Заряд никель кадмиевых аккумуляторов: Заряд никель-кадмиевых аккумуляторов Ni-Cd

Содержание

Заряд никель-кадмиевых аккумуляторов Ni-Cd

: Категория: Поддержка по зарядным устройствам; Опубликовано 07.05.2016 13:21; Автор: Abramova Olesya

Производители рекомендуют заряжать новые аккумуляторы медленно, в течение 16-24 часов непосредственно перед использованием. Медленная зарядка позволяет равномерно зарядить все элементы аккумулятора. Это важно потому, что каждый элемент никель-кадмиевого аккумулятора может иметь свою собственную скорость саморазряда. Кроме того, при длительном хранении электролит имеет тенденцию оседать на дно элемента, и первоначальная медленная зарядка помогает устранять сухие пятна на сепараторе. (Смотрите BU-803c: Потери электролита).

Поставляемые новые аккумуляторы на основе свинца и никеля требуют первоначального обслуживания. Оно заключается в нескольких циклах полной зарядки/разрядки, после которых аккумуляторы достигнут оптимальных значений производительности.

Эти манипуляции являются частью нормальной эксплуатации; также их можно провести не вручную, а используя возможности специального устройства – аккумуляторного анализатора. Известно, что аккумуляторным батареям необходимы 5-7 циклов зарядки/разрядки для приобретения заявленных характеристик (некоторым моделям для этого нужно около 50-100 циклов). Наилучшие свои показатели аккумулятор показывает в диапазоне 100-300 циклов, после чего его производительность начинает постепенно ухудшаться.

Большинство перезаряжаемых электрических элементов имеют в составе предохранительный клапан, который сбрасывает избыточное давление, возникающее вследствие неправильной зарядки. Клапан NiCd элементов срабатывает при давлении 1000-1400 кПа. Сброс давления не вызывает какого-либо повреждения элемента, но тем не менее, при каждом таком сбросе теряется небольшая часть электролита, и клапан может начать подтекать. Об этом будет свидетельствовать формирование на клапане налета из белого порошка. Постоянное срабатывание клапана в конечном итоге приведет к высыханию электролита, поэтому желательно не доводить аккумулятор до состояния повышенного внутреннего давления.

Аккумуляторы EverExceed

OPzS	NI-CD	OPzV

20 лет / 1500 циклов	25 лет / 2000 циклов	20 лет / 1500 циклов
для промышленного и частного применения: телекоммуникации, аварийное освещение, солнечные электростанции, системы безопасности, (UPS) источники бесперебойного питания и т.д.

Обнаружение полного заряда герметичных никелевых аккумуляторов является несколько более сложным, чем у свинцово-кислотных или литий-ионных. Недорогие зарядные устройства часто руководствуются измерением температуры для фиксации окончания быстрой зарядки, но этот метод несет в себе некоторые недостатки. Ядро элемента имеет температуру на несколько градусов большую, чем измеряемая температура внешней оболочки, и это может послужить причиной перезаряда. Производители зарядных устройств используют температуру отсечки 50°С. Хотя любое длительное влияние температуры выше 45°С вредно для аккумулятора, кратковременное воздействие допустимо.

Продвинутые зарядные устройства в отличие от простых полагаются не на просто достижение аккумулятором некоторого порогового значения температуры, в расчет берется повышение температуры в течение всего зарядного процесса – такой метод известен как отношение дельты температуры к дельте времени, или просто dT/dt. Вместо того, чтобы ожидать значения абсолютной температуры, этот метод использует быстрое ее повышение в конце зарядки. Этот дельта температурный метод зарядки позволяет держать аккумуляторы более холодными, чем при методе фиксированной температурной отсечки, но ток зарядки должен быть достаточно сильным, чтобы вызывать фиксируемое повышение температуры. Окончание зарядки происходит при скорости повышения температуры 1°С в минуту. Если аккумулятор не может достичь этой скорости, установленная абсолютная температура отсечки 60°С принудительно прекращает зарядку.

Зарядные устройства, использующие температурные показатели, могут привести к нежелательному вредному перезаряду в случае необходимости извлечения и переподключения аккумулятора. К примеру, такая ситуация может возникнуть в транспортных средствах. Повторное подключение инициирует новый цикл зарядки, который приведет к повторному нагреву аккумулятора.

Литий-ионная электрохимическая система имеет преимущество в том, что состоянием заряда управляет напряжение. Повторное подключение полностью заряженного литий-ионного аккумулятора к зарядному устройству сразу же обнаружит пороговое напряжение полного заряда, ток упадет и зарядное устройство вскоре отключится без необходимости анализа температуры.

2. Обнаружение полного заряда с помощью напряжения

Продвинутые зарядные устройства могут прекращать зарядный процесс при определенных изменениях в напряжении аккумулятора. Этот метод обеспечивает более точное обнаружение полного заряда в сравнении с температурными методами. Зарядное устройство фиксирует некоторое падение напряжения которое происходит при достижении аккумулятором полного заряда. Этот метод называется “минус дельта ВЭ” или “дельта пик” или -dV.

“Дельта пик” является рекомендуемым методом обнаружения полного заряда для зарядных устройств, применяющих скорость заряда 0,3С и выше. Он обладает быстрым временем отклика и хорошо работает с частично или полностью заряженными аккумуляторами. При подключении полностью заряженного аккумулятора напряжение на клеммах быстро повышается, а потом резко падает, приводя к индикации полного заряда. Такая зарядка длится всего несколько минут и аккумулятор остается холодным. Зарядные устройства с методом -dV, как правило, реагируют на падение напряжения значением 5 мВ на элемент.

Для достижения надежной фиксации изменения напряжения скорость зарядки должна быть 0,5С и выше. При более медленных скоростях происходит менее рельефное падение напряжения, особенно, если элементы не соответствуют друг другу и каждый из них достигает полного заряда в разный момент времени.

Для обеспечения более надежного обнаружения полного заряда большинство зарядных устройств с -dV также используют плату детекции напряжения, которая прерывает заряд, если напряжение остается в одном значении в течение заданного времени. Такие зарядные устройства обычно также имеют функцию детекции дельта температуры, абсолютной температуры и таймер отключения.

Чем выше скорость зарядки, тем она эффективнее. При скорости 1С эффективность стандартного NiCd составляет 91 процент, а время – около часа (66 минут для 91%). При медленной зарядке эффективность падает до 71 процента, увеличивая время до 14 часов при 0,1С.

При заполнении первых 70 процентов заряда аккумулятора, КПД NiCd близок к 100 процентам. Аккумулятор поглощает почти всю энергии, тепловые потери отсутствуют. Никель-кадмиевые аккумуляторы, оптимизированные под быструю зарядку, могут быть заряжены токами, в несколько раз превышающими их емкость, без значительного выделения тепла. В действительности, только никель-кадмиевая электрохимическая система может быть подвергнута ультрабыстрой зарядке с минимальных стрессом.

Элементы, оптимизированные под ультрабыструю зарядку, заряжаются до 70 процентов всего за несколько минут.

Зарядные устройства Victron Energy (Голландия)

Phoenix Charger	Skylla-i	Skylla-TG

12/24В, 16-200А	24В, 80-500А	24/48В, 30-500А
Мощные профессиональные зарядные устройства для яхт, катеров и другого вида транспорта. Предлагаются однофазные и трехфазные зарядные устройства высокой мощности. Многостадийный адаптивный заряд с возможностью ручного управления.

На рисунке 1 показана зависимость напряжения элемента, давления и температуры от степени заряда. Все идет хорошо примерно до 70 процентов заряда, после чего эффективность зарядки падает. В элементах начинает происходить газообразование, быстро повышается температура. Некоторые зарядные устройства даже снижают скорость заряда после 70 процентов для уменьшения стресса аккумулятора.

Рисунок 1: Зарядные характеристики NiCd элемента. Эффективность зарядки высока до 70 процентов, после чего идет проседание характеристик. Никель-металл-гидридная электрохимическая система имеет схожее поведение. Эффективность зарядки подразумевает способность аккумулятора принимать заряд и имеет сходство с кулоновской эффективностью.

Никель-кадмиевые аккумуляторы с ультравысокой емкостью, как правило, нагреваются больше стандартных в случае зарядки скоростью 1С и больше, отчасти это вызвано большим внутренним сопротивлением. Применение высокого тока на начальном этапе зарядки с дальнейшим его уменьшением по мере заряда аккумулятора, является рекомендуемым методом быстрой зарядки для этих более хрупких версий. (Смотрите BU-208: Производительность циклического режима работы).

Перемежая разрядные импульсы с импульсами зарядки, можно улучшить восприимчивость к зарядке аккумуляторов на основе никеля. Такой метод называют “обратной нагрузкой”, и его использование помогает процессу рекомбинации газов, образующихся во время зарядки. Как результат, аккумулятор остается более холодным и получает более эффективный заряд в сравнении с методами обычных зарядных устройств постоянного тока. Также есть информация, что этот метод препятствует “эффекту памяти”, так как зарядка производится импульсным током. (Смотрите BU-807: Как восстановить аккумулятор на основе никеля). В то время как импульсная зарядка представляется весьма интересной в отношении никель-кадмиевой и никель-металл-гидридной электрохимической системы, для других типов систем она не применима.

После полной зарядки к NiCd аккумуляторам необходимо применить капельную подзарядку силой в 0,05-0,1С для компенсации саморазряда. Производители зарядных устройств стараются сделать силу тока как можно меньшей во избежание вредных эффектов перезаряда. Лучше всего не оставлять NiCd аккумулятор подключенным к зарядному устройству более чем на несколько дней. Лучше всего заряжать их перед самой эксплуатацией.

3. Зарядка затопленных никель-кадмиевых аккумуляторов

Затопленные NiCd аккумуляторы заряжаются постоянным напряжением значением примерно 1,55 В на элемент. Затем ток снижают до 0,1С и продолжают зарядку до тех пор, пока не будет достигнуто напряжение 1,55 В на элемент. После зарядное устройство переходит в режим капельной подзарядки. Возможна зарядка и большим напряжением, но это приводит к чрезмерному газообразованию и, как следствие, истощению воды. Обнаружение полного заряда по методу “дельта пик” не используется, так как затопленный NiCd не герметичный и не поглощает газы.

Последнее обновление 2016-02-29

Методы заряда Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов. Источники питания и зарядные устройства

Методы заряда Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов

Существует много различных методов заряда NiCd или NiMH аккумуляторов. Но все их можно разделить на 4 основные группы:

• – стандартный заряд – заряд постоянным током, равным 1/10 от величины номинальной емкости аккумулятора, в течение примерно 15 часов.

• – быстрый заряд – заряд постоянным током, равным 1/3 от величины номинальной емкости аккумулятора в течение примерно 5 часов.

• – ускоренный или дельта V заряд – заряд с начальным током заряда, равным величине номинальной емкости аккумулятора, при котором постоянно измеряется напряжение на аккумулятора и заряд заканчивается после того, как аккумулятор полностью заряжен. Время заряда примерно 1 час.

• – реверсивный заряд – импульсный метод заряда, при котором короткие импульсы разряда распределяются между длинными зарядными импульсами.

Несколько слов о терминологии. Емкость аккумулятора часто обозначается буквой “C”, и Вы часто будете видеть ссылки подобные 1/20 C или C/20. Когда говорят о разряде, равном 1/10 C, то это означает разряд током, равным десятой части от величины номинальной емкости аккумулятора.

Так например, для аккумулятора емкостью 600 мА*час это будет разряд током 600/10 = 60mA.

Теоретически аккумулятор емкостью 600 мА*час может отдавать ток 600mA в течение одного часа, 60 мА в течение 10 часов, или 6mA в течение 100 часов. Практически же, при высоких значениях тока разряда номинальная емкость никогда не достигается, а при низких токах превышается.

Аналогично при заряде аккумуляторов, значение 1/10 C означает заряд током, равным десятой части заявленной емкости аккумулятора. Медленный заряд в 1/10 C – обычно безопасен для любого аккумулятора.

Стандартный (или медленный) метод заряда

Этот метод подразумевает заряд током приблизительно равным 50 мА (для AA элементов) в течение 15 часов. При таком токе, диффузия кислорода более чем достаточна, чтобы предпринимать какие-либо меры для уменьшения тока после достижения полного заряда.

Безусловно, что в этом случае существует риск получить уменьшение напряжения при перезаряде.

Рис. 3

На графике (Рис.3) ток заряда поддерживается постоянно равным 0. 1C в течение 16 часов. Во время заряда наблюдается повышение напряжения на элементе аккумулятора. (По окончании заряда и при перезаряде напряжение начинает уменьшаться. Примеч. Переводчика.)

Следует отметить, что NiCd и NiMH аккумуляторы всегда заряжаются постоянным током, в отличие от свинцово-кислотных, которые заряжаются при постоянном напряжении.

Метод быстрого заряда.

Разновидностью медленного заряда является метод быстрого заряда, при котором используется ток заряда от 0.3 до 1.0C. В этом случае существенно важно, чтобы аккумулятор был полностью разряжен перед зарядом, так что такие зарядные устройства часто начинают заряд с цикла разряда для того, чтобы зарядить аккумулятор до его максимальной емкости.

Рис. 4

На графике (Рис.4) заряд током в 1/3 C поддерживался от 4 до 5 часов. Этот метод заряда имеет тенденцию к перегреву аккумулятора, особенно при заряде током близком к 1 C.

Метод D V заряда

Наилучший метод заряда NiCd и NiMH аккумуляторов – так называемый метод дельта V (метод измерения изменения напряжения). Если измерять напряжение на выводах элемента в течение заряда постоянным током, то можно заметить, что напряжение медленно повышается во время заряда. В точке полного заряда, напряжение на элементе будет кратковременно уменьшаться.

Величина уменьшения небольшая, примерно 10 mV на элемент для NiCd и меньше для NiMH, но явно выражена. Метод дельта V заряда почти всегда сопровождается измерением температуры, что обеспечивает дополнительный критерий оценки степени заряда аккумулятора (а для верности зарядные устройства для больших аккумуляторов высокой емкости обычно имеют кроме этого и таймеры безопасности).

Рис. 5

На графике (Рис.5) использовался ток заряда равный 1 C и после достижения полного заряда, ток заряда уменьшился до 1/30 … 1/50 C для компенсации явления саморазряда аккумулятора.

Существуют электронные схемы, разработанные специально для реализации метода дельта V заряда. Например MAX712 и 713. Реализация этого метода более дорога, чем другие, но дает хорошо воспроизводимые результаты.

Следует отметить, что в аккумуляторе с хотя бы одним плохим элементом из цепочки последовательно соединенных, метод дельта V заряда может не работать и привести к разрушению остальных элементов, поэтому необходимо быть осторожным.

Другой экономичный путь обнаружения момента полного заряда аккумулятора заключается в измерении температуры элемента. Температура элемента резко повышается при достижении полного заряда. И когда она повысится на 10° С или значительно выше окружающей среды, прекратите заряд, или перейдите в режим тонкоструйного заряда. При любом методе заряда, если применяются большие токи заряда, требуется предохранительный таймер. На всякий случай не допускайте ток заряда более, чем значение двойной емкости элемента,. (т.е. для элемента емкостью 800 мА*час, не более, чем 1600 мА*часа заряд).

NiMH аккумуляторы имеют специфические проблемы с зарядом. Величина дельта V очень мала (примерно 2mV на элемент) и ее более трудно обнаружить, чем в случае NiCd аккумуляторов.

Поэтому NiMH аккумуляторы для сотовых телефонов имеют температурные датчики в качестве резервного средства для обнаружения дельта V .

Одна из специфических проблем, связанных с зарядом по этому методу заключается в том, что при использовании в автомобилях электрические шумы и помехи маскируют обнаружение дельта V, и телефоны более склонные к управлению зарядом по температурному ограничению. Это может привести к порче аккумулятора в автомобиле, где телефон постоянно подключен (например автомобильный комплект) и многократные запуски и остановки двигателя имеет место. Каждый раз, когда зажигание выключается на несколько минут и затем включается обратно, новый цикл заряда инициируется.

Итак, какой же ток заряда следует считать правильным?

При использовании нерегулируемого зарядного устройства, которое не обеспечивает обнаружение момента наступления полного заряда любым известным способом, необходимо ограничить ток заряда. Практически все NiCd элементы могут заряжаться током C/10 (приблизительно 50 мА для AA элемента) неопределенно долго без охлаждения. При этом, естественно, не удасться избежать уменьшения напряжения после полного заряда, но и аккумулятор не испортится. Все зарядные устройства, непосредственно встроенные в телефоны, имеют электронные схемы обнаружения полного заряда.

Если хотите ускорить процесс, то заряд током величиной C/3 зарядит элементы примерно через 4 часа, и при таком токе большинство элементов лишь немного перезарядится без больших неприятностей. То есть, если Вы заканчиваете процесс заряда в течение часа после достижения полного заряда, то это – хорошо. Исключение перезаряда – вот к чему необходимо стремиться. При токе заряда более C/2 необходимо использовать только зарядные устройства с автоматическими средствами обнаружения полного заряда. При таком токе и выше, элементы аккумулятора могут быть при перезаряде легко повреждены. Те элементы, которые содержат в своем составе поглотители кислорода, могут не охлаждаться, но будут весьма горячими.

С хорошей электронной схемой управления зарядом могут быть использованы токи заряда более 1C – проблемой в этом случае становится уменьшение эффективности заряда и внутреннее нагревание от потерь на внутреннем сопротивлении. Однако, если Вы не спешите, избегайте заряд током большим, чем 1C.

