшественник, из-за этого появляется надобность внедрения реле температуры либо предохранителей. Разработчики устанавливают данные компоненты на стенке по центру электронакопителя.

⛔ Риск переполюсовки и перегрева составляющих возрастает с увеличением срока службы и числа циклов. Поэтому инженеры устанавливают в такие аккумуляторные блоки не больше 10 элементов.

⛔ Ni-Mh имеет весьма заметный самостоятельный разряд. Он в пару раз выше чем у Ni-Cd (20% в течении первых суток и дальше идёт рост на 10% каждый месяц). Подобное недоразумение присутствует по причине реакции оксидно-никелевого электрода с водородом электролита. В нынешних вариациях Ni-Mh данную проблему решают путём изменения сплавов минусовых электродов. Результат получается конечно не идеальный, но достаточно приемлемый.

⛔ Ni-Mh могут нормально функционировать в более узком диапазоне температур. При показателе за бортом в -10 градусов, такие устройства теряют свою работоспособность. Отказ работать можно наблюдать и при температуре выше +40 градусов. Однако на рынке есть линейки Ni-Mh, для которых производитель расширяет диапазон рабочих температур посредством внедрения легирующих добавок.

⛔ АКБ безвозвратно теряют ёмкость минусового электрода, когда разряжаются на 100%. Поэтому, никель-металл-гидридные источники питания более требовательны к процессу разряда, чем их старшие братья — Ni-Cd. Сами разработчики советуют разряжать элемент до 1 V в накопителях с низким напряжением или до 1,1 V в аккумуляторах состоящих из 7-10 элементов.

⛔ Служат относительно не долго — до 600-800 полных циклов, но и эта цифра может сократиться в значительной степени если постоянно доводить устройство до глубокого разряда.

⛔ Снижение ёмкости уже через 250-300 циклов.

⛔ Ni-Mh более дорогие в изготовлении чем Ni-Cd.

⛔ Требуется специальное ЗУ со стадийным алгоритмом и отслеживанием перезаряда.

⛔ Усложнённый алгоритм зарядного процесса. Он более длительный и вдобавок Ni-Mh аппаратура восприимчива к перезаряду.

Где применяются

Ni-Mh могут работать там же, где и Ni-Cd, но отсутствие в их структуре токсичных материалов, позволяет расширить область применения.

По ёмкости, Ni-Mh можно распределить по двум большим группам:

1500-3000 mAh;
300-1000 mAh.

1-я группа обслуживает устройства, потребляющие солидный объём энергии за не продолжительное время. К таким девайсам относятся модели на радиоуправлении, фотоаппаратура, плееры и др.

Вторая группа, с более скромным показателем ёмкости, подходит для аппаратуры, где энергия начинает потребляться после некоторого временного интервала. Осветительные приборы, игрушки, рации, GPS-навигаторы и другие девайсы с умеренным потреблением электричества, длительное время пребывающие в автономном режиме.

Что предпочесть — Ni-Mh или Ni-Cd?

Возьмём к примеру оборудование, которое будет работать при низких температурах, зимой на улице либо в не отапливаемом помещении. Чему отдать предпочтение в таких ситуациях? Никель-кадмию — его возможности окажутся более подходящими. Ni-Cd эффективнее функционируют на морозе, также их дозволяется заряжать при минусе.

А вот если равняться по работе в стандартных тепличных условиях, то никель-металлогидрид объективно переигрывает по свойствам своего древнего конкурента, который может разочаровать пользователя меньшей ёмкостью и присутствием эффекта запоминания.

Особенности эксплуатации

Условия использования во многом определяют, сколько рабочих циклов выдержит АКБ и насколько долго она будет находиться в строю. Два этих показателя идут на спад при ускорении разряда и возрастании его глубины. Напрямую влияют также быстрота заряда и контроль завершения процедуры подзарядки.

