Ni mh аккумуляторы: характеристики и хранение

Зарядка ni cd аккумуляторов

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

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

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

Ёмкость аккумулятора нужно поделить на ток заряда и умножить на коэффициент потерь 1,4. Например:

1000mAh/200mA=5 часов*1,4 = 7 часов.

Каким током заряжать? Номинальный ток заряда 0,1С, где С — ёмкость батареи. Для 1000mAh номинальным является ток 100mA. Время заряда в таком случае составит 14 часов. Не очень удобно. Почти всегда используется ускоренный режим 0,2-0,5С. Это несколько сокращает срок службы аккумуляторов, но повышает удобство использования.

Нужно ли раскачивать Ni-Mh аккумуляторы

Важным этапом эксплуатации является раскачка АКБ. Никель-металлгидридные батареи также требуют такой процедуры

Особенно это важно после длительного хранения, чтобы восстановить емкость и максимальное напряжение

Для этого необходимо разряжать до нуля элемент питания

Обратите внимание, что требуется разряжать током. В итоге, вы должны получить минимальное напряжение

Так можно оживить АКБ, даже если с даты изготовления прошло достаточно много времени. Чем дольше лежала батарея, тем больше циклов раскачки требуется. Обычно, чтобы восстановить емкость и сопротивление требуется 2-5 цикла.

Правила использования никель-металлогидридных аккумуляторных батарей

Срок службы ni mh аккумуляторов в значительной степени зависит от того, насколько сильно источник питания перегревается или перезаряжается. Кроме того, мастерам рекомендуется соблюдать следующие правила:

Независимо от того, как долго хранятся источники питания, они всегда должны быть заряжены. Процент заряда должен составлять не менее 50 % от общей емкости. Только в этом случае не возникнет проблем при хранении и обслуживании.
Батареи этого типа склонны к перезарядке и чрезмерному нагреву. Это негативно сказывается на сроке службы и текущей мощности. Для этих источников питания требуются специальные зарядные устройства.
Тренировочные циклы для никель-металлогидридных батарей не требуются. Проверенное зарядное устройство восстановит утраченную емкость. Количество циклов восстановления во многом зависит от состояния устройства.
Обязательно делать перерывы между циклами регенерации и научиться заряжать используемую батарею. Этот промежуток времени необходим для того, чтобы устройство остыло, чтобы температура снизилась до необходимого уровня.
Цикл зарядки или тренировки должен проводиться только в приемлемом температурном диапазоне: от +5 до +50 градусов. При превышении этой температуры возрастает риск быстрого выхода из строя.
При зарядке необходимо следить за тем, чтобы напряжение не падало ниже 0,9 вольт. Некоторые зарядные устройства не будут заряжать, если это значение слишком мало. В таких случаях допустимо подключение внешнего источника питания для восстановления питания.
Циклическая регенерация происходит при наличии определенного опыта. В конце концов, не все зарядные устройства можно использовать для разрядки батареи.
Процедура хранения включает в себя несколько простых правил. Источник питания нельзя хранить на открытом воздухе или в помещениях, где температура опускается ниже 0 градусов. Это приведет к застыванию состава электролита.

При одновременной зарядке нескольких источников питания степень заряда поддерживается на определенном уровне. Поэтому неопытные пользователи проводят регенерацию батареи отдельно.

Nimh аккумуляторы — это эффективные источники энергии, которые активно используются для комплектации различных устройств и агрегатов. Они отличаются определенными преимуществами, особенностями. Перед их использованием обязательно нужно учесть основные принципы применения.

Контроль и рекомендации по зарядке-разрядке

Для правильной работы Ni-MH следует помнить «Правило трех П»: «Не перегревать», «Не перезаряжать», «Не переразряжать».