Реверсивный метод заряда

В анализаторах аккумуляторов Cadex 7000 и CASP/2000L (H) используются реверсивные импульсные методы заряда, при котором короткие импульсы разряда распределяются между длинными зарядными импульсами. Считается, что такой метод заряда улучшает рекомбинацию газов, возникающих в процессе заряда, и позволяет проводить заряд большим током за меньшее время. Кроме того, восстанавливается кристаллическая структура кадмиевых анодов, устраняя тем самым “эффект памяти”.

На рис.6 схематично изображена временная диаграмма реверсивного метода заряда NiCd и NiMH аккумуляторов, реализованная в анализаторе Cadex 7000. Цифрой 1 обозначен нагрузочный импульс, а цифрой 2 – зарядный.

Рис. 6

Величина обратного импульса нагрузки определяется в процентах от тока заряда в диапазоне от 5 до 12 %. Оптимальное значение 9 %. Так например, для NiCd аккумулятора емкостью 1800 мА*час, зарядный ток величиной в 1С равен 1800 мА. Тогда импульс нагрузочного тока будет равен 1800 мА * 0.09 = 162 мА. Выбирайте значение равное 5 % для NiCd емкостью 500 мА*час и менее.

Примечание переводчика:

Был проведен единичный эксперимент по измерению параметров метода реверсивного заряда NiCd и NiMH аккумуляторов емкостью 1000 мА*час.

Измерения проводились с помощью осциллографа, путем измерения параметров импульса напряжения на резисторе С5 -16В – 0.2 Ом +-1%, последовательно включенном в положительную цепь заряда аккумулятора. По результатам измерений получилось:

• длительность импульса “1” составляет ~30 мс, а период следования ~200 мс;

• амплитуды импульсов тока “1” и “2” примерно одинаковы и равны значению тока заряда.

Дополнительная информация:

Быстрый заряд NiMH аккумуляторов осуществляется постоянным током с отслеживанием момента полного заряда по моменту начала уменьшения напряжения на и (или) максимально допустимому приращению температуры. Типовые характеристики быстрого заряда NiMH аккумуляторов в зависимости от тока заряда приведены на Рис. 7. Дополнительно на рисунке приведены график изменения температуры внутри аккумулятора и изменения тока в процессе заряда.

Рис. 7. Типовые характеристики быстрого заряда NiMH аккумуляторов

Как заряжать никель кадмиевые аккумуляторы шуруповертов

При покупке такого универсального и нужного инструмента, как шуруповерт, у его владельцев могут возникнуть разные вопросы в процессе эксплуатации. Поскольку любой электроинструмент такого типа оснащен аккумуляторным блоком, который позволяет работать с ним автономно, важно знать о том, как правильно заряжать АКБ и оптимальное время зарядки аккумулятора шуруповерта. Кроме того, существует еще ряд практических рекомендаций по его использованию, которые всегда могут оказаться полезными.

Итак, наиболее частые вопросы, которые возникают у тех, кто только начинает пользоваться шуруповертом:

как правильно заряжать аккумулятор шуруповерта;
что делать, если батарея не держит зарядку, не заряжается вовсе;
как осуществить зарядку шуруповерта без зарядного устройства стандартного плана;
и, конечно, каково оптимальное время зарядки АКБ.

Правильная зарядка шуруповерта: как сделать лучше

Есть несколько простых правил, как заряжать аккумулятор шуруповерта, чтобы инструмент использовал весь свой возможный ресурс.

Когда вы приобретаете новый инструмент, помните о том, что перед тем как использовать его в первый раз, нужно поставить батарею на зарядку. Любые элементы питания, если они долгое время лежат на складе или в магазине, имеют тенденцию к разрядке. Если ваш шуруповерт оснащен батареей из Ni Cd (никель-кадмиевых) элементов, «прокачайте» их путем проведения трехкратной полной зарядки с последующим разрядом, чтобы убрать тот «эффект памяти», который свойственен для Ni Cd аккумуляторов, и довести уровень их емкости до оптимального.

Если в вашем шуруповерте стоят литий-ионные аккумуляторы, проводить им такую «прокачку» необязательно, потому что «эффект памяти» им не свойственен: это более современные батареи.

Нужно заряжать аккумулятор при благоприятной температуре окружающей среды. Наилучшие температурные показатели, при которых должна осуществляться зарядка аккумулятора шуруповерта — не ниже 10°С и не выше 40°С. Во время зарядки нельзя оставлять батарею надолго без присмотра во избежание перегрева и перезаряд. Хотя, если штатная зарядка инструмента снабжена индикатором контроля всего процесса, устройство автоматически «закончит» его тогда, когда это будет нужно.

Не рекомендуется надолго оставлять аккумуляторный блок в заряднике. А если шуруповерт используется не так часто, лучше вынуть из него батарейки и хранить отдельно от него. В случае, когда АКБ долго лежат без применения, следите за тем, чтобы они были в заряженном состоянии, проводя им «подпитку» раз в месяц в течение 25-30 минут .

Как известно, аккумуляторный блок питания шуруповерта бывает либо никель-кадмиевый, либо литий-ионный. Ni Cd аккумуляторы можно хранить при любой степени заряженности . Главное их преимущество состоит в том, что они не боятся глубоких разрядов. Для того чтобы они хорошо работали после долгого перерыва, их как обычно следует «прокачать» три-четыре раза. Время «прокачки», в среднем, составляет 3-4 часа , в течение которых можно работать с шуруповертом в обычном режиме. Желательно в процессе работы шуруповерта контролировать то, чтобы Ni Cd батарея разряжалась не частично, а полностью. Это поможет ей не накапливать тот самый «эффект памяти».

Если аккумуляторный блок питания вашего инструмента укомплектован не никель-кадмиевыми, а литий-ионными батарейками, главный «плюс» их заключается в том, что «эффект» памяти у них отсутствует . Однако следить за уровнем их заряда рекомендуется более тщательно. В случае, если шуруповерт с литиевыми АКБ не используется какое-то время, их нужно периодически подзаряжать. Глубокого разряда они как раз не любят. Если литиевые АКБ подвергнуть глубокому разряду, сработает защитный контроллер внутри аккумуляторного блока. Чтобы этого не произошло, следите за тем, чтобы батареи были заряжены, как минимум, процентов на 50.

Сколько по времени нужно заряжать АКБ шуруповерта

К каждому электроинструменту всегда приложена инструкция по эксплуатации, в которой точно указано, сколько времени заряжать аккумулятор шуруповерта. Как уже говорилось, подавляющее большинство современных зарядных устройств имеют индикаторы уровня зарядки, что значительно облегчает их использование. Когда индикатор загорается зеленым, либо иным цветом, сигнализирующим о том, что время зарядки аккумулятора шуруповерта подходит к концу, нужно вовремя отсоединить батарею.

Среднее время, в течение которого батарея заряжается полностью, составляет 7 часов . А если АКБ требуется просто подзарядить, его можно оставить на зарядке 30 минут. Хотя, в случае с Ni Cd аккумуляторами, имеющими «эффект памяти», частые и короткие подзарядки проводить не рекомендуется.

Есть несколько разновидностей зарядных устройств для шуруповерта, в зависимости от сферы их применения. Рядовое ЗУ , как правило, входит в комплектацию бытовых электроинструментов. Время зарядки АКБ с его помощью варьируется от трех до семи часов . Существуют еще мощные зарядники импульсного типа, которыми комплектуются профессиональные инструменты. Сколько заряжать аккумулятор шуруповерта таким устройством? «Импульсники» могут полноценно зарядить батарею в течение часа , что является их неоспоримым преимуществом. Однако и стоимость такого инструмента, разумеется, гораздо выше.

Что делать, если аккумулятор не заряжается или не держит заряд

В данном случае, вариантов немного: либо причина неисправности кроется в зарядном устройстве, либо «барахлит» сам шуруповерт. Также и аккумуляторный блок со временем может исчерпать свой ресурс и нуждаться в замене. Для того чтобы выяснить причину, необходимо внимательно осмотреть как сам инструмент, так и его аккумулятор вместе с ЗУ.

Часто причина слабой зарядки аккумулятора заключается в том, что контакт между шуруповертом и его зарядником ослабевает вследствие разгибания клемм. Чтобы устранить эту неполадку, достаточно будет просто разобрать зарядник и аккуратно загнуть его клеммы обратно.

Не стоит забывать и о такой частой неполадке, как окисление металлических частей самого аккумулятора и зарядника. Постоянное попадание строительной пыли и грязи тоже способствуют слабому поступлению тока заряда от ЗУ к батарее: инструменты заряжаются хуже. Важно не забывать ухаживать за всеми составляющими инструмента для того, чтобы предотвратить ухудшение его работы, протирая металлические контакты и очищая их от загрязнений.

В случае, если села сама батарея, можно попытаться «раскачать» ее, как это обычно делается в случае с никель-кадмиевыми элементами. Если это не помогает, придется либо менять аккумуляторный блок полностью, либо осуществить частичную замену его элементов.

Обычно любой шуруповерт укомплектован двумя идентичными батареями. Если одна из них выходит из строя, при желании можно собрать один работающий аккумулятор из двух, в случае, если емкость стала меньше в обоих. После того как из двух блоков будет собран один работающий, нужно не забыть уравнять показатели емкости элементов, «прокачав» батарею несколькими циклами «заряда-разряда» в течение 3-4 часов.

Можно также попытаться «взбодрить» батарейки по отдельности. Для этого наиболее слабые из них следует подвергнуть зарядке большими токами, после чего собрать аккумулятор обратно и заряжать уже в обычном режиме. Такой метод иногда работает в случае с никель-кадмиевыми аккумуляторами. «Точечная» подзарядка большими токами должна длиться не больше 3-5 секунд , при этом желательно не допускать сильного перегрева элемента во избежание его разрушения.

Нестандартные методы зарядки аккумулятора шуруповерта

Бывает и так, что «родное» зарядное устройство от электроинструмента либо теряется, либо выходит из строя, а приобрести такое же — весьма проблематично. Многие спрашивают о том, можно ли правильно зарядить АКБ, подсоединив ее к какому-нибудь другому источнику питания.

Безусловно, это сделать можно. И такие способы зарядки не принесут батарее никакого вреда, если хорошо ознакомиться с характеристиками самого инструмента и любого другого зарядного устройства, которое может послужить альтернативным источником питания для аккумулятора.

Для того чтобы подобрать к вашему шуруповерту подходящий альтернативный зарядник, нужно знать показатели его вольтажа и емкости. Они обычно указываются на внешнем корпусе инструмента. Также следует обратить внимание и на полярность. Она может быть разной, в зависимости от фирмы-производителя. Это очень важно для правильного подсоединения батареи к ЗУ.

Какое зарядное устройство подойдет, определяется следующим образом. Например, мы имеем 18-вольтовый шуруповерт с емкостью аккумуляторной батареи 2 А/ч. Значит, и зарядное устройство должно быть способным выдавать такое же напряжение, а мощности будет достаточно 200 миллиампер в час — поскольку полная зарядка такой батареи требует длительного времени . Лучше использовать зарядное устройство с возможностью регулирования силы тока, заряжая батарею 6-7 часов .

Для подачи тока на батарею можно использовать «крокодилы» небольших размеров. А чтобы контакт был хорошим, их можно дополнительно закрепить с помощью металлических проводков.

Если есть такая возможность, попробуйте провести зарядку аккумулятора шуруповерта автомобильным ЗУ. Важно помнить о том, что напряжение в данном случае должно выставляться самое минимальное. Определите, какая полярность у аккумулятора и автозарядника (как уже было сказано, она может быть разной). Затем подсоедините клеммы от автомобильного зарядного устройства прямо к аккумулятору. Иногда для оптимального контакта приходится также использовать допополнительные «закрепители» в виде скрепок или гибких металлических пластин.

После таких нехитрых манипуляций остается только включить устройство в сеть и внимательно следить за процессом зарядки. Для начала может хватить минут 15-20 , а когда в заряженном аккумуляторе шуруповерта будет повышаться теплоотдача, зарядное устройство следует отключить.

В последнее время стала весьма популярной замена аккумуляторов в шуруповерте с кадмиевых на литиевые, особенно среди профессиональных мастеров, использующих шуруповерт регулярно. Время зарядки АКБ в данном случае также будет зависеть от типа зарядного устройства. Если у вас обычный «штатный» зарядник, батарея может заряжаться от 3 до 7 часов . А если есть возможность приобрести современное импульсное зарядное устройство, будет достаточно часа с небольшим для того, чтобы привести батарею в рабочее состояние.

Сегодня Ni─Cd аккумуляторы используются в большинстве портативных инструментов и различных электронных устройствах (фотоаппараты, плееры и т. п.). Правда, в последнее время наблюдается тенденция замещения их литий─ионными аккумуляторами. Для того чтобы аккумулятор вашей аппаратуры служил долго, никель─кадмиевые батареи нужно правильно эксплуатировать, вовремя и своевременно заряжать и время от времени проводить циклы разряда-заряда. Тогда Ni─Cd аккумулятор будет служить вам долго. Сегодня мы поговорим о том, как заряжать никель─кадмиевые аккумуляторы по всем правилам.

Особенности Ni-Cd эксплуатации аккумуляторов

Для того чтобы никель-кадмиевые аккумуляторы работали продолжительное время, нужно их полностью разряжать.

Ni─Cd аккумуляторные батареи имеют ярко выраженный эффект памяти. Если разрядка в процессе эксплуатации будет неполной, то эффективная площадь электродов аккумулятора будет постоянно снижаться.

Поэтому, перед тем как зарядить никель кадмиевый аккумулятор нужно полностью разрядить элементы батареи до напряжения 0,9─1 вольт. Это позволить как можно дольше сохранить параметры батареи и увеличить срок службы Ni─Cd аккумуляторных батарей. Стоит отметить, что слишком сильный разряд, ниже порогового значения также не рекомендуется.

Процесс «тренировки» или циклирования также нужно выполнять после длительного (более 6 месяцев) хранения Ni─Cd аккумуляторов. Но сильно усердствовать также не стоит, поскольку излишнее циклирование снижает ресурс аккумулятора. Стоит отметить ещё один момент. Если вы не собираетесь использовать никель─кадмиевые батарейки, то не нужно их заряжать. Этот тип батарей может вполне нормально храниться в разряженном состоянии. В заряженном состоянии никель─кадмиевый аккумулятор постепенно теряет первоначальные характеристики.

Теперь несколько слов о том, какие есть зарядные устройства для Ni─Cd аккумуляторов.
Вернуться к содержанию

Разновидности зарядных устройств для никель─кадмиевых аккумуляторов

Сегодня на рынке можно выделить две основные группы устройств, предназначенных для заряда никель кадмиевых аккумуляторов:

Автоматические ЗУ;
Реверсивные импульсные ЗУ.

Автоматические зарядное устройство для Ni-Cd аккумуляторных батарей. Это простые и доступные по цене устройства. Они менее сложные и выпускаются в конструкции, которая позволяет заряжать по два или 4 батарейки одновременно. Чтобы запустить заряд никель кадмиевых аккумуляторов, вставьте в батарейки в зарядное устройство. Переключателем ЗУ нужно установить количество заряжаемых батареек и подключить устройство к сети.

Как правило, автоматическое зарядное устройство для никель─кадмиевых аккумуляторов имеет следующую цветовую индикацию. Красный цвет индикатора показывает, что идёт процесс заряда батареек. Чтобы сделать разряд аккумуляторов, на устройстве имеется переключатель «разряд». В процессе разряда индикатор будет иметь жёлтый цвет. После того, как пройдёт разряд, зарядное устройство для Ni─Cd аккумуляторов само запустит зарядку. Зелёный цвет индикатора говорит о том, что цикл разряд-заряд закончен.

Пример зарядного устройства для Ni-Cd аккумуляторов

Дополнительно можете прочитать отдельную статью о про восстановление Ni─Cd аккумулятора для шуруповерта.

Реверсивное импульсное ЗУ. Эти устройства более сложные и стоят дороже, чем модели первого типа. Обычно производители позиционируют их как профессиональные. Такое зарядное устройство для Ni─Cd аккумуляторов циклически проводит разряд-заряд с разным временным интервалом.

Устанавливается аккумулятор, выставляется режим и запускается работа. Индикатор даст сигнал об окончании зарядки. С помощью таких ЗУ можно не только выполнять заряд никель─кадмиевых аккумуляторов, но и поддерживать их в рабочем состоянии. В качестве примера можно привести широко распространённое универсальное зарядное устройство iMAX B6.

Никель─кадмиевые АКБ менее требовательны к характеристикам зарядного устройства, чем Ni-MH аккумуляторы. Но экономить на нём нельзя, поскольку дешевые устройства сокращают срок эксплуатации батарей. Теперь, давайте, разберёмся, как зарядить никель кадмиевый аккумулятор.

Процесс разряда и заряда Ni─Cd аккумуляторов

Процесс разряда никель─кадмиевых батарей

Для этого типа батарей (как впрочем, и для других) разрядные характеристики зависят от особенностей аккумуляторов, которые определяют его внутреннее сопротивление. Среди таких особенностей можно отметить структуру и толщину электродов. На разрядные характеристики влияют:

толщина сепаратора и его структура;
плотность сборки;
объём электролита;
некоторые характеристики конструкции.

При работе в условиях продолжительного разряда используются дисковые батарейки с прессованными электродами большой толщины. Для них разрядная кривая показывает постоянное медленное снижение напряжения до величины 1,1 вольта. Разрядная ёмкость в случае дальнейшего разряда до 1 вольта равна от 5 до 10 процентов от номинального значения. Особенностью этого типа батарей является существенно падение разрядной ёмкости и напряжения при увеличении тока до 0,2*С. Объяснение этому достаточно простое ─ невозможность разряда активной массы равномерно по всей электрода.