Ni-Mh бывают разных типов и в зависимости от этого, а также от условий функционирования, девайс может обеспечить 500-1000 рабочих циклов. По времени — это три-пять лет. Такие показатели актуальны при 80-процентной глубине разряда.

Чтобы обеспечить никель-металлогидридному накопителю надёжное функционирование на протяжении всего срока его жизни, пользователь должен придерживаться всех рекомендаций разработчиков. Особое внимание нужно уделять температурному режиму, также, нельзя доводить аппаратуру до значительного разряда (меньше 1 В). Кроме того, недопустимо и короткое замыкание. Нельзя эксплуатировать новые Ni-Mh совместно с использованными. Нельзя припаивать к батареям проводки и другие приспособления.

Никель-металлогидрид гораздо более восприимчив к перезаряду, чем никель-кадмий. В перовом случае, можно ожидать теплового разгона. Чаще всего, Ni-Mh «заправляют» током 0,1 С на протяжении 15 ч. Если применяется компенсационная подзарядка, то величина тока будет составлять 0,01-0,03 C, а время затрачиваемое на данную процедуру — 30 часов.

Заряжать источник энергии можно ещё в ускоренном и быстром режимах. Первый вариант предусматривает 4-5 часов времени, второй — всего час. Такие скоростные процедуры годятся для Ni-Mh оснащённых высокоактивными электродами. Если в ход идут скоростные режимы, то пользователю придётся тщательно отслеживать процесс, по переменам напряжения, температуры и некоторых других параметров.

Производители советуют пользоваться быстрым зарядом в три этапа:

1. Ток 1 С и выше.

2. Ток 0,1 С. Время от 30 до 60 минут.

3. Ток 0,05-0,02 C. Это компенсационный подзаряд.

Информация о зарядке АКБ, находится, как правило, в инструкции по эксплуатации, прилагающейся к накопителю. Показатель рекомендуемого тока зарядки можно отыскать на корпусе накопителя. Если брать общий случай, то напряжение заряда при зарядном токе 0,3-1 С пребывает в пределах 1,4-1,5 V.

Нужна ли раскачка Ni-Mh?

Раскачка электроаккумулятора — это важный этап его эксплуатации и никель-металлогидрид исключением из правил не является. Особенно такое мероприятие актуально после долгого хранения. Проводится оно для восстановления ёмкости и максимального напряжения. Что конкретно нужно делать? Разряжаем батарею током до нуля, по итогу у вас должно получиться минимальное напряжение.

Пользуясь такой не хитрой методикой, можно реанимировать электронакопитель и никакая давность, в разумных пределах естественно, ему не помеха. Но здесь нужно помнить, что чем дольше хранился накопитель, тем больше подходов ему потребуется. Как правило, достаточно будет от двух до пяти циклов, чтобы сопротивление и ёмкость были приведены в норму.

Хранение и утилизация

Сохраняйте девайс при температуре близкой к нулю — это оптимальные условия. Кроме того, учитывайте, что хранить источник энергии разумно только пока он годен. Срок годности можно посмотреть на упаковке, однако маркировка разных производителей часто расшифровывается по-разному.

Когда Ni Mh отработали своё, их желательно не выбрасывать, а сдавать на вторпереработку.

Какие NiMh самые лучшие?

Если вас смущает значительный саморазряд никель-металлогидридных источников энергии, то можно отдать предпочтение модернизированной разновидности LSD Ni-Mh. Это электронакопитель с низким уровнем самостоятельного разряда, а аббревиатура LSD расшифровывается как Low Self-Discharge.

LSD-элементы при хранении утрачивают от силы 10-20% ёмкости в год, вдобавок при экстремальных температурных режимах они функционируют практически с такой же эффективностью, как Ni-Cd. Денег конечно за них придётся отдать больше, но LSD эти вложения оправдают в условиях, когда между зарядкой и непосредственно эксплуатацией проходит много времени.

Продвинутые изделия впервые заявили о себе ещё в 2005 году, над ними работала фирма Sanyo. Однако сегодня производством LSD занимается большое количество других компаний. Они замедляют саморазряд посредством более качественного разделения положительного и отрицательного электродов с помощью полиолефинового сепаратора.