Чтобы предупредить перезарядку батарей, используются такие методы контролирования:

Прекращение заряда по скорости изменения температуры. При использовании данной методики во время зарядки температура батареи находится под постоянным контролем. Когда показатели поднимаются быстрее, чем нужно, зарядка прекращается.
Метод прекращения заряда по максимальному его времени.
Прекращение заряда по абсолютной температуре. Тут температура аккумуляторной батареи контролируется в процессе заряда. При достижении максимального значения быстрый заряд прекращается.
Метод прекращения по отрицательной дельте напряжения. Перед завершением зарядки батареи при осуществлении кислородного цикла повышается температура NiMH устройства, что приводит к понижению напряжения.
Максимальное напряжение. Метод используется для отключения заряда устройств с повышенным внутренним сопротивлением. Последнее появляется в конце срока службы батареи по причине недостатка электролита.
Максимальное давление. Метод применяется для призматических аккумуляторов большой емкости. Уровень разрешенного давления в таком устройстве зависит от его размера и конструкции и находится в интервале 0,05-0,8 МПа.

Для уточнения времени зарядки Ni-MH аккумулятора с учетом всех характеристик можно применить формулу: время зарядки (ч) = емкость (мАч) / сила тока зарядного устройства (мА). Например, имеется аккумулятор с емкостью 2000 миллиамперчасов. Ток заряда в ЗУ — 500 мА. Емкость делится на ток и получается 4. То есть батарея будет заряжаться 4 часа.

Обязательные правила, которых нужно придерживаться для правильного функционирования никель-металлогидридного устройства:

Эти аккумуляторы гораздо чувствительнее к нагреву, нежели никель-кадмиевые, перегружать их нельзя. Перегрузка отрицательно скажется на токоотдаче (способности держать и выдавать накопленный заряд).
Металлогидридные аккумуляторы после приобретения можно «потренировать». Сделать 3-5 циклов зарядки/разрядки, что позволит достигнуть придела емкости, потерянной при перевозке и хранении устройства после выхода с конвейера.
Хранить нужно аккумуляторы с небольшим количеством заряда, примерно 20-40% от номинальной емкости.
После разрядки либо зарядки следует дать устройству остыть.
Если в электронном устройстве используется одинаковая сборка аккумуляторов в режиме дозаряда, то время от времени нужно разряжать каждый из них до напряжения 0,98, а потом полностью заряжать. Эту процедуру циклирования рекомендуется выполнять один раз на 7-8 циклов дозарядки аккумуляторов.
Если нужно разрядить NiMH, то следует придерживаться минимального показателя 0,98. Если напряжение упадет ниже 0,98, то он может перестать заряжаться.

Виды зарядных устройств и методы заряда

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

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

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

измерения ёмкости;
измерения внутреннего сопротивления батарей;
режим сброса эффекта памяти у никелевых аккумуляторов.

Восстановление аккумуляторов

В связи с таким явлением, как «эффект памяти», аккумуляторы время от времени теряют некоторые стартовые показатели и характеристики. Происходит такой эффект, как последствие от многократных циклов неполной зарядки и разрядки.

Но если уже проблема возникла, нужно правильно тренировать и восстанавливать аккумулятор для её решения. Выполняются такие действия следующим образом:

с помощью зарядного устройства или лампочки необходимо разрядить батарейку до 0.801 В;
выполняется полная зарядка.

Если определённый аккумулятор не проходил долго подобной профилактики, то нужно сделать несколько процедур. Тренировку зарядкой и разрядкой желательно проводить раз в 3−4 недели.

Производители аккумуляторных батарей Ni Mh утверждают, что подобный эффект не может отнять более 5% ёмкости. При тренировках важным остаётся использование зарядных устройств с возможностью разрядки с установленным минимальным порогом. Это необходимо для того, чтобы батарея не разрядилась до конца, поскольку она может в последующем вообще не заряжаться. Такое зарядное устройство очень полезно, когда степень заряда аккумулятора неизвестен, и приблизительно предположить его невозможно.

Если уровень заряда неизвестен, то разрядку нужно проводить под тщательным контролем ЗУ, так как это может привести к глубокой разрядке. При проведении профилактики целой батареи нужно сначала её полностью зарядить для того, чтобы выровнять ёмкость.