Дисковые Ni-Cd аккумуляторы

Если уменьшить толщину электродов и увеличить их количество до четырёх, то ток разряда для дискового аккумулятора может быть увеличен до величины 0,6*С.

Аккумуляторные батареи с электродами из металлокерамики имеют малое внутреннее сопротивление и высокие энергетические характеристики. На их разрядных характеристиках заметно меньшее падение напряжения. У этого типа аккумуляторов величина напряжения держится выше 1,2 вольта до отдачи 0,9 от номинальной ёмкости. При дальнейшем разряде и падении напряжения с 1,1 до 1 вольта отдаётся около 3 процентов номинальной ёмкости. Допускается разряжать этот тип аккумуляторов разрядными токами величиной до 3─5*С.

Ni─Cd аккумуляторы цилиндрической формы можно разряжать более высокими токами. В них используются рулонные электроды, что позволяет разряжать их максимальным током 7─10*С.

Цилиндрические Ni─Cd аккумуляторы

На изображениях ниже можно видеть влияние тока разряда и температуры на значение разрядной ёмкости.

Разрядная характеристика никель─кадмиевого аккумулятора в зависимости от тока разряда

Разрядная характеристика никель-кадмиевого аккумулятора в зависимости от температуры ОС

Разрядная характеристика никель-кадмиевого аккумулятора в зависимости от тока разряда при различных температурах

Увеличение сопротивления объясняется ограниченным объёмом электролита в герметичной батарейке. Состав и концентрация электролита сильно отражаются на характеристиках. От них напрямую зависит температура образования твёрдой фазы. Это могут кристаллогидраты, лёд, соли и т. п. При замёрзшем электролите разряд вообще отсутствует. Работоспособность Ni─Cd в большинстве случае ограничена температурой минус 20 градусов Цельсия. В некоторых случаях при корректировке состава электролита и его концентрации производители выпускают модели Ni─Cd батарей работоспособных при минус 40.

Если у вас электроинструмент или электронный гаджет работает на металлогидридных батарейках, вам будет интересно прочитать о том, как восстановить Ni─MH аккумуляторы.
Вернуться к содержанию

Процесс заряда никель─кадмиевых батарей

В процессе зарядки никель─кадмиевых аккумуляторов важным моментом является ограничение излишнего заряда. Это важный момент, поскольку при заряде никель─кадмиевых аккумуляторов внутри них растёт давление. В процессе зарядки выделяется кислород и постепенно снижается коэффициент использования тока. На графике ниже можно видеть зависимость разрядной ёмкости от скорости заряда. Данные приводятся для цилиндрических батарей.

Эффективность заряда никель-кадмиевого аккумулятора при различной скорости зарядки

Чтобы аккумулятор полностью зарядился, ему требуется сообщить до 160 процентов от номинальной ёмкости. Зарядка никель кадмиевых аккумуляторов должна вестись в интервале температур 0─40 С. Рекомендуемый интервал 10─30 С. При понижении температуры на отрицательном электроде снижается поглощение кислорода и растёт давление. В результате при сильном перезаряде из-за увеличения давления может открыться аварийный клапан. При увеличении температуры потенциал растёт и на положительном электроде очень рано выделяется кислород, что сокращает процесс зарядки в штатном режиме.

Если температура поддерживается стабильной, то на процесс заряда сильно влияет ток. Его увеличение вызывает рост скорости выделения кислорода. А скорость его поглощения при этом не меняется, поскольку зависит от особенностей конструкции аккумуляторной батареи. Влияние на газопоглощение оказывает компоновка, структура, толщина электродов, материал сепаратора, объем электролита.

Стандартный режим зарядки считается следующий. Никель─кадмиевый аккумулятор с напряжением 1 вольт заряжается примерно 14─16 часов током 0,1С. Детали процесса зарядки оговариваются производителями аккумуляторов. Они могут отличаться из-за особенностей конструкции или увеличенной закладки активной массы (это делается для наращивания ёмкости). Для Ni-Cd аккумуляторов может использоваться зарядка постоянным током в течение всего времени. А может использоваться схема ступенчатого или плавного снижения тока зарядки во время процесса. Это позволяет проводить длительную зарядку без риска повредить аккумулятор. При таких режимах ток зарядки на первой стадии может значительно превышать значение 0,1*С.

Часто есть необходимость в увеличении скорости зарядки. Производители решают эту проблему выпуском батарей, которые способны эффективно заряжаться большими токами. При этом используются различные системы контроля, охраняющие никель─кадмиевый аккумулятор от сильного перезаряда. Эти системы контроля могут содержать, как сами аккумуляторы, так и зарядное устройство для никель─кадмиевых аккумуляторов.

Для цилиндрических Ni-Cd аккумуляторов рекомендуется выполнять зарядку постоянным током величиной 0,2 С в течение 6─7 часов. Также используется режим током 0,3 С в течение 3─4 часов. В последнем случае контроль по времени заряда обязателен. Если ведётся ускоренный заряд, то перезаряд должен составлять до 120─140 процентов от ёмкости и не более. В этом случае Ni─Cd аккумулятор набирает разрядную ёмкость не меньше номинальной. Для работы в ускоренных режимах производители даже предлагают аккумуляторы, которые могут заряжаться за один час. В таком режиме используются различные средства контроля за температурой и напряжением, чтобы никель─кадмиевые батарейки не деградировали в результате резкого роста давления.

После того, как заряд прекращается давление внутри аккумуляторной батареи ещё продолжает расти, поскольку окисление гидроксильных ионов на оксидно─никелевых электродах продолжается. Постепенно скорость выделения кислорода на положительном электроде сравнивается с поглощением на отрицательном (кадмиевом) электроде. Поэтому давление в батарее постепенно понижается. Если был существенный перезаряд, то давление будет снижаться медленнее. Рекомендуем также прочитать о том, как заряжать Ni─MH аккумуляторы.

Режим заряда Ni─Cd аккумулятора

Давайте, суммируем, что нужно знать о режиме зарядки Ni─Cd аккумуляторов. Речь, естественно, о тех случаях, когда у вас есть возможность выставить параметры. Как вы уже поняли, при заряде никель─кадмиевого аккумулятора его напряжение растёт до определённого значения, а затем стабилизируется. Когда батарея полностью заряжается, то напряжение понижается. По этому падению зарядные устройства чаще всего отслеживают окончание заряда. Это падение напряжения ещё называется Delta Peak. Чем точнее отслеживается эта дельта, тем батарейка заряжается более качественно и не будет перезаряда.

Итак, рекомендуется следующий режим. Ток заряда до 2С (номинальная ёмкость батарейки). Если доступен, то выбирается вид импульса (Re-Flex, Flex, Normal). Delta Peak должна составлять 7─10 мВ на один элемент батареи. Ток подкачки (ещё называемый trickle) составляет 50─100 мА-ч.

Следует помнить, что нельзя допускать перегрев аккумулятора выше 50 градусов Цельсия. Для того, чтобы продлить срок службы Ni─Cd аккумулятора, то выставляйте Delta Peak по минимуму. Недозарядка составит примерно 50 мА-ч. Стоит отметить и ещё ряд деталей процесса зарядки. Советуем также прочитать материал о восстановлении и ремонте Ni─Cd аккумуляторов.

Для полноценного использования мощности аккумулятора его следует заряжать большим током зарядки. Если важно использовать его мощность по максимуму, то нужно заряжать в нормальном режиме малым током. Величина тока около 0,1С. При этом время заряда составит 14─16 часов. С помощью ступенчатой подачи тока можно зарядить Ni─Cd аккумуляторную батарею в ускоренном режиме. Для этого 10 процентов ёмкости батареи набирается током 1С, затем до 80 процентов током 1,5С, а остаток добивается током 0,5С.

Никель-кадмиевые и никель-металлогидридные аккумуляторы – два основных вида щелочных химических источников тока для автономного питания различной аппаратуры. Они сходны по своей структуре. В качестве электролита используется щёлочь, в качестве катода — оксид никеля.

Первым был изобретён Ni-cd. Этой технологии более ста лет. NI-MH широко применятся в бытовых устройствах, начали только в 90-х годах двадцатого века. Массовое появление на рынке более ёмких (NI-MH) батарей поначалу вызвало настоящий фурор. Но потом выявились и недостатки.

Особенности и применение Ni-cd батарей

По сравнению с металлогидридными батареями, Ni-cd имеют два главных недостатка. Это меньшая ёмкость и эффект памяти. Эффектом памяти называют “запоминание” батареей нижнего предела разряда. Той есть, если такую батарею разрядить не полностью, длительность работы в следующем цикле будет меньше на эту самую величину от полного разряда до того предела, который “запомнил” аккумулятор. Чтобы “сбросить” память , нужно два-три раза полностью зарядить-разрядить такую батарею.

Казалось бы, при таких свойствах, этот тип батарей должен уйти в небытие. Но этого не происходит. Благодаря двум другим свойствам этого типа батарей – высокая токоотдача и способность хорошо работать при отрицательных температурах.

Приблизительно 90% Ni-cd на сегодняшний день, это аккумуляторные сборки для электроинструмента, детских игрушек, электробритв, автономных пылесосов, медицинского оборудования и т.д. Применение в бытовом сегменте (вместо обычных первичных батареек) практически сведено к нулю.

Некоторые страны законодательно ограничивают использование Ni-cd элементов в связи с токсичностью кадмия. В новых устройствах их место занимают литий-ионные аккумуляторы с большой токоотдачей.

Зарядка ni cd аккумуляторов

Один элемент имеет номинальное напряжение 1,2V. При работе это значение может меняться от 1,35V (полностью заряжен) до 1V (полный разряд). У этих элементов есть одна интересная особенность, на которой завязан режим отключения в зарядном устройстве (если оно автоматическое). После набора ёмкости, напряжение на выводах несколько снижается на 50-70 mV. Такой скачок обозначают ΔV(дельта V). Зарядное реагирует на такое снижение и отсекает ток заряда.

На практике срабатывать по ΔV умеют только зарядные устройства среднего и продвинутого уровня. И часто приходится вручную просчитывать, как заряжать ni cd аккумуляторы.

Напряжение заряда любая зарядка будет выдавать из расчёта 1,5-1,6v на один элемент. А вот ток заряда может быть разным. Его всегда можно посмотреть на самом зарядном устройстве (как правило, с тыльной стороны).

Ёмкость аккумулятора нужно поделить на ток заряда и умножить на коэффициент потерь 1,4. Например, 1000mAh/200mA=5 часов*1,4 = 7 часов. Каким током заряжать? Номинальный ток заряда 0,1С, где С- ёмкость батареи. Для 1000mAh номинальным является ток 100mA. Время заряда в таком случае составит 14 часов. Не очень удобно. Почти всегда используется ускоренный режим 0,2-0,5С. Это несколько сокращает срок службы аккумуляторов, но повышает удобство использования.

Важно! Средний срок службы никель-кадмиевых аккумуляторов составляет 500 циклов заряд-разряд. Производитель заявляет, как правило, ДО 1000. Таких показателей можно достичь только в идеальных условиях и чётко выдерживая номинальные режимы работы.

Основные правила заряда никель кадмиевых аккумуляторов

перед зарядом аккумуляторы обязательно разрядить;
подключить зарядное устройство (или установить в него аккумуляторы при бытовом исполнении) и дождаться отключения при полном заряде;
в случае если зарядное не обеспечивает автоотключение, рассчитать необходимое время заряда и по его истечении произвести отключение;
хранить ni cd аккумуляторы в разряженном состоянии.

Особенности и применение NI MH аккумуляторов

Область применения металлогидридных батарей напрямую связана с их свойствами. Максимальная ёмкость при минимальном объёме позволила им занять место в той электронике, где одноразовые батарейки приходится менять очень часто. Это фотоаппараты, беспроводные мыши и клавиатуры, радиопульты, детские игрушки.

В основном используется два размера таких элементов – это АА и ААА. Использовать такие элементы можно в любом месте, где используются одноразовые батарейки. Но часто это не имеет экономического смысла (в том случае, если одноразовая батарейка служит в устройстве годами)

Номинальное напряжение ni mh аккумулятора 1,2v. С незначительным отклонением под нагрузкой такое напряжение держится в течение всего цикла работы батареи. Напряжение одноразовой батарейки в работе плавно падает от 1,5 до 1 вольта. Той есть 1,2-среднее значение. Это позволяет аккумулятору отлично заменять одноразовую батарейку в 99% случаев. Случаи, когда необходимо именно 1,5v для работы устройства единичные и часто “лечатся” сменой режима в меню устройства “батарейка/аккумулятор”.

Внимание! Максимальная ёмкость (физический предел) для аккумулятора АА составляет 2700mAh,для ААА 1000mAh. В случае, если на этикетке большее значение и “загадочное” название фирмы-изготовителя, перед вами гарантированный обман.

Эффект памяти при заряде никель металлогидридных аккумуляторов менее заметен, чем у Ni-cd элементов. Первые несколько лет массовых продаж производители размещали надпись “без эффекта памяти”. Впоследствии эту надпись убрали. Рекомендация “заряд после разряда” актуальна и для металлогидридных аккумуляторов.

Заряд никель металлогидридных аккумуляторов

Напряжение зарядки ni mh такое же, как и у никель-кадмиевых батарей. Зарядное устройство будет подавать на один элемент 1,5-1,6v. Ток заряда ni mh аккумуляторов может меняться от 0,1 до 1С. Но любой производитель бытовых батарей обязательно указывает на них свою рекомендацию этого параметра. Рекомендация производителей составляет 0,1С. Например для 2500mAh номинальный ток заряда ni mh аккумуляторов составляет 250mA. Время заряда номинальным током 14 часов. По той же формуле. Ёмкость/ток заряда, результат умножить на 1,4. При таком режиме можно рассчитывать на заявленное производителем, количество циклов. При ускоренном режиме срок службы уменьшается.

Металлогидридные батареи плохо переносят перегрев, глубокий разряд, сильный перезаряд. Перегрев может возникнуть при большом токе заряда, повышенном внутреннем сопротивлении. При сильном нагреве заряд следует прекратить. Глубокий разряд возникает при длительном неиспользовании элемента. При бездействии в течение года и более, аккумулятор, скорее всего, придётся заменить. Избыточный перезаряд случается при использовании зарядного устройства без функции отключения или неправильно просчитанном времени заряда.

Зарядные устройства и методы заряда

Зарядных устройств в продаже представлено огромное количество. В них реализованы разные схемы отключения или отключение не реализовано вообще. Можно легко их разделить на подвиды по внешнему виду.

Простейшие. Включили в розетку — заряд пошёл, выключили – заряд закончен. Контроль над временем заряда лежит на пользователе. Такие устройства имеют право на существование с целью экономии средств. Необходимо лишь выбрать из них такое, которое будет заряжать каждый элемент отдельно. Если каналы заряда спарены, возникает перекос. Такой режим сокращает срок службы батарей. Отличить несложно. Количество светодиодных индикаторов должно совпадать с количеством каналов заряда.
С надписью AUTO. Такая надпись говорит о том, что здесь реализовано отключение по таймеру. Обычно от 6 до 12 часов. Не самый плохой вариант. Перезаряда точно не будет. Но скорее всего не будет и полного заряда. В таком случае можно подобрать аккумуляторы именно под это зарядное устройство. Но корректной работа зарядного устройства будет первые 100-200 циклов.
ΔV контроль. Если у производителя реализована эта функция, он обязательно напишет это на упаковке. Если надписи нет, зарядное устройство относится к пункту 2. С наличием ΔV контроля, зарядное устройство уже полноценно автоматическое. Не забываем о раздельной зарядке каждого канала (популярные лет 10-12 назад зарядные с индексом 508 имеют контроль ΔV, но воспринимают установленные в него аккумуляторы как одну батарею).
С жидкокристаллическим дисплеем. Как правило, его наличие говорит о том, что реализовано всё, что перечислено выше и плюс температурный контроль. Зарядные устройства с дисплеем начального уровня не предполагают программирование режима и тока заряда, но со своей функцией — правильно заряжать ni mh батареи, справляются отлично.
Зарядка – комбайн. Больше размером, чем в пункте 4. Предполагают программирование пользователем режимов и тока заряда. Если ничего не программировать в режиме “по умолчанию” заряжают батареи минимальным током и отключают заряд по ΔV контролю.

Чем более функциональное зарядное устройство, тем оно дороже. Но даже в дорогом исполнении, стоимость равна примерно 50 щелочным батарейкам. Окупаемость наступает достаточно быстро. Зарядное устройство такого класса обычно универсальное. И позволяет заряжать кроме никелевых аккумуляторов, ещё и литиево-ионные батареи. А также имеет функции измерения ёмкости, внутреннего сопротивления батарей, режим сброса эффекта памяти у никелевых аккумуляторов.

NI-MH аккумуляторы с низким саморазрядом

Это достаточно новая технология. Иногда применяется аббревиатура LSD. Что в переводе с английского “low self-discharge” – низкий саморазряд.

В продаже такие батареи появились чуть больше 10 лет назад и зарекомендовали себя очень хорошо. По сравнению с обычными аккумуляторами, они имеют более низкое внутреннее сопротивление и как следствие большие токи разряда. Ёмкость у них несколько ниже, чем у обычных NI-MH батарей. Но за счёт того, что у обычной батареи саморазряд в первые сутки около 10%, показывают себя не менее эффективно.