Заключение

Как видим, наследник никель-кадмия имеет немало преимуществ над ним, но в то же время, присутствуют и недостатки. Если говорить коротко и ясно, то электроаккумуляторы на основе Ni-Cd доступны широким массам по цене, служат продолжительное время, но капризны в зарядке. А вот Ni-Mh обладает большей ёмкостью и эффективностью, однако он не радует ресурсом и своей себестоимостью. В принципе, как ни крути, а Ni-Mh всё-таки ещё нужно доводить до ума, ужи слишком он капризный за такие деньги.

Силовые NiCd аккумуляторы

Автор – Виталий Пузрин

Вступление

Речь пойдет об аккумуляторах, которые используются для питания электродвигателей на радиоуправляемых моделях. Такие аккумуляторы стоят недешево, поэтому, чтобы продлить срок их службы и полностью использовать емкость, с ними надо правильно обращаться.

Так уж сложилось исторически, что первыми аккумуляторами, нашедшими применение в электромоделях, были NiCd (никель-кадмиевые). Дело в том, что электродвигатели, приводящие модели в движение, потребляют довольно большие токи. Изначально такие токи могли обеспечить только NiCd батареи. До сих пор они являются единственным и незаменимым источником энергии для многих электромоделей.

Одни из самых часто используемых в моделизме NiCd элементов имеют диаметр 22 мм и длину 42 мм. Максимальная емкость таких батарей составляет 2400 ма/ч. Типовые разрядные токи, на которых используются подобные аккумуляторы – 20-40 ампер. Естественно, что выбор силовых аккумуляторов этим не ограничивается. Они бывают самых разных размеров и емкостей. Мировым лидером в производстве NiCd элементов, способных отдавать большие токи, является фирма Sanyo. Аналогичные NiCd аккумуляторы также производят фирмы Panasonic и Varta.

Выбор аккумуляторов.

Назвать конкретные аккумуляторы, которые подойдут к вашей модели – довольно сложно. Поэтому здесь будут приведены лишь общие принципы выбора.

Если говорить о выборе производителя, то Sanyo несомненно имеет ряд преимуществ по качеству работы. По сравнению с другиим производителями, аккумуляторы Sanyo имеют меньшее внутреннее сопротивление, большую отдачу, медленнее стареют и меньше греются.
На всякий случай стоит напомнить, что аккумуляторы для батареи должны быть подобраны по емкости. Иначе батарея прослужит заметно меньше, чем могла бы, да и отдача будет поменьше.

Если все-таки важно извлечь побольше емкости, то цена может отойти на второй план. Нужно выбирать аккумуляторы исходя из того, какую емкость они будут отдавать на заданной нагрузке, и только потом смотреть на отношение емкость/цена. Тут возможны довольно забавные ситуации. Если посмотреть банки Sanyo в форм-факторе АА на 800 и 1000 ма/ч, то при токе 10 ампер банки на 800 ма/ч выдадут больше емкости, хотя стоят они дешевле. Эта ситуация взята из авиамодельной практики, когда используется популярный мотор Speed 400 со стандартным пропеллером, без редуктора.
Если важно извлекать из аккумуляторов еще больше, то их начинают селектировать не только по емкости, но и по напряжению. Выбирают те банки, которые имеют максимальное напряжение. Это где-то на 0.05 вольта больше, чем для стандартного случая.

Наконец, чтобы извлекать из банок все до последнего, их специально обрабатывают по “Zap”-технологии, и только потом селектируют по емкости и напряжению. Но это необходимо только для очень серьезного спорта. Потому что цена таких банок возрастает раза в два. Для того, чтобы сделать 27-баночную батарею для планера F5B, спортсмены могут перебрать 2000 банок.

