Antipyréticos para crianças são prescritos por um pediatra. Mas há situações de cuidados de emergência para a febre, quando a criança precisa administrar o medicamento imediatamente. Em seguida, os pais assumem a responsabilidade e aplicam drogas antipiréticas. O que é permitido dar aos bebês? Como você pode reduzir a temperatura em crianças mais velhas? Quais medicamentos são os mais seguros?
Da experiência operacional
Elementos de NiMH são largamente anunciados como elementos com alta intensidade de energia, sem medo de frio e sem memória. Tendo comprado uma câmera digital Canon PowerShot A 610, forneci-o naturalmente com uma memória espaçosa para 500 fotos da mais alta qualidade e para aumentar o tempo de filmagem, comprei 4 células NiMH com uma capacidade de 2500 mAh pela Duracell.
Vamos comparar as características dos elementos produzidos pela indústria:
| Parâmetros |
Ion-lítio |
Níquel-cádmio NiCd |
Nickel- |
Chumbo-ácido |
|
| Duração do serviço, ciclos de carga / descarga |
1-1,5 anos |
500-1000 |
3 00-5000 |
||
| Capacidade de energia, W * h / kg | |||||
| Descarga de corrente, capacidade da bateria mA * | |||||
| Tensão de um elemento, V | |||||
| Velocidade de auto-descarga |
2-5% ao mês |
10% para o primeiro dia, |
2 vezes mais alto |
40% por ano |
|
| Faixa de temperatura, graus Celsius | cobrando | ||||
| desvio | -20... +65 | ||||
| Gama de tensões admissíveis, V |
2,5-4,3 (coking), 3,0-4,3 (grafite) |
5,25-6,85 (para baterias 6 V), 10,5-13,7 (para baterias 12 V) |
|||
Tabela 1.
Da tabela, vemos elementos da NiMH com uma alta capacidade de energia, o que os torna preferíveis para a seleção.
Para a sua recarga, o carregador inteligente DESAY Full-Power Harger foi comprado para cobrar células NiMH com o treinamento deles. Elementos foi cobrada qualitativamente, mas ... No entanto, na sexta acusação ordenou-se a viver muito tempo. A eletrônica foi queimada.
Depois de substituir o carregador e vários ciclos de descarga de carga, as baterias começaram a sentar-se no segundo e terceiro tiros.
Descobriu-se que, apesar das garantias, os elementos do NiMH também possuem memória.
E a maioria dos dispositivos portáteis modernos que os utilizam possuem proteção embutida que corta a fonte de alimentação quando é atingida uma certa tensão mínima. Isso não permite a descarga completa da bateria. Aqui, a memória dos elementos começa a desempenhar seu papel. Os elementos não completamente descarregados recebem uma carga incompleta e sua capacidade cai com cada recarga.
Carregadores de alta qualidade permitem carregar sem perda de capacidade. Mas algo que eu não poderia encontrar à venda, como elementos com capacidade de 2500mah. Continua a realizar sua formação periodicamente.
Treinamento de elementos NiMH
Tudo escrito abaixo não se aplica às células da bateria com auto-descarga forte . Eles só podem ser descartados, a experiência mostra que eles não podem ser treinados.
O treinamento de elementos NiMH consiste em vários (1-3) ciclos de descarga - carga.
A descarga é realizada até que a tensão na bateria cai para 1V. É desejável descarregar as células individualmente. A razão é que a capacidade de assumir o controle pode ser diferente. E se intensifica ao carregar sem treinamento. Portanto, ocorre a ativação prematura da proteção de tensão do seu dispositivo (player, câmera, ...) e o carregamento subsequente do elemento não carregado ocorre. O resultado disso é uma crescente perda de capacidade.
A descarga deve ser realizada em um dispositivo especial (Fig. 3), que permite que você a execute individualmente para cada elemento. Se não houver monitoramento de tensão, a descarga foi realizada até que o brilho da lâmpada tenha sido notoriamente reduzido.
E se você contar o tempo de queima da lâmpada, você pode determinar a capacidade da bateria, é calculado pela fórmula:
Capacidade = corrente de descarga x Tempo de descarga = I x t (A * h)
Uma bateria com capacidade de 2500 mAh é capaz de fornecer uma corrente de 0,75 A à carga durante 3,3 horas, se o tempo resultante for menor, respectivamente, e menor capacidade residual. E com uma diminuição da capacidade, você precisa continuar treinando a bateria.
Agora, para a descarga de células de bateria, uso um dispositivo fabricado de acordo com o esquema mostrado na Fig. 3.
É feito de um carregador antigo e se parece com isto:
Somente agora 4 lâmpadas, como na Fig. Sobre as lâmpadas deve ser dito separadamente. Se a lâmpada tiver uma corrente de descarga igual à nominal para esta bateria ou um pouco menor, pode ser usada como carga e um indicador, caso contrário a lâmpada é apenas um indicador. Em seguida, o resistor deve ser tal que a resistência total de El 1-4 e a resistência R 1-4 paralela a ele é de cerca de 1,6 ohms. A substituição de uma lâmpada por um LED não é permitida.
Um exemplo de uma lâmpada que pode ser usada como carga é uma lâmpada de krypton para uma lanterna de 2,4 volts.
Um caso especial.
Atenção por favor! Os fabricantes não garantem o funcionamento normal das baterias com correntes de carga superiores à corrente de carga acelerada. I r deve ser inferior à capacidade da bateria. Assim, para baterias com uma capacidade de 2500mAh, deve ser inferior a 2.5A.
Acontece que as células NiMH após a descarga têm uma tensão inferior a 1,1 V. Neste caso, você precisa aplicar a técnica descrita no artigo acima na revista WORLD PC. Um elemento ou uma série de elementos está conectado à fonte de alimentação através de uma lâmpada de carro de 21 W.
Mais uma vez, chamo sua atenção! Esses elementos devem necessariamente verificar a auto-descarga! Na maioria dos casos, são os elementos com tensão reduzida com auto-descarga aumentada. Esses elementos são mais fáceis de descartar.
A carga é preferível para cada elemento.
Para dois elementos com uma tensão de 1,2 V, a tensão de carga não deve exceder 5-6V. Com carregamento forçado, a lâmpada também é um indicador. Se o brilho da lâmpada diminuir, você pode verificar a tensão na célula NiMH. Será mais de 1,1 V. Normalmente, este carregamento inicial e forçado leva de 1 a 10 minutos.
Se o elemento NiMH, quando o carregamento forçado não aumenta a tensão por vários minutos, ele é aquecido - esta é uma ocasião para removê-lo do carregamento e descartar.
Eu recomendo usar carregadores apenas com a capacidade de treinar (regenerar) os elementos durante a recarga. Se não houver tal, depois de 5-6 ciclos de operação no equipamento, sem esperar por uma perda completa de capacidade, treiná-los e descartar elementos com uma forte auto-descarga.
E eles não vão deixar você cair.
Em um dos fóruns comentados sobre este artigo "escrito estupidamente, mas nada mais"Então, isso não é" estúpido ", mas simples e acessível para executar na cozinha para todos os que precisam de ajuda. É tão simples quanto possível. O avançado pode colocar o controlador, conectar o computador, ......, mas isso é outro história.
Para não parecer estúpido
Existem carregadores "inteligentes" para células NiMH.
Este carregador funciona com cada bateria separadamente.
Ele sabe como:
- trabalhar individualmente com cada bateria em diferentes modos,
- carregue as baterias em um modo rápido e lento,
- visor LCD individual para o compartimento da bateria do rodízio
- carregue independentemente cada uma das baterias,
- carregue de uma a quatro baterias de capacidade e tamanho diferentes (AA ou AAA),
- proteja a bateria do superaquecimento,
- proteja cada bateria de recarregar,
- determinação do fim do carregamento por queda de tensão,
- identificar baterias defeituosas
- pré-descarregar a bateria para uma tensão residual,
- restaurar pilhas antigas (treinamento de carga-descarga),
- verifique a capacidade da bateria,
- exibir no visor LCD: - corrente de carga, tensão, reflete a capacidade atual.
Mais importante, ESTOU, este tipo de dispositivo permite que você trabalhe individualmente com cada bateria.
De acordo com o feedback dos usuários, esse carregador permite restaurar a maioria das baterias que foram iniciadas, mas para operar toda a vida útil garantida.
Infelizmente, não usei esse carregador, porque é simplesmente impossível comprá-lo na província, mas nos fóruns você pode encontrar muitas avaliações.
O principal não é carregar em altas correntes, apesar do modo declarado com correntes de 0,7 - 1A, ainda é um pequeno dispositivo e pode dissipar o poder de 2-5 W.
Conclusão
Qualquer restauração de baterias NiMh é estritamente individual (com cada elemento individual). Com constante monitoramento e rejeição de elementos que não se responsabilizam.
E é melhor repará-los usando carregadores inteligentes que permitem executar individualmente o ciclo de rejeição e carga-descarga com cada elemento. E uma vez que não existem tais dispositivos que operam automaticamente com baterias de qualquer capacidade, são destinados a elementos de uma capacidade estritamente definida ou devem ter correntes de carga controladas, descargas!
Depois de comprar um determinado tipo de carregador, muitos enfrentam o problema de como recarregá-lo corretamente? Um dos principais tipos de baterias de níquel-metal hidreto (NiMh). Eles têm suas próprias peculiaridades de como cobrar.
Como carregar corretamente uma bateria NiMh?
A peculiaridade das baterias NiMh é a sua sensibilidade ao calor e à sobrecarga. Isso pode levar a consequências negativas que afetam a capacidade do dispositivo de segurar e entregar uma carga.
Quase todas as baterias deste tipo usam o método "delta peak" (determinando o pico da tensão de carga). Isso permite que você indique o fim da carga. A propriedade dos carregadores de níquel é que a tensão da bateria NiMh carregada começa a diminuir por alguma quantidade insignificante.
Como carregar uma bateria NiMh?
O método "delta peak" é capaz de funcionar bem com correntes de carga de 0.3C ou superior. O valor de C é usado para indicar a capacidade nominal da bateria NiMh aa ni recarregável.