Отличить такой аккумулятор от обычного, достаточно несложно. На упаковке и на самом элементе будет присутствовать надпись “ready to use” т.е. “готово к использованию”. Продаются такие элементы уже заряженные. Это оптимальный выбор для любительской фотосъёмки, когда не стоит задача сделать несколько тысяч кадров за один день.

Правила заряда NI MH

Ответ на вопрос — как заряжать ni mh аккумуляторы зависит, прежде всего, от того, какое у пользователя зарядное устройство. Для того, чтобы заряжать правильно, достаточно придерживаться простых норм.

Перед зарядом, аккумуляторы желательно разрядить. Это не строгая норма в отличие от Ni-cd батарей, но желательная.
Температура окружающего воздуха должна быть не ниже 5 o C. Верхний предел температуры 50 o C. Такая температура может возникнуть летом при попадании прямых солнечных лучей.
Изучить функции зарядного устройства. Если оно не обеспечивает автоматическое отключение, рассчитать время заряда.
Установить батареи в зарядное устройство и подключить его к сети. Через некоторое время проверить степень нагрева аккумуляторов. В случае сильного нагрева, заряд прекратить.
Отключить зарядное устройство либо по истечении расчётного времени, либо после включения соответствующей индикации (зависит от типа зарядного устройства).
Хранить Ni-MH элементы заряженными на 10-20% ёмкости. Напряжение не должно падать ниже, чем 0,9v.

При правильном заряде никель металлогидридных аккумуляторов, служат они достаточно долго. От 500 до 1000 циклов заряд-разряд. Основная причина преждевременного выхода из строя – длительное неиспользование и как следствие глубокий разряд. Часто желание пользователей отказаться от технологии Ni-MH или Ni-cd и перевести всю свою технику на литий ионные батареи, совершенно не оправдано. Эти батареи прочно занимают своё место, как в бытовом сегменте, так и в промышленности.

Зарядка аккумуляторов

Химические источники постоянного тока сегодня используются повсеместно. С некоторыми из видов аккумуляторов Вы, безусловно, стакивались и имеете о них какое-то представление. При этом, какой бы информацией Вы не владели, всегда стоит вопрос о правильной подзарядке того или иного типа аккумулятора. Ведь при неправильном совершении заряда срок службы и качество работы может существенно снизиться.

В данной статье мы Вам расскажем о том, как нужно правильно заряжать каждый тип аккумулятора.

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Свинцово-кислотные аккумуляторы следует заряжать постоянным током, величина которого (А) не более 10% показателя емкости батареи (А•ч). Данный способ зарядки является наиболее безопасным и уже стал традиционным. Тем не менее, многие производители сегодня стремятся указывать точный допустимый показатель для определенного аккумулятора. Как правило, данный показатель достигает 30% от показателя емкости. Важно помнить о том, что показатель напряжения 1-ой ячейки такого типа аккумулятора не должен превышать 2,3 В. То есть, при заряде батареи необходимо отслеживать напряжение Приведем пример: двенадцативольтовая батарея включает в себя шесть ячеек, следовательно, общий показатель напряжения в конце подзарядки не должен переступать порог в 13,8 В.

В случае, если емкость аккумулятора равняется 100 (А•ч), а постоянный ток подзарядки – 20 А, то спустя около шести-семи часов 90% заряда будет достигнуто. После достижения данного показателя нужно перейти на режим постоянного напряжения и по истечении 17 часов процесс зарядки будет закончен. Возникает вопрос – почему так много времени уходит на заряд? Все потому, что ток постепенно будет понижаться, а напряжение при этом медленно, но верно будет идти к показателю в 13,8 В. В итоге, аккумулятор будет безопасно заряжен и надежен и для буферной эксплуатации, и для цикличной.

Другой метод заряда свинцово-кислотных аккумуляторов позволяет достигнуть 100% емкости за короткое время (около шести часов) и подходит для цикличного режима использования.

Заключается данный способ в следующем: сила тока заряда устанавливается на 20% от емкости батареи, а напряжение фиксируется на 14,5 В.

Последние модели зарядных устройств от надежных производителей не допускают возникновения критических ситуаций при осуществлении заряда аккумулятора.

Никель-кадмиевые аккумуляторы

Никель-кадмиевый аккумулятор требует к себе очень осторожной подзарядки, поскольку нельзя допускать возникновения перезаряда. Перезаряд провоцирует образование кислорода, а использование тока при этом медленно понижается. Таким образом, заряд никель-кадмиевого аккумулятора характеризуется ростом его давления внутри корпуса. Специалисты советуют заряжать данный тип аккумулятора при температурном режиме +10 – +30 градусов по Цельсию. При таких показателях происходит поглощение выделяемого кислорода кадмиевым электродом.

Цилиндрические рулонные НК-аккумуляторы допускают заряд при быстрой скорости, ведь электроды внутри них расположены очень плотно друг к другу. При стандартном режиме заряда в течение 16 ч происходит полный заряд от 1В до 1,35В. Сила тока при этом равняется 0,1С.

Для того, чтобы увеличить скорость заряда современные НК-аккумуляторы имеют возможность использования тока постоянной величины. Но в таком случае нужен постоянный контроль во избежание перезарядов.

Как правило, никель-кадмиевые аккумуляторы заряжаются при постоянном токе величиной 0,2С-0,3С в течение трех-шести часов. При этом допускается перезаряд до 140%.

Важно отметить, что никель-кадмиевые аккумуляторы отличаются эффектом памяти, то есть обратимая потеря емкости. Именно поэтому заряжать необходимо полностью разрядившийся аккумулятор до 0%. Иначе в следствие возникнувшего “недозаряда2 аккумулятор лишается возможности отдавать полноценно заряд. Хранение НК-аккумуляторов происходит в абсолютно разряженном состоянии. В осуществлении заряда никель-кадмиевого аккумулятора применяются специальные зарядные устройства.

Никель-металл-гидридный аккумулятор

Никель-металл-гидридный аккумулятор – современная разработка, которая признана служить заменой выше описанных никель-кадмиевых аккумуляторов. При аналогичных габаритах данные аналоги отличаются большей емкостью (на 20%) и не имеют эффекта памяти. То есть, возможно осуществление дозаряда. Особенность данного типа аккумулятора заключается в том, что для заряда никель-металл-гидридного аккумулятора, хранившегося частично разряженным больше тридцати суток, его нужно полностью разрядить. При этом хранение осуществляется при неполном заряде – до 40%. Новый никель-металл-гидридный аккумулятор, который ранее не использовался, перед зарядом необходимо «потренировать». То есть, нужно осуществить полный заряд и полный разряд устройства около четырех-пяти раз. Такая «тренировка» позволит увеличить емкость аккумулятора.

Никель-металл-гидридныеаккумуляторы очень чувствительны к повышению температуры, поэтому не следует допускать их перегрева более 50 градусов по Цельсию. Заряжать данные аккумуляторы необходимо постоянным током с напряжением 1,4В-1,6В на одну ячейку. Разряженным никель-металл-гидридный аккумулятор считается при достижении напряжения 0,9В. В дальнейшем разряд характеризуется как вредный. При полноценной зарядке таких аккумуляторов начинается их сильный нагрев из-за того, что выделяемая энергия не расходуется на процесс заряда. Благодаря использованию специального температурного датчика осуществляется контроль заряда. Допустимый показатель температуры при этом не должен превышать 60 градусов по Цельсию.

Никель-цинковый аккумулятор

Номинальный показатель напряжения такого типа аккумулятора – 1,6В, ток – 0,25С. Специально предназначенное для таких аккумуляторов зарядное устройство способно за 12 часов осуществить 100%-ую зарядку. Кроме того, никель-цинковые батареи не имеют эффекта памяти. При этом заряжать аккумулятор нужно до 90%. Такая особенность позволяет увеличить число рабочих циклов и продлить период службы. Допустимая температура нагрева – 40 градусов по Цельсию.

Литий-ионный аккумулятор

Постоянный ток заряда таких аккумуляторов равняется 0,2-1С с напряжением 4-4,2В. При таких показателях заряд происходит в течение 40 минут. По истечении этого времени аккумулятор заряжают при напряжении 4,2В. При заряде током 1С 100%-ая зарядка достигается за два-три часа. При выходе напряжения за обозначенные границы (более 4,2В) потенциальные свойства батареи существенно сокращаются. Важно знать, что литий-ионные батареи ни в коем случае нельзя подвергать перезаряду, поскольку это чревато скоплением на отрицательном электроде металлического лития. На аноде, кстати, осуществляется активное выделение кислорода. В результате всего этого возникает высокая вероятность теплового разгона, роста давления в корпусе и, как следствие, разгерметизация. Наиболее целесообразным и с наименьшими рисками опасности является подзарядка, напряжение которой не превышает рекомендованное.

Современные модели ЛИ-аккумуляторов имеют схемы защиты, предназначенные для предотвращения перезаряда. Данная защита приходит в действие при достижении температуры до 900. Существуют модели, которые оснащены встроенным механическим выключателем, который реагирует на рост давления в корпусе. Но даже современные способы безопасности не умоляют возникновения чрезвычайных ситуаций. Именно поэтому к процессу зарядки стоит относиться очень осторожно. Химические источники постоянного тока сегодня используются повсеместно. С некоторыми из видов аккумуляторов Вы, безусловно, сталкивались и имеете о них какое-то представление. При этом, какой бы информацией Вы не владели, всегда стоит вопрос о правильной подзарядке того или иного типа аккумулятора. Ведь при неправильном совершении заряда срок службы и качество работы могут существенно снизиться.

Торговая сеть “Планета Электрика” имеет в своем ассортименте широкий выбор аккумуляторов и батареек.

Баттерика > отличия между Ni-Cd и Ni-Mh аккмуляторами

Взаимозаменяемы ли никель-кадмиевые (Ni-Cd) и никель-металл-гидридные (Ni-Mh) аккумуляторы? Какой из них лучше?

Основное отличие Ni-Cd аккумуляторов и Ni-Mh аккумуляторов — это состав. Основа аккумулятора одинаковая — это никель, он является катодом, а аноды разные. У Ni-Cd аккумулятора анодом является металлический кадмий, у Ni-Mh аккумулятора анодом является водородный металлогидридный электрод.

У каждого типа аккумулятора есть свои плюсы и минусы, зная их вы, сможете более точно подобрать необходимый вам аккумулятор.

	Плюсы	Минусы
Ni-Cd	Низкая цена. Возможность отдавать большой ток нагрузки. Широкий диапазон рабочих температур от -50°C до +40°C. Ni-Cd аккумуляторы даже могут заряжаться при отрицательной температуре. До 1000 циклов заряда-разряда, при правильной эксплуатации.	Относительно высокий уровень саморазряда (примерно 8-10%% в первый месяц хранения) После длительного хранения требуется 3-4 цикла полного заряда-разряда для полного восстановления аккумулятора. Обязательно полный разряд аккумулятора перед зарядкой, для предотвращения «эффекта памяти» Больший вес относительно Ni-Mh аккумулятора одинаковых габаритах и ёмкости.
Ni-Mh	Большая удельная емкость относительно Ni-Cd аккумулятора (т.е. меньший вес при той же емкости). Практически отсутствует «эффект памяти». Хорошая работоспособность при низких температурах, хотя и уступает Ni-Cd аккумулятору.	Более дорогие аккумуляторы в сравнении с Ni-Cd. Большее время зарядки. Меньший рабочий ток. Меньшее количество циклов заряда-разряда (до 500). Уровень саморазряда в 1,5-2 раза выше, чем у Ni-Cd.

Подойдёт ли старое зарядное устройство к новому аккумулятору если я поменяю Ni-Cd на Ni-Mh аккумулятор или наоборот?

Принцип заряда у обоих аккумуляторов абсолютно одинаковый, поэтому зарядное устройство можно использовать от предыдущего аккумулятора. Основное правило зарядки данных аккумуляторов заключается в том, что заряжать их можно только после полной разрядки. Это требование является следствием того, что оба типа аккумулятора подвержены «эффекту памяти», хотя у Ni-Mh аккумуляторов эта проблема сведена к минимуму.

Как правильно хранить Ni-Cd и Ni-Mh аккумуляторы?

Лучшее место для хранения аккумулятора — сухое прохладное помещение, так как чем выше температура хранения, тем быстрее происходит саморазряд аккумулятора. Хранить батарею можно в любом состоянии кроме полного разряда или полного заряда. Оптимальный заряд — 40-60%%. Раз в 2-3 месяца следует проводить дозаряд (по причине присутствующего саморазряда), разряд и снова заряд до 40-60%% ёмкости. Допустимо хранение сроком до пяти лет. После хранения батарею следует разрядить, зарядить и после этого использовать в обычном режиме.

Можно ли использовать аккумуляторы большей или меньшей ёмкости чем аккумулятор из первоначального комплекта?

Ёмкость аккумулятора — это время работы вашего электроинструмента от аккумулятора. Соответственно для электроинструмента нет абсолютно никакой разницы по ёмкости аккумулятора. Фактическая разница будет только во времени зарядки аккумулятора, и времени работы электроинструмента от аккумулятора. При выборе ёмкости аккумулятора следует отталкиваться от ваших требований, если требуется дольше работать, используя один аккумулятор — выбор в пользу более ёмких аккумуляторов, если комплектные аккумуляторы полностью устраивали, то следует остановиться на аккумуляторах равных или близких по ёмкости.

Все о никель-кадмиевых (Ni-Cd) аккумуляторах

В одной из наших статей мы раскрывали самые популярные вопросы о щелочных аккумуляторах. Никель-кадмиевые (Ni-Cd) являются самыми распространенными видами щелочных батарей. Созданы они были Вальмаром Юнгером в 1899 году.

Сегодня разберемся подробнее в устройстве и принципе работы Ni-Cd аккумуляторов.

Никель-кадмиевые аккумуляторы широко применяются в железнодорожном, морском и речном транспорте, в троллейбусах, трамваях, самолетах и вертолетах. Так что сфера применения данных аккумуляторов очень обширна. Они по-прежнему доминируют при использовании в авиации, военной технике. К сожалению, никель-кадмиевые аккумуляторы нет возможности использовать в устойствах, которые имеют потребление большой мощности.

Из плюсов Ni-Cd аккумуляторов можно отметить:

малочувствительны к низким температурам;
возможность быстрого заряда;
приспособленность для использования в жестких условиях эксплуатации.

Из минусов, можно выделить следующее:

высокий уровень саморазряда;
после длительного хранения емкость восстанавливается только после 5 циклов разряда-заряда;
для продления срока службы рекомендуется каждый раз полностью его разряжать для предотвращения «эффекта памяти».

Какова же конструкция данного аккумулятора?

Никель – кадмиевые аккумуляторы выступают трех видов: цилиндрические, призматические, таблеточные или дисковые.

Компания ООО «Курс» реализует никель-кадмиевые аккумуляторы, корпус которых изготовлен из полимерного материала. Относящегося к группе слабогорючих, по степени воспламеняемости – к трудновоспламеняемым. Положительные и отрицательные электроды размещены поочередно, а между ними расположен сепаратор.

Что влияет на заряд аккумуляторов?

Зарядку Ni-Cd аккумуляторов необходимо проводить в температурном диапазоне 0 – 40 градусов Цельсия.

Цилиндрические никель-кадмиевые аккумуляторы обычно заряжаются от 3 до 7 часов в зависимости от емкости тока.

Аккумуляторы ООО «Курс» обладают следующими свойствами:

низкое зарядное напряжение, что обеспечивает работу в условиях заряда постоянным напряжением, в том числе при низких температурах;
высокое сопротивление изоляции;
отсутствие неудобного в эксплуатации резинового чехла;
сохранение работоспособности после глубоких разрядов;
высокие разрядные характеристики при низких температурах;
длительная сохранность заряда;
снижение газовыделения, сокращение доливок воды.

Какие же основные особенности эксплуатации никель-кадмиевых следует соблюдать?

Как и в любых других аккумуляторах при эксплуатации никель-кадмиевых аккумуляторов происходят изменения, оказывающие влияние на работоспособность:

изменение состава и объема щелочного электролита, а также его перераспределение в батарее;
потеря активной массы электролитов;
возникновение утечек по проводникам;
распад органических веществ.

Из-за высокого окислительного потенциала положительного электрода на никель-кадмиевом аккумуляторе окисляются органические примеси. Увеличение давления в никель-кадмиевом аккумуляторе также оказывает пагубное влияние на состояние аккумулятора.

Еще один момент, который не стоит упускать – это водород, который скапливается при постоянной разрядке батареи до 0 вольт. У щелочных никель-кадмиевых аккумуляторов имеется аварийный клапан, чтобы сбросить давление. Все эти факторы также влияют на уровень работоспособности аккумуляторов.

В заключении, хотелось бы рассказать, как происходит маркировка никель-кадмиевых аккумуляторов:

В условном обозначении аккумулятора и батареи цифры и буквы обозначают:

Цифры перед буквами – количество аккумуляторов в батарее;

К (НК) – открытый никель-кадмиевый призматический аккумулятор;

L – длительность режима разряда;

H – короткий режим разряда;

55, 125, 220, 550 – номинальная емкость аккумулятора в Ампер-часах

Р (П) – пластмассовый корпус

(У) – климатическое исполнение

Узнать больше про никель-кадмиевые аккумуляторы, ознакомится с различными видами и сделать заказ, Вы сможете у менеджеров ООО «Курс». Мы предлагаем широкий ассортимент: КН 150 Р, КН 220 Р, KL 375 P, НК – 125 П, НК – 55 Р и др.

Связаться с нами можно по бесплатному номеру 8 800 200 60 10.

Правила эксплуатации NiCd аккумуляторов

Несмотря на то, что никель-кадмиевые аккумуляторы с этого года запрещены к производству в странах Евросоюза, эти неустанные труженики до сих пор используются во многих недорогих и мощных автономных устройствах (шуруповерты, электробритвы, фонари).