Пайка

Конечно, вы можете купить готовую батарею, но многие моделисты предпочитают приобретать комплекты селектированных и неспаянных элементов. Обычно это обходится дешевле. В принципе, пайка особых сложностей не вызывает, но надо учитывать несколько моментов, чтобы не повредить аккумуляторы и добиться высокого качества соединений. Само собой разумеется, что вы должны обладать некоторыми навыками пайки, чтобы не испортить аккумуляторы.

Взаимное расположение элементов в батарее может быть различным, и определяется только формой аккумуляторного отсека модели. Например, если речь идет об автомодели, для которой требуется батарея из 6 банок, то тут возможны 2 конфигурации:

Соединение банок торцами по 3 штуки, в 2 ряда
Расположение банок бок о бок и соединение соседних банок перемычками

При самостоятельной сборке элементы чаще всего располагаются вторым способом, так как пайка в этом случае наиболее простая.

Весь процесс можно разбить на несколько этапов.

Обзаведитесь всеми необходимыми инструментами. Понадобятся как минимум паяльник, припой, флюс и перемычки. Паяльник должен быть мощностью 40-60 ватт, а еще лучше – 100 ватт с ограничением по температуре. Припой можно использовать ПОС61, а в качестве флюса – 30-50% ортофосфорную кислоту. Если нет фирменных перемычек, то можно использовать медную оплетку от экранированного провода, сечением не менее 2.5 кв. мм.

Обязательно подготовьте аккумуляторы и перемычки перед пайкой. Аккумуляторы нужно разрядить и очистить от грязи. После этого все паяемые поверхности необходимо залудить. Обратите внимание, что залуживать нужно не всю поверхность, а только места пайки.
Уложите аккумуляторы в ряд, так чтобы их полюсы чередовались, и подровняйте.В местах касания элементов нанесите циакриновый гель. Когда клей засохнет, переверните ряд из аккумуляторов на другую сторону и повторите операцию.Термоклеем пользоваться не рекомендуется, т.к. при нагреве аккумуляторов он размягчается и теряет прочность.
Теперь, когда аккумуляторы зафиксированы, можно приступить к пайке. Поскольку аккумуляторы в местах пайки и перемычки вы уже залудили, проблем возникнуть не должно. Припой в месте пайки должен быть гладким и блестящим. Если олово выглядит мутным, то, возможно, вам не хватило мощности паяльника, или же вы решили обойтись без флюса. Качество соединения при этом остается под большим вопросом.

Когда элементы соединены между собой, остается припаять провода с разъемом, или контакты из тех же перемычек, на случай, если вы задумаете на соревнованиях обходиться без разъемов. Во втором случае такие контакты будут спасать аккумуляторы от перегрева паяльником.
После завершения пайки необходимо смыть остатки флюса щеткой, смоченной в воде или спирте (в зависимости от того, какой флюс применялся).

Замечание: при спайке элементов очень удобно использовать сборную опалубку в виде коробки по габаритам батареи, изготовленную из листового текстолита или подобного материала. Ее можно сделать самому или купить в хобби-магазине.

Раз уж речь зашла о пайке батарей, надо коснуться и способа пайки аккумуляторов встык, без использования перемычек.

Во-первых, перед тем как идти на такой подвиг, десять раз подумайте, надо оно вам или нет. Выигрыш по сопротивлению начинает сказываться при токах 70-100 ампер, а такое бывает, как правило, только на спортивных моделях (например, на планерах F5B). В большинстве же случаев токи аккумуляторов не превышают 40 ампер. Помните также, что если вы спаяете аккумуляторы встык без перемычек, то вы не сможете потом разобрать батарею, если это понадобится (например, чтобы заменить банку, которая вышла из строя).

При пайке аккумуляторов встык необходимо использовать специальную насадку на паяльник в виде молотка, диаметром 12-15 мм и длиной 30-40 мм. Для выравнивания банок можно использовать алюминиевый уголок. С элементов можно снимать “рубашки”, оставляя только колечко у положительного полюса (на 27-баночной батарее это экономит около 10 грамм веса). На положительные полюсы также делаются изолирующие прокладки с отверстием в центре. Они защитят аккумулятор от брызг олова при пайке.

