Nimh i takođe ispunjavati navedenu. NiMH baterije, njihova obuka i oporavak

Iz operativnog iskustva

NiMH elementi se široko oglašavaju kao elementi sa visokim energetskim intenzitetom, ne plaše se prehlade i bez memorije. Kupnja digitalni fotoaparat Canon PowerShot A 610, ja naravno isporučuje nju prostran memorije za 500 visok kvalitet slike, i da se poveća trajanje snimanja kupljeno 4 NiMH kapacitet ćelije 2500 mA * h firma Duracell.

Hajde da uporedimo karakteristike elemenata proizvedenih u industriji:

Parametri		Ion-litijum    Li-ion	Nikl-kadmijum NiCd	Nickel-    metalni hidrid NiMH	Olovo-kiselina Pb
Trajanje usluge,    ciklusi punjenja / pražnjenja		1-1,5 godina	500-1000		3 00-5000
Energetski kapacitet, W * h / kg
Struja pražnjenja, mA * kapacitet baterije
Napon jednog elementa, V
Brzina samopražnjenja		2-5% mesečno	10% za prvi dan,    10% za svaki sledeći mesec	2 puta veće NiCd	40% godišnje
Temperaturni opseg, stepen Celzijusa	punjenje
	detente		-20... +65
Opseg dopuštenih napona, V		2,5-4,3    (koksanje), 3,0-4,3    (grafit)			5,25-6,85      (za baterije  6 V), 10,5-13,7      (za baterije   12 V)

Tabela 1.

Iz tabele vidimo da NiMH elementi imaju visok energetski kapacitet, što ih čini boljim za odabir.

Za njihovo punjenje, inteligentni punjač DESAY Full-Power Harger je kupljen kako bi napunili NiMH ćelije svojim treningom. Elementi su bili naplaćivani kvalitativno, ali ... Međutim, na šestom optužbu je naredio da dugo živi. Elektronika je izgorela.

Nakon što su zamenili punjač i nekoliko ciklusa punjenja punjenja, baterije su počele da sede na drugoj trećini deset snimaka.

Ispostavilo se da, uprkos garancijama, NiMH elementi imaju i memoriju.

Većina modernih prenosnih uređaja koji ih koriste imaju ugrađenu zaštitu koja isključuje napajanje kada se postigne određeni minimalni napon. Ovo sprečava punjenje akumulatora. Ovde, sećanje na elemente počinje da igra svoju ulogu. Nisu potpuno ispražnjeni elementi dobili nepotpuno punjenje i njihov kapacitet pada sa svakim dopunom.

Kvalitativni punjači omogućavaju punjenje bez gubitka kapaciteta. Ali nešto što nisam mogao naći na prodaji takvih za elemente kapaciteta 2500mah. Ostaje da periodično obavljaju svoje obuke.

Obuka NiMH elemenata

Sve navedene u tekstu se ne odnose na akumulatorske ćelije koje imaju jako samopražnjenje . Oni se mogu odbaciti samo, iskustvo pokazuje da se oni ne mogu obučiti.

Obuka NiMH elemenata sastoji se od nekoliko (1-3) ciklusa pražnjenja - punjenja.

Pražnjenje se vrši sve dok napon na baterijskoj ćeliji ne pada na 1V. Poželjno je isprazniti ćelije pojedinačno. Razlog je u tome što sposobnost za preuzimanje može biti drugačija. I intenzivira se kada se puni bez treninga. Zbog toga dolazi do prevremenog aktiviranja zaštite napona vašeg uređaja (plejer, kamera, ...) i naknadno punjenje neispunjenog elementa. Rezultat toga je sve veći gubitak kapaciteta.

Pražnjenje treba izvršiti na posebnom uređaju (slika 3), koji vam omogućava da ga individualno izvedite za svaki element. Ako nema nadgledanja napona, pražnjenje je izvršeno sve dok se svetlost sijalice nije značajno smanjila.

A ako računate vreme sagorevanja sijalice, možete odrediti kapacitet baterije, izračunat je po formuli:

Kapacitet = struja pražnjenja x Vrijeme pražnjenja = I x t (A * h)

Baterija kapaciteta 2500 mAh je sposobna da isporučuje struju od 0,75 A do opterećenja za 3,3 sata, ako je vrijeme dobijeno kao rezultat ispuštanja manje, respektivno, a manje je rezidualni kapacitet. Sa smanjenjem kapaciteta, potrebno je nastaviti sa obukom baterije.

Sada za ispuštanje baterijskih ćelija koristim uređaj proizveden prema šemi prikazanoj na Slici 3.

Izrađen je od starog punjača i izgleda ovako:

Samo sada 4 sijalice, kao u sl. O sijalicama treba posebno govoriti. Ako sijalica ima struju izlaza jednaku nominalnoj za ovu bateriju ili nešto manju, može se koristiti kao opterećenje i indikator, inače je sijalica samo indikator. Tada bi otpornik trebao biti takav da ukupan otpor El 1-4 i otpornik R 1-4 paralelno sa njim iznosi oko 1,6 oma. Zamena sijalice sa LED-om nije dopuštena.

Primer žarulje koja se može koristiti kao opterećenje je kriptonska lampica za baterijsku lampu od 2,4 V.

Poseban slučaj.

Pažnja!    Proizvođači ne garantuju normalan rad baterija sa strujama za punjenje koje prelaze ubrzanu struju punjenja I r treba biti manja od kapaciteta baterije. Dakle, za baterije kapaciteta 2500mAh, trebalo bi da bude manje od 2,5A.

Dogodi se da ćelije NiMH nakon pražnjenja imaju napon manji od 1,1 V. U ovom slučaju, potrebno je primijeniti tehniku ​​opisanu u gornjem članku u časopisu WORLD PC. Element ili niz elemenata je povezan sa napajanjem putem sijalice od 21 W.

Još jednom, skrećem vašu pažnju! Takvi elementi moraju nužno proveriti samopražnjenje! U većini slučajeva, to su elementi sa smanjenim naponom koji imaju povećano samopražnjenje. Ovi elementi se lakše izbacuju.

Punjenje je poželjno za svaki element.

Za dva elementa sa naponom od 1.2 V, napon punjenja ne sme preći 5-6V. Uz prinudno punjenje, sijalica je takođe indikator. Ako se svetlina sijalice smanjuje, možete proveriti napon na NiMH ćeliji. To će biti više od 1.1 V. Obično, ovo početno, prisilno punjenje traje od 1 do 10 minuta.

Ako je NiMH element, kada prinudno punjenje ne povećava napon nekoliko minuta, greje se - ovo je prilika da je uklonite iz punjenja i odbacite.

Preporučujem da punjače koristite samo uz mogućnost obučavanja (regeneracije) elemenata prilikom punjenja. Ako ne postoji takav, onda nakon 5-6 radnih ciklusa u opremi, bez čekanja na potpun gubitak kapaciteta, obučiti ih i odbaciti elemente koji imaju jako samopražnjenje.

I neće te izneveriti.

Na jednom od foruma je komentarisao ovaj članak "napisano glupo, ali ništa više"Dakle, ovo nije" glupo ", već je jednostavno i pristupačno u kuhinji učiniti svima kojima je potrebna pomoć. To je što je jednostavno moguće. Napredni mogu staviti kontrolor, povezati računar, ......, ali ovo je još jedan istorija.

Ne izgleda glupo

Postoje "pametni" punjači za NiMH ćelije.

Ovaj punjač radi sa svake baterije posebno.

On zna kako:

1. pojedinačno rade sa svaku bateriju u različitim režimima,
2. punite baterije u brzom i sporu režimu,
3. individualni LCD ekran za pregradu za odvodnu bateriju,
4. samostalno punite svaku od baterija,
5. punjenje od jedne do četiri baterije različitog kapaciteta i veličine (AA ili AAA),
6. zaštitite bateriju od pregrevanja,
7. zaštitite svaku bateriju od punjenja,
8. određivanje kraja punjenja padom napona,
9. identifikujte neispravne baterije,
10. napunite bateriju preostalim naponom,
11. obnoviti stare baterije (trening punjenja),
12. proverite kapacitet baterije,
13. prikaz na LCD ekranu: - napuniti struju, napon, odražavati trenutni kapacitet.

Najvažnije, STRIKE ovaj tip uređaja omogućava vam da radite individualno sa svako baterijom.

Prema povratnim informacijama korisnika, takav punjač vam omogućava da vratite većinu baterija koje su pokrenute, ali da biste koristili cijeli garantovani vijek trajanja.

Nažalost, nisam koristio takav punjač, ​​jer je jednostavno nemoguće kupiti u provinciji, ali na forumima možete naći mnoge recenzije.

Najvažnije je da se ne napuni na visokim strujama, uprkos deklarisanom modu sa strujama od 0,7 - 1A, i dalje je mali uređaj i može rasipati snagu od 2-5 W.

Zaključak

Svaka restauracija NiMh baterija je strogo individualna (sa svakim pojedinačnim elementom). Sa stalnim nadzorom i odbacivanjem elemenata koji ne vode na teret.

Najbolje je da ih popravite korišćenjem inteligentnih punjača koji vam omogućavaju da individualno izvršite ciklus odbijanja i punjenja sa svakim elementom. I pošto nema takvih uređaja koji automatski funkcionišu sa baterijama bilo kojeg kapaciteta, oni su namenjeni za elemente strogo definisanog kapaciteta ili trebaju kontrolisane struje punjenja, pražnjenja!

Nakon kupovine određenog tipa punjača, mnogi se suočavaju sa problemom kako ga pravilno napuniti? Jedan od glavnih tipova su nikl-metal-hidridne (NiMh) baterije. Oni imaju svoje specifičnosti kako da ih naplaćuju.

Kako pravilno napuniti NiMh bateriju?

Posebnost NiMh baterija je njihova osjetljivost na toplotu i preopterećenje. To može dovesti do negativnih posledica koje utiču na sposobnost uređaja da drži i isporučuje naplatu.

Skoro sve baterije ove vrste koriste metodu "delta peak" (određivanje vrha napona punjenja). Omogućava vam da navedete kraj punjenja. Osobina punjača nikla je da napon punjene NiMh baterije počinje da se smanjuje za neku značajnu količinu.

Kako napuniti NiMh bateriju?

Metoda "delta peak" može dobro raditi sa naponskim strujama od 0,3C ili više. Vrednost C se koristi za naznačavanje nominalnog kapaciteta punjive baterije NiMh baterije.