Даже если в инструкции по эксплуатации о типе аккумулятора устройства ничего не сказано, определить то, что именно никель-кадмиевый аккумулятор служит источником тока достаточно просто — чаще всего время зарядки указывается в диапазоне 5-12 часов и присутствует указание на необходимость самостоятельного отключение зарядного по истечению времени заряда.

Для никель-кадмиевых батарей предпочтительнее быстрая импульсная зарядка чем медленная постоянным током. Эти батареи могут выдать большую мощность, что что определяет их выбор для мощных автономных устройств. Никель-кадмиевые батареи единственный тип батарей, который выдерживает полную разрядку при большой нагрузке без каких-либо последствий. Остальные типы батарей требуют неполной разрядки при относительно невысоких мощностных нагрузках.

Никель-кадмиевые батареи не любят длительной зарядки при эпизодической небольшой нагрузке. Периодическая полная разрядка необходима для них как воздух для человека – при отсутствии полной разрядки на электродах образуются большие кристаллы металла (что приводит к проявлению так называемого “эффекта памяти”) – аккумулятор скачкообразно теряет свою емкость. Для долгой и эффективной работы NiCd батарей необходимы циклы обслуживания батареи – полная разрядка с последующей полной зарядкой, исходя из большинства рекомендаций – раз в месяц, в крайнем случае раз в 2-3 месяца.

Никель-кадмиевые аккумуляторы являются самыми «дуракоустойчивыми» из современных массовых аккумуляторов — для их использования не требуется даже системы мониторирования параметров аккумулятора, что определяет их использование в недорогих и мощных устройствах.

Зарядка малыми токами за 5-12 часов позволяет обойтись без каких-либо предосторожностей в виде систем контроля заряда-разряда. При перезаряде аккумулятор просто медленно будет терять емкость (на радость производителя). Необходимо помнить об этом при использовании «bad-boy» зарядных устройств (зарядных без механизма автоматического контроля заряда). Поэтому, лучше всего заряжать полностью разряженный аккумулятор и строго соблюдать время зарядки, что позволит сохранить емкость NiCd аккумулятора достаточно долгое время.

При использовании «быстрой» зарядки (со временем заряда менее 5 часов) желательно иметь зарядное устройство с температурным датчиком, поскольку при заряде повышается температура аккумулятора, вместе с температурой растет емкость, с ростом емкости зарядный прибор может перезарядить батарею свыше необходимого уровня, что приводит к еще большему росту температуры (явление «терморазгона» аккумулятора) и, как минимум, к ухудшению параметров батареи. Подобная ситуация существует и при заряде батареи при низких температурах. Температурный датчик позволяет сдвинуть параметры заряда в зависимости от температуры аккумулятора, а также отключить батарею от заряда при превышении скорости роста температуры выше 1 градуса Цельсия в минуту или по достижении температуры батареи в 60 градусов Цельсия что позволяет избежать трагических последствий терморазгона.

В качестве иллюстрации необходимости термодатчика в зарядном могу привести пример двухлетней давности заряда никель-кадмиевой батареи для профессионального шуруповерта на зарядном без термодатчика (на фото – это самое зарядное устройство), позволяющего заряжать батарею ускоренным темпом – за час. В то время была температура в квартире около 30°C, зарядное автоматически должно заряжать аккумулятор до достижения целевого напряжения и автоматически отключаться, что английским по-белому было сказано в инструкции в разделе безопасность. Утром первый аккумулятор из комплекта был заряжен без всяких эксцессов – через 50 минут зарядное отключилось, ближе к вечеру второй аккумулятор при заряде преподнес сюрприз: из-за отсутствия термодатчика в зарядном, батарея вошла в режим терморазгона. Так как заряд был ускоренным проблема была замечена поздно – когда аккумулятор пошел дымом и стал разбрызгивать горячий электролит. Быстро отключенный от сети зарядник удалось спасти. Аккумулятор же еще долго сопел в агонии, пытаясь причинить как можно больше вреда при отходе в мир иной, однако ему это не удалось и вред ограничился стоимостью самого аккумулятора – 15USD. С тех пор зарядное подключается к сети через таймер.

Несмотря на свои недостатки, никель-кадмиевые аккумуляторы до сих пор существуют среди нас. Надеюсь, немного теории и практического опыта, изложенного в статье, позволят читателю получить от никель-кадмиевого аккумулятора своего устройства максимум того, на что он способен.

Зарядное устройство для простых никель-кадмиевых аккумуляторов

с индикатором заряда

>> Электронные ресурсы для проектирования
.. >> Библиотека: Серия статей
.. .. >> Серия: Идеи для дизайна
.. .. .. >> Идеи для дизайна Том 2

Перезаряжаемые никель-кадмиевые (NiCd) батареи широко используются в бытовой электронике из-за их высокой плотности энергии, длительного срока службы и низкой скорости саморазряда. Стандартные никель-кадмиевые элементы можно заряжать с разными скоростями: быстрая зарядка сильным током или ночь малым током.

Независимо от скорости зарядки, во время зарядки на аккумулятор должен подаваться постоянный ток. Кроме того, в аккумуляторную батарею необходимо подавать больше энергии, чем ее фактическая емкость, чтобы компенсировать потери энергии во время зарядки.

Однако при разработке зарядного устройства для них необходимо решить две проблемы: как установить правильное значение зарядного тока и как остановить процесс зарядки, когда аккумулятор полностью заряжен, чтобы избежать перезарядки. Это простое и недорогое зарядное устройство решает обе проблемы.

1. Постоянный ток зарядки создается LDO и резистором и стробируется Q1, который, в свою очередь, управляется выходом микроконтроллера. Квартет светодиодов, также управляемых микроконтроллером, показывает пользователю состояние заряда.

Самый дешевый и безопасный способ зарядить никель-кадмиевый аккумулятор – заряжать его на 10% от номинальной емкости в час в течение 16 часов. Используемый аккумуляторный блок содержит два никель-кадмиевых элемента AA емкостью 1200 мАч, поэтому аккумулятор должен заряжаться током 120 мА.

В схеме зарядки на Рисунке 1 постоянный ток заряда генерируется регулятором тока, состоящим из IC3 (LM317 LDO) и резистора R3, где R3 равно 1.25 В / 120 мА, около 10 Ом. Коммутационный полевой МОП-транзистор Q1 (IRF520) был выбран из-за его очень низкого сопротивления в открытом состоянии (проводящего) 0,3 Ом.

Лучшая практика зарядки – использовать таймер, чтобы предотвратить перезарядку более 16 часов. Такой подход не требует наличия датчика окончания заряда и обеспечивает полную зарядку. Функция синхронизации выполняется микроконтроллером IC1, который также сообщает о состоянии заряда через светодиоды.

В этом проекте можно использовать любой микроконтроллер.Здесь был использован недорогой восьмиконтактный микроконтроллер Motorola (Freescale) MC68HC908QT1.

Каждый этап зарядки обозначается включением соответствующего светодиода. Количество шагов определяется количеством доступных выходов микроконтроллера без добавления каких-либо дополнительных компонентов. Поскольку микроконтроллер имеет пять выходов, один из них используется для запуска заряда, поэтому четыре могут использоваться для индикации заряда. Для минимизации количества компонентов используются светодиоды со встроенными резисторами (WP710A10YD5V, www. kingbrightusa.com).

Чтобы сделать процесс более наглядным, эти светодиоды должны быть расположены на одной линии с очертаниями батареи, нарисованными вокруг них, поэтому включение светодиодов по одному будет четко указывать на процесс зарядки. Разумно выбрать одинаковые интервалы времени, при этом светодиоды будут показывать 25%, 50%, 75% и 100% времени заряда аккумулятора.

Программа начинает мигать соответствующим светодиодом в начале каждого временного интервала и до конца каждого интервала.После этого загорятся светодиоды. Когда зарядка завершена, все четыре светодиода горят, поэтому пользователь знает статус заряда в любое время. (В качестве дополнительной функции можно добавить зуммер для подачи звукового сигнала по окончании зарядки.)

Программа микроконтроллера на рис. 2 проста. Листинг кода ассемблера можно найти здесь.

2. Блок-схема показывает прямую последовательность проверки уровня / пошаговой итерации кода для управления светодиодами индикации заряда.

Период мигания светодиода установлен на одну секунду. Встроенный генератор микроконтроллера генерирует частоту 12,8 МГц и обеспечивает длительность одного цикла 312,5 нс. При установке предварительного делителя таймера на 64 и регистра по модулю таймера на 50 000 (C350H) период переполнения таймера (TOF) равен одной секунде (0,3125 мкс × 64 × 50 000). Программа переключает светодиод в каждом периоде TOF.

Ночной «продолжительный» заряд длится 16 часов, при этом константа счетчика MAX_CNT рассчитывается как 16 × 60 × 60 = 57 600 (E100H).Таким же образом можно установить любое максимальное время зарядки. Очевидно, что ждать 16 часов для тестирования программы неудобно, и более практичным было бы, например, 20 минут.

Для этого более короткого периода постоянная MAX_CNT должна быть установлена на 20 × 60 = 1200 (04B0H). После ввода максимального времени зарядки продолжительность каждого из четырех временных интервалов будет автоматически установлена прошивкой.

Этот подход очень гибкий и может быть применен для зарядки любой никель-кадмиевой батареи, выбрав соответствующий резистор R3. Кроме того, можно использовать практически любой тип микроконтроллера, поскольку программа проста и использует только стандартные инструкции.

Абель Рейнус – инженер в Armatron International Inc., Малден, Массачусетс. С ним можно связаться по адресу [email protected].

Никель-кадмиевые батареи – обзор

9 Никель-кадмиевые батареи

Никель-кадмиевые (Ni-Cd) батареи в заряженном состоянии имеют положительные пластины с оксигидроксидом никеля (NiOOH) в качестве активного материала, отрицательные пластины с мелкодисперсными пластинами. металлический кадмий в качестве активного материала и электролит гидроксида калия (КОН) в воде (20–35% по весу). При разряде NiOOH положительной пластины преобразуется в Ni (OH) ₂, а металлический кадмий отрицательной пластины превращается в Cd (OH) ₂.

Основные реакции:

Всего: 2NiOOH + заряженный C + 2h3O⇔2NI (OH) 2 + Cd (OH) 2 разряженный

На положительной пластине: NiOOH + h3O + e − заряженный ⇔Ni (OH) 2 + OH − разряженный

На отрицательной пластине: Cd + 2OH – заряженный Cd (OH) 2 + 2e – разряженный

Обратите внимание, что в никель-кадмиевой батарее электролит KOH не участвует в реакциях заряда или разряда. Это означает, что концентрация электролита не изменяется при зарядке и разрядке, и при этом для реакции разряда не требуется адекватное поступление ионов из электролита, чтобы гарантировать достижение полной емкости.Оба эти фактора отличаются от поведения свинцово-кислотной батареи.

Система никель-кадмиевых батарей имеет номинальное напряжение 1,2 В / элемент. Типичное конечное напряжение для разряда в фотоэлектрических системах составляет 0,9–1,0 В / элемент, а типичное конечное напряжение для зарядки в фотоэлектрических системах варьируется от 1,45 до 1,6 В / элемент, в зависимости от батареи, контроллера и типа системы. Нет никакой связи между напряжением холостого хода и SOC.

В фотоэлектрических системах никель-кадмиевые батареи обычно выбирают вместо свинцово-кислотных аккумуляторов, когда они работают при очень низких (минусовых) или очень высоких (более 40 ° C) температурах, когда свинцово-кислотные батареи могут замерзать или замерзать. соответственно значительно сокращенный срок службы.Промышленные никель-кадмиевые батареи открытого типа обычно в 3–4 раза дороже на киловатт-час хранимой энергии, чем промышленные свинцово-кислотные батареи открытого типа.

Хотя одиночный никель-кадмиевый элемент может быть полностью разряжен (до 0 В) без ущерба, не рекомендуется позволять всей батарее разряжаться до очень низкого напряжения. Это связано с тем, что некоторые элементы неизбежно будут иметь меньшую емкость, чем другие, и если разряд батареи превышает их предел емкости, элементы с низкой емкостью могут быть переведены в обратную полярность (т.е.е., будут иметь напряжение менее 0 В), что может сократить срок их службы. Поэтому обычно указывается, что никель-кадмиевый аккумулятор в фотоэлектрической системе имеет максимальную глубину разряда 90%.

Промышленные никель-кадмиевые батареи, используемые в фотоэлектрических системах, обычно открытого типа, предназначенные для использования в режиме ожидания при низкой скорости разряда. Они могут быть типа карманных пластин или волоконных пластин. Во всем мире настаивают на запрете никель-кадмиевых батарей из-за проблем с токсичными отходами, и это уже произошло в ЕС [1] для небольших герметичных батарей потребительского типа, для которых доступны альтернативные типы батарей.Однако для более крупных батарей в настоящее время нет альтернативной системы с аналогичными свойствами, и трудно понять, как их можно запретить, прежде чем такая альтернативная система станет доступной. Следует иметь в виду, что любые никель-кадмиевые батареи, предназначенные для фотоэлектрической системы, должны быть утилизированы надлежащим образом по окончании срока службы (путем возврата производителю для переработки или через утвержденную организацию по переработке аккумуляторов).

Эффект памяти – это явление, которое наблюдается в некоторых типах никель-кадмиевых аккумуляторов при неглубоком цикле эксплуатации, но не в открытых типах карманных пластин, используемых в более крупных стационарных фотоэлектрических системах, о которых идет речь в этой главе.Эффект памяти описывает потерю батареей способности обеспечивать полную емкость при нормальном напряжении при регулярном неглубоком цикле без полной разрядки. Оставшаяся мощность, которая не использовалась регулярно, будет доступна, но при более низком напряжении. Считается, что причина этого эффекта памяти связана с образованием крупных кристаллов в кадмиевом электроде в присутствии большой площади поверхности металлического никеля. Поэтому это происходит в основном в никель-кадмиевых батареях с спеченными пластинами (как открытых, так и вентилируемых), но не в типах карманных или волоконных пластин, используемых в более крупных автономных фотоэлектрических системах в экстремальных температурных условиях.

Большинство промышленных никель-кадмиевых резервных аккумуляторов стандартно поставляются с 20% -ным электролитом КОН. Температура замерзания составляет -25 ° C. Если причина выбора никель-кадмиевой батареи, а не свинцово-кислотной, состоит в том, чтобы предотвратить проблемы с замерзанием, эта точка замерзания может быть недостаточно низкой, и может потребоваться использовать 30% -ный электролит KOH, который имеет точку замерзания -58. ° C.

NiMH зарядное устройство FAQ

Часто задаваемые вопросы о зарядных устройствах NiMH и NiCD

[Примечание: в этом разделе часто задаваемых вопросов в основном рассматриваются вопросы о зарядных устройствах, предназначенных для аккумуляторов NiMH или NiCD.Он не распространяется конкретно на свинцово-кислотные, герметичные свинцово-кислотные (SLA) или литий-ионные зарядные устройства.]

В чем разница между быстрой зарядкой и быстрой зарядкой?

Оба термина по сути бессмысленны. В отрасли нет стандарта, поэтому производители могут использовать эти термины по-разному. Одна из проблем с такими терминами заключается в том, что время, необходимое для зарядки аккумулятора, зависит от емкости заряжаемого аккумулятора.Зарядное устройство, способное зарядить NiCD аккумулятор AAA стандартной емкости (180 мАч) всего за один час, может занять 8 часов для зарядки NiMH аккумулятора большой емкости (1500 мАч). Лучше игнорировать такие термины и сделать приблизительный расчет того, насколько быстро зарядное устройство может заряжать аккумуляторы. (Для этого вы можете использовать наш калькулятор времени зарядки аккумулятора . )

Вернитесь к началу страницы

Сколько времени потребуется зарядному устройству для зарядки аккумуляторов?

Довольно легко оценить, сколько времени это займет.Просто разделите емкость аккумулятора на скорость зарядки зарядного устройства, а затем увеличьте время примерно на 20%, чтобы учесть определенную неэффективность. Например, аккумулятор емкостью 1600 мАч потребует около 4 часов для полной зарядки зарядным устройством со скоростью заряда 500 мА. (1600 мАч / 500 мА x120%). Кстати, этот пример применим к стандартной NiMH батарее AA и типичному «быстрому зарядному устройству». Имейте в виду, что частично разряженный аккумулятор будет заряжен за меньшее время.

Если это кажется слишком сложным, воспользуйтесь нашим калькулятором времени заряда аккумулятора .

Вернитесь к началу страницы

Может ли зарядное устройство повредить аккумулятор (сократить срок его службы или уменьшить емкость)?

Да. Наиболее частой причиной преждевременного выхода из строя аккумулятора является чрезмерный заряд. Тип зарядных устройств, наиболее часто вызывающих перезарядку, – это так называемые «быстрые зарядные устройства» на 5 или 8 часов. Проблема с этими зарядными устройствами в том, что у них действительно нет механизма контроля заряда. Большинство из них представляют собой простые конструкции, которые заряжаются с полной скоростью в течение фиксированного периода времени, обычно пять или восемь часов, а затем отключаются или переключаются на более низкий уровень «струйной» зарядки. При правильном использовании эти зарядные устройства в порядке. При неправильном использовании они могут сократить срок службы батареи несколькими способами.