Торцы банок необходимо залудить. Затем банки прогревают, вставив между ними “молоток”. После этого паяльник вынимают, а аккумуляторы быстро смыкают.

Затягивать батарею в термоусадочную пленку или нет – решать вам. Вообще, такая обтяжка несколько ухудшает теплоотвод, поэтому, скажем, на “классических” 6-баночных батареях ее стараются не использовать, тем более, что затрудняется доступ к отдельным элементам для индивидуального разряда. Но если речь идет о большом количестве банок и экономии веса (отказ от использования циакрина), то без обтяжки уже никак не обойтись.

Заряд

Зарядка силовых аккумуляторов отличается от зарядки обычных. Если обычные, как правило, заряжают током 0.1С (где С – емкость аккумулятора), то для силовых батарей требуется ток заряда 1.5С-2.5С. На заряд простых батарей уходит 10-14 часов. Силовые аккумуляторы заряжаются 20-40 минут. Естественно, что и зарядные устройства используются другие. Соответственно, их называются “медленными” и “быстрыми”.

Механизм быстрой зарядки аккумуляторов отличается от обычного. В конце зарядки напряжение на элементе относительно быстро возрастает, а затем начинает снижаться. Посмотрите на зарядную кривую.

Аккумулятор полностью разряжен, напряжение меньше 0.4 вольта.
Быстрая зарядка.
Дозарядка слабым постоянным током.
Зарядное устройство отключено.

По пику напряжения зарядники и определяют, что процесс быстрой зарядки пора прервать. Зачастую после этого проводится второй короткий цикл заряда, для более полной накачки батареи.

Величина пика может немного варьироваться в зависимости от производителя. Например, фирма Sanyo рекомендует величину спада напряжения из рассчёта на одну банку примерно 10 милливольт от пика напряжения.

Внимание!

В любом случае температура батареи при заряде не должна быть выше 45 градусов.

Диапазон цен на быстрые зарядники колеблется от 20 до нескольких тысяч долларов. Все зависит от функциональных возможностей:

количества одновременно заряжаемых батарей
минимального и максимального количества банок в батарее, которое поддерживается зарядником
возможности регулировки тока заряда и диапазона его изменения
наличия индикатора и различных режимов заряда
наличия разрядника

Конечно, тут перечислены далеко не все критерии, и многое также будет зависеть от фирмы-производителя. Вообще говоря, если вы хотите максимально использовать емкость своих батарей, то придется раскошелиться на нормальный компьютерный зарядник, с регулируемым током и желательно с разрядником. Для многих из вас зарядника за 100-300 долларов будет вполне достаточно. Ну а если разница в несколько процентов емкости для вас не принципиальна, то можно будет обойтись и более дешевыми зарядными устройствами. Наиболее качественные и известные модели зарядников предлагают фирмы Robbe, Graupner и Schulze.

Можно еще добавить, что существуют различные модификации алгоритмов быстрого заряда, которые, по идее, должны приводить к более полной зарядке батарей. Однако на практике конечный эффект настолько неочевиден, что углубляться в такие тонкости нет смысла. Запомните лишь, что при работе с батареей стоит всегда обеспечивать ее полный цикл заряда/разряда. Тогда ваш аккумулятор прослужит дольше.

Разряд

После того, как батарея отработала, ее обязательно нужно разрядить. Если этого не сделать и сразу перейти к зарядке, то у аккумуляторов станет проявляться эффект памяти. Это выражается в том, что напряжение на банках при заряде немного повышается, а реальная емкость падает.

Если ваше зарядное устройство не имеет встроенного разрядника, то можно воспользоваться лампочкой накаливания (или несколькими) на 12в и ток 3-20 ампер. Лампу необходимо отключить, когда спираль будет еле тлеть. Если этого не сделать и ждать “до победного конца”, то есть риск, что из-за разброса емкостей некоторые элементы батареи окажутся реверсированными (слегка заряженными в обратной полярности). Вообще говоря, можно купить специальный разрядник, который автоматически отключит нагрузку в нужный момент.