В том случае, когда аккумулятор уже проработал продолжительное время (2−3 года), то восстановление его подобным способом может оказаться бесполезным. Подобные действия могут помочь только в процессе работы батареи. При эксплуатации батареи, кроме эффекта памяти, также изменяется в меньшую сторону количество залитого электролита

Важно отметить, что лучше проводить профилактику каждого элемента отдельно, чем всей батареи сразу. Это усилит эффект

Работать такие батареи могут 1−5 лет. Это зависит от конкретного производителя и модели.

Виды

Все элементы питания условно можно разделить на 2 вида:

одноразового использования;
с возможностью перезарядки (многоразовые).

Они значительно отличаются по стоимости и продолжительности работы. Недорогие одноразовые элементы питания после выработки ресурса следует утилизировать. Делать это следует в соответствии с нормами законодательства. ЛУчше всего отнести отработанные элементы питания в ближайший супермаркет. Там должна быть установлена специальная емкость для таких вещей. Аккумуляторные батарейки многоразового использования можно заряжать посредством специального устройства определенное количество раз Обычно более сотни, но точные данные указывает производитель.

Где пишется срок годности на обычных батарейках

Чтобы определить, где на батарейке срок годности, следует внимательно осмотреть сам элемент и его упаковку. На упаковке должна присутствовать данная информация. Обычно это набор цифр и букв, первые из которых указывают на год истечения срока годности изделия. После чего следует месяц (к примеру, июль маркируется «07» или просто «7»). Некоторые производители используют буквенную маркировку. Так, январь месяц соответствует букве «А» и так далее по алфавиту. День, когда истекает срок годности батарейки, это две последние цифры.

На корпусе элементов питания срок их годности часто прописывается белым английским шрифтом на черном фоне. Обычно указываются первые буквы названия месяца и год. Так, FEB 2020 означает, что аккумулятор сохранит исходную энергоемкость до февраля 2020 года.

Определить предположительный срок хранения батарейки – таблетки можно по маркировке на ее упаковке. Если элемент питания имеет слишком маленький размер, на его корпусе такие данные не указываются. Но некоторые производители наносят на торцевую часть элемента дату его выпуска.

В слишком влажном или жарком месте элементы в виде таблеток начинают быстро разряжаться. Потери энергоемкости могут достигать 30% за очень короткое время.

Следует приобретать батарейки только с указанным сроком годности. Если такая информация отсутствует, изделие не считается качественным и не прослужит долго.

Способы зарядки без использования специального зарядного устройства

Когда стандартное зарядное устройство отсутствует или просто поломалось, можно обойтись и без него. Умельцы придумали разные способы пополнения аккумуляторного заряда от разных источников. Чтобы зарядить аккумулятор шуруповерта без зарядного устройства обычного образца, можно воспользоваться:

автомобильной зарядкой;
зарядным устройством универсального типа;
внешними источниками электроэнергии.

Читать также: Импульсный и трансформаторный блок питания разница

Оптимальным вариантом автомобильной зарядки выступает устройство с возможностью регулирования величины напряжения и силы тока. Главное в таких случаях – это избегнуть перезарядки. Для этого зарядный ток устанавливают в таких пределах, чтобы процесс шел от 0,5 до 0,1 А*ч в зависимости от величины общей емкости. Например, если она составляет 1,3 А*ч, то сила тока должна быть от 650 до 130 мА.

Универсальные зарядки удобны на практике. У них много дополнительных настроек, позволяющих оптимальным образом подобрать подходящие токовые параметры для подзарядки аккумуляторов от разных электроинструментов.

Внешние источники электроэнергии применяют в основном для изношенных шуруповертов, для которых нецелесообразно с экономической точки зрения приобретать новые АКБ. В таких случаях электроинструмент модернизируют определенным образом, при этом разрабатывается соответствующая схема соединений. Примером может служить переделанная USB-зарядка, дополнительно оснащенная предохранителем.

Что такое никель-металлгидридный аккумулятор

Для начала стоит отметить, что никель-металлгидридный относится к вторичным источникам питания. Он не производит энергию, перед работой требуется подзарядка.