Сначала предположим, что полностью заряженные или частично заряженные батареи вставлены в зарядное устройство. Зарядное устройство не может это почувствовать, поэтому оно полностью заряжает батареи, на которые оно было рассчитано.Нет ничего необычного в том, чтобы поместить частично заряженные батареи в зарядное устройство, поскольку довольно легко смешать батареи и случайно вставить полностью заряженные батареи в зарядное устройство. Сделайте это несколько раз с одним из этих зарядных устройств, и емкость аккумулятора начнет падать.

Еще одна распространенная ситуация – цикл зарядки прерывается на этапе зарядки. Зарядное устройство отключают, чтобы посмотреть, насколько нагреваются батареи, или использовать электрическую розетку для чего-нибудь еще.Затем зарядное устройство снова подключается. К сожалению, это приведет к повторному запуску полного цикла зарядки, даже если предыдущий цикл зарядки был почти завершен.

Самый простой способ избежать этих сценариев – использовать интеллектуальное зарядное устройство, зарядное устройство с микропроцессорным управлением. Интеллектуальное зарядное устройство может определить, когда аккумулятор полностью заряжен, а затем, в зависимости от его конструкции, либо полностью отключиться, либо переключиться на непрерывный заряд. В большинстве наших зарядных устройств используется микропроцессорное управление. Для получения конкретной информации см. Нашу сравнительную таблицу зарядных устройств .

Вернитесь к началу страницы

Что такое капельный заряд?

Теоретически капельный заряд – это уровень заряда, который достаточно высок, чтобы поддерживать полностью заряженный аккумулятор, но достаточно низок, чтобы избежать перезарядки. Плата за обслуживание – это еще один способ описать постоянный заряд. Определение оптимальной скорости непрерывного заряда для конкретной батареи немного сложно описать, но обычно считается, что она составляет около десяти процентов от емкости батареи, т.е. е. Оптимальная скорость непрерывной подзарядки Sanyo 2500 мАч AA NiMH не превышает 250 мА.Одна из причин, по которой вам важно понимать оптимальную скорость непрерывного заряда для зарядного устройства и аккумуляторов, заключается в том, чтобы компенсировать саморазряд NiCD и NiMH аккумуляторов. Другая причина заключается в том, что перезарядка аккумулятора определенно сократит срок его службы. Хотя большинство производителей не рекомендуют оставлять батарею в зарядном устройстве на длительное время, многие люди оставляют свои батареи в зарядном устройстве на непрерывной подзарядке на несколько дней или недель, чтобы сохранить свои батареи «готовыми к использованию».Если вам известна скорость непрерывного заряда, которую производит ваше зарядное устройство, и она составляет около одной десятой емкости аккумулятора или меньше, тогда все будет в порядке, если вы собираетесь делать это время от времени. Вообще говоря, вы не хотите оставлять зарядное устройство подключенным к сети без присмотра на длительное время.

Вредна ли непрерывная зарядка для аккумуляторов?

Многие производители аккумуляторов не рекомендуют длительную (за несколько месяцев) непрерывную зарядку. Если используется непрерывная зарядка, скорость зарядки должна быть очень низкой, низкой или только прерывистой.Лучшие интеллектуальные зарядные устройства будут отправлять импульсный заряд аккумулятору только после его зарядки. Они не применяют постоянную низкую ставку заряда. Некоторые реселлеры аккумуляторов заявляют, что применение непрерывной непрерывной подзарядки примерно на 1/10 емкости аккумулятора не является вредным. Однако мы не видели, чтобы производители аккумуляторов одобряли эту практику.

Лучше полностью зарядить батареи, а затем хранить их полностью заряженными в морозильной камере, чем оставлять их на непрерывной подзарядке на очень длительные периоды времени.

Вернитесь к началу страницы

Уменьшает ли быстрая зарядка срок службы батарей?

Несущественно. Если для этого используется правильно спроектированное интеллектуальное зарядное устройство, большинство никель-металлгидридных аккумуляторов можно зарядить примерно за час без каких-либо повреждений или значительного сокращения их срока службы. Однако никель-металлгидридные аккумуляторы можно быстро заряжать только с помощью зарядного устройства, специально разработанного для зарядки никель-металлгидридных аккумуляторов. Зарядные устройства, предназначенные для быстрой зарядки никель-кадмиевых аккумуляторов, могут перезарядить никель-металлогидридные аккумуляторы.Хотя может быть правдой, что быстрая зарядка NiMH аккумуляторов может немного сократить срок службы аккумулятора (вероятно, менее чем на 10%), это должно быть более чем компенсировано неудобством всегда медленной зарядки аккумуляторов.

Вернитесь к началу страницы

В чем разница между зарядным устройством для никель-металлгидридных аккумуляторов и зарядным устройством для никель-кадмиевых аккумуляторов.

Наибольшие различия заключаются в скорости заряда (насколько быстро зарядное устройство может заряжать батареи) и в управлении зарядкой (как заряд определяет, когда остановить заряд).Многие из недорогих зарядных устройств для NiMH аккумуляторов представляют собой просто зарядные устройства NiCd, которые были слегка модифицированы. Обычно 5-часовое зарядное устройство NiCd оснащено переключателем, который позволяет увеличить время зарядки с пяти до восьми часов. Таким образом, зарядное устройство NiCd на 5 часов превращается в зарядное устройство NiMh на 8 часов. Как мы упоминали выше, мы не рекомендуем этот тип зарядного устройства. Хотя зарядное устройство с таймером дешевле в производстве, чем интеллектуальное зарядное устройство, оно может привести к перезарядке и повреждению аккумулятора, если аккумуляторы часто заряжаются до того, как они разрядятся (то есть аккумуляторы используются в течение короткого времени, а затем полностью заряжаются снова. ).

Интеллектуальные зарядные устройства

NiMH на самом деле были разработаны, чтобы определять, когда NiMH аккумулятор полностью заряжен, а затем отключаться или переходить в режим непрерывной зарядки. Из-за более сложной схемы этот тип зарядного устройства стоит дороже, но должен продлить срок службы батареи . Некоторые из этих зарядных устройств лишь немного дороже «глупых» зарядных устройств. Мы настоятельно рекомендуем приобрести интеллектуальное зарядное устройство для NiMH или NiCd аккумуляторов.

Вернитесь к началу страницы

Могу ли я использовать старое зарядное устройство NiCd для зарядки NiMH аккумуляторов?

Ответ на этот вопрос зависит от типа зарядного устройства NiCd.В зависимости от типа имеющегося у вас никель-кадмиевого зарядного устройства старое никель-кадмиевое зарядное устройство может недостаточно заряжать никель-металлогидридные батареи (скорее всего), заряжать их чрезмерно (что менее вероятно) или заряжать никель-металлгидридные батареи должным образом (но это вряд ли произойдет автоматически и может займет очень много времени). Давайте посмотрим на три случая.

Многие из старых никель-кадмиевых зарядных устройств представляют собой простые зарядные устройства с синхронизацией по времени, которые заряжают батареи в течение определенного времени, а затем отключаются. К сожалению, поскольку никель-кадмиевые батареи имеют гораздо меньшую емкость, чем никель-металлогидридные батареи, таймер, вероятно, отключится задолго до полной зарядки никель-металлгидридных батарей. Это не повредит батареи, но никель-металлгидридные батареи не будут полностью заряжены, поскольку таймер остановит цикл зарядки слишком рано.

Среди старых никель-кадмиевых зарядных устройств распространены также так называемые «ночные» зарядные устройства, которые заряжают аккумуляторы с низкой скоростью, пока зарядное устройство подключено к электросети. Зарядное устройство этого типа может полностью заряжать никель-металлогидридные аккумуляторы, но это может занять очень много времени. Сделай так. Возможно, что старому зарядному устройству NiCd потребуется до 48 часов, чтобы полностью зарядить новые NiMH аккумуляторы большой емкости! Этот тип зарядного устройства вряд ли повредит никель-металлгидридные батареи, если батареи не будут оставлены в зарядном устройстве на несколько недель, но это может быть не очень удобно в использовании.Если у вас есть такое зарядное устройство, вы можете определить, сколько времени вам нужно для зарядки аккумуляторов, с помощью калькулятора, указанного выше.

Последняя возможность состоит в том, что старое зарядное устройство NiCd представляет собой быстрое зарядное устройство, которое заряжает никель-металлгидридные батареи, но не будет иметь необходимой схемы для остановки цикла зарядки после полной зарядки NiMH-батарей. Если зарядное устройство NiCd предназначено для зарядки аккумуляторов менее чем за два часа, это может быть именно этот тип. В этом случае существует риск того, что старое зарядное устройство перезарядит NiMH аккумуляторы.Это будет очевидно, если батареи сильно нагреются во время цикла зарядки. (NiMH аккумуляторы могут нагреваться после полной зарядки, особенно при быстрой зарядке). Если никель-металлгидридные батареи становятся слишком горячими для использования и остаются в таком состоянии более 20 или 30 минут, то зарядное устройство, скорее всего, перезаряжает никель-металлгидридные батареи и может сократить их срок службы. Вы, скорее всего, столкнетесь с этим типом зарядного устройства, если бы оно было разработано для быстрой зарядки автомобильных аккумуляторов радиоуправления (RC).Мы не рекомендуем использовать быстрое зарядное устройство NiCD для зарядки NiMH аккумуляторов.

Вернитесь к началу страницы

Какие батареи лучше: NiCD или NiMH?

Это действительно зависит от того, для чего вы собираетесь их использовать. Батареи NiCD обычно используются для электроинструментов, и по этой емкости они во многих отношениях превосходят NiMH батареи. Для цифровых устройств с высоким энергопотреблением, где вес имеет первостепенное значение, лучше всего подходят никель-металлгидридные батареи. NiMH батареи также считаются экологически чистым химическим составом.NiCD токсичны, и их переработка обязательна.

Вернуться к началу страницы

Что такое зарядка батареи или упражнения?

Когда вы намеренно разряжаете батарею до определенного минимального напряжения, а затем перезаряжаете ее, это называется кондиционированием или восстановлением батареи. Это также иногда называют упражнениями на батарейках. Это особенно важно для уменьшения того, что некоторые называют эффектом памяти, испытываемым при использовании никель-кадмиевых батарей, если вы обычно не полностью разряжаете их при каждом использовании.Для NiCD аккумуляторов это необходимо делать периодически, примерно каждые 10 циклов зарядки / разрядки или около того, иначе аккумуляторы начнут терять емкость. Для никель-металлгидридных аккумуляторов кондиционирование не требуется, чтобы уменьшить эффект памяти, потому что в этом типе аккумуляторов он незначителен. Однако восстановление очень удобно как для NiMH, так и для NiCD аккумуляторов, потому что новые аккумуляторы не заряжаются, когда вы их получаете, и их необходимо заряжать и разряжать три-пять раз, прежде чем они достигнут своей полной емкости.Кроме того, время от времени кондиционирование перезаряжаемых аккумуляторов помогает гарантировать, что они прослужат вам годы или прослужат вам, и сэкономят вам как можно больше денег, прежде чем вы утилизируете их и получите новые.

Вернуться к началу страницы

Что такое канал заряда или цепь заряда?

Зарядные устройства

имеют один или несколько каналов зарядки, также называемых цепями зарядки. Каждый канал зарядки может заряжать одну или несколько батарей. Например, зарядные устройства типа AA и AAA обычно имеют четыре зарядные станции и два канала зарядки.Это означает, что каждый канал заряда заряжает две батареи в одной цепи. Вот почему вы видите, что многие люди рекомендуют хранить батареи в наборах, чтобы оптимизировать их зарядку. В основном это рекомендуется, потому что вы, вероятно, используете зарядное устройство с двумя батареями в каждом канале зарядки, например, наш TurboCharger 4000.

Вернуться к началу страницы

Что такое зарядная станция?

В зарядном устройстве зарядная станция – это место, куда вы помещаете аккумулятор для его зарядки.Многие зарядные устройства имеют зарядные станции, которые подходят для аккумуляторов разных типов и размеров. Например, большинство зарядных устройств типа AA также поддерживают батареи AAA, а некоторые «универсальные» зарядные устройства могут также использовать другие типы на той же зарядной станции. например, клетки AA, AAA, C и D. У универсальных зарядных устройств других типов есть адаптеры, которые входят в комплект или должны приобретаться отдельно, чтобы использовать батареи разных типов и размеров.

Что делает зарядное устройство «умным зарядным устройством»?

Любое зарядное устройство, использующее компьютерный чип для управления различными аспектами процесса зарядки, можно считать интеллектуальным зарядным устройством.Технически даже зарядное устройство, которое может определять и регулировать скорость заряда на основе батареи, вставленной в зарядную станцию, может считаться интеллектуальным зарядным устройством, но все, что является либо ручным (постоянная скорость зарядки, пока оно подключено), либо использует таймер Чтобы управлять процессом зарядки, мы не рассматриваем настоящее умное зарядное устройство. Есть даже разные уровни умных зарядных устройств. Различные функции, которые работают вместе, иногда загадочным образом, потому что есть так много переменных с аккумуляторами и зарядными устройствами.Чтобы мы считали зарядное устройство для аккумулятора умным зарядным устройством, оно должно иметь общую функцию зарядки, известную как отрицательная дельта V. Отрицательная дельта V – это, по сути, технический метод для зарядного устройства, чтобы узнать, когда батарея достигла своей зарядной емкости, а затем выключить отключение зарядки или иногда переход в режим непрерывной зарядки. Другими функциями, которые способствуют «умному» статусу зарядных устройств, являются: Спасение батареи (реализовано различными способами, чтобы попытаться «отскочить» от чрезмерно разряженной батареи – i.е. менее 1,0 или 0,9 вольт – так что он будет заряжаться), датчики температуры, функции разряда и кондиционирования, функции тестирования батареи и даже таймеры для ограничения общей продолжительности заряда, поэтому, даже если вы оставите его подключенным, он сам поворачивается выключится через заданное время. Помните, что все производители считают свои зарядные устройства “умными” с некоторыми или всеми этими функциями, и все они не одинаковы !? Эй, мы тоже …

Вернуться к началу страницы

Никель-кадмиевые батареи: основы теории и процедуры обслуживания

Базовая теория и процедуры обслуживания

Джо Эскобар

Никель-кадмиевые батареи, обычно называемые никель-кадмиевыми батареями, широко используются в авиационной промышленности.При надлежащем обслуживании они могут обеспечить годы безотказной работы. Давайте посмотрим на основную конструкцию этих батарей, а также на некоторые вопросы обслуживания, которые следует учитывать при работе с ними.

Конструкция

Элемент является основным элементом никель-кадмиевой батареи. Он состоит из положительных и отрицательные пластины, сепараторы, электролит, вентиляция ячейки и контейнер ячейки. Положительные пластины изготовлены из пористой пластины, на которую нанесен гидроксид никеля.Отрицательные пластины изготовлены из подобных пластин, на которые нанесен гидроксид кадмия. В обоих случаях пористый налет получается путем спекания никелевого порошка никелевого порошка с мелкоячеистой сеткой. Спекание – это процесс сплавления чрезвычайно мелких гранул порошка при высокой температуре. После того, как активные положительные и отрицательные материалы нанесены на пластину, она формируется и разрезается на пластину нужного размера. Затем к углу каждой пластины приваривается никелевый язычок, и пластины собираются с язычками, приваренными к соответствующим клеммам.Пластины отделены друг от друга сплошной полосой из пористого пластика.

Электролит, используемый в никель-кадмиевых батареях, представляет собой 30-процентный раствор гидроксида калия (КОН) в дистиллированной воде. Удельный вес электролита составляет от 1,240 до 1,300 при комнатной температуре. Следует отметить, что никаких заметных изменений в электролите во время заряда или разряда не происходит. Из-за этого заряд аккумулятора определить невозможно. проверкой удельного веса электролита.Уровень электролита должен поддерживаться чуть выше верхушки пластин.

Зарядка никель-кадмиевых батарей

Когда к никель-кадмиевым батареям подается зарядный ток, отрицательные пластины теряют кислород и начинают образовывать металлический кадмий. Активный материал положительных пластин, гидроксид никеля, становится более окисленным. Этот процесс продолжается, пока подается зарядный ток или пока весь кислород не будет удален с отрицательных пластин, и останется только кадмий.

Ближе к концу цикла зарядки элементы выделяют газ. Это также произойдет, если ячейки будут перезаряжены. Этот газ возникает в результате разложения воды в электролите на водород на отрицательных пластинах и кислород на положительных пластинах. Напряжение, используемое во время зарядки, а также температура определяют, когда произойдет выделение газа. Чтобы полностью зарядить никель-кадмиевую батарею, должно иметь место выделение газа, пусть даже незначительное; таким образом будет использовано немного воды.

Разряд

Во время разряда химическое действие меняется на противоположное.Положительные пластины медленно выделяют кислород, который восстанавливается отрицательными пластинами. Этот процесс приводит к преобразованию химической энергии в электрическую. Во время разряда пластины поглощают некоторое количество электролита. При перезарядке уровень электролита повышается, а при полной зарядке уровень электролита будет максимальным. Поэтому воду следует добавлять только тогда, когда аккумулятор полностью заряжен.

Переход со свинцово-кислотных на никель-кадмиевые

Никель-кадмиевые аккумуляторы обычно взаимозаменяемы со свинцово-кислотными аккумуляторами.При замене свинцово-кислотного аккумулятора на никель-кадмиевый аккумуляторный отсек должен быть чистым, сухим и не содержать следов кислоты от старого аккумулятора. Отсек необходимо промыть и нейтрализовать раствором аммиака или борной кислоты, дать ему полностью высохнуть, а затем покрасить стойким к щелочам лаком.

Прокладка в отстойнике аккумуляторной батареи должна быть насыщена 3-процентным (по весу) раствором борной кислоты и воды перед подключением системы вентиляции аккумуляторной батареи.