Для еще более полной разрядки можно рекомендовать доразрядить каждый элемент по отдельности через кремниевый диод и резистор номиналом 50-100 ом. На рынке предлагаются готовые устройства, которые подключаются к каждому элементу батареи, и разряжают их до конца.

Нюансы эксплуатации

Нужно сразу заметить, что при обычной эксплуатации с аккумуляторами можно обращаться весьма вольно. Но когда речь идет о соревнованиях, часто бывает необходимо извлечь из батареи все до последнего. В этом случае аккумуляторы требуют намного более аккуратного и бережного обращения. Разница в энергоотдаче составляет всего несколько процентов, но порой от этого зависит победа в соревновании.

Те, кто использует NiCd батареи, знают, что в начальный момент аккумулятор имеет повышенное напряжение, особенно в первую минуту работы, которое постепенно приходит в норму. Если батарею заряжать большим током, то аккумулятор будет выдавать повышенное напряжение дольше, хотя общее время отдачи энергии сократится. И наоборот, если заряжать меньшим током, то аккумулятор будет отдавать энергию более равномерно, а общее время работы чуть увеличится. На практике это значит, что в зависимости от режима эксплуатации можно подбирать оптимальный зарядный ток батарей. Например, тем, кто ездит в классе Stock, есть смысл заряжать аккумуляторы максимальным током (5 ампер). Ну а тем, кто ездит в классе Modified, возможно, будет полезно заряжать батареи помедленнее.

Никогда не гоняйте батарею до самого конца (пока мотор не перестанет крутиться). При этом Вы можете разрядить некоторые элементы в батарее до их переполюсовки.

Никогда не допускайте резких перепадов температур батареи. Да, после разряда аккумуляторы могут нагреться так, что их будет трудно держать в руках. Но это не повод использовать для охлаждения воду или холодильник. Лучше воспользоваться небольшим вентилятором и подождать полчасика или часик. Это, конечно, не быстро, но батарея прослужит намного дольше.

Существует мнение, что для того, чтобы извлекать максимум энергии из NiCd батарей, желательно делать между рабочими циклами перерывы хотя бы в 24 часа (батарея отдыхает, примерно как резиномотор). Правда, справедливости ради, надо сказать, что у разных людей мнения тут расходятся, и результаты выходят самые разные (у кого-то прирост емкости получается, а у кого-то нет).

Хранение

NiCd батареи надо хранить в разряженном состоянии. Лучше всего подключить цепочку из диодика и резистора на каждую банку, чтобы ограничить напряжение на уровне 0.5-0.7 в на элемент. Это также способствует выравниванию характеристик элементов, из которых состоит батарея.

После длительного хранения батареи необходимо прогнать 2-3 цикла заряд/разряд током 3-5а, чтобы она вошла в рабочий режим и работала с полной отдачей.

Заключение

Наверное, после прочтения этой статьи вы уже примерно поняли, что собой представляют силовые аккумуляторы и как с ними обращаться. Подводя итог, можно сказать, что, эксплуатируя аккумуляторы, нет смысла излишне усложнять свою жизнь. Конечно, когда речь идет о спорте, и тем более о мировых рекордах, то к эксплуатации батарей надо подходить со всей серьезностью. Ну а если вы используете батарею, чтобы покатать автомодель раз в неделю по лужайке перед домом, то многие нюансы можно и опустить. В этом случае зарядник можно взять попроще, разряд проводить при помощи лампы накаливания (без индивидуального разряда каждой банки).

И еще один момент, касающийся утилизации отработавших аккумуляторов. Дело в том, что кадмий, содержащийся в NiCd элементах, по токсичности не уступает ртути. Поэтому во всех цивилизованных странах имеются пункты приема таких батарей, а стоимость переработки сразу включается в цену аккумуляторов. Более того, во многих местах запрещено использовать NiCd-элементы, которые не включены в общую программу утилизации (на которых отсутствует специальная маркировка).