Состоит он из двух компонентов:

анод – гидрид никель-литий или никель-лантан;
катод – оксид никеля.

Также используется электролит для возбуждения системы. Оптимальным электролитом считается гидроксид калия. Это щелочной источник питания по современной классификации.

Этот тип батарей пришел на смену никель-кадмиевым АКБ. Разработчикам удалось минимизировать недостатки характерные для более ранних типов аккумуляторов. Первые промышленные образцы были поставлены на рынок в конце 80-х годов.

На данный момент удалось значительно повысить плотность запасаемой энергии в сравнении с первыми прототипами. Некоторые специалисты считают, что предел плотности еще не достигнут.

Процессы повреждения аккумулятора

Наиболее частой причиной преждевременного выхода из строя аккумулятора является перезарядка. Типы зарядных устройств, которые чаще всего вызывают ее, — это так называемые «быстрые устройства» на 5 или 8 часов. Проблема с этими приборами состоит в том, что у них действительно нет механизма контроля процесса.

Большинство из них имеют простую функциональность. Они заряжаются с полной скоростью в течение фиксированного периода времени (обычно пять или восемь часов), а затем отключаются или переключаются на более низкую «ручную» скорость. Если они используются должным образом, то все в порядке. Если они применяются неправильно, то срок службы батареи сокращается несколькими способами:

Если полностью заряженные или частично заряженные батареи вставлены в устройство, оно не может это почувствовать, поэтому полностью заряжает аккумуляторы, для которых оно предназначено. Так, емкость аккумулятора падает.
Другой распространенной ситуацией является прерывание цикла зарядки в процессе. Однако после этого следует повторное подключение. К сожалению, это ведет к повторному запуску полного цикла зарядки, даже если предыдущий цикл практически завершен.

Самый простой способ избежать этих сценариев — использовать интеллектуальное зарядное устройство с микропроцессорным управлением. Оно может определять, когда батарея полностью заряжена, а затем — в зависимости от ее конструкции — либо полностью отключаться, либо переключаться в режим подзарядки.

Характеристики, типы и устройство Ni-MH аккумуляторов

Никель-металлогидридные аккумуляторы более ёмкие чем Ni-Cd, но экологически чистые. Так же подвержены «эффекту памяти».

Никель-металлогидридные (Ni-MH) аккумуляторы отличаются от никель-кадмиевых (Ni-Cd) анодом из сплава, который абсорбирует водород. Не содержат ртуть и кадмий, считаются экологически чистыми. Ni-Mh АКБ обладают схожими с Ni-Cd напряжением и типоразмерами, ёмкость больше на 30-50%, также подвержены «эффекту памяти». Применяются в цифровых фотокамерах, игрушечных автомобилях на радиоуправлении, проигрывателях MP3.

Характеристики

Ni-MH аккумуляторы бывают призматическими и цилиндрическими. Внутри цилиндра помещены электроды, которые разделяют сепаратором и заворачивают в рулон. В призматических аккумуляторах электроды разделяют сепаратором и размещают поочередно друг за другом. В крышке имеется клапан, который открывается при аварийном росте давления. Ni-MH аккумуляторы предназначены для работы при температурах от -40оС до 60оС и выдерживают 1000 циклов заряд/разряд.

Ni (OH)₂ + OH- → NiOOH + H₂O + e-

M + H₂O + e- → MH + OH-

Взрывоопасность

Никель-металлогидридные аккумуляторы безопасные, можно заряжать всю ночь без риска взрыва или возгорания. Для ограничения большого зарядного тока применяется термистор с положительным коэффициентом сопротивления. Такой термистор ограничивает токи при росте температуры.

Требования к заряду/разряду

Никель-металлогидридные аккумуляторы заряжают малыми токами (0,2C-0,5C). Саморазряд при хранении составляет 10-20% в месяц, при длительном хранении в разряженном состоянии не стареют. Пролежав незаряженными много месяцев, могут нормально использоваться после зарядки и раскачки. При неполном заряде или неполном разряде возникает «эффект памяти».