Dakle, za 1500 mAh punjač, ​​metod delta vrši pouzdano rad sa minimalnom strujom punjenja od 0.3x1500 = 450 mA (0.5 A). Ako je struja u nižim vrednostima, postoji velika opasnost da na kraju punjenja napon na bateriji neće početi da se smanjuje, a na visini će visiti. Ovo će dovesti do toga da punjač ne detektuje kraj punjenja. Kao posljedica toga, neće biti isključenja i nastaviti ponovno punjenje. Kapacitet baterije će se smanjiti, što će negativno utjecati na njegov rad.

Danas se skoro svi mogu puniti s strujom do 1S. U ovom slučaju,   koji se mora poštovati, je normalno hladjenje vazduha. Optimum se smatra sobnom temperaturom (oko 20 ° C). Punjenje na temperaturi ispod 5 ° C i preko 50 ° C znatno će smanjiti radni vek baterije.

Da biste produžili vek trajanja nikl-metalnog hidridnog punjača, možete preporučiti da ga uskladištite neznatnom količinom punjenja (30-50%).

Dakle, ispravno punjenje nikl-metal-hidridne baterije će pozitivno uticati na njegovo funkcionisanje i pomoći će joj da funkcioniše normalno.

Glavna razlika između Ni-Cd baterija i Ni-Mh baterija je kompozicija. Osnova baterije je ista - to je nikal, to je katoda, a anode su različite. U Ni-Cd bateriji, anoda je metalni kadmijum, u Ni-Mh bateriji, anoda je vodonična metalna hidridna elektroda.

Svaka vrsta baterije ima svoje prednosti i slabosti, znajući da možete preciznije podići potrebnu bateriju.

	Pros	Cons
Ni-Cd	Nisku cijenu. Sposobnost davanja velikog opterećenja struje. Široka radna temperatura od -50 ° C do + 40 ° C Ni-Cd baterije se čak mogu puniti i pri negativnoj temperaturi. Do 1000 ciklusa punjenja punjenja, uz pravilan rad.	Relativno visok nivo samopražnjenja (oko 8-10 %% u prvom mesecu skladištenja) Nakon dugog skladištenja, potrebno je 3-4 ciklusa potpunog punjenja punjenja kako bi se potpuno obnovio baterija. Obavezno napunite bateriju pre punjenja, kako biste sprečili "efekat memorije" Veća težina u odnosu na Ni-Mh bateriju je iste veličine i kapaciteta.
Ni-Mh	Visoka specifična kapaciteta u odnosu na Ni-Cd bateriju (tj. Manja težina istog kapaciteta). Praktično nema "efekta memorije". Dobre performanse na niskim temperaturama, iako inferiorne sa Ni-Cd baterijom.	Skuplje baterije u poređenju sa Ni-Cd. Više vremena punjenja. Manja radna struja. Manji broj ciklusa punjenja i pražnjenja (do 500). Nivo samopražnjenja je 1,5-2 puta veći od nivoa Ni-Cd.

Da li će staru bateriju puniti novu bateriju ako promenim Ni-Cd na Ni-Mh bateriju ili obrnuto?

Princip punjenja za obe baterije je potpuno isti, tako da se punjač može koristiti od prethodne baterije. Glavno pravilo za punjenje ovih baterija je to što se mogu puniti samo nakon što su potpuno ispražnjeni. Ovaj zahtev je posljedica činjenice da obe vrste baterija podležu "memorijskom efektu", iako su Ni-Mh baterije minimizirali ovaj problem.

Kako pravilno skladištiti Ni-Cd i Ni-Mh baterije?

Najbolje mesto za čuvanje baterije je suva hladna soba, što je veća temperatura za skladištenje, to je brže samo-pražnjenje baterije. Možete spremiti bateriju u bilo kom stanju, osim punog pražnjenja ili punjenja. Optimalni punjač je 40-60 %%. Jednom za 2-3 meseca, trebalo bi da izvršite naplatu (zbog trenutnog samopražnjenja), ispuštanje i ponovo punjenje do 40-60 %% kapaciteta. Skladištenje je dozvoljeno do pet godina. Nakon skladištenja, bateriju treba isprazniti, napuniti, a zatim koristiti kao i obično.

Da li mogu da koristim veću ili manju bateriju od baterije sa originalnog kompleta?

Kapacitet baterije je vreme potrebno za napajanje električnog alata iz baterije. Shodno tome, za električni alat apsolutno nema razlike u kapacitetu baterije. Stvarna razlika će biti samo u vreme punjenja baterije i vremena rada električnog alata iz baterije. Prilikom izbora kapaciteta baterije trebali biste početi od vaših zahtjeva ako trebate raditi duže koristeći jednu baterijsku opciju za više kapaciteta baterija, ako su kompletne baterije u potpunosti zadovoljne, onda trebate zaustaviti baterije jednake ili bliskosti.

Federalna agencija za obrazovanje

Državna obrazovna ustanova višeg stručnog obrazovanja

"TOMSK POLITIČKI UNIVERZITET"

Elektrotehnički institut

Smer 551300-Elektrotehnika, elektromehanike i elektrotehnike

Stolica - Električni pogon i električna oprema

Sažetak o disciplini

"Izvori garantovanog i neprekidnog napajanja električnom energijom industrijskim preduzećima"

na temu NIKEL-METALLOGIDDRIDE BATERIJE

Studenti grupe 7M142

Krupina N.V ._______________

Kondrashov S.A ._____________

«_____»________________

Šef profesora dr.

Garganeyev AG ._______________

«_____» ___________ 2009.

Tomsk - 2009

Uvod

1. Terminologija

8. Napunite Ni-MH bateriju

13. Odlaganje

Zaključak

Uvod

Skoro je nemoguće zamisliti savremeni svet bez ikakve elektronske opreme. Digitalne tehnologije su tako uspešno spajale u naše živote, što je učinilo udobnijim i zanimljivijim što ih jednostavno ne možemo odustati.

Međutim, ne zaboravite da mobilni uređaji zahtevaju prenosne uređaje za napajanje koji mogu zadovoljiti sve veće zahteve moderne elektronike. Imamo WiFi i Bluetooth, oslobađajući se žica za prenos podataka, ali smo i dalje priključeni na električne mreže.

Primenjena nauka, međutim, ne stoji i nudi sve više vrsta izvora električne energije. S druge strane, i dalje je čudno da ako postoji toliko novih tehnologija, još uvijek "umremo" baterije telefona, pametnih telefona, PDA uređaja i drugih uređaja. To je zato što ljudi razmišljaju o pravilnom rukovanju baterijom samo kada je potpuno neupotrebljiv i može se odbiti mirnom dušom. Treba da se shvati da zamena baterije može da leti u priličnom peni. Ne raspravljajte, vrlo mali broj ljudi želi strogo da prati pravila rada, ali, nažalost, samo na ovaj način trajanje baterije može biti maksimizirano.

Do danas, zajednički baterije pet različitih elektrokemijske kola nikal-kadmij (Ni-Cd), nikal-metal hidrid (Ni-MH), olovne (olovne, SLA), litij-ionska (Li-Ion) i litij-polimer (Li-Polymer). Odlučujući faktor za sve ove baterije nije samo prenosivost (tj. Mali volumen i težina), već i visoka pouzdanost, kao i dugo radno vrijeme. Glavni parametri baterije su gustina energije (ili specifična energija po masi), broj ciklusa punjenja / pražnjenja, brzina punjenja i samopražnjenja. Olovno-kiselina baterija se sastoji, po pravilu, od dve ploče (elektroda) postavljenih u elektrolit (vodeni rastvor sumporne kiseline). U elementu nikl-kadmijuma, negativne i pozitivne ploče su valjane zajedno i postavljene u metalni cilindar. Pozitivna ploča se sastoji od nikl-hidroksida, a negativna ploča sastoji se od kadmijum-hidroksida. Dve ploče su izolovane separatorom, koji se navlaži elektrolitom.

Ni-metal-hidridna baterija je strukturno slična nikl-kadmijumskoj bateriji, ali ima drugačiji hemijski sastav elektrolita i elektroda. U litijum-jonskoj bateriji, elektrode i separator (separator) postavljaju se u elektrolit litijumove soli.

Postoji puno mita i legendi o navodno idealnom načinu rada, načinu "obuke", skladištenju, metodama i načinu punjenja i oporavka baterija, ali pokušajmo da to shvatimo.

1.Terminologija

Baterija (od latinskog akumulatora - kolektor, akumulira - prikuplja, akumulira) - uređaj za akumuliranje energije u svrhu njegove naknadne upotrebe. Električni akumulator pretvara električnu energiju u hemijsku i, po potrebi, obezbeđuje povratnu transformaciju. Baterija se puni prenošenjem struje preko njega. Kao rezultat indukovanih hemijskih reakcija, jedna od elektroda dobija pozitivnu energiju, a druga negativna.

Baterija kao električni uređaj karakterišu sledeći osnovni parametri: elektrohemijski sistem, napon, električni kapaciteti, unutrašnji otpor, struja samopražnjenja i životni vek.

Kapacitet baterije - količina energije koju bi trebalo da ima potpuno napunjena baterija. U praktičnim proračunima, kapacitivnost se obično izražava u amper-časovima (

). Broj ampere-sati označava vremenski period u kojem ova baterija radi na struji od 1 ampera. Važno je dodati da se u savremenim mobilnim uređajima koriste struje mnogo manje sile, te se kapaciteti baterija često mjeri u milliampere-sati (ili, ili mAh). Nominalna snaga (kako treba) uvek je naznačena na samoj bateriji ili na njegovoj ambalaži. Međutim, stvarni kapacitet se ne poklapa sa nominalnim kapacitetom. U praksi, stvarni kapacitet baterije varira između 80% i 110% nominalne vrijednosti.

Specifičan kapacitet - odnos kapaciteta baterije do njegove veličine ili težine.

Ciklus - jedan niz punjenja i pražnjenja baterije.

Efekat memorije - gubitak kapaciteta baterije tokom njegovog rada. Ona se manifestuje u tendenciji baterije da se prilagodi radnom ciklusu, nad kojim baterija radi određeni vremenski period. Drugim rečima, ako punite bateriju nekoliko puta, bez puštanja u potpunosti pre toga, on će "zapamtiti" svoje stanje i sledeći put se jednostavno neće isprazniti u potpunosti, pa se njegov kapacitet smanjuje. Kako se broj ciklusa punjenja punjenja povećava, efekat memorije postaje sve izraženiji.