Обсудить на форуме

Никель Кадмиевые Ni-Cd аккумуляторы | Сила Тока .NET

В мире электронной радиоаппаратуры, самыми популярными аккумуляторами были Никель Кадмиевые Ni-Cd. С момента их появления в 50-х годах они хорошо себя зарекомендовали достаточной ёмкостью и уровнем токоотдачи. Так же из положительных качеств стоит отметить высокую энергетическую плотность, порядка 40–60 Вт*ч/кг, что позволит перезарядить данный элемент не менее полутора тысяч раз.

Скорость саморазряда у никель кадмиевых аккумуляторов равняется в пределах 20% в месяц, половина из которых разряжается в ближайшие сутки, а остальное на протяжении всего месяца.

Для сравнения, более популярные сейчас литий ионные (Li-ion) аккумуляторы, 20% заряда теряют не за месяц, а за весь год!

Но не смотря на это щелочные никель кадмиевые (Ni-Cd) аккумуляторы обладают весьма значительными преимуществами, а именно:

Возможность работы в условиях низкой температуры. Только эти аккумуляторы могут выдерживать длительную работу не морозе, не теряя ёмкости заряда. Это одно из важнейших достоинств, так как популярные сегодня аккумуляторы на литиевой основе, к сожалению, лишены данного свойства.
Быстрота и простота зарядки. Дело в том, что Никель кадмиевые аккумуляторы предпочитают быструю зарядку и медленный разряд практически до нуля. А так же зарядку импульсами тока.
Длительное хранение при любом уровне заряда. В отличии от литиевых аккумуляторов, которым для хранения требуются определённые условия и уровень заряда, аккумуляторы на основе никеля, могут храниться при любом уровне заряда, не потеряв при этом ни заряда ни целостности химической системы.
Приспособлены к жёстким условиям эксплуатации. Такие аккумуляторы наилучшим образом из других, имеющихся сегодня, переносят, холод, сотрясения, удары, шум, пыль и другие не благопрятные условия промышленности.
Больше 1000 циклов перезаряда. В среднем аккумуляторы легко переносят от 1000 до 1500 циклов заряда/разряда.
Лёгкая переносимость высоких нагрузок. Неспроста никель кадмиевые аккумуляторы часто используют в шуруповёртах и других устройствах с высокой нагрузкой на электромотор.
Низкая стоимость. Цена таких аккумуляторов часто в 2-3 раза ниже от литиевых аккумуляторах при одной и той же ёмкости (напряжение пока не берём в счет).

Недостатки Никель кадмиевых аккумуляторов не обошли, это:

Относительная токсичность внутреннего состава
Низкая энергетическая плотность. Но это только при сравнении с другими, имеющимися сегодня видами аккумуляторов.
Высокий саморазряд. Опять же таки при сравнении с другими видами аккумуляторов.
Эффект памяти. Это, пожалуй наиболее значимый недостаток такого вида аккумуляторов

Про эффект памяти аккумуляторов уже упоминалось чуть ранее. Данный эффект вполне хорошо решается разминкой аккумулятора, т.е. несколькими полными разрядами и зарядами до полного уровня. Но на это уходит драгоценное время.

Линейка никель кадмиевых аккумуляторов весьма широка. Они используются в разнообразных отраслях промышленности, в бытовом и строительном электрооборудовании.

Из всего вышесказанного, стоит сделать вывод, что Никель Кадмиевые аккумуляторы, своего рода тяговые, рабочие лошадки, которые хорошо себя зарекомендовали в тяжёлых условиях работы, а так же при длительной работе на морозе.

Тестирование Ni-MH аккумуляторов типоразмера AA(HR6)

Нас окружает огромное количество всевозможных устройств и гаджетов, призванных облегчить и разнообразить нашу жизнь, начиная от детских электронных игрушек и заканчивая многообразными фотоаппаратами, фотовспышками, фонарями, рациями и т.д. Электропитание многих из них обеспечивается от Ni-MH элементов питания типоразмера АА. В продаже имеется великое разнообразие данных источников питания. Мое внимание привлекли аккумуляторы, как наиболее экономные и экологичные источники питания. В данном обзоре собраны результаты тестирования десяти различных комплектов аккумуляторов.

Для тестирования были собраны следующие комплекты аккумуляторов:
• Ansmann maxE 2100 mAh
• Ansmann 2850 mAh
• Duracell Duralock 2400 mAh
• Fujitsu HR-3UTC 1900 mAh
• Fujitsu HR-3UTHC 2450 mAh
• GP 210AAHC 2000 mAh
• GP 250AAHC 2450 mAh
• Panasonic BK-3MCCE 1900 mAh
• Panasonic BK-3HCCE 2450 mAh
• Varta Ready 2 Use 2100 mAh

Производителями следующих комплектов аккумуляторов заявлено, что они обладают низким уровнем саморазряда: Ansmann maxE, Duracell Duralock, Fujitsu HR-3UTC, Fujitsu HR-3UTHC, Panasonic BK-3MCCE, Panasonic BK-3HCCE, Varta Ready 2 Use.

Также заявлено, что нижеперечисленные комплекты аккумуляторов являются морозостойкими: Ansmann maxE, Ansmann 2850 mAh, Fujitsu HR-3UTC, Fujitsu HR-3UTHC, Panasonic BK-3MCCE и Panasonic BK-3HCCE. В принципе все LSD Ni-MH (Low Self-Discharge) аккумуляторы должны иметь высокий коэффициент устойчивости к морозам. Насколько это соответствует действительности, мы выясним в одной из частей данного обзора.

Методика тестирования аккумуляторов:
Для тестирования аккумуляторов были собраны комплекты, состоящие из четырех штук. В первой части исследования измерялась остаточная емкость аккумуляторов из коробки без их подзарядки и после процесса восстановления емкости на базе зарядного устройства Maha MH-C9000. Для аккумулятора в первом слоте производился мониторинг напряжения при помощи цифрового True RMS мультиметра UNI-T UT61E. На основе полученных данных строилась зависимость напряжения аккумулятора от времени для процесса разряда новых аккумуляторов током 500 мА и восстановленных аккумуляторов токами 500 и 1000 мА.

Во второй части исследования изучалась устойчивость аккумуляторов к отрицательным температурам. Для этого они на один час помещались в морозильную камеру и замораживались до температуры -15 градусов Цельсия. Контроль температуры осуществлялся пирометром UNI-T UT303A. Аккумуляторы замораживались в аккумуляторном магазине фотокамеры Fujifilm FinePix S3 Pro, на базе которого происходило дальнейшее определение работоспособности.

В третьей части тестирования, на базе двух одинаковых вспышек Yongnuo YN560-III, производилось сравнение скорости их заряда после импульса на полной мощности. Одновременный спуск вспышек производился при помощи трансмиттера Yongnuo YN560-TX. Для исключения влияния какой-либо вспышки на результаты тестирования, во время парных тестов аккумуляторы тестировались в обеих вспышках.

Ну, а теперь перейдем к главным героям данного тестирования.

Ansmann maxE 2100 mAh

Аккумуляторы упакованы в прозрачный блистер с подложкой серого цвета. В продаже можно найти комплекты на два или четыре аккумулятора. Мне достались упаковки на два аккумулятора, поэтому до полного комплекта потребовалось два блистера.

Аккумуляторы имеют емкостью 2100 мА*ч и производятся по технологии maxE, благодаря которой обладают низкими характеристиками саморазряда. Это же подтверждает процесс разряда новых аккумуляторов током 500 мА.

Производителем заявлена морозоустойчивость аккумуляторов. Количество циклов заряд/разряд составляет 1000 циклов.