Эффект памяти

При окислительно-восстановительной реакции происходит рост кристаллов. Когда масса кристаллов увеличивается, площадь контакта с электролитом уменьшается — ёмкость аккумулятора также уменьшается. Емкость восстанавливается тренировкой. Аккумуляторы заряжают импульсным током с кратковременным отрицательным импульсом. В случае продолжительного роста кристаллов изменения могут быть необратимыми. Если острые края кристаллов проткнут электроды, то аккумулятор восстановить не получится.

Часто задаваемые вопросы:

Как правильно зарядить Ni-Mh аккумулятор?

Малыми токами от 0,2С до 0,5С.
Необходимо следить за температурой.
Если зарядное устройство не оснащено автоматической функцией отключения, то необходимо следить за временем заряда.

Сколько заряжать никель-металлогидридные аккумуляторы?

Современные ЗУ оснащены функцией автоматического отключения при достижении напряжения на АКБ около 1,5 V.
Зная ёмкость аккумулятора и выходную мощность ЗУ можно рассчитать время заряда до состояния полного разряда.
Например, ёмкость АКБ 2000 mAh, а на ЗУ 200 mAh, значит аккумулятор нужно заряжать не менее 10 часов (2000/200).

Как хранить Ni-Mh АКБ?

Хранить аккумулятор извлеченным из устройства.
Беречь от влаги и высоких температур.

Как восстановить никель-металлогидридные батареи?

Аккумулятор соединяют с лампочкой и полностью его разряжают.
Соединяют АКБ с зарядным устройством и полностью заряжают.
Можно повторять тренировку 1 раз в месяц.

Рекомендуем ознакомиться:

Была ли эта статья полезна?

Авторизуйтесь, чтобы голосовать и оставлять комментарии,а также видеть отзывы других посетителей.

Распространенные виды никелевых АКБ, их сходства и различия

Самыми распространенными видами считаются никель-кадмиевые, никель-металлогидридные, никель-цинковые.

Ni-Mh
Являются вторичными разновидностями источников питания. У них повышенная энергетическая ёмкость по сравнению с кадмиевыми, но срок эксплуатации ниже. Применяются такие модели во многих направлениях конструирования. Исключением является только авиационная техника, так как марганцевые элементы по весу тяжелее других разновидностей. Создавать их начали ещё в прошлом веке, чтобы заменить кадмиевые аккумуляторы. Полностью вытеснить их не получилось, так как некоторые преимущества за собой сохранили кадмиевые типы. После 10 лет производства всё же удалось добиться хорошего результата. Аккумуляторные батареи стали стабильнее, а также понизился эффект памяти. Процесс, который провоцируется неправильной зарядкой. Установка АКБ при заряде выше 20 процентов или её снятие не до конца заполненной электроэнергией, приводит к этому процессу. Но даже несмотря на все преимущества, кадмиевые модели всё равно продолжают использовать многие производители. Металлогидридные элементы более чувствительны к перегреву из-за особенностей своей конструкции. Поэтому иногда кадмиевые могут заряжаться повышенными техническими параметрами.

Ni-Cd
Кадмиевые типы как уже было сказано не теряют своей популярности и по сей день. Выпускаются они уже достаточно давно. Является одной из самых старинных моделей. Если правильно выполнять все требования по зарядке и эксплуатировать аккумулятор как надо, то срок службы будет примерно на уровне всех новых моделей, лишь иногда уступая. Производители в последнее время обновляют модели, при этом значительно их улучшая. Химические реакции внутри кадмиевых АКБ являются экзотермическими. В металлогидридных разновидностях химические реакции при зарядке будут эндотермическими.

Существуют ли Ni-Mn аккумуляторы
Да, конечно они существуют. Единственное, что они являются подтипом кадмиевых АКБ. Иногда их путают, но отличия у них есть. Данная разновидность является усовершенствованной в сравнении с предшественниками. У них увеличивалась энергетическая ёмкость, а также другие важные параметры. Особых изменений в конструкции не замечено, есть лишь небольшие доработки и изменения.