Обслуживание никель-кадмиевых батарей

Существуют значительные различия в методах обслуживания, необходимых для никель-кадмиевых батарей и свинцово-кислотных батарей.Наиболее важные моменты, на которые следует обратить внимание, следующие.

Для никель-кадмиевых аккумуляторов должна быть предусмотрена отдельная площадка для хранения и обслуживания. Электролит химически противоположен серной кислоте, используемой в свинцово-кислотных аккумуляторах. Пары свинцово-кислотной батареи могут загрязнить электролит в никель-кадмиевой батарее. Эта мера предосторожности должна включать такое оборудование, как ручные инструменты и шприцы, используемые со свинцово-кислотными батареями. В самом деле, необходимо принять все возможные меры предосторожности, чтобы все, что содержит кислоту, не попадало в магазины с никель-кадмиевыми батареями.

Электролит гидроксида калия, используемый в никель-кадмиевых батареях, чрезвычайно агрессивен. Защитное снаряжение, такое как очки, резиновые перчатки и резина. При обращении с аккумуляторами и их обслуживании следует использовать фартуки. На случай попадания электролита на одежду или кожу необходимо предоставить подходящие средства для стирки. Любое такое воздействие электролита следует немедленно промыть водой или уксусом, лимонным соком или раствором борной кислоты. Помните, что когда гидроксид калия и дистиллированная вода смешиваются для получения электролита, гидроксид калия следует добавлять в воду медленно, а не наоборот.

Не используйте металлическую щетку для чистки аккумулятора. Использование металлической щетки может привести к возникновению сильной дуги. Кроме того, вентиляционные пробки должны быть закрыты во время процесса очистки, а аккумулятор никогда не следует чистить кислотами, растворителями или какими-либо химическими растворами. Пролитый электролит может реагировать с диоксидом углерода с образованием кристаллов карбоната калия. Они не токсичны и не вызывают коррозии, их можно ослабить волоконной щеткой и стереть влажной тканью. Когда карбонат калия образуется на правильно обслуживаемой батарее, это может указывать на то, что батарея перезаряжается из-за того, что регулятор напряжения не отрегулирован.

Никогда не добавляйте дополнительную воду в аккумулятор раньше, чем через три или четыре часа после полной зарядки. Если нужно добавить воды, используйте только дистиллированную или деминерализованную воду. Кроме того, будьте осторожны, чтобы не залить аккумулятор водой. Если вы это сделаете и должны удалить часть жидкости, вы уменьшите концентрацию гидроксида калия в ячейке. Это повлияет на его работу.

Поскольку электролит не вступает в химическую реакцию с пластинами ячейки, его удельный вес существенно не изменяется.Таким образом, невозможно определить уровень заряда никель-кадмиевой батареи с помощью ареометра. Кроме того, заряд никель-кадмиевой батареи нельзя определить с помощью испытания напряжения, поскольку напряжение никель-кадмиевой батареи остается постоянным в течение 90 процентов цикла разряда.

Интервалы обслуживания

Никель-кадмиевые батареи следует обслуживать через регулярные промежутки времени, исходя из опыта, поскольку расход воды зависит от температуры окружающей среды и методов работы. Через большие промежутки времени аккумулятор следует снимать с самолета и подвергать стендовой проверке в магазине.

Если аккумулятор полностью разряжен, некоторые элементы могут достичь нулевого потенциала и заряжаться в обратном направлении. Это может повлиять на него таким образом, что он не сможет удерживать полный заряд емкости. В этом случае аккумулятор следует разрядить и сбалансировать каждую ячейку перед подзарядкой аккумулятора. Это называется выравниванием.

Зарядка может выполняться методом постоянного напряжения или постоянного тока. Для зарядки с постоянным потенциалом поддерживайте постоянное напряжение зарядки до тех пор, пока зарядный ток не упадет до 3 ампер или менее, убедившись, что температура элемента батареи не превышает 100 градусов по Фаренгейту, а напряжение не начнет снижаться.

Капельная зарядка

Капельная зарядка – это процесс поддержания аккумулятора в активном режиме ожидания путем непрерывной зарядки аккумулятора в состоянии избыточного заряда. Хотя некоторые производители не рекомендуют эту процедуру для зарядки, некоторые операторы выбрали этот метод для зарядки своих никель-кадмиевых аккумуляторов. Имейте в виду, что при использовании капельного зарядного устройства со временем будет расходоваться вода из-за эффекта выделения газа, о котором говорилось ранее. Вы должны отрегулировать электролит уровень перед установкой аккумулятора на борт самолета.В противном случае существует риск аварии с батареей, поскольку элементы могут высохнуть до нормального окончания интервала технического обслуживания.

Безопасное обращение

Никель-кадмиевые батареи, как правило, не опасны при нормальной работе и имеют достаточно прочную конструкцию, чтобы выдерживать проколы при типичных сценариях повреждений. Однако если по какой-либо причине они разорвутся, они могут быть довольно опасными. Гидроксид калия в никель-кадмиевых батареях – это раствор щелочи, который опасен и сильно разъедает кожу.Эта жидкость может вылиться в случае повреждения аккумулятора. Попадание на кожу может вызвать ожоги. Попадание в глаза может привести к необратимому повреждению глаз. При проглатывании он токсичен. Избегайте вдыхания паров в закрытом помещении, так как это может привести к раздражению рта, горла и легких. Долгосрочное воздействие паров гидроксида калия может вызвать заболевания печени и почек, и OSHA идентифицировало его как возможный канцероген.

Лицам, работающим с никель-кадмиевыми батареями, следует избегать контакта с внутренними компонентами и тщательно мыть руки после работы.В случае разлива обязательно наденьте защитную одежду, включая перчатки из винила или ПВХ, очки и маску для лица. Разумеется, никогда не пытайтесь ликвидировать разлив опасного материала, если вы не прошли надлежащую подготовку.

Отгрузка

Помните, что никель-кадмиевые батареи содержат опасные материалы и должны иметь маркировку и задокументировать в соответствии с действующими правилами IATA (UN2797 или UN2800, если применимо), регулирующими транспортировку вентилируемых никель-кадмиевых батарей.

В конце концов, вы можете помочь продлить срок службы ваших никель-кадмиевых батарей с помощью надлежащих методов обслуживания. Весь персонал, обслуживающий их или даже обслуживающий их, должен быть обучен надлежащим методам работы. Обязательно следуйте всем процедурам, рекомендованным производителем. Если возможно, воспользуйтесь любым обучением, проводимым производителем или его дистрибьюторами. В конце концов, знание правильных процедур может обеспечить долгую и безопасную жизнь вашей батареи.

Дополнительные ресурсы

Информационный циркуляр FAA 00-33B
Никель-кадмиевые батареи, методы эксплуатации, технического обслуживания и капитального ремонта.

Аккумуляторы Marathon
P.O. Box 8233
Waco, TX 76714
(254) 776-0650
www.mptc.com

Saft
711 Industrial Boulevard
Валдоста, Джорджия 31601
(229) 247-2331
www.saftbatteries.com

Зарядка NiCd и NiMH аккумуляторов

Печатается с разрешения Vencon Technologies

Марк Венис Бакалавр наук, магистр медицины, инженер инженерии. – Президент Vencon Technologies Inc.

Стандартная зарядка

В этой статье я обсуждаю два метода зарядки NiCd и NiMH – стандартный и капельный.«Ночное» зарядное устройство, которое поставляется с большинством перезаряжаемых устройств, заряжается со скоростью C / 10 (показатель C – это часовая емкость аккумулятора, т. Е. Типичный никель-кадмиевый аккумулятор AA емкостью 600 мАч имеет показатель C 600 мА, а C / 10 при 60 мА). Производитель не зря выбрал такую ставку. Если зарядное устройство использует более высокую скорость, ему придется определять, когда батареи полностью заряжены, и отключаться, иначе возникнет риск их повреждения. Это сделало бы зарядное устройство более сложным и, следовательно, более дорогим.Более низкие скорости зарядки, чем C / 10, излишне увеличивают время зарядки, и фактически при очень низких скоростях (ниже C / 50) батареи никогда не заряжаются полностью, независимо от того, сколько вы ждете.

Таким образом, скорость зарядки C / 10 представляет собой компромисс между простотой зарядного устройства и зарядкой аккумуляторов за приемлемое время. При скорости C / 10 аккумулятор полностью заряжается примерно через 14–16 часов. Если фактическая емкость аккумулятора равна его номинальному значению, а его эффективность зарядки составляет 100%, то для полной зарядки аккумулятора потребуется всего 10 часов.Но фактическая емкость обычно больше номинальной, а эффективность зарядки всегда меньше 100%, поэтому от 14 до 16 часов зарядки C / 10 обеспечивает полностью заряженный аккумулятор. На этом этапе любая дальнейшая зарядка приводит только к увеличению температуры и внутреннего давления в ячейке. Это не повреждает батареи, хотя ускоряет их износ и снижает их надежность.

Теперь, когда мы знаем, что такое стандартное зарядное устройство, как его использовать? Самое главное, следуйте инструкциям производителя.Типичный производитель рекомендует 15 часов зарядки для полной зарядки разряженной батареи. Если ваша батарея разряжена только частично, вы можете пропорционально увеличить время зарядки. Например, аккумулятор, разряженный на одну треть, полностью зарядится всего за 5 часов. Если вы не знаете, в каком состоянии находится ваша батарея, вам следует зарядить ее в течение полных 15 часов. Что произойдет, если вы забудете отключить зарядное устройство и в итоге зарядите больше, чем требуется? Если вы перезарядите аккумулятор всего на несколько часов, не волнуйтесь.Если вы оставите зарядное устройство подключенным на пару дней, это приведет к чрезмерной нагрузке на аккумуляторы. Если вы забывчивый или тревожный тип, возможно, вы захотите использовать таймер. Мне нравится использовать стандартный 24-часовой таймер безопасности, который используется для включения и выключения света, когда вас нет. Он продается практически везде, обычно меньше 10 долларов на распродаже. Чтобы использовать таймер со съемными контактами включения / выключения для стандартной зарядки, сначала поверните циферблат времени до полуночи. Теперь вставьте штифт ВЫКЛЮЧЕНИЯ в положение 15 часов (15 часов) и удалите все оставшиеся штифты (рисунок 1).Теперь подключите зарядное устройство к таймеру, а таймер к розетке. Поворачивайте выключатель на таймере, пока зарядное устройство не включится, и оставьте его в покое. Через 15 часов ваше зарядное устройство отключится и останется в таком состоянии. Если у вас есть таймер без съемных контактов, установите его, как указано выше, но вместо того, чтобы вставлять контакт ВЫКЛ в 15:00, установите контакт ВКЛ / ВЫКЛ (или, если контакты раздельные, контакты ВКЛ и ВЫКЛ вместе) в 14:30, чтобы Таймер включится в 14:30 и выключится в 15:00 (рисунок 2). Он будет работать так же, как таймер одного цикла, за исключением того, что в последующие дни зарядное устройство будет включаться на полчаса каждый день (на самом деле это преимущество, как мы увидим позже).

Рисунок 1.

Рисунок 2.

Капельная зарядка

Я называю этот раздел «Капельная зарядка», потому что это термин, с которым мы все знакомы. Этот раздел действительно о том, чтобы ваши батареи были полностью заряжены. Капельный заряд – это один из способов сделать это, а другой – замена заряда. Чтобы избежать путаницы, я буду использовать термин «непрерывная зарядка» для обозначения любого метода поддержания ваших батарей полностью заряженным.

Теперь, когда мы знаем, как полностью заряжать наши батареи, когда у нас возникает капельный заряд? Если вы обычно заряжаете аккумуляторы за день до их использования, непрерывная подзарядка не требуется.С другой стороны, если вы похожи на меня и хотите, чтобы все ваши батареи были заряжены и готовы к работе, вам понадобится система непрерывной зарядки.

никель-кадмиевых и никель-металлгидридных элемента, как и все батареи, саморазряд. NiCd и NiMH на самом деле имеют относительно высокую скорость саморазряда около 1% в день при комнатной температуре (то есть элемент на 600 мАч теряет около 6 мАч каждый день). Целью непрерывной зарядки является замена заряда, который постоянно истощается.

Капельная зарядка аналогична стандартной зарядке (т.е.е. он использует непрерывный зарядный ток), используется только меньший ток, между C / 50 и C / 20 (то есть между 12 мА и 30 мА для ячейки 600 мАч). Эта скорость достаточно высока, чтобы поддерживать заряженную батарею полностью заряженной, и в то же время достаточно низкой, чтобы обеспечить непрерывную зарядку при сохранении температуры и внутреннего давления в батарее на безопасном уровне.

Поскольку я сомневаюсь, что в комплекте с вашей батареей идет постоянное зарядное устройство, нам нужно проявить немного изобретательности, если мы хотим заряжать наши батареи непрерывным током (или вы можете пойти и купить коммерческое зарядное устройство).В нашем хобби используются три основных метода подзарядки.

Метод 1. Постоянный ток.

Самый простой метод непрерывной зарядки (по крайней мере, для производителя) – это просто снизить ток зарядки примерно до C / 40. Если зарядное устройство уже заряжается со стандартной скоростью C / 10, то все, что нужно сделать производителю, – это добавить резистор (и, возможно, переключатель для постоянного / стандартного режима и светодиодный индикатор заряда). Этот метод используется в большинстве зарядных устройств.

Метод 2.Импульсный ток.

Если мы включим и выключим стандартное зарядное устройство C / 10 так, что оно будет работать только 10% времени, мы будем постоянно заменять потерянный заряд. Мы могли бы сделать это, выключив зарядное устройство C / 10 на одну секунду на девять секунд. Это аналогично методу, используемому в Ultimate Battery Analyzer. Для производителя это сложнее, чем метод непрерывного тока, но проще для пользователя. Если мы переключим сторону переменного тока наших стандартных зарядных устройств, мы сможем одновременно заряжать все наши батареи.К сожалению, 24-часовой таймер безопасности не может включаться и выключаться достаточно быстро для этого метода, но он может делать что-то еще, как показано ниже.

Метод 3. Ежедневная подзарядка.

Этот метод позволяет аккумулятору саморазрядиться в течение дня, а затем он заменяет потерянный заряд один раз в день. Это простой и недорогой метод. Установите таймер так, чтобы он включался не менее чем на полчаса каждый день. Подключите зарядные устройства к таймеру (здесь вам пригодится панель питания), а таймер – к розетке переменного тока.Каждый день ваши аккумуляторы будут заряжаться и будут готовы к работе.

Что произойдет, если вы случайно подключите полностью или частично разряженный аккумулятор к зарядному устройству? Метод 1 имеет то преимущество, что он заряжает аккумулятор примерно за 3 дня (хотя это не рекомендуется, поскольку аккумулятор может не достичь максимальной емкости, вам всегда следует заряжать со скоростью C / 10).
Методы 2 и 3 с их более медленной зарядкой могут занять больше месяца.Увеличение продолжительности включения методов 2 и 3 сократит время зарядки, но за счет немного большего нагрева. Вы можете увеличить рабочий цикл метода 2 до 25% (1 секунда включения, 3 секунды выключения) с небольшими побочными эффектами. При рабочем цикле 25% полная зарядка займет в четыре раза больше времени, чем при скорости C / 10 (около 3 дней). Увеличение рабочего цикла метода 3 до 25% будет нагревать батарею в течение 6 часов каждый день.

Важным моментом при выборе метода является проверка того, что батареи находятся на подзарядке.Преимущество метода 2 заключается в том, что вы видите мигающие индикаторы зарядки и знаете, что система работает. Метод 1 не потребляет достаточно тока от зарядного устройства, чтобы загореться его светодиоды, поэтому, если вы не установили дополнительные светодиоды зарядки, невозможно определить, действительно ли заряжается аккумулятор. Так как метод 3 включает зарядное устройство только на полчаса каждый день, трудно проверить его работу. Метод 1 также имеет недостаток в том, что, будучи системой непрерывной зарядки, он способствует миграции кадмия.Мы хотим избежать миграции кадмия, а импульсная зарядка (методы 2 и 3) уменьшают вероятность этого.

Какая система подзарядки подойдет вам лучше всего? Если у вас нет удобного метода импульсной зарядки, я рекомендую метод 3 из-за его простоты и экономичности (и это тот метод, который я использую).

Персональная система зарядки

Теперь давайте объединим стандартное зарядное устройство и зарядное устройство непрерывного действия, чтобы собрать собственную систему зарядки. Вы можете использовать таймер безопасности, чтобы зарядить батареи, а затем автоматически подзарядить их.Вспомните, где для зарядки батарей использовался таймер без съемных контактов. В течение первых суток аккумуляторы заряжаются за 15 часов. В последующие дни аккумуляторы заряжаются еще полчаса. Это будет держать их полностью заряженными и готовыми к использованию. Вы можете сделать то же самое, используя таймер на один цикл. Просто вставьте контакт ON за полчаса до контакта OFF. Теперь вы можете уйти и забыть об этом.

Если вы знаете, что не собираетесь использовать аккумулятор более двух месяцев, снимите аккумуляторы с зарядного устройства и не забудьте полностью зарядить их перед использованием.Кроме того, даже если ваши батареи находятся на постоянной подзарядке, вам все равно необходимо проводить тест на полную разрядку примерно раз в месяц, чтобы убедиться в их состоянии. Еще одно предостережение. Первые несколько раз, используя новую систему подзарядки, убедитесь, что батареи действительно полностью заряжены, прежде чем использовать их. В идеале вы должны измерить их емкость по крайней мере за день до их использования с помощью теста разрядки, а затем полностью зарядить их.