Assim, para um carregador de 1500 mAh, o método dota peak funcionará de forma confiável com uma corrente mínima de carga de 0.3x1500 = 450 mA (0.5 A). Se a corrente estiver em um valor menor, há um grande perigo de que no final da carga, a tensão na bateria não começará a diminuir, e ela irá pendurar em um determinado nível. Isso fará com que o carregador não detecte o fim da carga. Como conseqüência, não haverá desconexão e continuará recarregando. A capacidade da bateria diminuirá, o que afetará negativamente a operação.
Hoje em dia, quase todos podem ser carregados com corrente até 1 C. Nesse caso, 
que deve ser observado, é o resfriamento normal do ar. Optimum é considerado temperatura ambiente (cerca de 20 ° C). Carregar a uma temperatura inferior a 5 ° C e mais de 50 ° C reduzirá muito a vida da bateria.
Para prolongar a vida útil do carregador de níquel-hidreto metálico, você pode recomendá-lo com uma quantidade insignificante de carga (30-50%).
Assim, o carregamento correto da bateria de hidreto de níquel-metal afetará favoravelmente sua operação e ajudará a funcionar normalmente.
A principal diferença entre as baterias Ni-Cd e as baterias Ni-Mh é a composição. A base da bateria é a mesma: é níquel, é um cátodo, e os ânodos são diferentes. Na bateria Ni-Cd, o ânodo é cádmio metálico, na bateria Ni-Mh, o ânodo é um eletrodo de hidreto hidreto metálico.
Cada tipo de bateria tem seus prós e contras, sabendo-os, você pode capturar mais precisamente a bateria que você precisa.
| Prós | Contras | |
| Ni-Cd |
|
|
| Ni-Mh |
|
|
O carregador de bateria antigo caberá a bateria nova se eu mudar o Ni-Cd para uma bateria Ni-Mh ou vice-versa?
O princípio da carga para ambas as baterias é exatamente o mesmo, então o carregador pode ser usado a partir da bateria anterior. A regra principal para carregar essas baterias é que eles só podem ser carregados depois de serem completamente descarregados. Este requisito é uma conseqüência do fato de que ambos os tipos de bateria estão sujeitos a um "efeito de memória", embora as baterias Ni-Mh tenham minimizado este problema.
Como armazenar baterias Ni-Cd e Ni-Mh corretamente?
O melhor lugar para armazenar a bateria é um quarto fresco e seco, pois quanto maior a temperatura de armazenamento, mais rápido a auto-descarga da bateria. Você pode armazenar a bateria em qualquer condição, exceto para uma descarga completa ou carga total. A carga ideal é 40-60 %%. Uma vez em 2-3 meses, você deve realizar uma carga (devido à auto-descarga atual), descarregar e novamente carregar até 40-60% de capacidade. O armazenamento é permitido por até cinco anos. Após o armazenamento, a bateria deve ser descarregada, carregada e depois usada como de costume.
Posso usar uma bateria maior ou menor do que a bateria do kit original?
A capacidade da bateria é o tempo necessário para que sua ferramenta elétrica funcione a partir da bateria. Conseqüentemente, para a ferramenta elétrica, não há absolutamente nenhuma diferença na capacidade da bateria. A diferença real será apenas no tempo de carga da bateria e na hora do trabalho da ferramenta elétrica da bateria. Ao escolher a capacidade da bateria, você deve começar a partir de seus requisitos se precisar trabalhar mais usando uma bateria - opte por baterias mais amplas, se as baterias completas estiverem totalmente satisfeitas, então você deve parar em baterias iguais ou próximas.
Agência Federal de Educação
Instituição educacional estadual de ensino profissional superior
"TOMSK POLYTECHNIC UNIVERSITY"
Instituto Eletrotécnico
Direção 551300-Engenharia elétrica, eletromecânica e eletrotécnólias
Cadeira - Equipamento elétrico e eletricidade
Resumo sobre disciplina
"Fontes de fornecimento de energia garantida e ininterrupta a empresas industriais"
sobre o tema NICKEL-METALLOGYDRIDE BATTERIES
Estudantes do grupo 7M142
Krupina N.V ._______________
Kondrashov S.A ._____________
«_____»________________
O chefe do professor, Dr.Sc.
Garganeyev AG ._______________
«_____» ___________ 2009.
Tomsk - 2009
Introdução
1. Terminologia
8. Carregue a bateria Ni-MH
13. Eliminação
Conclusão
Introdução
É quase impossível imaginar o mundo moderno sem qualquer tipo de equipamento eletrônico. As tecnologias digitais têm misturado tão bem em nossas vidas, tornando mais conveniente e interessante que simplesmente não podemos desistir delas.
No entanto, não se esqueça de que os dispositivos móveis requerem fontes de energia portáteis que possam atender às demandas cada vez maiores de eletrônicos modernos. Nós adquirimos Wi-Fi e Bluetooth, eliminando os fios para a transferência de dados, mas ainda estamos conectados às redes elétricas.
A ciência aplicada, no entanto, não fica parada, oferecendo mais e mais tipos de fontes de energia elétrica. Por outro lado, ainda é estranho que, se houver uma série de novas tecnologias, ainda "morra" pilhas de telefones, smartphones, PDAs e outros aparelhos. Isso ocorre porque as pessoas estão pensando sobre o manejo adequado da bateria somente quando está completamente fora de ordem e pode ser recusada com uma alma calma. Deve entender-se que a substituição da bateria pode voar em um centavo bonito. Não discuta, muito poucas pessoas gostam de seguir estritamente as regras de operação, mas, infelizmente, apenas dessa forma a vida da bateria pode ser maximizada.
Até à data, são utilizadas baterias de cinco circuitos eletroquímicos diferentes: níquel-cádmio (Ni-Cd), hidreto de níquel-metal (Ni-MH), ácido-chumbo (ácido de chumbo selado, SLA), íon de lítio (Li-Ion) e polímero de lítio (Li-Polymer). O fator determinante para todas essas baterias não é apenas portabilidade (por exemplo, volume e peso pequenos), mas também alta confiabilidade, bem como um longo tempo de trabalho. Os principais parâmetros da bateria são a densidade de energia (ou a energia específica em massa), o número de ciclos de carga / descarga, as taxas de carga e auto-descarga. A bateria de chumbo-ácido consiste, em regra, em duas placas (eletrodos) colocadas em um eletrólito (solução aquosa de ácido sulfúrico). Em um elemento de níquel-cádmio, placas negativas e positivas são enroladas e colocadas em um cilindro de metal. A placa positiva consiste em hidróxido de níquel, e a placa negativa é constituída por hidróxido de cádmio. Duas placas são isoladas com um separador, que é umedecido com eletrólito.
A bateria de hidreto de níquel-metal é estruturalmente semelhante a uma bateria de níquel-cádmio, mas tem uma composição química diferente de eletrólitos e eletrodos. Em uma bateria de iões de lítio, os eletrodos e o separador (separador) são colocados em um eletrólito de sal de lítio.
Há muitos mitos e lendas sobre o modo de operação supostamente ideal, sobre os modos de "treinamento", armazenamento, métodos e modos de carga e recuperação de baterias, mas vamos tentar descobrir.
1.Terminologia
A bateria (do acumulador latino - coletor, accumulo - coletar, acumulam) - um dispositivo para acumular energia para o uso subseqüente. O acumulador elétrico converte a energia elétrica em uma química e, se necessário, fornece a transformação reversa. A bateria é carregada passando uma corrente elétrica através dela. Como resultado das reações químicas induzidas, um dos eletrodos adquire uma carga positiva, e o outro - um negativo.
A bateria, como aparelho elétrico, caracteriza-se pelos seguintes parâmetros básicos: sistema eletroquímico, tensão, capacitância elétrica, resistência interna, corrente de auto-descarga e vida útil.
Capacidade da bateria - a quantidade de energia que uma bateria totalmente carregada deve ter. Em cálculos práticos, a capacitância é geralmente expressa em amperes-horas (
). O número de amperes-horas indica o período de tempo durante o qual esta bateria funcionará a uma corrente de 1 ampere. É, no entanto, acrescentar que, em dispositivos móveis de hoje usam correntes muito menos energia, por isso, a capacidade da bateria é frequentemente medido em miliamperes-hora (ou, ou mAh). A capacidade nominal (como deve ser) sempre é indicada na própria bateria ou em sua embalagem. No entanto, a capacidade real nem sempre coincide com a capacidade nominal. Na prática, a capacidade real da bateria varia entre 80% e 110% do valor nominal.Capacidade específica - a proporção da capacidade da bateria para o seu tamanho ou peso.
Ciclo - uma seqüência de carga e descarga da bateria.
Efeito de memória - perda de capacidade da bateria durante a operação. Ele se manifesta na tendência da bateria para se adaptar ao ciclo de trabalho, sobre o qual a bateria está operando por um certo período de tempo. Em outras palavras, se você carregar a bateria várias vezes, sem descarregá-la completamente antes, ela "se lembrará" do seu estado ea próxima vez que simplesmente não será descarregada completamente, daí a sua capacidade diminui. À medida que o número de ciclos de carga-descarga aumenta, o efeito da memória torna-se mais pronunciado.
Sob tais condições de operação dentro da bateria, os cristais na placa aumentam (a estrutura das baterias será descrita abaixo), o que reduz a superfície do eletrodo. Para pequenas formações cristalinas da substância de trabalho interna, a área superficial dos cristais é máxima e, portanto, a quantidade máxima de energia armazenada pelo acumulador também é máxima. Quando as formações cristalinas são ampliadas durante a operação, a área da superfície do eletrodo diminui e, como conseqüência, a capacidade real diminui.
A Figura 1 mostra o efeito do efeito de memória.
Figura 1 - O efeito de memória.
A auto-descarga é a perda espontânea de energia armazenada pelo acumulador ao longo do tempo. Esse fenômeno é causado por processos de redução de oxidação que ocorrem espontaneamente e é inerente a todos os tipos de acumuladores, independentemente do seu sistema eletroquímico. Para medir a auto-descarga quantitativamente, é utilizada a quantidade de energia perdida pelo acumulador durante um determinado período, expressa como uma porcentagem do valor obtido imediatamente após a carga. A auto-descarga é máxima nas primeiras 24 horas após a carga, portanto, é estimado tanto para o primeiro dia quanto para o primeiro mês após a carga. A quantidade de auto-descarga da bateria depende em grande parte da temperatura ambiente. Assim, com um aumento de temperatura acima de 100 ° C, a auto-descarga pode aumentar em dois fatores.
2. Acumuladores: tipos e origem
A posição de liderança no mercado para a produção de baterias pertence ao Japão, Taiwan, China e Coréia do Sul, e eles estão constantemente aumentando a escala de sua presença "modesta" no mercado mundial.
No mercado, existem dezenas de diferentes modelos de baterias, e cada fabricante tenta obter a combinação ideal de características - alta capacidade, tamanho pequeno e peso, desempenho em uma ampla faixa de temperatura e em condições extremas.
Ao mesmo tempo, os estudos mostram que mais de 65% dos usuários móveis e portáteis querem baterias ainda mais espaçosas e estão dispostos a pagar muito dinheiro pela oportunidade de usar a "máquina" (ou telefone) por vários dias sem recarregar. É por isso que, na maioria dos casos, você precisa comprar uma bateria mais ampla do que a empacotada.
De acordo com o sistema eletroquímico, as baterias são divididas em vários tipos:
Chumbo-ácido (ácido de chumbo selado, SLA);
Níquel-cádmio (Ni-Cd);
Hidreto de níquel-metal (Ni-MH);
Ião de lítio (Li-Ion);
Polímero de lítio (Li-Pol);
Combustível.
Na eletrônica portátil moderna, as baterias de chumbo não são mais usadas, então vamos começar a digerir com baterias de níquel ainda usadas em baterias para câmeras, laptops, câmeras de vídeo e outros dispositivos.
O antepassado das baterias de níquel eram baterias de níquel-cádmio (Ni-Cd), inventadas de volta ao distante 1899 pelo cientista sueco Waldmar Jungner (Waldmar Jungner). O princípio de seu trabalho foi que o níquel atua como um eletrodo positivo (cátodo) e o cádmio como um negativo (ânodo). No começo, era uma bateria aberta, na qual o oxigênio liberado durante a carga foi direto para a atmosfera, o que impediu a criação de um gabinete fechado e, juntamente com o alto custo dos materiais necessários, abrandou consideravelmente o início da produção em massa.
Desde 1932, tentativas foram feitas para retomar as experiências. Naquela época, propôs-se a introdução de um eletrodo poroso de níquel tipo placa de metais ativos no interior, o que proporcionaria um melhor movimento das cargas e reduziria significativamente o custo de produção de baterias.
Mas apenas após a Segunda Guerra Mundial (em 1947), os desenvolvedores chegaram a um esquema quase moderno de baterias de Ni-Cd seladas. Com este design, os gases internos liberados durante a carga são absorvidos pela parte não reagida do cátodo e não descarregados no exterior, como nas versões anteriores.
Se, por qualquer razão (excedendo a corrente de carga, diminuindo a temperatura), a taxa de formação anódica de oxigênio é maior do que a taxa de ionização catódica, então um aumento acentuado da pressão interna pode levar a uma explosão da bateria. Para evitar isso, a caixa da bateria é feita de aço, e às vezes há uma válvula de segurança.
Desde então, o design das baterias Ni-Cd não mudou significativamente (Figura 2).
Figura 2 - Estrutura de uma bateria Ni-Cd
A base de qualquer bateria é o eletrodo positivo e negativo. Neste esquema, o eletrodo positivo (cátodo) contém hidróxido de níquel NiOOH com pó de grafite (5-8%) e cádmio negativo (anodo) - cádmio metálico Cd sob a forma de um pó.
As baterias deste tipo são muitas vezes chamadas de rolos, uma vez que os eletrodos são enrolados em um cilindro (rolo) juntamente com uma camada de separação, colocados em uma caixa metálica e cheios com eletrólito. O separador (separador), umedecido com eletrólito, isola as placas uns dos outros. É feito de material não tecido, que deve ser resistente a álcalis. O eletrólito é principalmente hidróxido de potássio KOH com a adição de hidróxido de lítio LiOH, que promove a formação de níquels de lítio e aumenta a capacidade em 20%.
Figura 3 - Tensão na bateria durante uma carga ou descarga, dependendo do nível atual de carga.
Durante a descarga, o níquel e o cádmio ativos são transformados em hidróxidos de Ni (OH) 2 e Cd (OH) 2.
As principais vantagens das baterias Ni-Cd incluem:
Baixo custo;
Trabalhe em uma ampla faixa de temperatura e resistência às suas flutuações (por exemplo, as baterias de Ni-Cd podem ser carregadas a uma temperatura negativa, o que as torna irreportáveis quando se trabalha em condições extremas do norte);
Eles podem dar uma corrente muito maior à carga do que outros tipos de baterias;
Estabilidade para altas correntes de carga e descarga;
Tempo de carga relativamente curto;
Um grande número de ciclos de "descarga de carga" (com uso adequado, podem suportar mais de 1000 ciclos);
Recupere facilmente após um longo armazenamento.
Desvantagens das baterias Ni-Cd:
A presença do efeito de memória - se você colocar regularmente uma bateria totalmente não descarregada para carregar, sua capacidade diminuirá devido ao crescimento de cristais na superfície das placas e outros processos físicos e químicos. Para garantir que a bateria não "desista" antes do tempo, pelo menos uma vez por mês, ela deve ser "treinada", conforme discutido abaixo;
O cádmio é uma substância muito tóxica, de modo que a produção de baterias Ni-Cd tem um efeito negativo sobre o meio ambiente. Também há problemas com a reciclagem e utilização das próprias baterias.
Baixa capacidade específica;
Grande peso e dimensões em comparação com outros tipos de baterias com a mesma capacidade;
Alta auto-descarga (após uma carga nas primeiras 24 horas de operação, eles perdem até 10% e por um mês - até 20% da energia armazenada).
Figura 4 - Auto-descarga de baterias Ni-Cd
Atualmente, o número de baterias de Ni-Cd produzidas está em declínio rápido, foram substituídas, em particular, por baterias Ni-MH.
3. Baterias recarregáveis de hidreto metálico de níquel
Durante várias décadas, as baterias de níquel-cádmio foram amplamente utilizadas, mas a alta toxicidade da produção nos obrigou a procurar tecnologias alternativas. Como resultado, foram criadas baterias de hidreto de níquel-metal, que ainda são produzidas hoje.
Apesar de os trabalhos sobre a criação de baterias de Ni-MH terem começado na década de 1970, compostos de hidreto metálico estável capazes de unir grandes volumes de hidrogênio foram encontrados somente após dez anos.
A primeira bateria Ni-MH, na qual a liga LaNi5 foi utilizada como principal material ativo do eletrodo metal-hidreto, foi patenteada por Will em 1975. Nas primeiras experiências com ligas de hidreto metálico, as baterias de níquel-metal hidreto funcionaram de forma incompreensível e a capacidade necessária da bateria não pôde ser alcançada. Portanto, o uso industrial de baterias Ni-MH começou apenas em meados da década de 1980 após a criação da liga La-Ni-Co, que permite a absorção eletroquimicamente reversível de hidrogênio por mais de 100 ciclos. Desde então, o design das baterias de Ni-MH foi melhorado continuamente na direção do aumento da densidade de energia.
Os acumuladores de hidreto de níquel-metal são análogos às baterias de níquel-cádmio e os processos eletroquímicos são acumuladores de níquel-hidrogênio. A energia específica da bateria Ni-MH é significativamente maior do que a energia específica dos acumuladores Ni-Cd e Ni-H2 (Tabela 1).
Tabela 1
| Parâmetro | Acumuladores | ||
| Ni-Cd | Ni-H2 | Ni-MH | |
| Nom. tensão, V | 1,2 | 1,2 | 1,2 |
Energia específica: h / kg h / dm3 |
|||
| 20 – 40 | 40 – 55 | 50 – 80 | |
| 60 – 120 | 60 – 80 | 100 – 270 | |
| Potência específica, W / kg | 50 – 400 | 50 – 100 | 50 – 1100 |
Vida útil: |
|||
| 1 – 5 | 2 – 7 | 1 – 5 | |
| 500 – 1000 | 2000 – 3000 | 500 – 2000 | |
| Auto-descarga,% | 20 - 30 (28 dias) | 20 - 30 (por 1 dia) | 20 - 40 (28 dias) |
| Temperatura de operação, | - 50 - +60 | - 20 - +30 | - 40 - +60 |
| Substâncias prejudiciais | Cd | Não | Não |
Uma disseminação significativa de alguns parâmetros na Tabela 1 está associada a diferentes designações (projetos) de baterias. As características distintivas do LMW são bateria de alta capacidade, de alta potência característica (capacidade de carga e descarga grandes correntes) (crítico), a capacidade de suportar uma sobrecarga e super classe (polaridade), dendritoobrazovany nulo. Uma vantagem muito importante da bateria HM na frente do acumulador NK é a ausência de um elemento ecologicamente muito prejudicial - o cádmio. Para a tensão, o tamanho, o design e a tecnologia, a bateria HM corresponde a uma bateria NK e podem ser utilizadas de forma intercambiável, tanto na produção como em operação.
A substituição do eletrodo negativo permitiu aumentar 1,3-2 vezes a aba das massas ativas do eletrodo positivo, o que determina a capacidade da bateria. Portanto, as baterias Ni-MH possuem características de energia específicas significativamente maiores em comparação com as baterias Ni-Cd.
Como resultado, a área de aplicação do LMW acumuladores perto do alcance das baterias NiCad, baterias LMW usados em telefones celulares, pagers, telefones sem fio, scanners, lanternas, rádios, bicicletas elétricas, carros elétricos, carros híbridos, temporizadores eletrônicos e contadores de década dispositivos de armazenamento de backup ( MBU) e unidades de processamento central (CPs) de computadores e laptops, dispositivos para detectar a presença de incêndio e fumo, dispositivos de alarme, dispositivos de análise ambiental de água e ar, blocos amyati máquinas-ferramentas controladas eletronicamente, rádio, gravação de voz, calculadora, máquinas de barbear, aparelhos auditivos, brinquedos elétricos, etc.
Ao contrário do Ni-Cd em baterias Ni-MH, uma liga de metais que absorvem hidrogênio é tomada como o ânodo. O eletrólito alcalino ainda não participa na reação, com base no movimento de íons de hidrogênio entre os eletrodos. Durante o carregamento, o hidróxido de níquel Ni (OH) 2 é convertido em oxihidróxido NiOOH, dando hidrogênio à liga do eletrodo negativo. A absorção de hidrogénio não é a reacção isotérmica, de modo que para os metais de liga sempre escolhidos de tal maneira que um deles é atribuído quando ligado gás e o outro, por outro lado, o calor é absorvido. Em teoria, supôs-se para proporcionar o equilíbrio térmico, no entanto, as baterias de hidreto metálico de níquel são aquecidos consideravelmente mais do que as baterias de níquel-cádmio.
O sucesso da distribuição de baterias de níquel-hidreto metálico proporcionou alta densidade de energia e não toxicidade dos materiais utilizados na sua produção.
4. Processos básicos de baterias Ni-MH
Em baterias de Ni-MH, um eletrodo de óxido de níquel é usado como eletrodo positivo, como em uma bateria de níquel-cádmio, e um eléctrodo feito de uma liga de metal de níquel e de terras raras que absorve hidrogênio é usado em vez de um eletrodo negativo de cádmio.
No eletrodo óxido-níquel positivo da bateria Ni-MH, a reação prossegue:
→ NiOOH + H2O + (carga) → Ni (OH) 2 + OH (descarga)Em um eletrodo negativo, um metal com hidrogênio absorvido é convertido em um hidreto metálico:
→ MH + OH (carga) → M + H2O + (descarga)A reacção global na bateria Ni-MH é registada da seguinte forma:
Ni (OH) 2 + M → NiOOH + MH (carga)
NiOOH + MH → Ni (OH) 2 + M (descarga)
O eletrólito não participa na principal reação de formação de corrente.
Após a comunicação de 70-80% da capacidade e durante a recarga no eletrodo óxido-níquel, o oxigênio começa a ser liberado:
→ 1/2 O2 + H2O + 2 (transferência de carga),
que é restaurado em um eletrodo negativo:
→ 2OH (transferência de carga)As duas últimas reações proporcionam um ciclo de oxigênio fechado. Quando o oxigênio é restaurado, um aumento adicional na capacidade do eletrodo de hidreto metálico também é fornecido devido à formação do grupo OH
.Ao descarregar após o esgotamento da capacidade do eletrodo positivo (quando é sobrecarregado), uma reação lateral da evolução do hidrogênio prossegue:
→ H2 + 2OH (recarga).O hidrogênio através do separador poroso atinge o eletrodo negativo e é oxidado sobre ele:
→ 2H2O + 2 (excesso de descarga).5. Construção de eletrodos de baterias Ni-MH
Eletrodo de hidrofluorocarbono.
O material principal que determina as características de uma bateria de Ni-MH é uma liga de absorção de hidrogênio que pode absorver um volume de hidrogênio 1000 vezes o próprio volume.
As mais difundidas são as ligas do tipo LaNi5, em que alguns de níquel são substituídos por manganês, cobalto e alumínio para aumentar a estabilidade e a atividade da liga. Para reduzir o custo, alguns fabricantes em vez de lantânio usam mish metal (Mm, que é uma mistura de elementos de terras raras, a proporção na mistura é próxima da razão em minérios naturais), que inclui, além do lantânio, também o cério, o praseodímio e o neodímio.
Com o ciclo de descarga de carga, a expansão e contração de 15-25% da rede cristalina de ligas de absorção de hidrogênio ocorre por absorção e dessorção de hidrogênio. Tais mudanças levam à formação de rachaduras na liga devido ao aumento do estresse interno. A formação de fissuras causa um aumento na área superficial, que é corroída pela reação com um eletrólito alcalino. Por estas razões, a capacitância de descarga do eletrodo negativo diminui gradualmente.
Em uma bateria com uma quantidade limitada de eletrólito, isso dá origem a problemas associados à redistribuição do eletrólito. A corrosão da liga leva à passividade química da superfície devido à formação de óxidos e hidróxidos resistentes à corrosão, que aumentam a sobretensão da reação principal de formação de corrente do eletrodo de hidreto metálico. A formação de produtos de corrosão ocorre com o consumo de oxigênio e hidrogênio da solução eletrolítica, o que, por sua vez, provoca uma diminuição da quantidade de eletrólito na bateria e um aumento na resistência interna.
Para retardar os processos indesejáveis de dispersão e corrosão de ligas que determinam o tempo de vida das baterias de Ni-MH, além de otimizar a composição e o regime de produção da liga, são utilizados dois métodos principais. O primeiro método consiste em microencapsular as partículas da liga, i. E. no revestimento de sua superfície com uma camada fina porosa (5-10%) - em peso de níquel ou cobre. O segundo método, que encontrou a aplicação mais difundida no presente momento, consiste em tratar a superfície das partículas de liga em soluções alcalinas com a formação de películas protetoras permeáveis ao hidrogênio.
Eletrodo de óxido-níquel.
Os eletrodos de óxido-níquel na produção em massa são feitos nas seguintes modificações de projeto: laminar, bezlamelnye sinterizado (cermet) e pressionado, incluindo os comprimidos. Nos últimos anos, foram utilizados eletrodos de feltro e de penopolímero não-tecidos.
Os elétrodos de Lamel são um conjunto de caixas perfuradas interligadas (lamelas) feitas de fita fina de aço niquelada (0,1 mm de espessura).
Os eletrodos sinterizados (cermet) consistem em uma porosa (com uma porosidade de pelo menos 70%) da base cermet, na qual a massa ativa está localizada. A base é feita de pó fino de carbonilo e níquel, que, em mistura com carbonato de amônio ou carbamida (60-65% de níquel, o restante - enchimento) é pressionado, enrolado ou pulverizado em uma malha de aço ou níquel. Em seguida, a malha em pó é tratada termicamente em uma atmosfera redutora (geralmente em atmosfera de hidrogênio) a uma temperatura de 800-960 ° C, com carbonato de amônio ou carbamida em decomposição e volatilização e aglomeração de níquel. As bases assim obtidas têm uma espessura de 1-2,3 mm, uma porosidade de 80-85% e um raio de poro de 5-20 μm. A base é alternadamente impregnada com uma solução concentrada de nitrato de níquel ou sulfato de níquel e aquecida a uma solução alcalina a 60-90 ° C, o que induz a precipitação de óxidos e hidróxidos de níquel.
Actualmente, também é utilizado um método de impregnação eletroquímica, no qual o eletrodo é submetido a tratamento catódico em uma solução de nitrato de níquel. Devido à formação de hidrogênio, a solução nos poros da placa torna-se alcalina, o que leva à precipitação de óxidos de níquel e hidróxidos nos poros da placa.
Para os tipos de eletrodos sinterizados, os eletrodos de folha estão incluídos. Os eletrodos são produzidos aplicando-se a uma tira de níquel perfurada fina (0,05 mm) de ambos os lados por pulverização, emulsão de álcool de pó de carbonilo de níquel, contendo aglutinantes, sinterização e outras impregnações químicas ou eletroquímicas com reagentes. A espessura do eletrodo é de 0,4-0,6 mm.
Os elétrodos pressionados são feitos pressionando a pressão de 35-60 MPa de massa ativa em uma malha ou fita perfurada de aço. A massa ativa consiste em hidróxido de níquel, hidróxido de cobalto, grafite e aglutinante.
Os eletrodos Metalhead possuem um substrato altamente poroso feito de fibras de níquel ou de carbono. A porosidade destas bases é de 95% ou mais. O eletrodo de feltro é feito com base em feltro de grafite de carbono ou de níquel chapeado. A espessura do eletrodo, dependendo da sua finalidade, está na faixa de 0,8 a 10 mm. A massa ativa é introduzida no feltro por diferentes métodos, dependendo da sua densidade.
Em vez de feltro, pode utilizar-se espuma de níquel obtida por niquelagem de espuma de poliuretano, seguida de recozimento em meio redutor. Em um meio altamente poroso, uma pasta contendo hidróxido de níquel e um aglutinante são geralmente aplicadas pelo método de espalhamento. Depois disso, a base com a pasta é seca e enrolada. Os eletrodos de feltro e penopoliméricos são caracterizados por alta capacidade específica e um ótimo recurso.
6. Design de baterias Ni-MH
As baterias Ni-MH são cilíndricas. Os eletrodos positivos e negativos separados pelo separador são enrolados em um rolo que é inserido na caixa e fechado com uma tampa de vedação com uma junta (Figura 5). A tampa possui uma válvula de segurança que opera a uma pressão de 2-4 MPa em caso de mau funcionamento durante o funcionamento da bateria.
Figura 5 - Design da bateria de hidreto de níquel-metal (Ni-MH): 1 corpo; 2-cap; Tampa de 3 válvulas; 4 válvulas; Coletor de eletrodos 5-positivos; 6-anel de isolação; Eletrodo 7-negativo; 8-separador; Eletrodo positivo de 9; 10-isolador.
Em baterias prismáticas Ni-MH, os eletrodos positivos e negativos são colocados alternadamente, e um separador é colocado entre eles. O bloco de eletrodo é inserido em uma caixa de metal ou plástico e coberto com uma tampa de vedação. Na capa, como regra, uma válvula ou sensor de pressão está instalado (Figura 6).
Figura 6 - Design da bateria Ni-MH: 1 corpo; 2-cap; Tampa de 3 válvulas; 4 válvulas; Junta de 5 isolamentos; 6-isolador; 7 eletrodos, 8-separador; Eletrodo 9 positivo
Nas baterias Ni-MH, utiliza-se o eletrólito alcalino, que consiste em KOH com adição de LiOH. Como separador em baterias Ni-MH, são utilizados polipropileno não tecido e poliamida com uma espessura de 0,12-0,25 mm, tratados com um agente molhante.
Eletrodo positivo. As baterias de Ni-MH usam eletrodos positivos de óxido-níquel, semelhantes aos usados em baterias de Ni-Cd. As baterias de Ni-MH usam principalmente cermets, e nos últimos anos - eletrodos de feltro e penopolímero.
Eletrodo negativo. A aplicação prática em baterias de Ni-MH encontrou cinco projetos de um eletrodo de metal-hidreto negativo:
Lamelnaya, quando o pó de uma liga absorvente de hidrogênio com um aglutinante ou sem aglutinante, é pressionado em uma malha de níquel;
Penonikelovaya, quando a pasta com a liga e um aglutinante é introduzida nos poros da base de espuma-níquel e depois seca e pressionada (rolos);
Foil, quando uma pasta com uma liga e um aglutinante é aplicada a uma folha de níquel ou aço niquelada perfurada, e depois seca e pressionada;
Laminado, quando o pó da massa ativa, que consiste em uma liga e um aglutinante, é aplicado por rolamento (rolamento) em uma rede de níquel esticada ou uma malha de cobre;
Sinterizado, quando o pó de liga é pressionado em um fio de níquel e depois sinterizado em atmosfera de hidrogênio.
As capacidades específicas dos eletrodos de hidretos metálicos de diferentes projetos são de valor próximo e são determinadas, principalmente, pela capacidade da liga utilizada.
7. Especificações das baterias Ni-MH
Características elétricas
A capacitância específica dos eletrodos de hidretos metálicos é 0,24-0,3 A ∙ h / g ou 1,2-1,5 A ∙ h / cm3, que é até 3 vezes a capacitância específica do eletrodo de cádmio. Como uma liga de absorção de hidrogênio, utilizam-se titânio-níquel ou ligas com lantânio (LaNi5).
A energia específica dos acumuladores de NM está na faixa de 50-60 W ∙ h / kg ou 100-200 W ∙ h / l. O tempo de operação da maioria dos acumuladores de NM durante o ciclismo de acordo com as normas IEC (profundidade de descarga de 60%) é de 500-1000 ciclos. Algumas empresas alcançaram 2000-2500 ciclos e uma vida útil de 3-5 anos. A maioria das baterias NM pode ser operada em modo buffer com uma carga de corrente normalizada de 0.01-0.03C sem limitação de tempo.
Tensão de circuito aberto. Valor de tensão do circuito aberto U. O sistema Ni-MH é difícil de determinar com precisão devido à dependência do potencial de equilíbrio do eletrodo óxido-níquel sobre o grau de oxidação do níquel e também a dependência do potencial de equilíbrio do eletrodo metal-hidreto no grau de saturação com hidrogênio. No entanto, a um valor aproximado de 0,49 V para o eletrodo Ni (OH) 2 | NiOOH e com um valor potencial de 0,828 V para um eletrodo de hidreto metálico com um valor de equilíbrio da pressão de hidrogênio de 0,1 MPa, o valor de Up.s. será de 1.318 V. Diminuir a pressão de equilíbrio de hidrogênio em 10 vezes levará a um aumento no potencial teórico do eletrodo (e, portanto, a uma diminuição em Up.c) por apenas 29 mV. Para o sistema eletroquímico NM, assume-se uma tensão nominal de 1,2 V. Após 24 horas após o carregamento da bateria, a tensão do circuito aberto da bateria Ni-MH carregada está na faixa de 1,30-1,35 V.
Capacidade da bateria. Com o aumento da carga (reduzindo o tempo de descarga) e com a diminuição da temperatura, a capacidade da bateria Ni-MH diminui (Figura 8). Especialmente visível é o efeito da redução de temperatura na capacitância com altas taxas de descarga e a temperaturas abaixo de 0 ° C. Fig. 9 - Dependência da capacidade de descarga da bateria Ni-MH no tempo de armazenamento a diferentes temperaturas: 1 - 0 ° C; 2 - 20 ° C; 3 - 40 ° СЗначения
, para os acumuladores de NM estão próximos, uma vez que estas baterias possuem tensões semelhantes e, como eletrodo positivo, utilizam um eletrodo de óxido-níquel (com a mesma dependência das taxas de reações principais e laterais no grau de carga).Nos últimos anos, várias empresas iniciaram a produção de poderosos acumuladores NM de formas cilíndricas e prismáticas com uma capacidade de 3.6 a 14 A h para carros híbridos. Estas baterias são capazes de descarregar correntes normalizadas superiores a 20 ° C. As baterias de tais baterias (até 240 baterias em uma bateria) têm uma potência específica de 0,9 - 1,1 kW / kg. Exemplos típicos: uma bateria Panasonic de 240 baterias prismáticas com uma capacidade de 6,5 Ahh tem uma potência de 1080 W / kg, uma bateria Makevell de pilhas cilíndricas com capacidade de 3.4 A ∙ h - 870 W / kg, uma bateria Varta de 1100 W / kg a 20 ° C e 500 W / kg a -25 ° C. A duração da bateria de Varta é de 2400 ciclos a 100% de profundidade de descarga, 5000 ciclos a 80%, 78000 ciclos a 12%, 255000 ciclos a 5% e 360 000 ciclos a 4% profundidade de descarga.
8. Carregue a bateria Ni-MH
O tempo de operação (número de ciclos de carga de descarga) e a duração da bateria Ni-MH são amplamente determinados pelas condições de operação. O tempo de operação diminui com o aumento da profundidade e velocidade de descarga. O tempo de operação depende da velocidade da carga e do método de controle da sua terminação. Dependendo do tipo de baterias Ni-MH, modo de operação e condições de operação, as baterias fornecem 500 a 1000 ciclos de carga de descarga com uma profundidade de descarga de 80% e têm uma vida útil de 3 a 5 anos.
Para garantir o funcionamento confiável da bateria Ni-MH durante o período garantido, siga as recomendações e instruções do fabricante. A maior atenção deve ser dada ao regime de temperatura. É desejável evitar a descarga excessiva (abaixo de 1V) e os curtos-circuitos. Recomenda-se a utilização de baterias Ni-MH para o propósito pretendido, evite a combinação de baterias usadas e não utilizadas, não arme diretamente a bateria ou outras peças.
As baterias Ni-MH são mais sensíveis à sobrecarga do que o Ni-Cd. A recarga pode levar ao overclocking térmico. O carregamento geralmente é executado com uma corrente Ic = 0,1 seg por 15 horas. A taxa de compensação é produzida pela corrente Ip = 0,01-0,03С por 30 horas ou mais.
As baterias aceleradas (por 4 a 5 horas) e rápidas (por 1 hora) são possíveis para baterias Ni-MH com eletrodos altamente ativos. Com tais cargas, o processo é monitorado alterando a temperatura ΔT e a tensão ΔU e outros parâmetros. A carga rápida é usada, por exemplo, para baterias Ni-MH, alimentação de laptops, celulares, ferramentas elétricas, embora laptops e telefones celulares usem principalmente baterias de iões de lítio e polímero de lítio. Também é recomendado usar um método de cobrança em três estágios: o primeiro estágio de carga rápida (1C e acima), carrega a 0,15C por 0,5-1 h para recarga final e carrega a uma taxa de 0,05-0,02C como uma carga compensatória. As informações sobre como carregar as baterias Ni-MH geralmente estão contidas nas instruções do fabricante, e a corrente de carga recomendada é indicada na caixa da bateria.
A tensão de carga U3 em I3 = 0,3-1 ° C situa-se no intervalo 1,4-1,5 V. Devido à liberação de oxigênio no eletrodo positivo, a quantidade de eletricidade transferida à carga (Q3) é maior do que a capacidade de descarga (Cp). Neste caso, o retorno da capacidade (100 Cp / Q3) é de 75-80% e 85-90%, respectivamente, para baterias de disco e Ni-MH cilíndricas.
Controle a carga e a descarga. Para evitar a recarga de baterias Ni-MH, os seguintes métodos de controle de carga podem ser usados com os sensores apropriados instalados em baterias ou carregadores:
O método de parar a carga na temperatura absoluta Tmax. A temperatura da bateria é constantemente monitorada durante o processo de carregamento, e quando o valor máximo é atingido, a carga rápida é interrompida;
O método de rescisão da carga pela taxa de mudança de temperatura ΔT / Δt. Com este método, a inclinação da curva de temperatura da bateria é constantemente monitorada durante o processo de carregamento, e quando este parâmetro se torna maior do que o valor definido definitivamente, a carga é interrompida;
O método de rescisão da carga no delta negativo da tensão -ΔU. No final da carga da bateria, quando o ciclo do oxigênio é realizado, a temperatura começa a aumentar, resultando em uma diminuição da tensão;
O método de parar a carga em relação ao tempo máximo de carga t;
O método de parar a carga em relação à pressão máxima Pmax. Geralmente é usado em acumuladores prismáticos de grandes tamanhos e capacidades. O nível de pressão admissível em um acumulador prismático depende do seu projeto e está na faixa de 0,05-0,8 MPa;
O método de parar a carga pela tensão máxima Umax. Ele é usado para desconectar a carga de baterias com alta resistência interna, que aparece no final da vida útil devido à falta de eletrólito ou a baixa temperatura.
Ao usar o método Tmax, a bateria recarregável pode ser recarregada excessivamente se a temperatura ambiente cair ou a bateria não pode receber carga suficiente se a temperatura ambiente aumentar significativamente. O método ΔT / Δt pode ser usado de forma muito eficaz para parar o carregamento a baixas temperaturas ambiente. Mas, se apenas este método for usado a temperaturas mais elevadas, as baterias dentro das baterias serão aquecidas a temperaturas indesejáveis elevadas antes que o valor ΔT / Δt possa ser alcançado para desligamento. Para um certo valor ΔT / Δt, uma grande capacitância de entrada pode ser obtida a uma temperatura ambiente mais baixa do que a uma temperatura mais alta. No início da carga da bateria (bem como no final da carga), há um aumento rápido da temperatura, o que pode levar ao desligamento prematuro da carga ao usar o método ΔT / Δt. Para excluir isso, os desenvolvedores dos carregadores usam os temporizadores do atraso do sensor inicial no método ΔT / Δt.
O método -ΔU é eficaz para parar a carga a baixas temperaturas ambiente e não a temperaturas elevadas. Nesse sentido, o método é semelhante ao método ΔT / Δt. Para garantir a rescisão da cobrança nos casos em que circunstâncias imprevistas impedem a interrupção normal da cobrança, também é recomendável usar um controle temporizador que regula a duração da operação de carga (método t).
Assim, para o carregamento rápido de baterias de acumuladores com correntes normalizadas de 0,5-1C a temperaturas de 0 a 50 ° C, é aconselhável aplicar simultaneamente métodos Tmax (com uma temperatura de corte de 50-60 ° C dependendo do projeto das baterias e baterias), -ΔU (5- 15mV por bateria), t (geralmente para obter 120% da capacidade nominal) e Umax (1.6-1.8 V por bateria). Em vez do método -ΔU, o método ΔT / Δt (1-2 ° C / min) pode ser usado com um temporizador de atraso inicial (5-10 min).
Após a execução de uma carga rápida da bateria, os carregadores fornecem a troca de uma carga com uma corrente normalizada de 0,1 ° C a 0,2 ° C durante um certo tempo.
Para baterias Ni-MH, o carregamento a uma tensão constante não é recomendado, pois pode ocorrer uma "falha térmica" das baterias. Isso se deve ao fato de que no final da carga há um aumento de corrente, que é proporcional à diferença entre a tensão da fonte de alimentação e a tensão da bateria, e a tensão da bateria no final da carga é reduzida por causa do aumento de temperatura.
Em baixas temperaturas, a taxa de carga deve ser reduzida. Caso contrário, o oxigênio não terá tempo para se recombinar, o que levará ao aumento da pressão na bateria. As baterias Ni-MH com eletrodos de alta porção são recomendadas para operação sob tais condições.
9. Vantagens e desvantagens das baterias Ni-MH
Um aumento significativo nos parâmetros de energia específicos não é a única vantagem das baterias de Ni-MH na frente das baterias Ni-Cd. A rejeição do cádmio também significa uma mudança para uma produção mais ecológica. É mais fácil resolver o problema da reciclagem de baterias com falha. Essas vantagens das baterias de Ni-MH determinaram um crescimento mais rápido em sua produção de todas as principais empresas de bateria do mundo em comparação com as baterias Ni-Cd.
As baterias de Ni-MH não têm o "efeito de memória" inerente às baterias de Ni-Cd devido à formação de níquel em um eletrodo de cádmio negativo. No entanto, os efeitos associados à recarga do eletrodo óxido-níquel são preservados.
A diminuição da tensão de descarga observada com recargas frequentes e longas da mesma maneira que em baterias de Ni-Cd pode ser eliminada periodicamente realizando várias descargas até 1 V. Essas descargas devem ser realizadas uma vez por mês.
No entanto, as baterias de níquel-hidreto metálico são inferiores às baterias de níquel-cádmio, que são chamadas a substituir, por algumas das características de desempenho:
As baterias Ni-MH funcionam efetivamente em uma faixa mais restrita de correntes operacionais, o que é devido à dessorção limitada de hidrogênio do eletrodo metal-hidreto a taxas de descarga muito altas;
As baterias de Ni-MH têm uma faixa de temperatura mais restrita: a maioria deles é inoperável a temperaturas abaixo de -10 ° C e acima de + 40 ° C, embora em séries separadas de acumuladores, o ajuste das prescrições tenha proporcionado a expansão dos limites de temperatura;
Durante a carga das baterias de Ni-MH, é gerado mais calor do que quando as baterias Ni-Cd são carregadas, portanto, para evitar o superaquecimento da bateria Ni-MH durante a carga rápida e / ou recarga significativa, são instalados fusíveis térmicos ou relés térmicos neles, que estão localizados na parede de uma das baterias na parte central da bateria;
As baterias de Ni-MH têm uma auto-descarga aumentada (Figura 10), que é determinada pela inevitabilidade da reação de hidrogênio dissolvido no eletrólito com um eletrodo positivo de óxido-níquel (mas, graças ao uso de ligas especiais do eletrodo negativo, foi possível conseguir uma diminuição da taxa de auto-descarga em valores próximos aos Baterias Ni-Cd;
O perigo de superaquecimento ao carregar uma das baterias Ni-MH da bateria, bem como a reversão da bateria com uma capacidade menor quando a bateria é descarregada, aumenta com a discrepância dos parâmetros da bateria como resultado do ciclo prolongado, de modo que a criação de baterias de mais de 10 baterias não é recomendada por todos os fabricantes;
A perda da capacitância de eletrodo negativo que ocorre na bateria Ni-MH quando descarregada abaixo de 0V é irreversível, o que coloca requisitos mais rigorosos para a seleção de baterias na bateria e o controle do processo de descarga do que no caso de baterias de Ni-Cd, geralmente é recomendado descarregar para 1 V / a em baterias de tensão insignificante e até 1,1 V / ac em uma bateria de 7-10 baterias.
Conforme observado anteriormente, a degradação das baterias Ni-MH é determinada principalmente por uma diminuição no ciclo da capacidade de sorção do eletrodo negativo. No ciclo de carga-descarga, o volume da rede cristalina da liga muda, o que leva à formação de rachaduras e posterior corrosão durante a reação com o eletrólito. A formação de produtos de corrosão ocorre com a absorção de oxigênio e hidrogênio, o que reduz a quantidade total de eletrólito e aumenta a resistência interna da bateria.
Deve notar-se que as características das baterias de Ni-MH dependem significativamente da liga do eletrodo negativo e da tecnologia de processamento da liga para melhorar a estabilidade de sua composição e estrutura. Isso força os fabricantes de baterias a estar atentos à escolha dos fornecedores de liga e aos consumidores de baterias à escolha do fabricante.
10. Padrões e designações de baterias NM
De acordo com os padrões da International Electrochemical Commission IEC 61436 e IEC 61951-2 НМ-acumuladores cilíndricos são designados por letras HR, letras prismáticas - letras HF e letras de disco NUNCA. Após as letras para acumuladores cilíndricos NM, o diâmetro ea altura da bateria em milímetros (arredondados para o número inteiro mais próximo) são indicados através de uma linha fracionada e para prismático - largura, espessura e altura. Por exemplo, HR15 / 51, HF15 / 09/49. Para baterias de disco, o diâmetro e a altura, mas não em milímetros, mas usando uma dimensão de 1/10 milímetros, são indicados através de um golpe fracionado. Por exemplo, um acumulador de disco com um diâmetro de 15,6 mm e uma altura de 6,4 mm é designado como HB 156/064.
Observamos os requisitos mais importantes para as baterias NM de acordo com estas normas:
O regime de carga é normalizado com uma corrente de 0,1C durante 16 horas a uma temperatura (20 ± 5) ° C;
A duração da descarga a uma temperatura (20 ± 5) ° C com uma corrente normalizada de 0,2 seg para uma tensão de 0,9 V não é inferior a 42 minutos para acumuladores NM-NM cilíndricos e prismáticos e pelo menos 35 minutos para disco;
A vida útil não deve ser inferior a 500 ciclos;
Esses padrões não estabelecem requisitos para acumuladores de NM em temperaturas elevadas e temperaturas abaixo de 0 ° C.
11. Armazenamento e operação de baterias Ni-MH
Antes de iniciar a operação de novas baterias Ni-MH, você deve lembrar que elas devem primeiro ser "balanceadas" para a capacidade máxima. Para fazer isso, é desejável ter um carregador capaz de descarregar as baterias: ajuste a carga para a corrente mínima e carregue a bateria e, de imediato, descarregue-a pressionando o botão correspondente no carregador. Se tal dispositivo não estiver em mãos, você pode simplesmente "carregar" a bateria em plena capacidade e aguardar.
Pode levar 2-5 desses ciclos, dependendo da duração e temperatura de armazenamento em armazéns e na loja. Muitas vezes, as condições de armazenamento estão longe de ser ideais, então treinamento repetido será muito útil.
Para o funcionamento mais eficaz e produtivo da bateria durante o maior tempo possível, ele deve ser descarregado no futuro (é recomendável colocar o dispositivo em carga somente depois que ele é desconectado devido à descarga da bateria) e carregar a bateria para que evite a aparência de "efeito de memória" e reduza a vida útil da bateria. Para retomar a capacidade da bateria completa (tanto quanto possível), também é necessário realizar o treinamento descrito acima. Neste caso, a bateria descarrega para a tensão mínima admissível por célula e as formações de cristal são destruídas. É necessário tomar-se como regra para treinar a bateria pelo menos uma vez a cada dois meses. Mas também não é necessário ir muito longe - o uso freqüente deste método desgasta a bateria. Após a descarga, recomenda-se que o dispositivo seja ligado durante pelo menos 12 horas.
O efeito de memória também pode ser eliminado pela descarga de uma grande corrente (2-3 vezes superior à nominal).
"Queríamos melhor, mas acabou como sempre"
A primeira e mais simples regra para o carregamento correto de qualquer bateria é o uso do carregador (a seguir designado como o carregador) que foi vendido no kit (por exemplo, um telefone celular) ou aquele em que as condições de carga atendem aos requisitos do fabricante da bateria (por exemplo, para baterias de dedo Ni-MH) .
Em qualquer caso, é melhor comprar baterias e cartões de memória recomendados pelo fabricante. Cada empresa possui suas próprias tecnologias de produção e características do funcionamento da bateria. Antes de usar baterias e memória, você deve ler atentamente todas as instruções e outros materiais de informação.
Como escrevemos acima, a memória mais simples geralmente está incluída no pacote. Essa memória, como regra geral, entrega aos usuários um mínimo de preocupação: os fabricantes de telefones tentam conciliar a tecnologia de carga com todos os tipos possíveis de baterias projetadas para funcionar com essa marca de aparelhos. Isso significa que, se o dispositivo for projetado para funcionar com baterias de Ni-Cd, Ni-MH e Li-Ion, este carregador carregará igualmente todas as baterias acima mencionadas, mesmo que sejam de diferentes capacidades.
Mas aqui está uma desvantagem. As baterias de níquel, sujeitas ao efeito da memória, devem ser completamente descarregadas periodicamente, mas o "aparelho" não é capaz de tal: quando um determinado limite de tensão é atingido, ele se desliga. A tensão na qual o desligamento automático ocorre é maior que o valor ao qual a bateria precisa ser descarregada para destruir os cristais que reduzem a capacidade da bateria. Nesses casos, ainda é melhor usar a memória com uma função de descarga.
Existe a opinião de que as baterias Ni-MH só podem ser carregadas após a descarga total (100%). Mas na verdade, uma descarga total da bateria é indesejável, caso contrário a bateria estará fora de serviço antes do tempo. Recomenda-se uma profundidade de descarga de 85-90% - a chamada descarga superficial.
Além disso, deve ser levado em consideração que as baterias Ni-MH precisam de modos de carga especiais, em contraste com Ni-Cd, que são menos exigentes para o modo de carregamento.
Apesar de as baterias modernas de hidreto de níquel e metal suportar o excesso do valor estimado da carga, o superaquecimento resultante reduz a vida útil da bateria. Portanto, ao carregar, você precisa considerar três fatores: o tempo, a magnitude da carga e a temperatura da bateria. Até à data, há um grande número de dispositivos de memória que fornecem controle sobre o modo de carregamento.
Distinguir entre memória lenta, rápida e pulsada. Imediatamente vale a pena mencionar que a separação é bastante arbitrária e depende do fabricante da bateria. A abordagem ao problema de tarifação é aproximadamente a seguinte: a empresa desenvolve diferentes tipos de baterias para várias aplicações e conjuntos para cada tipo de recomendações e requisitos para os métodos de cobrança mais favoráveis. Como resultado, as baterias de aparência idêntica (tamanho) podem exigir o uso de diferentes métodos de carregamento.
A memória "Lenta" e "rápida" são diferentes na taxa de carga das baterias. A primeira carga a bateria com uma corrente igual a cerca de 1/10 do nominal, o tempo de carga é de 10 a 12 horas, enquanto o estado da bateria geralmente não é monitorado, o que não é muito bom (as baterias totalmente descarregadas devem ser recarregadas em diferentes modos).
"Rápido" carrega a bateria com uma corrente no intervalo de 1/3 a 1 do seu valor nominal. O tempo de carga é de 1 a 3 horas. Muitas vezes, é um dispositivo de modo duplo que reage à mudança de tensão nos terminais da bateria durante o carregamento. Primeiro, a carga se acumula no modo "alta velocidade", quando a tensão atinge um certo nível, a carga de alta velocidade pára e o dispositivo é transferido para o modo de carregamento lento do "jato". Estes dispositivos são ideais para baterias Ni-Cd e Ni-MH. Agora, os carregadores mais comuns que usam a tecnologia de carregamento de pulso. Em regra, eles podem ser usados para todos os tipos de baterias. Particularmente bem, esta memória é adequada para prolongar a vida das baterias de Ni-Cd, uma vez que as formações cristalinas da substância ativa são destruídas (o "efeito de memória" diminui) decorrente da operação. No entanto, para baterias com um significativo "efeito de memória" de usar apenas um método de carregamento pulsado, não é suficiente - uma descarga profunda (recuperação) é necessária por um algoritmo especial para destruir grandes formações cristalinas. Os carregadores comuns, mesmo com uma função de descarga, não são capazes disso. Isso pode ser feito no departamento de serviços com a ajuda de equipamentos especiais.
Para aqueles que passam muito tempo ao volante, é claro, você precisa de um carregador de carro. O mais simples é feito sob a forma de um cabo que conecta o celular à tomada do isqueiro do carro (todas as variantes "antigas" são projetadas apenas para carregar baterias Ni-Cd e Ni-MH). No entanto, não abuse desta forma de carga: tais condições de trabalho afetam a vida útil da bateria.
Se você já selecionou uma memória que se adequa a você, leia as seguintes diretrizes para carregar as baterias Ni-Cd e Ni-Mh:
Carregue apenas baterias totalmente descarregadas;
Não coloque uma bateria totalmente carregada com uma carga adicional, pois isso reduz significativamente o período de uso;
Não deixe baterias Ni-Cd e Ni-MH no carregador após o fim da carga por um longo período de tempo, pois o carregador continua cobrando após carga total, mas somente com uma corrente muito menor. A presença prolongada de pilhas Ni-Cd e Ni-MH na memória leva à sua recarga e deterioração dos parâmetros;
As baterias devem estar à temperatura ambiente antes de serem carregadas. O carregamento mais eficaz a uma temperatura ambiente de + 10 ° C a + 25 ° C.
No processo de carga, é possível aquecer as baterias. Isto é especialmente verdadeiro para uma série de alta capacidade com uma carga intensiva (rápida). A temperatura limite de aquecimento de acumuladores é de + 55 ° С. Na concepção de carregadores rápidos (de 30 minutos a 2 horas), o controle de temperatura de cada bateria é fornecido. Quando o estojo da bateria é aquecido a + 55 ° C, o dispositivo muda do modo de carga principal para o modo de carga, durante o qual a temperatura diminui. O próprio projeto das próprias baterias também oferece proteção contra sobreaquecimento sob a forma de uma válvula de segurança (eliminando a destruição da bateria), o que se abre se a pressão de vapor do eletrólito dentro do invólucro exceder os limites permitidos.
Armazenamento
Se você comprou uma bateria e não pretende usá-la imediatamente, então você melhor se familiarize com as regras para armazenar baterias Ni-MH.
Em primeiro lugar, a bateria deve ser removida do dispositivo e cuidar da proteção contra a umidade e altas temperaturas. Você não pode permitir uma forte redução de tensão na bateria devido à auto-descarga, ou seja, durante o armazenamento a longo prazo, a bateria deve ser carregada periodicamente.
Não armazene a bateria a alta temperatura, isso acelera a degradação de materiais ativos dentro da bateria. Por exemplo, operação contínua e armazenamento a 45 ° C reduzirão o número de ciclos da bateria Ni-MH em cerca de 60%.
A uma temperatura mais baixa, as condições de armazenamento são as melhores, mas observamos que é para armazenamento, uma vez que a liberação de energia em temperaturas menos em qualquer bateria cai e não pode ser carregada. O armazenamento em baixas temperaturas reduzirá a auto-descarga (por exemplo, você pode colocá-lo na geladeira, mas não em um freezer).
Além da temperatura, a duração da bateria é significativamente influenciada pelo grau de carga. Alguns dizem que é necessário armazenar em um estado carregado, outros insistem em alta completa. A opção ideal é carregar a bateria antes do armazenamento em 40%.
12. Fabricantes e perspectivas de baterias NM
De acordo com a pesquisa realizada pela Avicenne Development (França), em 2005, o volume da liberação de acumuladores de NM (1,621 milhões de unidades) já superou a produção de baterias NK (1170 milhões de unidades). O líder na produção de baterias NM foi SANYO (56%). Na Rússia, a produção em série de acumuladores de NM foi dominada por JSC "Zavod Mezon" (acumuladores cilíndricos de quatro tamanhos padrão) e JSC "AK Rigel" (acumulador cilíndrico de acumuladores de tamanho AA, prismático e de disco).
Devido ao aumento da produção de baterias NM e a uma redução no preço dos materiais usados, atualmente os preços de 1Ah de baterias NK e NM são quase iguais. Na tabela. 2 apresenta dados sobre os preços e volumes de produção de baterias portáteis de NM, NK, iões de lítio e lítio em 2000. e 2005.
Tabela 2
| Bateria | 2000g. | 2005. | ||||
| Volume, milhões de peças | Montante, mln USD | Preço médio, USD / pcs. | Volume, milhões de peças | Montante, mln USD | Preço médio, USD / pcs. | |
| 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 |
| Total | 3249 | 5486 | 1,69 | 4074 | 6366 | 1,56 |
13. Eliminação
As baterias NM são amigas do meio ambiente, pois não possuem elementos tóxicos e nocivos, como o cádmio, o chumbo e o mercúrio. Esta é uma das principais razões para a grande variedade de baterias NM.
As baterias NM, cujas dimensões físicas são iguais às das baterias NK, naturalmente, são coletadas após o término da operação juntamente com os acumuladores NK. Embora os acumuladores de NM não contenham cadmio, queimação ou enterramento em aterros, não parece ser aconselhável devido ao alto teor de metais pesados neles. A separação automática do NM - das baterias NK, por exemplo, de acordo com o princípio da diferença na sua densidade, é difícil. Portanto, os acumuladores NM e NK são submetidos à utilização conjunta para extrair, em primeiro lugar, cobalto e níquel (também são extraídos os metais das terras raras).
Atualmente, estão em curso trabalhos para a produção de metais Co, Ni e de terras raras provenientes de acumuladores de NM usando o processo de separação em soluções.
Lista de fontes usadas
1. http://www.PowerInfo.ru
2. http://www.ladoshki.com
3. http://battery.newlist.ru
4. http://old.aktex.ru
5. Fontes químicas da corrente: Manual / Ed. NV Korovin e A. M. Skundin. - Moscou: Editora MPEI, 2003. 740 p., Ill.
Baterias de níquel-cádmio
As baterias seladas de Ni-Cd são caracterizadas por uma curva de descarga horizontal, altas taxas de descarga e a capacidade de operar a baixas temperaturas. Eles são usados para alimentar equipamentos portáteis, ferramentas elétricas, eletrodomésticos, brinquedos, etc. Este é um tipo de bateria que é capaz de operar nas condições mais rigorosas.
Para baterias de níquel-cádmio, é necessária uma descarga periódica completa: se não fizer isso, formam-se cristais maiores nas placas dos elementos, o que reduz significativamente sua capacidade (o chamado "efeito de memória").
A tensão nominal das baterias de Ni-Cd seladas é de 1,2 V.
Modo de carga nominal (padrão) - corrente de 0.1C por 16 horas.
Modo de descarga nominal - corrente 0.2С para tensão 1 V.
Imediatamente após o carregamento, as baterias de níquel-cádmio podem ter uma tensão de até 1,44 V. No entanto, cai bastante rapidamente e atinge um papel fixo de 1,2 V. Essas células podem suportar 1000 ciclos de carga-descarga, mas apenas com o regime de carga correto. Vantagens das baterias Ni-Cd:
- capacidade de carregar rapidamente e facilmente, mesmo após uma longa bateria de armazenamento;
- um grande número de ciclos de carga / descarga: com operação adequada - mais de 1000 ciclos;
- boa capacidade de carga e capacidade de operação a baixas temperaturas;
- armazenamento a longo prazo em qualquer grau de carga;
- preservação da capacidade padrão a baixas temperaturas;
- faixa de temperatura operacional de -40 a +60 ° C.
- a maior aptidão para uso em condições difíceis de operação;
- baixo custo;
Desvantagens das baterias Ni-Cd:
- relativamente baixo em comparação com outros tipos de densidade de energia das baterias;
- o efeito de memória inerente a essas baterias ea necessidade de trabalho periódico para eliminá-la;
- a toxicidade dos materiais utilizados, o que afeta negativamente o meio ambiente e alguns países restringem o uso de baterias deste tipo;
- auto-descarga relativamente alta - após o armazenamento, é necessário um ciclo de carga.
As baterias cilíndricas modernas de Ni-Cd com eletrodos de rolo permitem altas correntes de descarga, para alguns tipos de acumuladores a corrente máxima a longo prazo é 7-10С.
O desempenho do Ni-Cd selado durante a operação é determinado pelas mudanças graduais que ocorrem nas baterias durante o ciclismo e levam à redução iminente da capacidade de descarga e da tensão. A temperatura ambiente é um dos fatores externos mais significativos que determinam a duração do estado operável das baterias seladas. O processo de envelhecimento das baterias é mais afetado por altas temperaturas, o que acelera todas as reações químicas (2-4 vezes por cada 10 ° C), incluindo causar danos à bateria. Em baixas temperaturas, durante o carregamento, o risco de evolução do hidrogênio aumenta. O modo de operação tem um forte impacto: o modo e a profundidade de descarga, o modo de carga, a duração da pausa entre carga e descarga durante o ciclo contínuo, períodos de operação e armazenamento.
Baterias recarregáveis de hidreto de níquel-metal
A capacitância específica e a energia das baterias de hidreto de níquel-metal são 1,5-2 vezes maiores do que a energia específica das baterias de níquel-cádmio, além de não possuírem cádmio tóxico, o que lhes permite pressionar significativamente as baterias de níquel-cádmio em muitos campos da tecnologia. São feitos em forma hermética, formas cilíndricas, prismáticas e de disco. Eles são usados para alimentar dispositivos e equipamentos portáteis, tanto para fins domésticos e industriais.
A tensão nominal das baterias é de 1,2-1,25 V.
O modo de carga nominal (padrão) é corrente de 0,1C por 15 horas.
Modo de descarga nominal - corrente 0,1-0,2 C a uma tensão de 1 V.
As baterias de Ni-MH não possuem o "efeito de memória" inerente ao Ni-Cd, porém os efeitos associados à recarga são mantidos. A diminuição da tensão de descarga observada com recargas frequentes e longas da mesma maneira que em baterias de Ni-Cd pode ser eliminada periodicamente realizando várias descargas até 1 V. Essas descargas devem ser realizadas uma vez por mês. Dependendo do tipo de baterias Ni-MH, modo de operação e condições de operação, as baterias fornecem 500 a 1000 ciclos de carga de descarga com uma profundidade de descarga de 80% e têm uma vida útil de 3 a 5 anos.
No entanto, as baterias de níquel-hidreto metálico são inferiores às baterias de níquel-cádmio para algumas características de desempenho:
- As baterias de Ni-MH funcionam efetivamente em uma faixa mais limitada de correntes operacionais.
- As baterias de Ni-MH têm uma faixa de temperatura mais restrita: a maioria deles é inoperável a temperaturas abaixo de -10 ° C e acima de +40 ° C, embora em algumas séries de baterias, os limites de temperatura sejam estendidos.
- durante a carga das baterias Ni-MH, é gerado mais calor do que quando as baterias de Ni-Cd são carregadas, portanto, para evitar o superaquecimento da bateria das baterias Ni-MH, a carga rápida e / ou a instalação de recarga significativa são fusíveis térmicos ou relés térmicos, que estão localizados na parede de uma das baterias na parte central da bateria.
- As baterias Ni-MH têm uma auto-descarga aumentada.
- o perigo de superaquecimento quando uma das baterias de Ni-MH é carregada, bem como a inversão de polaridade de uma bateria com uma capacidade menor quando a bateria é descarregada, aumenta com a discrepância dos parâmetros da bateria como resultado do ciclo prolongado, de modo que a criação de baterias de mais de 10 baterias não é recomendada por todos os fabricantes.
- requisitos mais rigorosos para a seleção de baterias na bateria e controle do processo de descarga do que no caso de baterias de Ni-Cd. A curva de descarga da bateria Ni-MH é semelhante à curva de uma bateria Ni-Cd.
O tempo de operação (número de ciclos de carga de descarga) e a vida útil da bateria Ni-MH também são amplamente determinados pelas condições de operação. O tempo de operação diminui com o aumento da profundidade e velocidade de descarga. O tempo de operação depende da velocidade da carga e do método de controle da sua terminação. A maior atenção deve ser dada ao regime de temperatura, evitando a sobrecarga (abaixo de 1V) e os curtos-circuitos. Recomenda-se a utilização de baterias Ni-MH para o propósito pretendido, evite a combinação de baterias usadas e não utilizadas, não arme diretamente a bateria ou outras peças. Durante o armazenamento, a bateria Ni-MH é auto-descarregada. Após um mês à temperatura ambiente, a perda de capacidade é de 20-30%, e com o armazenamento adicional, as perdas são reduzidas para 3-7% por mês.
Carga de baterias de níquel
Ao carregar uma bateria selada, além do problema da recuperação de energia, é importante limitar a recarga, já que o processo de carregamento é acompanhado por um aumento da pressão dentro da bateria. Um fator essencial na influência externa sobre as características elétricas das baterias é a temperatura ambiente. A capacidade que pode ser obtida a partir da bateria a 20 ° C é a maior. Isso quase não diminui mesmo quando descarregado a uma temperatura mais alta. Mas a uma temperatura abaixo de 0 ° C, a capacitância de descarga diminui, e quanto mais, maior a corrente de descarga.
O modo de carga nominal (padrão) é o modo em que uma bateria descarregada para 1V é carregada com uma corrente de 0.1C por 16 horas (para Ni-Mh 15h). As baterias podem ser carregadas a temperaturas de 0 a + 40 ° C, mais efetivamente na faixa de temperatura de +10 a +30 ° C. As baterias aceleradas (por 4 a 5 horas) e rápidas (por 1 hora) são possíveis para baterias Ni-MH com eletrodos altamente ativos. Com tais cargas, o processo é controlado alterando a temperatura? T e a tensão? U e outros parâmetros. Também é recomendado usar um método de carregamento em três estágios: o primeiro estágio de carga rápida (atual até 1 C), uma carga com uma velocidade de 0,1 seg para 0,5-1 hora para a recarga final e uma carga com uma velocidade de 0.05-0.02 C como carga compensatória. A tensão de carga U3 em I3 = 0,3-1 ° C situa-se no intervalo 1,4-1,5 V. Para evitar a recarga da bateria, os seguintes métodos de controle de carga podem ser usados com os sensores apropriados instalados em baterias ou carregadores:
- método de parar a carga na temperatura absoluta Tmax.
- método de parar a carga pela taxa de mudança de temperatura? T /? t.
- método de parar a carga no delta negativo de tensão -? U.
- método de parar a carga pelo tempo máximo de carga t.
- método de parar a carga à pressão máxima Pmax. (0,05-0,8 Mpa).
- método de parar a carga pela tensão máxima Umax.
Para baterias Ni-MH, o carregamento a uma tensão constante não é recomendado, pois pode ocorrer uma "falha térmica" das baterias. A liberação de calor em uma bateria de Ni-Cd selada depende do nível de sua carga. Ao final da carga no modo padrão, a temperatura da bateria pode crescer em 10-15 ° C. Com uma carga rápida, o aquecimento é mais (até 40-45 ° C).
Regras para a operação de baterias NiCd / NiMh
- Tente usar apenas carregadores padrão
- Ao usar carregadores não automáticos, não carregue a bateria por mais do que o tempo especificado no manual. A recarga acelera significativamente o processo de envelhecimento da bateria
- Não deixe uma bateria descarregada no equipamento alimentado. Mais descarga descontrolada * desabilita completamente a bateria.
- Evite carregar uma bateria que não está totalmente descarregada.
- Todas as 3-4 semanas, totalmente descarregar * a bateria no equipamento
- Observe o alcance da temperatura operacional
- Antes de armazenar por mais de 1 mês, a bateria NiCd deve ser descarregada *. A bateria NiMh é armazenada em um nível de carga de 30-50%. Armazenar a uma temperatura de + 5 ° C ... + 20 ° C. Prazo de validade - até 4 anos.
- A cada 6 meses para NiMh e 12 meses para o armazenamento de NiCd, é recomendado fazer pelo menos 3 ciclos de carga-descarga no modo padrão.
* Nota: A bateria está completamente descarregada quando a sua tensão cai para 83% da tensão nominal. Por exemplo, uma bateria com uma classificação de 1,2 V será completamente descarregada quando a tensão nela for 1 V com o funcionamento do equipamento. Normalmente, esse nível de tensão coincide com o limite de desligamento do hardware.
ATENÇÃO! NÃO PERMITE OPERAÇÃO:
- o uso de carregadores que não são projetados para carregar as baterias deste sistema químico
- curto circuito entre os contatos da bateria
- aquecimento externo acima de 100 ° C e exposição ao fogo aberto
- qualquer dano físico ao estojo da bateria
- carregando a bateria fria (abaixo de 0 ° C)
- penetração de líquido na caixa da bateria.