Pod takvim uslovima rada unutar baterije, kristali na ploči raste (struktura baterija će biti opisana u nastavku), što smanjuje površinu elektrode. Za male kristalne formacije unutrašnje radne supstance, površina kristala je maksimalna, i stoga je maksimalna količina energije koja se čuva od akumulatora takođe maksimalna. Kada se kristalne formacije uvećaju tokom rada, površina površine elektrode se smanjuje i, kao posledica toga, stvarni kapacitet se smanjuje.

Slika 1 prikazuje efekat memorijskog efekta.

Slika 1 - Efekat memorije.

Samopražnjenje je spontani gubitak skladištene energije od strane akumulatora tokom vremena. Ova pojava je uzrokovana procesima redukcije oksidacije koji se spontano javljaju i inherentan je za sve vrste akumulatora, bez obzira na njihov elektrohemijski sistem. Za merenje samopražnjenja kvantitativno se koristi količina energije koju je akumulator izgubio tokom određenog vremena, izražen kao procenat od vrednosti dobijene odmah nakon naplate. Samo-pražnjenje je maksimalno u prvih 24 sata nakon punjenja, stoga se procenjuje kako za prvi dan tako i za prvi mesec nakon punjenja. Količina samopražnjenja baterije zavisi uglavnom od temperature okoline. Stoga, s povišenjem temperature iznad 100 ° C, samopražnjenje se može povećati za dva faktora.

2. Akumulatori: vrste i poreklo

Liderska pozicija na tržištu za proizvodnju baterija pripada Japanu, Tajvanu, Kini, Južnoj Koreji i stalno povećavaju skalu njihovog "skromnog" prisustva na svjetskom tržištu.

Na tržištu danas postoji desetine različitih dizajna baterija, a svaki proizvođač pokušava da postigne optimalnu kombinaciju karakteristika - visok kapacitet, malu veličinu i težinu, performanse u širokom opsegu temperature iu ekstremnim uslovima.

Istovremeno, studije pokazuju da više od 65% mobilnih i prenosivih korisnika želi da ima još više kapaciteta baterija, a oni su voljni da plate mnogo novca za mogućnost korištenja "mašine" (ili telefona) nekoliko dana bez punjenja. Zbog toga, u većini slučajeva, morate kupiti bateriju koja je više kapaciteta od one koja je u kompletu.

Prema elektrohemijskom sistemu, baterije su podeljene u nekoliko tipova:

Olovo-kiselina (zapečaćena olova kiseline, SLA);

Nikal-kadmijum (Ni-Cd);

Nikl-metalni hidrid (Ni-MH);

Litijum-jonska (Li-jonska);

Litijum-polimer (Li-Pol);

Gorivo.

U savremenoj prenosivoj elektronici olovne baterije se više ne koriste, tako da ćemo započeti našu digresiju sa nikl baterijama koje se i dalje koriste u baterijama za kamere, laptopove, kamkordere i druge uređaje.

Predak baterija od nikla bio je baterija od nikl-kadmijuma (Ni-Cd), koju je 1899. godine izmislio švedski naučnik Waldmar Jungner (Waldmar Jungner). Princip njihovog rada bio je da nikal deluje kao pozitivna elektroda (katoda), a kadmijum kao negativna (anoda). U početku je otvorena baterija u kojoj je kiseonik koji je oslobodjen tokom punjenja otišao direktno u atmosferu, što je sprečilo stvaranje zatvorenog kućišta i, uz visoku cenu potrebnih materijala, značajno usporilo početak masovne proizvodnje.

Od 1932. godine pokušani su nastaviti eksperimente. U to vreme predložena je ideja o uvođenju porozne pločaste nikl-elektrode iz aktivnih metala u unutrašnjost, što bi omogućilo bolji kretanje troškova i znatno smanjilo troškove proizvodnje baterija.

Ali tek nakon Drugog svetskog rata (1947), programeri su došli do gotovo moderne šeme zapečaćenih Ni-Cd baterija. Sa ovim dizajnom, unutrašnji gasovi koji se oslobađaju tokom punjenja apsorbuju neizlečeni deo katode, a ne isprazni spolja, kao u prethodnim verzijama.

Ukoliko iz bilo kojeg razloga (višak struja punjenja, smanjenje temperature) stopa od anodnog formiranja kisika će biti veća od njegove stope ionizacije katode, oštar porast unutrašnjeg pritiska može uzrokovati eksploziju baterije. Da bi se ovo sprečilo, kućište baterije je napravljeno od čelika, a ponekad čak i sigurnosni ventil.

Od tada se dizajn Ni-Cd baterija nije značajno promijenio (Slika 2).

Slika 2 - Struktura Ni-Cd baterije

Osnova bilo koje baterije je pozitivna i negativna elektroda. U ovoj šemi, pozitivna elektroda (katoda) sadrži nikl hidroksid NiOOH sa grafitnim prahom (5-8%) i negativnim (anodnim) - metalnim kadmijumom Cd u obliku praha.

Baterije ove vrste se često nazivaju rolni, pošto se elektrode pretvaraju u cilindar (rolna) zajedno sa separacijskim slojem, postavljenim u metalnu ploču i napunjen elektrolitom. Separator (separator), navlažen elektrolitom, izoluje ploče jedni od drugih. Napravljen je od netkanih materijala, koji moraju biti otporni na alkalije. Elektrolit je uglavnom kalijum hidroksid KOH sa dodatkom litijum-hidroksida LiOH, koji promovira stvaranje litijum-nikelata i povećava kapacitet za 20%.

Slika 3 - Napon na bateriji tokom punjenja ili pražnjenja, u zavisnosti od trenutnog nivoa punjenja.

Tokom pražnjenja, aktivni nikal i kadmijum se transformišu u hidrokside Ni (OH) 2 i Cd (OH) 2.

Glavne prednosti Ni-Cd baterija uključuju:

Niska cena;

Raditi u širokom temperaturnom opsegu i otpornosti na njene fluktuacije (na primjer, Ni-Cd baterije se mogu puniti na negativnoj temperaturi, što ih čini nezamenljivim prilikom rada u ekstremnim sjevernim uslovima);

Oni mogu dati mnogo veću struju do opterećenja nego druge vrste baterija;

Stabilnost za visoke struje punjenja i pražnjenja;

Relativno kratko vreme punjenja;

Veliki broj ciklusa "punjenja" (sa pravilnom upotrebom može izdržati više od 1000 ciklusa);

Lagano oporaviti posle dugog skladištenja.

Nedostaci Ni-Cd baterija:

Prisustvo memorijskog efekta - ako redovno stavljate potpuno ispražnjenu bateriju za punjenje, njegov kapacitet će se smanjivati ​​zbog porasta kristala na površini ploča i drugih fizičkih i hemijskih procesa. Da bi se osiguralo da se baterija "ne odustaje" pre vremena, najmanje jednom mesečno mora da bude "obučena", kao što je opisano u nastavku;

Kadmijum je veoma toksična supstanca, tako da proizvodnja Ni-Cd baterija ima loš uticaj na životnu sredinu. Postoje i problemi s reciklažom i korišćenjem baterija.

Nizak specifičan kapacitet;

Velika težina i dimenzije u poređenju sa drugim vrstama baterija istog kapaciteta;

Visok nivo samopražnjenja (nakon punjenja za prvih 24 sata rada gubi do 10%, a mesec dana - do 20% uskladištene energije).

Slika 4 - Samousisavajući Ni-Cd baterije

Trenutno, broj proizvedenih Ni-Cd baterija se brzo smanjuje, a oni su bili zamenjeni, posebno, Ni-MH baterijama.

3. Nikl-metal hidridne punjive baterije

Tokom nekoliko decenija nikel-kadmijumske baterije su bile dovoljno široko upotrebljene, ali je velika toksičnost proizvodnje prisilila da potražimo alternativne tehnologije. Kao rezultat, stvorene su nikl-metal-hidridne baterije, koje se i danas proizvode.

Unatoč činjenici da je rad na stvaranju Ni-MH baterije počinje u otporan metal hidrid jedinjenja 1970 u stanju vezivanja velike količine vodika su samo u deset godina.

Prva Ni-MH baterija u kojem legure LaNi5 koristi kao osnovni metal hidrid elektroda aktivni materijal, je patentirao 1975. Will Početkom eksperimenti sa metal hidrid legure, nikal-metal hidrid baterije je nestabilna i željeni kapacitet baterije je nemoguće ostvariti. Stoga, industrijsku upotrebu Ni-MH baterije počeo tek sredinom 80-ih, nakon legure stvaranje La-Ni-Co, omogućavajući elektrohemijski reverzibilno apsorbirati hidrogen za više od 100 ciklusa. Od tada se dizajn Ni-MH baterija kontinuirano poboljšava u pravcu povećanja njihove gustine energije.

Nikal-metal hidrid baterije u njegovoj izgradnji su analozi nikal-kadmij baterije, i u elektrokemijskim procesima - nickel-hydrogen baterije. Specifična energija Ni-MH baterije znatno veću gustoću energije Ni-Lp- i Ni-H2 baterije (Tabela 1).

Tabela 1

Parametar	Akumulatori
	Ni-Cd	Ni-H2	Ni-MH
Nom. napon, V	1,2	1,2	1,2
Specifična energija:   h / kg h / dm3
	20 – 40	40 – 55	50 – 80
	60 – 120	60 – 80	100 – 270
Specifična snaga, W / kg	50 – 400	50 – 100	50 – 1100
Vijek trajanja:
	1 – 5	2 – 7	1 – 5
	500 – 1000	2000 – 3000	500 – 2000
Samopražnjenje,%	20 - 30 (28 dana)	20 - 30 (za 1 dan)	20 - 40 (28 dana)
Radna temperatura,	- 50 - +60	- 20 - +30	- 40 - +60
Štetne supstance	Cd	Ne	Ne

Značajno širenje nekih parametara u Tabeli 1 povezano je sa različitim oznakama (dizajnom) baterija. Karakteristične osobine LMW su visoki kapacitet baterije, velike snage (kritična) karakteristika (kapacitet punjenja i pražnjenja velike struje), sposobnost da izdrži preopterećenja i super klasa (polaritet), nula dendritoobrazovany. Veoma važna prednost HM-baterije ispred NK-akumulatora je odsustvo ekološki vrlo štetnog elementa - kadmijuma. Napon, veličini, vrsti i tehnologije NM-baterija odgovara NC-akumulator, i mogu se izmjenjuju kako u proizvodnji i koristi.

Zamjena negativne elektrode je poboljšana u 1,3-2 puta kartici aktivne mase pozitivne elektrode koji određuje kapacitet baterije. Prema tome, Ni-MH baterije imaju znatno veće specifične energetske karakteristike u odnosu na Ni-Cd baterije.

Kao rezultat toga, područje primjene LMW akumulatora blizu obim NiCad baterije, LMW baterija koje se koriste u mobilnim telefonima, pejdžeri, bežični telefoni, skeneri, baterijske lampe, radio aparati, električni bicikli, električni automobili, hibridne automobile, elektronski tajmera i decenije brojača uređaja backup za pohranu ( MBU) i centralnog procesora (CP) i laptop računala, uređaji za otkrivanje prisutnosti vatre i dima, alarm uređaji, aparati ekološku analizu blokova vode i zraka amyati elektronski upravljane mašine alatke, radio, snimanje glasa, kalkulator, električni britve, slušne aparate, električne igračke, itd

Za razliku od Ni-Cd u Ni-MH baterijama, kao anoda se uzima legura metala koja apsorbuje vodonik. Alkalni elektrolit još uvek ne učestvuje u reakciji, zasnovan na kretanju vodoničnih iona između elektroda. Tokom punjenja nikla hidroksida Ni (OH) 2 se pretvara u oksigidrit NiOOH, dajući legure vodik negativne elektrode. Vodonik unos nije izotermni reakcija, tako da legura metala uvijek odabran na takav način da je jedan od njih se izdvaja kad su vezani za gas i drugi, obrnuto, topline apsorbira. U teoriji, to je trebalo osigurati ravnotežu topline, međutim, nikal-metal hidrid baterije griju znatno više od nikal-kadmij baterije.

Uspeh distribucije nikl-metalnih hidridnih baterija obezbedio je visoku energetsku gustinu i netoksičnost materijala koji se koriste u njihovoj proizvodnji.

4. Osnovni procesi Ni-MH baterija

Ni-MH baterije kao pozitivan elektroda pomoću oksidi nikla elektrode kao u nikal-kadmij baterije i elektroda nikla legure s rijetkim alkalnih metala koji upija vodik se koristi u mjestu kadmija negativne elektrode.

Na pozitivnoj oksidno-nikeloj elektrodi Ni-MH baterije, reakcija se nastavlja:

   → NiOOH + H2O + (punjenje) → Ni (OH) 2 + OH (pražnjenje)

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

  → MH + OH (punjenje) → M + H2O + (pražnjenje)

Celokupna reakcija u Ni-MH bateriji se snima na sledeći način:

Ni (OH) 2 + M → NiOOH + MH (punjenje)

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

Elektrolit ne učestvuje u glavnoj reakciji formiranja struje.

Posle komunikacije od 70-80% kapaciteta i prilikom punjenja na elektrolizu oksid-nikla, kiseonik počinje da se oslobađa:

  → 1/2 O2 + H2O + 2 (transfer punjenja),

koji se obnavlja na negativnoj elektrodi:

   → 2OH (prenos naloga)

Poslednje dve reakcije pružaju zatvoreni ciklus kiseonika. Kada se kiseonik obnovi, dodatno povećanje kapaciteta metalne hidridne elektrode takođe se obezbeđuje formiranjem OH grupe

.

Prilikom pražnjenja nakon iscrpljivanja kapaciteta pozitivne elektrode (kada je pretjeran), dolazi do bočne reakcije vodonične evolucije:

  → H2 + 2OH (punjenje).

Vodik kroz porozni separator dostiže negativnu elektrodu i oksidira se na njega:

   → 2H2O + 2 (prekomerno pražnjenje).

5. Izgradnja elektroda Ni-MH baterija

Hydrofluorocarbon elektroda.

Glavni materijal koji određuje karakteristike Ni-MH baterije je legura koja apsorbuje vodonik koji može apsorbovati volumen vodonika 1000 puta više od sopstvene zapremine.

Najrasprostranjenije su legure tipa LaNi5, u kojima se neki nikal zamenjuje manganom, kobaltom i aluminijumom, kako bi se povećala stabilnost i aktivnost legure. Misch metal da se smanje troškovi, neki proizvođači primjenjuju firma umjesto lantan (mm koji je mješavina rijetkih zemalja elemenata i njihovih miješanje omjer je blizu onoj u prirodnim rude), također se sastoji dodatak lantan, cerijum, prazeodijum i neodymium.

Sa ciklusom punjenja punjenja, ekspanzijom i kontrakcijom od 15-25% kristalne rešetke legura koja apsorbuje vodonik se odvija zbog apsorpcije i desorpcije vodonika. Takve promene dovode do stvaranja pukotina u leguri zbog povećanja unutrašnjeg stresa. Formiranje pukotina uzrokuje povećanje površinske površine, koja je oštećena reakcijom sa alkalnim elektrolitom. Iz ovih razloga, kapacitivnost otpuštanja negativne elektrode postepeno se smanjuje.

U akumulatoru sa ograničenom količinom elektrolita to dovodi do problema povezanih sa redistribucijom elektrolita. Legura korozije dovodi do kemijske pasivnosti površinu zbog formiranja otpornog na koroziju oksida i hidroksida koje povećavaju prenapona glavni struje formiranja reakcije, metal hidrid elektroda. Formiranje korozijskih proizvoda dolazi sa potrošnjom kiseonika i vodonika iz rastvora elektrolita, što uzrokuje smanjenje količine elektrolita u bateriji i povećanje njegovog unutrašnjeg otpora.

Da bi usporili neželjene procese disperzije i korozije legura koji određuju životni vek Ni-MH baterija, pored optimizacije režima kompozicije i proizvodnje legure, koriste se i dvije glavne metode. Prvi metod se sastoji u mikroencapsulaciji legura čestica, tj. u sloju njihove površine tankim poroznim slojem (5-10%) - po težini nikla ili bakra. Druga metoda, koja je pronašla najrasprostranjeniju aplikaciju u sadašnjem vremenu, sastoji se u tretiranju površine čestica legura u alkalnim rastvorima formiranjem zaštitnih folija prepustnih vodoniku.

Oksidna nikla elektroda.

Oksidi nikla elektrode u masovnoj proizvodnji se proizvode u sljedećim konstruktivne izmjene: lamela, bezlamelnye sinterovan (cermet) kompakta, uključujući i tableta. U posljednjih nekoliko godina korištene su netkane filcove i penopolimerne elektrode.

Lamela elektrode su skup međusobno povezani perforirane kapsule (lamele) napravljen od tanke (0,1 mm debljine) od niklovani čelik traka.

Sintered (cermet) sastoji se od poroznog elektroda (sa poroznost od najmanje 70%) od sinterovan baze u pore koje aktivne mase se nalazi. Osnova je od karbonil nikla fini prah koji je u dodatak sa amonijum karbonat ili uree (60-65% nikla, ravnoteža - punilo) overmolding, je valjani ili prska čelika ili nikla neto. Onda mrežica sa prah je termički obrađena u smanjenju atmosferi (obično vodonika) na temperaturi od 800-960 ° C, sa amonij karbonat ili uree razlaže i volatilizes, i nikla sinterovani. Dobijene osnove imaju debljinu od 1-2,3 mm, poroznost od 80-85%, i radijus por od 5-20 μm. Osnovu naizmenično impregniran sa koncentrovani rastvor nikla nitrata ili nikal sulfat i zagrijava na 60-90 ° C uz rješenje lužina, što uzrokuje taloženje oksida i hidroksida nikla.

Trenutno se koristi kao elektrohemijski metoda impregnacija, u kojoj je elektroda podvrgnut katodnom tretman u nikla nitrata. Zbog formiranja hlorovodonik u pore basified ploča, što je rezultiralo u padavina oksida i hidroksida nikla u porama ploče.

Za tipove sinterovanih elektroda uključene su folijske elektrode. Elektrode proizvodi nanošenjem tankog (0,05 mm) nikla perforirana traka na obje strane prskanjem, alkohol emulzija nikal karbonilne prah koji sadrži veziva, sinteriranje i dalje kemijski ili elektrokemijski impregnacije s reagensima. Debljina elektrode je 0,4-0,6 mm.

Presovane elektrode se prave pritiskom od 35-60 MPa aktivne mase na mrežastu ili čeličnu perforiranu traku. Aktivna masa se sastoji od nikl-hidroksida, kobalt-hidroksida, grafita i veziva.

Metalne elektrode imaju visoko poroznu podlogu od niklovih ili karbonskih vlakana. Poroznost ovih baza je 95% ili više. Osetljiva elektroda se izrađuje na bazi niklovanih polimernih ili karbonatnih karata. Debljina elektrode u zavisnosti od svrhe je u opsegu 0,8 - 10 mm. Aktivna masa se unosi u sloj filca različitim metodama, u zavisnosti od njegove gustine.

Umjesto da od staničnog nikla filca mogu se koristiti, rezultirajući poliuretanske pjene sa niklanje zatim kaljenja u smanjenju atmosferi. U visoko poroznom medijumu, pasta koja sadrži nikl hidroksid i vezivo obično se primjenjuje širenjem. Nakon toga, baza sa pastom se suši i valja. Felt i penopolimerne elektrode karakterišu visoki specifični kapacitet i odličan resurs.

6. Dizajn Ni-MH baterija

Ni-MH baterije su cilindrične. Pozitivne i negativne elektrode su odvojeni separator valjane u rolnu koja se ubacuje u kućište i zatvoren sa zaptivcima poklopac (slika 5). Poklopac ima sigurnosni ventil koji radi pod pritiskom od 2-4 MPa u slučaju neispravnosti tokom rada baterije.

Slika 5 - Dizajn akumulatora nikl-metal hidrida (Ni-MH): 1-telo; 2-kapa; 3-poklopac; 4-ventil; 5-pozitivni kolektor elektroda; 6-izolacioni prsten; 7-negativna elektroda; 8-separator; 9-pozitivna elektroda; 10-izolator.

U prizmatičnoj Ni-MH bateriji, alternativno se postavljaju pozitivne i negativne elektrode, a među njima se postavlja separator. Blok elektrode se ubacuje u metalno ili plastično kućište i prekriven sa zaptivnim poklopcem. Na poklopcu je, po pravilu, ugrađen ventil ili senzor pritiska (slika 6).

Slika 6 - Dizajn Ni-MH baterije: 1-telo; 2-kapa; 3-poklopac; 4-ventil; Zaptivka od 5 izolacija; 6-izolator; 7-elektroda, 8-separator; 9-pozitivna elektroda

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

Pozitivna elektroda. Ni-MH baterije koriste pozitivne elektrode od oksidnih nikla, slične onima koje se koriste u Ni-Cd baterijama. Ni-MH baterije uglavnom koriste kermete, a poslednjih godina - felted i penopolimerne elektrode.

Negativna elektroda. Praktična primena Ni-MH baterija pronašla je pet modela negativne metal-hidridne elektrode:

Lamelnaya, kada je prašak legure apsorbujućeg vodonika sa vezivom ili bez veziva, pritisnut u mrežu nikla;

Penonikelovaya, kada se pasta sa legure i veziva uvodi u pore pene-nikla, a zatim se osuši i presije (rolne);

Folija, kada se paster sa legurama i vezivo nanosi na perforiranu niklovu ili čeličnu niklovanu foliju, a zatim osuši i stisne;

Valjane, kada je aktivni sastav praha koji se sastoji od legure i vezivo nanosi valjanja (valjanje) na istezanje nikla ili bakra mreže rešetke;

Sinterovano, kada je legura prašine pritisnuta na žicu nikla i potom sinterirana u atmosferu vodonika.

Specifični kapaciteti metalnih hidridnih elektroda različitih dizajna su bliski i određeni su uglavnom kapacitetom upotrebljene legure.

7. Specifikacije Ni-MH baterija

Električne karakteristike

Specifični kapacitet metal hidrid elektroda je 0,24-0,3 A ∙ h / g ili 1.2-1.5 A ∙ h / cm3, do 3 puta iznos opterećenja kadmija elektrode. Kao legura koja apsorbuje vodonik, koriste se titan-nikl ili legure sa lantanom (LaNi5).

Specifična energija NM-akumulatora je u opsegu od 50-60 W ∙ h / kg ili 100-200 W ∙ h / l. Vreme rada većine NM-akumulatora tokom ciklusa prema IEC standardima (dubina pražnjenja 60%) je 500-1000 ciklusa. Neke firme su postigle 2000-2500 ciklusa i životni vek od 3-5 godina. Većina NM-baterija može se upravljati u režimu pufera sa napajanjem od normalizovane struje od 0.01-0.03C bez vremenskog ograničenja.

Napon otvorenog kola. Vrednost napona otvorenog kola Ur.c. Ni-MH-sistem teško precizno odrediti zbog zavisnosti od ravnoteže potencijala oksidi nikla elektrode o stupnju oksidacije nikla, kao i ovisno o metal hidrid elektroda ravnoteže potencijal stepen zasićenosti sa vodika. Ipak, pri približno vrednosti od 0,49 V za Ni (OH) 2 elektrodu | NiOOH i potencijalnom vrijednošću 0,828 V za metalnu hidridnu elektrodu koja ima ravnotežnu vrijednost pritiska vodonika od 0,1 MPa, vrijednost Up.s. iznose 1.318 V. smanjenje pritiska ravnoteže vodika je 10 puta će se povećati teoretski kapacitet elektrode (a time i do smanjenja Ur.ts) samo 29 mV. Za LMW-elektrohemijskih sistem prihvatio nazivnog napona 1,2 V. Nakon 24 sati iz baterije, otvoreni krug napona naplaćuje Ni-MH baterija je u rasponu 1,30-1,35 V.

Kapacitet baterije. Sa rastućim opterećenjem (smanjivanje vremena pražnjenja) i smanjenjem temperature, kapacitet Ni-MH baterije se smanjuje (Slika 8). Posebno izraženo efekat smanjenja temperature na protok pri velikim brzinama i pri temperaturama ispod 0 ° S.Risunok 9 - ovisnost kapaciteta pražnjenja Ni-MH baterija vremena skladištenja na različitim temperaturama: 1 - 0 ° C; 2 - 20 ° C; 3 - 40 ° SZnačeniâ

, Za HM-blizu baterije od ove baterije imaju slične napon, a kao pozitivan elektroda u njima se koristi nikal oksida elektrode (sa istim zavisnost stope reakcije primarne i strane reakcije o stupnju punjenja).

U posljednjih nekoliko godina, brojne kompanije su započele proizvodnju moćnih NM-akumulatora cilindričnih i prizmatičnih oblika kapaciteta 3,6 - 14 Ah za hibridne automobile. Ove baterije mogu da pune normalizovane struje veće od 20 ° C. Baterije od takvih baterija (do 240 baterija u bateriji) imaju specifičnu snagu od 0,9 - 1,1 kW / kg. Reprezentativni primeri: Panasonic kompanija baterije 240 od ​​prizmatičnog baterije kapaciteta 6,5 ​​A ∙ h ima kapacitet od 1.080 W / kg, Makevell firma baterija cilindričnih baterija kapaciteta od 3,4 A ∙ h - 870 W / kg, kompanija baterija Varta 1100 W / kg na 20 ° C i 500 W / kg pri -25 ° C Vijek trajanja kompanije Varta baterije je 2400 ciklusa na 100 dubine pražnjenja, 5000 ciklusa% - 80%, 78.000 ciklusa - na 12% snage, 255 000 ciklusa - 5% i 360 000 ciklusa - sa 4% dubina pražnjenja.

8. Napunite Ni-MH bateriju

Vreme rada (broj ciklusa pražnjenja pražnjenja) i životni vek Ni-MH baterije u velikoj meri određuju uslovi rada. Vreme rada smanjuje se s povećanjem dubine i brzine pražnjenja. Vreme rada zavisi od brzine punjenja i načina kontrole njegovog prekida. U zavisnosti od vrste Ni-MH baterija, način rada i uslova rada baterije omogućavaju 500-1000 ciklusa pražnjenja-punjenja na 80% dubinu pražnjenja i imaju vijek trajanja od 3 do 5 godina.

Da biste osigurali pouzdan rad Ni-MH baterije u garantovanom periodu, pratite preporuke i uputstva proizvođača. Najveću pažnju treba posvetiti temperaturnom režimu. Poželjno je izbjeći preterano pražnjenje (ispod 1V) i kratke spojeve. Preporučljivo je koristiti Ni-MH baterije za predviđenu svrhu, izbjeći kombinaciju korištenih i neiskorišćenih baterija, ne spajujte žice direktno na bateriju ili druge dijelove.

Ni-MH baterije su osetljive na prekomerno punjenje nego Ni-Cd. Punjenje može dovesti do termičkog overclockanja. Punjenje se obično vrši sa strujom Iz = 0.1S tokom 15 sati. Nadoknada za kompenzaciju stvara struja Iz = 0,01-0,03S tokom 30 sati ili više.

Ubrzano (4-5 sati) i brze (u trajanju od 1 sata) moguće je za Ni-MH baterije sa visoko aktivnim elektrodama. Sa ovakvim opterećenjem, proces se prati promenom temperature ΔT i naponom ΔU i drugim parametrima. Brzo punjenje se primjenjuje, na primjer, Ni-MH baterije, laptop za struju, mobiteli, električne alate, iako je u laptop i mobilni telefoni su sada uglavnom koriste litij-ionske i litij-polimer baterije. Preporučuje se i proces punjenja u tri faze: prvi korak brzog punjenja (1C gore) sa stopom zadužen za 0,1 C za 0,5-1 sata za konačnu naknade, a naknada po stopi 0,05-0,02S kao kompenzacija za punjenje. Informacije o načinu punjenja Ni-MH baterija obično se nalaze u uputstvima proizvođača, a preporučena struja punjenja je navedena na kućištu baterije.

Napon punjenja U3 na I3 = 0,3-1 ° C leži u intervalu od 1,4-1,5 V. Zbog oslobađanja kiseonika na pozitivnoj elektrodi, količina električne energije koja je preneta na teret (Q3) je veća od kapaciteta pražnjenja (Cp). U ovom slučaju, povratni kapacitet (100 Cp / Q3) je 75-80% i 85-90% za disk i cilindrične Ni-MH baterije.

Kontrolni punjač i pražnjenje. Da biste izbegli ponovnu punjenje Ni-MH baterija, sledeće metode kontrole punjenja mogu se koristiti sa odgovarajućim senzorima ugrađenim u baterije ili punjače:

Način zaustavljanja punjenja u apsolutnoj temperaturi Tmax. Temperatura baterije se stalno prati tokom procesa punjenja, a kada se dostigne maksimalna vrednost, brzo punjenje se prekida;

Način prekida punjenja brzinom promene temperature ΔT / Δt. Ovim metodom nagib krivine temperature baterije se stalno prati tokom procesa punjenja, a kada ovaj parametar postaje veći od definitivno podešene vrednosti, punjenje se prekida;

Metoda završetka naelektrisanja na negativnoj delti napona -ΔU. Na kraju punjenja akumulatora, kada se vrši ciklus kiseonika, njegova temperatura počinje da raste, što rezultira smanjenjem napona;

Metoda zaustavljanje punjenja u odnosu na maksimalno vreme punjenja t;

Metoda zaustavljanje punjenja u odnosu na maksimalni pritisak Pmax. Obično se koristi u prizmatičnim akumulatorom velikih dimenzija i kapaciteta. Nivo dopuštenog pritiska u prizmatičnom akumulatoru zavisi od njegovog dizajna i leži u opsegu od 0,05 do 0,8 MPa;

Metoda zaustavljanja punjenja pomoću maksimalnog napona Umax. Koristi se za isključivanje punjenja baterija sa visokim unutrašnjim otporom, koji se pojavljuje na kraju životnog veka usled nedostatka elektrolita ili pri niskoj temperaturi.

Kada se koristi Tmax metoda, punjiva baterija može se prekomerno napuniti ako temperatura ambijenta pada ili ako baterija ne može primiti dovoljno punjenja ako se temperatura okoline značajno povećava. Metod ΔT / Δt može se vrlo efikasno koristiti za zaustavljanje punjenja pri niskim temperaturama okoline. Ali ako se samo ovaj metod koristi na višim temperaturama, baterije unutar baterija će se zagrejati na neželjeno visoke temperature pre nego što se vrijednost ΔT / Δt može postići za isključivanje. Za određenu vrijednost ΔT / Δt, velika ulazna kapacitivnost se može dobiti pri nižoj temperaturi okoline nego na višoj temperaturi. Na početku punjenja akumulatora (kao i na kraju punjenja), postoji brz porast temperature, što može dovesti do prevremenog isključivanja punjenja prilikom korištenja metode ΔT / Δt. Da bi se ovo isključilo, programeri punjača koriste tajmere početnog kašnjenja senzora u metodi ΔT / Δt.

Metoda -ΔU je efikasna za zaustavljanje punjenja pri niskim temperaturama okoline, a ne pri povišenim temperaturama. U tom smislu, metoda je slična metodu ΔT / Δt. Da bi se osiguralo prekid optužbe u slučajevima kada nepredviđene okolnosti sprečavaju normalan prekid naknade, preporučuje se i kontrola tajmera koja reguliše trajanje operacije punjenja (metoda t).

Stoga, da bi brzo punjenje baterija 0,5-1S normalizirana struje na temperaturi od 0-50 ° C je svrsishodno koristiti obje metode Tmax (e temperatura isključivanje 50-60 ° C ovisno o dizajnu baterija i akumulatora), -ΔU (5- 15mV po bateriji), t (obično za dobijanje 120% nominalnog kapaciteta) i Umax (1,6-1,8 V po bateriji). Umesto metode -ΔU, metoda ΔT / Δt (1-2 ° C / min) se može koristiti sa početnim tajmerom odlaganja (5-10 min).

Posle brzog punjenja baterije, punjači omogućavaju prebacivanje na punjenje sa normalizovanom strujom od 0,1 ° C do 0,2 ° C u određeno vrijeme.

Za Ni-MH baterije se ne preporučuje punjenje pri konstantnom naponu, jer se može desiti "otkaz toplote" baterija. To je zbog činjenice da se javlja na kraju struje punjenja rasta, koja je proporcionalna razlika između napona napajanja i napon baterije i napon akumulatora na kraju punjenja se smanjuje zbog porasta temperature.

Pri niskim temperaturama stopa punjenja treba smanjiti. Inače, kiseonik neće imati vremena za rekombinaciju, što će dovesti do povećanja pritiska u bateriji. Ni-MH baterije sa visokom poroznom elektrodom se preporučuju za rad u takvim uslovima.

9. Prednosti i mane Ni-MH baterija

Značajno povećanje specifičnih energetskih parametara nije jedina prednost Ni-MH baterija ispred Ni-Cd baterija. Odbacivanje kadmijuma znači i prelazak na ekološki prihvatljivu proizvodnju. Lakše je rešiti problem recikliranja neuspelih baterija. Ove prednosti Ni-MH baterija utvrdile su brži rast njihove proizvodnje od svih vodećih svetskih kompanija u oblasti baterija u poređenju sa Ni-Cd baterijama.

Ni-MH baterije nemaju "memorijski efekat" inherentnih Ni-Cd baterija zbog nastanka nikla u negativnoj kadmijumskoj elektrodi. Međutim, očuvani su efekti povezani sa punjenjem elektrode sa oksidnom niklom.

Smanjenje napon pražnjenja, primijećeni na česte i duge prihranjivanja isto kao da je od Ni-Cd baterije mogu biti uklonjene tijekom periodičnih realizaciji nekoliko bita 1 V. Takav nivo dovoljan za obavljanje jednom mjesečno.

Međutim, nikl-metal-hidridne baterije su inferiorne nikl-kadmijumskim baterijama, za koje se pozivaju da zamene, za neke karakteristike performansi:

Ni-MH baterije efikasno rade u uskom opsegu radnih struja, što je posledica ograničene desorpcije vodika metal-hidridne elektrode pri veoma visokoj brzini pražnjenja;

Ni-MH baterije imaju više uskom rasponu temperatura rada: većina njih neupotrebljiv na ispod -10 ° C i iznad 40 ° C, iako poseban niz akumulatora prilagođavanja formulacija omogućiti produženje temperatura granica;

Tokom punjenja Ni-MH baterije za javnost više toplote nego kada je punjenje Ni-Cd baterije, međutim, za prevenciju baterija baterije Ni-MH pregrijavanja tijekom brzog punjenja i / ili značajan preopterećenja oni uspostave termo osigurači ili termički relej, koji se nalaze na zidu jedne od baterija u centralnom dijelu baterije;

Ni-MH baterije imaju povećan pražnjenja sebe (Slika 10), koji je određen neizbježan reakcija vodonika otopljen u elektrolitu, sa pozitivnim oksidi nikla elektroda (ali, zahvaljujući upotrebi specijalnih legura negativne elektrode, ona se okrenula postići smanjenje stopa samopražnjenja u vrijednosti blizu indikatora za Ni-Cd baterije;

Opasnost od pregrijavanja tokom punjenja jednog od Ni-MH baterije akumulatora, i akumulator perepolyusovaniya sa smanjenim kapacitetom tijekom pražnjenja baterije povećava parametara neusklađenost baterija kao rezultat dugotrajnog biciklizmu, tako stvarajući baterije za više od 10 baterija se ne preporučuje od strane svih proizvođača;

Gubitak negativnih kapaciteta elektroda, koji se javljaju u baterije Ni-MH tokom pražnjenja ispod 0V, nepovratan, što stavlja strože zahtjeve o izboru baterije baterije i kontrolu postupka pražnjenja nego u slučaju Ni-Cd baterije, obično se preporučuje pražnjenja do 1 V / a u baterijama neznatnog napona i do 1,1 V / ac u bateriji od 7-10 baterija.

Kao što je ranije rečeno, degradacija Ni-MH baterija prvenstveno je određena smanjenjem ciklusa sorbinga negativne elektrode. U ciklusu punjenja punjenja, zapremina kristalne rešetke legure se menja, što dovodi do stvaranja pukotina i naknadne korozije tokom reakcije sa elektrolitom. Formiranje korozijskih proizvoda se javlja uz apsorpciju kiseonika i vodonika, što smanjuje ukupnu količinu elektrolita i povećava unutrašnji otpor baterije.

Treba napomenuti da karakteristike Ni-MH baterija značajno zavise od legure negativne elektrode i tehnologije obrade legure kako bi se poboljšala stabilnost njegovog sastava i strukture. Ovo podstiče proizvođače baterija da budu pažljivije izboru dobavljača legura i potrošača baterija na izbor proizvođača.

10. Standardi i oznake NM-baterija

U skladu sa standardima Međunarodne Elektrohemijsko komisije IEC 61436 i IEC 61951-2 cilindrične HM baterije su označeni slovima HR, prismatic - slova HF i disk - HB pisma. Nakon pisma za cilindrične baterije LMW ukazuje promjera crte i visine u milimetrima baterije (zaokružena na najbliži cijeli broj veći strane) i za prismatic - širina, visina i debljina. Na primjer, HR15 / 51, HF15 / 09/49. Za disk baterije, prečnik i visina, ali ne u milimetrima, ali koristeći dimenziju od 1/10 milimetra, označavaju se kroz paralelni hod. Na primjer, akumulator diska prečnika 15,6 mm i visine 6,4 mm označen je kao HB 156/064.

Napominjemo najvažnije zahteve za NM-baterije prema ovim standardima:

Režim punjenja se normalizuje strujom od 0.1C tokom 16 sati na temperaturi (20 ± 5) ° C;

pražnjenja trajanje pri temperaturi od (20 ± 5) ° C 0,2S normalizirana struja napona 0,9 V od najmanje 42 minuta da cilindrični i prizmatičnog baterije LMW, a ne manje od 35 minuta za disk;

Vek trajanja ne sme biti manji od 500 ciklusa;

Ovi standardi ne utvrđuju zahteve za NM-akumulatore na povišenim temperaturama i temperaturama ispod 0 ° C.

11. Skladištenje i rad Ni-MH baterija

Pre nego što počnete sa radom novih Ni-MH baterija, trebali biste zapamtiti da ih prvo moraju "zamijeniti" za maksimalni kapacitet. U tom smislu, poželjno je da ima punjenje baterija u stanju pražnjenja baterije: Postavite struja punjenja na minimum i napuniti bateriju i onda ga isprazniti odmah pritiskom na odgovarajuće dugme na punjaču. Ako takav uređaj nije pri ruci, možete jednostavno "puniti" bateriju punom kapaciteta i sačekajte.

Može potrajati 2-5 takvih ciklusa, u zavisnosti od trajanja i temperature skladištenja u skladištima i prodavnici. Često su uslovi skladištenja daleko od ideala, tako da će ponovljeni trening biti veoma koristan.

Za većinu efikasno i efektivno trajanje baterije za više god je to moguće, potrebno je i dalje, ako je moguće, da se potpuno isprazni (preporučuje se postaviti uređaj za punjenje tek nakon što se ugasi zbog prazne baterije), i za punjenje baterije, tako da izbegavajte pojavu "memorijskog efekta" i smanjite vek trajanja baterije. Da biste nastavili punu (koliko je moguće) kapaciteta baterije, neophodno je sprovesti obuku opisanu gore. U ovom slučaju, baterija se isprazni do minimalnog dozvoljenog napona po ćeliji, a kristalne formacije se uništavaju. Potrebno je, po pravilu, sami sebi da se bavite barem jednom na dva meseca. Međutim, nije neophodno ići predaleko - česta upotreba ovog metoda istrošila je bateriju. Nakon pražnjenja preporučuje se da uređaj ostavite uključen za punjenje najmanje 12 sati.

Efekta memorije može biti eliminirana i veliki struja pražnjenja (2-3 puta ocijenjen).

"Želeli smo bolje, ali ispalo je kao i uvek"

Prva i jednostavno pravilo pravilno punjenje bilo koju bateriju - koristite punjač (u daljnjem tekstu, memorija), koji se prodaje u kompletu (npr, mobilni telefon), ili gdje uvjeti punjenja u skladu proizvođača baterija (npr za prst Ni-MH baterije) .

U svakom slučaju, bolje je kupiti baterije i memorijske kartice preporučene od strane proizvođača. Svaka kompanija ima svoje proizvodne tehnologije i karakteristike rada baterije. Pre korišćenja baterija i memorije, pažljivo pročitajte sva uputstva i druge informativne materijale.

Kao što smo već napisali, najjednostavniju memoriju obično je uključen u paket. Takvo pamćenje, po pravilu, pruža korisnicima minimalnu brigu: proizvođači telefona pokušavaju da pomire tehnologiju punjenja sa svim mogućim tipovima baterija dizajniranim za rad sa ovim brendom aparata. To znači da ako je uređaj dizajniran za rad sa Ni-Cd, Ni-MH i Li-Ion baterijama, ovaj punjač će podjednako efikasno napuniti sve navedene baterije, čak i ako imaju različite kapacitete.

Ali ovde leži jedan nedostatak. Niklovane baterije, u zavisnosti od efekta memorije, moraju biti povremeno ispražnjene, ali "aparat" nije sposoban za takav: kada se postigne određeni prag napona, on se isključuje. Napon na kojem se pojavljuje automatsko isključivanje veći je od vrednosti na koju bateriju treba isprazniti kako bi uništili kristale koji smanjuju kapacitet baterije. U takvim slučajevima je još bolje koristiti memoriju sa funkcijom pražnjenja.

Postoji mišljenje da se Ni-MH baterije mogu puniti samo nakon njihovog punog (100%) pražnjenja. Ali u stvari, potpuno pražnjenje baterije je nepoželjno, inače će baterija biti van reda pre vremena. Preporučuje se dubina pražnjenja od 85-90% - tzv. Površinski pražnjenje.

Pored toga, treba uzeti u obzir da Ni-MH baterije zahtevaju specijalne načine punjenja, za razliku od Ni-Cd, koji su najmanje zahtevni za režim punjenja.

Uprkos činjenici da savremeni nikal-metal-hidridni akumulatori mogu izdržati višak procijenjene vrijednosti punjenja, rezultujuća pregrevanja smanjuju životni vijek baterije. Zbog toga, prilikom punjenja, morate uzeti u obzir tri faktora: vreme, veličina punjenja i temperaturu baterije. Do danas postoji veliki broj memorijskih uređaja koji pružaju kontrolu nad režimom punjenja.

Razlikuju se sporo, brzom i impulsnom memorijom. Odmah je važno pomenuti da je razdvajanje prilično proizvoljno i zavisi od proizvođača baterije. Pristup problemu punjenja je približno sledeći: kompanija razvija različite tipove baterija za različite aplikacije i postavlja za svaku vrstu preporuka i zahtjeve za najpovoljnije načine punjenja. Kao rezultat, identične po izgledu (veličini) baterija može zahtevati upotrebu različitih načina punjenja.

"Spora" i "brza" memorija su različita u brzini punjenja baterija. Prvi struje punjenja baterije jednak oko 1/10 nominalne vreme punjenja je 10 - 12 sati, a obično ne prati stanje baterije, što nije baš dobro (potpuno ili djelomično ispražnjene baterije da se napuni u različitim režimima).

"Brzo" punjenje baterije sa strujom u opsegu od 1/3 do 1 njegove nominalne vrijednosti. Vreme punjenja je 1-3 sata. Vrlo često je dvosmjerni uređaj koji reaguje na promjenu napona na terminalima akumulatora tokom punjenja. Prvo, punjenje se akumulira u režimu "velike brzine", kada napon dostigne određeni nivo, brzina se zaustavlja i uređaj se prebacuje u režim "punjenja" mlaza. Ovi uređaji su idealni za Ni-Cd i Ni-MH baterije. Sada najčešći punjači koji koriste tehnologiju pulsnog punjenja. Po pravilu se mogu koristiti za sve vrste baterija. Naročito dobro je ova memorija pogodna za produženje trajanja Ni-Cd baterija, jer to uništava kristalne formacije aktivne supstance ("efekat memorije" se smanjuje) koji nastaju tokom rada. Međutim, za baterije sa značajnim "memorijskim efektom" korišćenja samo metode impulsnog punjenja, nije dovoljno - poseban algoritam je potreban dubok pražnjenje (oporavak) kako bi uništili velike kristalne formacije. Obični punjači, čak i sa funkcijom pražnjenja, nisu u stanju za to. Ovo se može uraditi u servisnoj službi uz pomoć posebne opreme.

Za one koji provode dosta vremena za volanom, naravno, potreban vam je auto punjač. Najjednostavnije je u obliku kabla koji povezuje mobilni telefon sa utičnicom za cigarete (sve "stare" varijante su dizajnirane samo za punjenje Ni-Cd i Ni-MH baterija). Međutim, ne koristite ovaj način punjenja: ovakvi uslovi rada negativno utiču na trajanje baterije.

Ako ste već odabrali memoriju koja vam odgovara, pročitajte sljedeće smernice za punjenje Ni-Cd i Ni-Mh baterija:

Punite samo potpuno ispražnjene baterije;

Nemojte stavljati potpuno napunjenu bateriju na dodatnu opremu, jer time znatno smanjuje period upotrebe;

Nemojte ostavljati Ni-Cd i Ni-MH baterije u punjaču nakon završetka punjenja već dugo vremena, pošto se punjač nastavlja puniti nakon punjenja, ali samo sa mnogo nižim strujom. Dugotrajno prisustvo Ni-Cd i Ni-MH baterija u memoriji dovodi do njihovog dopunjavanja i pogoršanja parametara;

Baterije moraju biti na sobnoj temperaturi pre punjenja. Najefikasnije punjenje na temperaturi okoline od + 10 ° C do + 25 ° C

U procesu punjenja moguće je zagrevati baterije. Ovo je posebno važno za seriju velikih kapaciteta sa intenzivnim (brzim) punjenjem. Ograničavajuća temperatura zagrevanja akumulatora je + 55 ° S. U dizajnu brze punjače (od 30 minuta do 2 sata) obezbeđuje se kontrola temperature svake baterije. Kada se kućište baterije zagreje na + 55 ° C, uređaj se prebacuje iz glavnog režima punjenja u režim punjenja, tokom kojeg se temperatura smanjuje. Dizajn samih baterija takođe obezbeđuje zaštitu od pregrevanja u obliku sigurnosnog ventila (eliminiše uništenje baterije), što se otvara ako pritisak pare elektrolita unutar ljuske premaši dozvoljene granice.

Skladištenje

Ako ste kupili bateriju i nemate nameru da ga odmah upotrebite, bolje se upoznajte sa pravilima za skladištenje Ni-MH baterija.

Pre svega, bateriju morate ukloniti sa uređaja i voditi računa o zaštiti od vlage i visokih temperatura. Ne možete dozvoliti jako smanjenje napona na akumulatoru zbog samopražnjenja, odnosno tokom dugotrajnog skladištenja, bateriju treba periodično napuniti.

Ne čuvajte bateriju na visokoj temperaturi, što ubrzava degradaciju aktivnih materijala unutar baterije. Na primjer, neprestani rad i skladištenje na 45 ° C će smanjiti broj ciklusa Ni-MH baterije za oko 60%.

Na nižoj temperaturi, uslovi skladištenja su najbolji, ali zapazimo da je za skladištenje, pošto se energija oslobađa na minus temperaturi u bilo kojoj bateriji, pa se uopće ne može puniti. Skladištenje na niskim temperaturama će smanjiti samopražnjenje (na primer, možete ga staviti u frižider, ali ne u zamrzivač).

Pored temperature, na životni vek baterije značajno utiče stepen njegovog punjenja. Neki kažu da je neophodno čuvati u napunjenom stanju, druge insistiraju na potpunom pražnjenju. Optimalna opcija je da napunite bateriju pre skladištenja za 40%.

12. Proizvođači i perspektive NM-baterija

Prema istraživanju koje je proveo Avicenne Development (Francuska), 2005. godine obim puštanja NM-akumulatora (1,621 miliona jedinica) već je premašio proizvodnju NK-baterija (1170 miliona jedinica). Lider u proizvodnji NM-baterija bio je SANYO (56%). U Rusiji, serijska proizvodnja HM Baterije savladao JSC "Plant MAISONS" (cilindrični baterije u četiri veličine) i OJSC "AK Riegel" (cilindrični AA baterije, prizmatičnog baterije i disk).

Zbog povećanja proizvodnje NM-baterija i smanjenja cijene korišćenih materijala, trenutno su cijene 1Ah NK i NM baterija gotovo jednake. U tabeli. 2 prikazuje podatke o cenama i količinama proizvodnje prenosnih NM, NK, litijum-jonskih i litijum-polimernih baterija u 2000. i 2005.

Tabela 2

Baterija	2000g.			2005.
	Zapremina, miliona komada	Iznos, mln USD	Prosječna cijena, USD / kom.	Zapremina, miliona komada	Iznos, mln USD	Prosječna cijena, USD / kom.
NK	1360	1401	1,03	1170	1107	0,95
NM	1325	1078	0,81	1621	1043	0,64
Li-Ion	545	2869	5,26	933	2976	3,19
Li-Pol	19	138	7,26	350	1240	3,54
Ukupno	3249	5486	1,69	4074	6366	1,56

13. Odlaganje

NM-baterije su ekološki prihvatljive, jer nemaju toksične i štetne elemente, kao što su kadmijum, olovo i živa. Ovo je jedan od glavnih razloga za široko širenje NM-baterija.

NM-baterije, fizičke dimenzije koje su iste kao i kod NK-baterija, naravno, sakupljene su nakon završetka rada zajedno sa NK-akumulatorima. Iako NM-akumulatori ne sadrže kadmijum, sagorevanje ili sahranjanje na deponijama izgleda ne bi bilo preporučljivo zbog visokog sadržaja teških metala u njima. Automatsko odvajanje NM-od NK-baterija, na primjer, po principu razlika u njihovoj gustini, je teško. Prema tome, NM i NK akumulatori su podložni zajedničkom korišćenju kako bi se, pre svega, ekstrahovali kobalt i nikal (ponekad i retke zemaljske metale).

Trenutno je u toku rad na proizvodnji Co, Ni i retkih zemnih metala iz NM-akumulatora koristeći proces razdvajanja u rješenjima.

Lista korištenih izvora

1. http://www.PowerInfo.ru

2. http://www.ladoshki.com

3. http://battery.newlist.ru

4. http://old.aktex.ru

5. Hemijski izvori struje: Priručnik / Ed. NV Korovin i A. M. Skundin. - Moskva: Izdavačka kuća MPEI, 2003. 740 str., Ill.

Nikl-kadmijumske baterije

Zapečaćene Ni-Cd baterije karakterišu horizontalna krivulja pražnjenja, visoke stope pražnjenja i mogućnost rada na niskim temperaturama. Koriste se za napajanje prenosne opreme, električnih alata, kućnih aparata, igračaka itd. Ovo je vrsta baterije koja može da radi pod najstrožijim uslovima.

Za nikl-kadmijumske baterije potrebno je puno periodično pražnjenje: ako to ne učinite, veći kristali se formiraju na pločama elementa, što znatno smanjuje njihov kapacitet (takozvani "memorijski efekat").
  Nazivni napon zatvorenih Ni-Cd baterija je 1,2 V.
  Nominalni (standardni) režim punjenja - struja 0.1C za 16 sati.
  Nominalni režim pražnjenja - struja 0,2S do napona 1 V.

Odmah nakon punjenja nikal-kadmij baterije mogu imati napon do 1,44 V., ali brzo pada i dostiže 1,2 V. Ove stacionarne baterije mogu izdržati 1000 ciklusa punjenja-pražnjenja, ali samo uz modu pravilno punjenje. Prednosti Ni-Cd baterija:

• mogućnost brzog i lako punjenja, čak i nakon dugotrajne akumulatorske baterije;
• veliki broj ciklusa punjenja / pražnjenja: sa pravilnim radom - više od 1000 ciklusa;
• dobar kapacitet i sposobnost rada na niskim temperaturama;
• dugoročno skladištenje u bilo kom stepenu punjenja;
• očuvanje standardnog kapaciteta na niskim temperaturama;
• opseg radne temperature od -40 do +60 ° C
• najveća pogodnost za upotrebu u teškim uslovima rada;
• niski troškovi;

Nedostaci Ni-Cd baterija:

• relativno nizak u poređenju sa drugim vrstama gustine energije akumulatora;
• efekat pamćenja inherentan u ovim baterijama i potreba za periodičnim radom da je eliminišu;
• toksičnost korišćenih materijala, koja negativno utiče na životnu sredinu, a neke zemlje ograničavaju upotrebu baterija ovog tipa;
• relativno visoko samopražnjenje - nakon skladištenja, potreban je ciklus punjenja.

Moderne cilindrične Ni-Cd baterije sa valjkom elektrode omogućavaju visoke struje pražnjenja, za neke vrste akumulatora maksimalna dugoročna struja je 7-10 ° C.

Performanse zapečaćenog Ni-Cd-a tokom rada određuju se postepenim promenama koje se javljaju u baterijama tokom biciklizma i dovode do neposrednog smanjenja kapaciteta pražnjenja i napona. Temperatura okoline je jedan od najznačajnijih eksternih faktora koji određuju trajanje opre- mljivog stanja zapečaćenih baterija. Proces starenja baterija najviše utiče na visoku temperaturu, koja ubrzava sve hemijske reakcije (2-4 puta za svaku 10 ° C), uključujući i oštećenje baterije. Pri niskim temperaturama, tokom punjenja, povećava se rizik od razvoja vodonika. Režim rada ima jak uticaj: način i dubinu pražnjenja, način punjenja, trajanje pauze između punjenja i pražnjenja tokom kontinualnog biciklizma, perioda rada i skladištenja.

  Nikl-metal hidridne punjive baterije

Specifični kapacitet i energija nikal-metal hidrid baterije je 1,5-2 puta veća od gustoće energije nikal-kadmij baterije, osim što ne sadrži toksične kadmij, što im omogućava da stavi značajan pritisak na nikal-kadmij baterije u mnogim područjima tehnologije. Izrađeni su u hermetičkom izvršenju cilindričnih, prizmatičnih i disknih oblika. Koriste se za napajanje prenosnih uređaja i opreme, kako za kućne, tako i za industrijske namene.
  Nazivni napon baterija je 1,2-1,25 V.
  Nominalni (standardni) režim punjenja je 0.1C struja u trajanju od 15 sati.
  Nominalni mod pražnjenja - struja 0.1-0.2 C do napona od 1 V.
  Ni-MH baterije nemaju "memorijski efekat" inherentnog Ni-Cd-a, ali efekti povezani s punjenjem se zadržavaju. Smanjenje napon pražnjenja, primijećeni na česte i duge prihranjivanja isto kao da je od Ni-Cd baterije mogu biti uklonjene tijekom periodičnih realizaciji nekoliko bita 1 V. Takav nivo dovoljan za obavljanje jednom mjesečno. U zavisnosti od vrste Ni-MH baterija, način rada i uslova rada baterije omogućavaju 500-1000 ciklusa pražnjenja-punjenja na 80% dubinu pražnjenja i imaju vijek trajanja od 3 do 5 godina.

Međutim, nikl-metal hidridne baterije su inferiorne sa nikel-kadmijumskim baterijama za neke karakteristike performansi:

• Ni-MH baterije efikasno rade u uskom opsegu radnih struja.
• Ni-MH baterije imaju više uskom rasponu temperatura rada: većina njih neupotrebljiv na ispod -10 ° C i iznad 40 ° C, iako poseban niz akumulatora pružaju bolju temperatura granice.
• tokom punjenja Ni-MH baterije za javnost više toplote nego kada je punjenje Ni-Cd baterije, međutim, za prevenciju baterija baterije Ni-MH pregrijavanja tijekom brzog punjenja i / ili značajan preopterećenja oni uspostave termo osigurači ili termički relej, koji se nalaze na zidu jedne od baterija u centralnom dijelu baterije.
• Ni-MH baterije imaju povećano samopražnjenje.
• rizik od pregrijavanja tokom punjenja jednog od Ni-MH baterije akumulatora, i akumulator perepolyusovaniya sa smanjenim kapacitetom tijekom pražnjenja baterije povećava parametara neusklađenost baterija kao rezultat dugotrajnog biciklizmu, tako stvarajući baterije za više od 10 baterija se ne preporučuje od strane svih proizvođača.
• strožiji zahtjevi za izbor baterija u bateriji i kontrolu procesa pražnjenja nego u slučaju Ni-Cd baterija.
  Kriva praznjenja Ni-MH baterije je slična krivini Ni-Cd baterije.

Vreme rada (broj ciklusa punjenja pražnjenja) i životni vek Ni-MH baterije takođe su u velikoj mjeri određeni uslovi rada. Vreme rada smanjuje se s povećanjem dubine i brzine pražnjenja. Vreme rada zavisi od brzine punjenja i načina kontrole njegovog prekida. Najveću pažnju treba posvetiti temperaturnom režimu, izbegavajući pretjerano pražnjenje (ispod 1V) i kratke spojeve. Preporučljivo je koristiti Ni-MH baterije za predviđenu svrhu, izbjeći kombinaciju korištenih i neiskorišćenih baterija, ne spajujte žice direktno na bateriju ili druge dijelove. Tokom skladištenja, Ni-MH baterija se samodržava. Nakon mjesec dana na sobnoj temperaturi, gubitak kapaciteta je 20-30%, a sa daljim skladištenjem, gubici se smanjuju na 3-7% mesečno.

  Punjenje nikl baterija

Prilikom punjenja baterije je zapečaćena, osim za problem vraćanja energije potroši, važno je da se ograniči overcharging, jer proces punjenja je praćeno povećanim pritiskom unutar baterije. Bitan faktor spoljašnjeg uticaja na električne karakteristike baterija je temperatura okoline. Kapacitet koji se može dobiti od baterije pri 20 ° C je najveći. Skoro se ne smanjuje čak i kada se isprazni na višoj temperaturi. Ali, na temperaturi ispod 0 ° C, kapacitivnost pražnjenja se smanjuje, a što je više, veća je struja pražnjenja.

Nominalni (standardni) režim punjenja je način na koji se baterija prazna na 1V puni strujom od 0.1C tokom 16 sati (za Ni-Mh 15h). Baterije se mogu puniti na temperaturama od 0 do + 40 ° C, najefikasnije u rasponu temperature od +10 do +30 ° C. Ubrzano (4-5 sati) i brze (u trajanju od 1 sata) moguće je za Ni-MH baterije sa visoko aktivnim elektrodama. Sa takvim punjenjem, proces se kontroliše promjenom temperature T i napona U i drugim parametrima. Preporučuje se i proces punjenja u tri faze: prvi korak brzog punjenja (struja 1C), sa stopom zadužen 0,1 C za 0,5-1 sata za konačnu naknade, a naknada po stopi 0,05-0,02S kao kompenzacija za punjenje. Napon punjenja U3 na I3 = 0,3-1 ° C leži u intervalu od 1,4-1,5 V. Da biste izbegli punjenje baterije, sledeće metode kontrole punjenja mogu se koristiti sa odgovarajućim senzorima ugrađenim u baterije ili punjače:

• način zaustavljanja punjenja u apsolutnoj temperaturi Tmax.
• način zaustavljanja punjenja brzinom promene temperature? T /? t.
• način zaustavljanja naelektrisanja na negativnoj delti napona - U.
• način zaustavljanja punjenja za maksimalno vreme punjenja t.
• metod za zaustavljanje punjenja pri maksimalnom pritisku Pmax. (0,05-0,8 MPa).
• metod za zaustavljanje punjenja pomoću maksimalnog napona Umax.

Za Ni-MH baterije se ne preporučuje punjenje pri konstantnom naponu, jer se može desiti "otkaz toplote" baterija. Otpuštanje toplote u zatvorenoj Ni-Cd bateriji zavisi od nivoa njegovog punjenja. Do kraja punjenja u standardnom režimu, temperatura baterije može porasti za 10-15 ° C. Sa brzim punjenjem, grejanje je više (do 40-45 ° C).

  Pravila za rad NiCd / NiMh baterija

• Pokušajte da koristite samo standardne punjače
• Kada koristite neautorizovane punjače, ne punite bateriju više od vremena navedenog u priručniku. Punjenje značajno ubrzava proces starenja baterije
• Nemojte ostavljati ispražnjenu bateriju u pogonskoj opremi. Dalje nekontrolisano pražnjenje * potpuno onemogućava bateriju.
• Izbegavajte punjenje baterije koja nije potpuno ispražnjena.
• Svakih 3-4 nedelje potpuno ispraznite bateriju u opremi
• Obratite pažnju na opseg radne temperature
• Pre skladištenja duže od 1 meseca, baterija NiCd mora biti ispražnjena *. NiMh baterija se čuva na nivou od 30-50% napunjenosti. Čuvati na temperaturi od + 5 ° C ... + 20 ° C Rok trajanja - do 4 godine.
• Svakih 6 meseci za NiMh i 12 meseci za NiCd skladištenje, preporučuje se da se napravi najmanje 3 ciklusa punjenja punjenja u standardnom režimu.

* Napomena: Baterija je potpuno ispražnjena kada napon pada na 83% nominalnog napona. Na primjer, baterija s opterećenjem od 1.2V će biti potpuno ispražnjena kada napon na njemu postane 1V sa opremom koja radi. Obično ovaj nivo napona poklapa se s pragom isključivanja hardvera.

PAŽNJA! Ne dozvoljava rad:

• korišćenje punjača koje nisu dizajnirane da napune baterije ovog hemijskog sistema
• kratak spoj između kontakata baterije
• vanjsko grijanje iznad 100 ° C i izlaganje otvorenom vatru
• bilo kakvo fizičko oštećenje kućišta baterije
• punjenje hladne baterije (ispod 0 ° C)
• prodiranje tečnosti u kućište baterije.