Я надеюсь, что эта информация даст вам немного больше знаний о зарядке аккумуляторов.

Восстановить NiCAD аккумулятор | Sciencing

Никель-кадмиевые или никадовые батареи все еще широко распространены, хотя их быстро заменяют литий-ионными. Тем не менее, есть вероятность, что у вас есть устройство или инструмент с батарейным питанием, который использует никадовые батареи, и некоторые из перезаряжаемых батареек AA и AAA в ваших солнечных светильниках или фонариках могут быть никадовыми.

Самая большая проблема никадов, особенно старых, заключается в том, что они подвержены эффекту памяти, в результате чего батарея «запоминает» необычно короткий цикл зарядки и больше не заряжается до полной емкости.

Обычно это происходит, когда вы кладете аккумулятор в зарядное устройство до его полной разрядки или оставляете в зарядном устройстве дольше, чем необходимо. Это вызывает отложение кристаллов на отрицательном выводе.

Аккумулятор можно восстановить и решить эту проблему, потрясая аккумулятор импульсами от аккумулятора 12 В. Технически это можно сделать с автомобильным аккумулятором, но безопаснее использовать вместо него конденсатор или зарядное устройство на 12 В.

Что происходит внутри батареи Nicad?

Положительные пластины внутри никадовой батареи сделаны из пористой пластины, на которую нанесено тонкое покрытие из гидроксида никеля, а отрицательные пластины сделаны из гидроксида кадмия.Пластины разделены полосой из пористого пластика и запечатаны в ячейке, заполненной 30% -ным раствором гидроксида калия, который действует как электролит.

Когда вы прикладываете заряд, отрицательные пластины теряют кислород и начинают образовывать металлический кадмий, в то время как положительные пластины окисляются. Зарядка завершена, когда весь материал на отрицательных клеммах преобразован в кадмий.

Процесс обратный во время разряда, и химическая энергия преобразуется в электрическую, поскольку положительная пластина отдает кислород, который возвращается обратно к отрицательной пластине.

В процессе зарядки на клеммных пластинах осаждаются загрязнения, которые сплавляют крошечные кристаллы на пластинах в более крупные с меньшей площадью поверхности для поглощения или выделения кислорода. Выброс загрязнений происходит ближе к концу процесса зарядки и продолжается, если полностью заряженный аккумулятор остается в зарядном устройстве.

Восстановление батареи Nicad

Процедура восстановления включает подачу высокого напряжения на клеммы батареи.Ударная волна разрушает сплавленные кристаллы на контактных пластинах и восстанавливает их способность переносить кислород. Вам понадобится автомобильное зарядное устройство, два гвоздя и вольтметр.

Эта процедура потенциально опасна и предполагает возможность взрыва. Для безопасности используйте защитные очки и перчатки.

Проверьте напряжение аккумуляторной батареи, затем вставьте гвоздь в каждую из защелок типа «крокодил» зарядного устройства, подключите его и установите ток зарядки на 10 ампер. Прикоснитесь одним гвоздем к одной из клемм аккумулятора, затем на мгновение коснитесь другим гвоздем другой клеммы и немедленно удалите ее.Вы увидите искры от терминала.

Повторите эту процедуру от пяти до 10 раз, затем проверьте напряжение аккумулятора. Если он увеличился, все готово. Повторите процедуру, если не заметили никаких изменений.

Поддержание ваших Nicads в отличном состоянии

После того, как вы восстановили аккумулятор, вставьте его в инструмент или прибор и полностью разрядите. После того, как вы его разрядите, вставьте его в зарядное устройство, оставьте там до полной зарядки, затем извлеките. Чтобы аккумулятор работал на полную мощность, кладите его в зарядное устройство только тогда, когда он полностью разряжен.

Если у вас нет интеллектуального зарядного устройства, которое автоматически отключается при зарядке аккумулятора, обязательно извлеките аккумулятор, как только светодиод на зарядном устройстве загорится зеленым, указывая, что оно полностью заряжено.

Обслуживание батарей

Обслуживание батарей. . .

Джим Юинг, Модельный центр Восточного побережья

Я также хотел бы воспользоваться моментом, чтобы поблагодарить Red Scholefield за дополнительную информацию.Мы внесли некоторые изменения в эту статью по состоянию на 17 апреля 1997 года. Если вы не просматривали статью с этой даты, пожалуйста, сделайте это.

Большинство батарей, которые мы используем сегодня в нашем хобби, являются перезаряжаемыми. Существует несколько видов перезаряжаемых батарей, среди которых никель-кадмиевые (никель-кадмиевые), свинцово-кислотные, герметичные свинцово-кислотные и гелевые, среди прочего. Никель-кадмиевые батареи используются для управления нашими радиосистемами, а также для питания наших моделей автомобилей, лодок и самолетов. Обычно они соединяются вместе в пакеты из четырех или более ячеек, в зависимости от приложения.Батареи других типов обычно рассчитаны на 6 или 12 вольт и используются для питания летных ящиков и больших лодок.

Никель-кадмиевые батареи

Никель-кадмиевые батареи используются практически в каждой радиосистеме, которая поставляется с перезаряжаемыми батареями, и они питают почти каждый электромобиль, лодку и самолет в вашем хобби. Ячейка NiCd, независимо от емкости, имеет номинальное напряжение 1,2 В. Когда он полностью заряжен, он будет иметь немного более высокое напряжение, и он считается полностью разряженным, когда оно падает до 1.1В.

Емкость никель-кадмиевых батарей измеряется в миллиампер-часах (мАч), средний потребляемый ток умножается на время в часах. Никель-кадмиевый элемент емкостью 1000 мАч в идеале будет обеспечивать ток 1000 мА в течение одного часа, хотя эффективность обычно несколько ниже (примерно на 5-8% меньше). В идеале он также будет обеспечивать ток 2000 мА в течение получаса или 500 мА в течение 2 часов (опять же, менее 5-8%). Поставляемая мощность в некоторой степени зависит от тарифа. Чем быстрее вы разряжаете элемент, тем меньше мАч вы можете получить при любом заданном напряжении отключения.Это связано с внутренним сопротивлением отдельных ячеек. NiCd можно найти с емкостью от 50 до 4400 мАч в корпусах разного размера и формы.

Большинство радиосистем имеют аккумуляторные батареи, состоящие из ячеек размера AA, емкостью 600 мАч. Батарейный блок бортовой системы обычно будет иметь 4 последовательно соединенных элемента, обеспечивающих 4,8 В, а передатчик будет иметь 8 элементов, обеспечивающих номинальное напряжение 9,6 В. При последовательном соединении ячеек добавляются только напряжения; емкость остается 600 мАч.

Аккумуляторные батареи для моделей питания обычно состоят из элементов размера Sub-C. Когда-то они были рассчитаны на емкость 1200 мАч, но с развитием технологий обычно встречаются Sub-C емкостью 1400, 1500 и даже 1700 мАч. Эти блоки обычно имеют конфигурацию с 6 элементами (7,2 В) или 7 элементами (8,4 В), но некоторые модели, особенно большие самолеты, могут иметь 28 или более ячеек, соединенных последовательно, чтобы сформировать пакет.

Параллельная работа NiCds – хороший способ получить дополнительную емкость.Должны использоваться пакеты с одинаковым количеством ячеек, они могут быть упаковками разной вместимости. хотя они могут разряжаться параллельно (емкость двух блоков будет суммой их индивидуальных емкостей), вы должны иметь возможность заряжать их по отдельности. Многие разработчики моделей используют двойной набор жгутов переключателей, которые соединяют батареи параллельно во время полета, но разделяют их для индивидуальной зарядки. Это значительно увеличивает надежность системы, поскольку неисправные переключатели и разъемы составляют гораздо больше «инцидентов», чем неисправные батареи (при условии, что кто-то периодически проверяет свои батареи).

При эксплуатации системы радиоуправления очень важно знать состояние батарей, питающих ее. От этого зависит жизнь вашей модели и безопасность окружающих. Перед эксплуатацией модели убедитесь, что аккумуляторные батареи передатчика и приемника полностью заряжены. В вашем передатчике обычно есть измеритель, показывающий текущее состояние батареи передатчика, которое можно легко контролировать во время работы. Однако единственный способ определить состояние батареи приемника – это подключить к батарее вольтметр с расширенной шкалой и измерить напряжение под нагрузкой.делать это после каждого полета во время сеанса полета – хорошая привычка.

Никель-кадмиевые батареи разряжаются иначе, чем щелочные или другие неперезаряжаемые. Когда элемент впервые разряжается, он обычно показывает довольно высокое напряжение (возможно, 1,4 В). Оно будет быстро снижаться по мере разряда элемента, близкого к номинальному напряжению 1,2 В. Затем напряжение будет медленно падать на протяжении большей части разряда. Однако, как только элемент почти полностью разряжен, он снова очень быстро выпадет.Обратитесь к рисунку, показывающему напряжение элемента в течение времени разряда для типичного элемента NiCd.

Хотя спорно, это, как полагают многие, что NiCd батареи имеют одну плохую характеристику в том, что они могут развить память. Если никель-кадмиевый аккумулятор неоднократно полностью заряжался, а затем израсходовал количество, меньшее, чем полная емкость (допустим, вы заряжаете и регулярно совершаете три или четыре полета за сеанс), по прошествии определенного периода времени он не сможет доставить никакой больше, чем часто используется емкость.Это называется памятью NiCd. Довольно часто это очевидное состояние памяти может быть просто понижением напряжения, когда напряжение элемента немного ниже номинального. Это может происходить по нескольким причинам, таким как работа при более высоких температурах, длительная перезарядка, работа при температуре ниже 0 ° C и т. Д. Элемент может фактически работать с полной или близкой к ней мощностью, но напряжение кажется немного меньше.

Способ избежать этой «памяти» – перезарядить батареи. Цикл – это когда батарея полностью разряжается в контролируемых условиях, как описано ниже, а затем перезаряжается.При такой частой полной разгрузке упаковки ячейки в упаковке не будут развивать память и будут оставаться на максимально возможной емкости.

Также рекомендуется время от времени измерять емкость аккумуляторных батарей. Это покажет вам, как долго вы можете безопасно управлять своей моделью за один сеанс. Вы также узнаете, когда необходимо заменить батареи, не повредив при этом хорошую модель.

Емкость аккумулятора можно проверить во время езды на велосипеде.Если вы разряжаете аккумулятор с постоянной известной скоростью и измеряете напряжение аккумулятора в различные интервалы времени во время разряда, вы можете определить емкость, умножив скорость разрядного тока на время, необходимое для полной разрядки. Ваш аккумулятор считается разряженным, когда он достигает значения от 1,0 до 1,1 вольт на элемент. Например, если вы разряжаете 4-элементный блок приемника, он будет полностью разряжен при напряжении от 4,0 до 4,4 вольт (4 элемента x от 1,0 до 1,1 вольт на элемент). Не разряжайте батарею ниже этого уровня, иначе может произойти переворот батареи.Если аккумулятор разрядился до очень низкого уровня из-за случайного оставления переключателя включенным, он должен получить 24-часовую зарядку с помощью системного зарядного устройства, чтобы восстановить баланс всех элементов.

Велосипедисты для аккумуляторов – полезные инструменты как для цикла аккумуляторов, так и для определения их емкости. Они могут автоматически обслуживать аккумулятор за вас. Вы найдете эти электронные устройства в каталоге ECMC в разделе «Электроника и аксессуары». Определенно стоит инвестировать в одно из этих устройств, так как один сбой из-за плохого обслуживания батареи обычно обходится вам дороже, чем циклер, не говоря уже о часах, которые вы потратили на создание своей модели.

Нормальная скорость заряда для NiCd составляет C / 10 или емкость NiCd, деленная на 10. Например, аккумулятор 600 мАч должен заряжаться при 600/10 или 60 мА. Это известно как ставка овернайт. Хотя в идеале аккумулятор должен быть полностью заряжен за 10 часов, из-за неэффективности это, вероятно, займет от 12 до 15 часов.

После зарядки в течение ночи аккумулятор следует вынуть из зарядного устройства или снизить скорость заряда до C / 100 (емкость, деленная на 100).Это известно как скорость утечки. Пачка в нашем примере будет иметь скорость утечки примерно 6 мА. Батарея может оставаться на постоянной скорости непрерывного тока. Постоянная подзарядка аккумуляторов вашей системы – отличная идея, так как это гарантирует, что ваши аккумуляторы будут полностью заряжены, когда вы отправитесь в поле. Если вы просто сидите без дела, то, вероятно, каждый день теряет 1% заряда.

Большинство никель-кадмиевых аккумуляторов также можно заряжать с более высокой скоростью, такой как быстрая зарядка C (скорость заряда равна емкости) или быстрая зарядка 4C или в четыре раза больше емкости.Это нормальная практика с батареями, используемыми в электрических моделях. Некоторые ячейки лучше воспринимают быструю зарядку, чем другие, и они обычно обозначаются как ячейка типа R или SCR. Однако при быстрой зарядке NiCd нужно быть очень осторожным, чтобы не допустить перезарядки. Применение этих высоких зарядных токов к полностью заряженной батарее может как минимум разрушить батарею, а в худшем – привести к взрыву батареи. По этой причине быстрые зарядные устройства оборудованы схемой разряда и таймером.

Разрядник используется для полной разрядки аккумулятора перед зарядкой, поэтому текущее состояние заряда аккумулятора известно. Ставка заряда применяется при включении таймера. Таймеры обычно рассчитаны на 15 минут, хотя для полной зарядки аккумулятора, вероятно, потребуется от 20 до 25 минут.

Второй тип быстрого зарядного устройства – это зарядное устройство для определения пикового напряжения, которое может автоматически заряжать аккумуляторные батареи без использования таймера. Схема контролирует напряжение вашего аккумулятора во время зарядки.По мере зарядки NiCd напряжение будет увеличиваться с медленной скоростью. Однако, как только аккумулятор полностью заряжен, напряжение на самом деле немного снизится. Схема обнаруживает это падение и снижает скорость заряда до тонкой струйки. Вы можете безопасно заряжать аккумуляторы с помощью этого типа зарядного устройства, и нет необходимости в их первоначальной разрядке.

Несмотря на то, что никель-кадмиевые батареи можно быстро заряжать, важно периодически или примерно каждые 5 зарядок медленно заряжать аккумуляторы в ночное время.Это помогает стабилизировать клетки для сохранения их полной емкости и продлит их жизнь.

Полевые аккумуляторные батареи

Батареи другого типа, такие как свинцово-кислотные (герметичные и негерметичные) и гелевые батареи, также следует заряжать с осторожностью. Не заряжайте аккумулятор полевой коробки автомобильным зарядным устройством или любым другим «быстрым зарядным устройством».

Заряд никель-кадмиевых аккумуляторов Ni-Cd

2. Обнаружение полного заряда с помощью напряжения

3. Зарядка затопленных никель-кадмиевых аккумуляторов

Методы заряда Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов. Источники питания и зарядные устройства

Как заряжать никель кадмиевые аккумуляторы шуруповертов

Правильная зарядка шуруповерта: как сделать лучше

Сколько по времени нужно заряжать АКБ шуруповерта

Что делать, если аккумулятор не заряжается или не держит заряд

Нестандартные методы зарядки аккумулятора шуруповерта

Особенности Ni-Cd эксплуатации аккумуляторов

Разновидности зарядных устройств для никель─кадмиевых аккумуляторов

Процесс разряда и заряда Ni─Cd аккумуляторов

Процесс разряда никель─кадмиевых батарей

Процесс заряда никель─кадмиевых батарей

Режим заряда Ni─Cd аккумулятора

Особенности и применение Ni-cd батарей

Зарядка ni cd аккумуляторов

Основные правила заряда никель кадмиевых аккумуляторов

Особенности и применение NI MH аккумуляторов

Заряд никель металлогидридных аккумуляторов

Зарядные устройства и методы заряда

NI-MH аккумуляторы с низким саморазрядом

Правила заряда NI MH

Зарядка аккумуляторов

Баттерика > отличия между Ni-Cd и Ni-Mh аккмуляторами

Взаимозаменяемы ли никель-кадмиевые (Ni-Cd) и никель-металл-гидридные (Ni-Mh) аккумуляторы? Какой из них лучше?

Подойдёт ли старое зарядное устройство к новому аккумулятору если я поменяю Ni-Cd на Ni-Mh аккумулятор или наоборот?

Как правильно хранить Ni-Cd и Ni-Mh аккумуляторы?

Можно ли использовать аккумуляторы большей или меньшей ёмкости чем аккумулятор из первоначального комплекта?

Все о никель-кадмиевых (Ni-Cd) аккумуляторах

Правила эксплуатации NiCd аккумуляторов

с индикатором заряда

Никель-кадмиевые батареи – обзор

9 Никель-кадмиевые батареи

NiMH зарядное устройство FAQ

Часто задаваемые вопросы о зарядных устройствах NiMH и NiCD

Никель-кадмиевые батареи: основы теории и процедуры обслуживания

Зарядка NiCd и NiMH аккумуляторов

Стандартная зарядка

Капельная зарядка

Метод 1. Постоянный ток.

Метод 2.Импульсный ток.

Метод 3. Ежедневная подзарядка.

Персональная система зарядки

Восстановить NiCAD аккумулятор | Sciencing

Что происходит внутри батареи Nicad?

Восстановление батареи Nicad

Поддержание ваших Nicads в отличном состоянии

Обслуживание батарей

Обслуживание батарей. . .

Никель-кадмиевые батареи

Полевые аккумуляторные батареи

Автор: alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики