Что нужно знать о ni-mh аккумуляторах

Положительные и отрицательные стороны

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

Плюсы

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

В структуре нет токсичных материалов.

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

Безопасная транспортировка — авиакомпании без проблем берут как груз.

Минусы

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

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

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

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

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

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

Снижение ёмкости уже через 250-300 циклов.

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

Требуется специальное ЗУ со стадийным алгоритмом и отслеживанием перезаряда.

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

Параллельное питание элементов

Параллельная зарядка батарей затрудняет качественное определение окончания процесса. Это связано с тем, что нельзя быть уверенным, что каждая ячейка или пакет имеют одинаковое сопротивление, и поэтому некоторые из них будут потреблять больше тока, чем другие. Это означает, что нужно использовать отдельную цепь зарядки для каждой линии в параллельном блоке. Следует установить, каким током заряжать NiMH, определив балансировку, например, используя резисторы такого сопротивления, что будут доминировать в управлении параметрами.

Современные алгоритмы были разработаны для обеспечения точной зарядки без использования термистора. Эти устройства аналогичны Delta V, но имеют специальные методы измерения для обнаружения полного заряда, обычно включающие некоторый цикл, когда напряжение измеряется по временному интервалу и между импульсами. Для многоэлементных пакетов, если они не находятся в одном и том же состоянии и не сбалансированы по емкости, они могут заполняться по одному за раз, подавая сигнал об окончании этапа.

Чтобы сбалансировать их, потребуется несколько циклов. Когда батарея достигает конца заряда, кислород начинает образовываться на электродах и рекомбинировать на катализаторе. Новая химическая реакция создает тепло, которое легко измеряется термистором. Это самый безопасный способ определения окончания процесса во время быстрого восстановления.

Зарядка аккумулятора никель металлгидридного

Процесс зарядки никель металлогидридных аккумуляторов связан с определенными химическими реакциями. Для их нормального протекания требуется часть энергии, которая подается зарядником, от сети.

КПД зарядного процесса представляет собой часть получаемой источником питания энергии, которая запасается. Величина этого показателя может разниться. Но при этом получить 100-процентное КПД невозможно.

Перед тем как заряжать металлогидридные аккумуляторы, изучают основные виды, которые зависят от величины тока.

Капельный тип зарядки

Применять этот вид зарядки для аккумуляторов необходимо осторожно, поскольку он приводит к уменьшению периода эксплуатации. Так как отключение зарядника этого типа осуществляется вручную, процесс нуждается в постоянном контроле, регулировании

В этом случае устанавливается минимальный показатель тока (0,1 от общей емкости).

Поскольку при такой зарядке ni mh аккумуляторов максимальное напряжение не устанавливается, ориентируются только на временной показатель. Для оценки временного промежутка используют параметры емкости, которые имеет разряженный источник питания.

КПД заряженного таким способом источника питания составляет около 65–70 процентов. Поэтому компании-изготовители не советуют пользоваться такими зарядниками, поскольку они влияют на эксплуатационные параметры аккумуляторной батареи.

Быстрая подзарядка

Определяя, каким током можно заряжать ni mh батарейки в быстром режиме, учитываются рекомендации производителей. Величина тока – от 0,75 до 1 от общей емкости. Превышать установленный интервал не рекомендуется, так как аварийные клапана включаются.

КПД быстрой зарядки ni mh источников питания достигает 90 процентов. Но этот параметр уменьшается, как только время зарядки заканчивается. Если своевременно не отключить зарядник, то внутри батарейки начнет увеличиваться давление, возрастет температурный показатель.

Дабы зарядить ni mh акб, выполняют такие действия:

Предварительная зарядка

Этот режим вводят в том случае, если батарейка полностью разряжена. На этом этапе ток составляет от 0,1 до 0,3 от емкости. Пользоваться большими токами запрещено. Временной промежуток – около получаса. Как только параметр напряжения достигает 0,8 вольт, то процесс прекращается.

Переход на ускоренный режим

Процесс наращивания тока осуществляется в течение 3–5 минут. В течение всего временного промежутка контролируется температура. Если этот параметр достигает критического значения, то зарядник отключается.

При быстрой зарядке никель металлогидридные батареек ток устанавливается на уровне 1 от общей емкости

При этом очень важно быстро отключить заряжающее устройство, дабы не нанести вред аккумулятору

Для контроля напряжения используют мультиметр или вольтметр. Это способствует исключению ложных срабатываний, которые пагубно влияют на работоспособность устройства.

Часть зарядных устройств для ni mh аккумуляторов работают не при постоянном, а при импульсном токе. Подача тока осуществляется с установленной периодичностью. Подача импульсного тока способствует равномерному распределению электролитического состава, активных веществ.

Дополнительная и поддерживающая зарядка

Для восполнения полного заряда ni mh аккумулятора на последнем этапе показатель тока снижается до 0,3 от емкости. Продолжительность – около 25–30 минут. Увеличивать этот временной промежуток запрещено, поскольку это способствует минимизации периода эксплуатации АКБ.

Ускоренная зарядка

Некоторые модели зарядных устройств для никель кадмиевых аккумуляторов оснащены режимом ускоренной зарядки. Для этого ток зарядки ограничивают, устанавливая параметры на уровне 9–10 от емкости. Снижать ток заряда нужно, как только батарея будет заряжена до 70 процентов.

Если аккумуляторная батарея заряжается в ускоренном режиме более получаса, то структура токопроводящих выводов постепенно разрушается. Специалисты рекомендуют пользоваться такой зарядкой, если вы обладаете определенным опытом.

Рекомендации по разрядке и зарядке АКБ

Как правильно заряжать источники питания, а также исключить вероятность перезарядки? Для этого следует соблюдать такие правила:

1. Контроль температурного режима ni mh аккумуляторов. Прекращать зарядку nimh аккумуляторов необходимо, как только уровень температуры стремительно повышается.
2. Для nimh источников питания установлены временные ограничения, которые позволяют контролировать процесс.
3. Разряжать ni mh аккумуляторные батареи и заряжать их необходимо при напряжении, которое равно 0,98. Если этот параметр существенно снижается, то выполняется отключение зарядников.

Особый случай.

Внимание!
Производители не гарантируют нормальную работу аккумуляторов 
при зарядных токах превышающих ток ускоренной зарядки
Iзар должен быть меньше емкости
аккумулятора. Так для аккумуляторов емкостью 2500ма*час он должен
быть ниже 2,5А

Бывает, что NiMH элементы после
разрядки имеют напряжение менее 1,1 В. В этом случае необходимо
применить прием описанный в приведенной выше статье в журнале МИР
ПК. Элемент или последовательная группа элементов подключается к
источнику питания через автомобильную лампочку 21 Вт.

Еще раз обращаю Ваше внимание! У таких
элементов обязательно надо проверить саморазряд! В большинстве
случаев именно элементы с пониженным напряжением имеют
повышенный
саморазряд. Эти элементы проще выкинуть

Зарядка предпочтительна индивидуальная для каждого элемента.

Для двух элементов напряжением 1,2 В зарядное напряжение
не должно превышать 5-6В. При форсированной зарядке лампочка
одновременно является индикатором. При снижении яркости лампочки
можно проверить напряжение на NiMH
элементе. Оно будет больше 1,1 В. Обычно, эта начальная, форсированная зарядка
занимает от 1 до 10 минут.

Если NiMH элемент, при форсированной
зарядке в течении нескольких минут не увеличивает напряжение,
греется — это повод снять его с зарядки и отбраковать.

ВЫВОДЫ:

Рекомендую применять зарядные устройства только с возможностью
тренировки (регенерации) элементов при перезарядке. Если нет таких,
то через 5-6 рабочих циклов в аппаратуре, не дожидаясь
полной потери емкости, производить их тренировку и
отбраковывать
элементы имеющие сильный саморазряд.

 И они Вас не
подведут.

В одном из форумов прокомментировали эту статью
«написано тупо, но больше ничего нет
«. Так Вот это не»тупо», а просто и
доступно для выполнения на кухне каждому кто нуждается в
помощи.
Т.е. максимально просто. Продвинутые могут поставить
контроллер, подключить компьютер, …… , но это уже
другая история.

Чтобы не казалось тупо

Существуют «умные» зарядники для
NiMH элементов.

Такой зарядник работает с  каждым аккумулятор
отдельно.

Рис. 5

Он умеет:

1. индивидуально работать с каждым
   аккумулятором в разных режимах,
2. заряжать аккумуляторы в быстром и медленном
   режиме,
3. индивидуальный ЖК дисплей для каздого
   аккумуляторного отсека,
4. независимо заряжать каждый из аккумуляторов,
5. заряжать от одного до четырех аккумуляторов
   разной емкости и типоразмера (АА или ААА),
6. защищать аккумулятор от перегрева,
7. защищать каждый аккумулятор от перезарядки,
8. определение окончание зарядки по падению
   напряжения,
9. определять неисправные аккумуляторы,
10. предварительно разряжать аккумулятор до
    остаточного напряжения,
11. восстанавливать старые аккумуляторы
    (тренировка заряд-разряд),
12. проверять емкость аккумуляторов,
13. отображать на ЖК дисплее: — ток заряда,
    напряжение, отражать текущую емкость.

Самое главное, ПОДЧЕРКИВАЮ,
данного типа устройства позволяют работать индивидуально
с каждым аккумулятором.

По отзывам пользователей такое зарядное устройство
позволяет восстановить большинство запущенных
аккумуляторов, а исправные эксплуатировать весь
гарантированный срок эксплуатации.

К сожалению я таким зарядником не пользовался,
поскольку в провинции его купить просто невозможно, но в
форумах Вы можете найти много отзывов.

Главное не заряжайте на больших токах, не смотря на
заявленный режим с токами 0,7 — 1А, это все же
малогабаритное устройство и может рассеять мощность 2-5
Вт.

Заключение

Любое восстановление NiMh
аккумуляторов строго индивидуальная (с каждым отдельным
элементом) работа. С постоянным контролем и отбраковкой
элементов не принимающих зарядку.

И лучше всего заниматься их восстановлением с помощью
интеллектуальных зарядных устройств, которые позволяют
индивидуально выполнять отбраковку и цикл заряд — разряд
с каждым элементом. А поскольку таких устройств
автоматически работающих с аккумуляторами любой емкости
не существует, то они предназначены для элементов строго
определенной емкости или должны иметь управляемые токи
зарядки, разрядки!

И я бы не рекомендовал заниматься восстановлением Li-ion аккумуляторов. В критических ситуациях они склонны к разрушению с выделением большого количества энергии и опасных химических компонентов!

Другие статьи на эту тему:

1. Тестирование Ni-MH аккумуляторов АА
   форм-фактора. Автор данной статьи  Propretor.

2. Секреты
   «омоложения» батареи ноутбука, Вадим Логинов, Журнал «Мир ПК», #05, 2006
   год.

А.Сорокин

2011 г.

<<назад>> <<
в начало>>
<<на главную
>>

Распространенные виды никелевых АКБ, их сходства и различия

Существует много видов аккмуляторов, в состав которых входят различные химические соединения. В бытовом потреблении оптимально использовать никель-металлогидридные, кадмиевые и никель-цинковые элементы

Безусловно, любой батарее нужен определенный уход, поэтому всегда важно соблюдать правила эксплуатации и зарядки

Ni-MH

Никель-металлогидридные аккумуляторы — это вторичные химические источники тока с гораздо большей емкостью, чем их предшественники — кадмиевые, однако срок службы их меньше. Одна из популярных сфер применения никелевых элементов — моделестроение (кроме авиации, по причине того, что батарея довольно тяжела по весу).

Первые разработки этих элементов начались в 70-х годах ХХ века с целью усовершенствовать Сd аккумуляторы. Спустя 10 лет, в конце 80-х, удалось добиться того, что химические соединения, используемые при создании Ni-MH аккумуляторов, стали более стабильными. К тому же, они гораздо меньше подвержены «эффекту памяти», чем Ni-Cd: не сразу «запоминают» ток заряда, оставшийся внутри в случае, если элемент до использования не был разряжен полностью. Поэтому полный разряд им требуется не так часто.

Ni-Cd

Несмотря на то, что Ni-MH имеют ряд очевидных преимуществ перед Ni-Cd, стоит отметить, что последние не теряют своей популярности. Главным образом потому, что не так сильно нагреваются при зарядке засчет большего сохранения энергии внутри элемента. Как известно, есть различные типы химических процессов, протекающих между веществами.

Если заряжать Ni-MH, реакции будут экзотермическими, а если кадмиевые аккумуляторы — эндотермическими, что и обеспечивает более высокий коэффициент полезного действия. Таким образом, Cd можно зарядить более высоким током, не опасаясь перегрева.

Ni-Zn

В последнее время большое внимание обсуждению в Интернете уделяется батарейкам, в состав которых входит цинк. Они не настолько известны потребителям, как предыдущие, но идеально подходят для использования в качестве элементов питания к цифровым фотоаппаратам

Главная их особенность — это высокое напряжение и сопротивление, благодаря чему даже к концу цикла «заряд-разряд» не наблюдается резкого падения напряжения, как у заряда Ni. Если в фотоаппарате находятся металлогидридные аккумуляторы, он будет выключаться даже в том случае, если батарея не разряжена до конца, а у Ni-Zn такого нет даже в конце разряда.

В связи со спецификой этих батареек, для них может потребоваться индивидуальное зарядное устройство, либо их можно заряжать на любом универсальном «умном» подзаряднике, например, ImaxB6. Ni-Zn аккумуляторы также прекрасно подходят для применения в электрических детских игрушках и тонометрах.

Конструкция аккумулятора

Современные аккумуляторы имеют цилиндрическую или прямоугольную внешнюю форму.

В крышке корпуса размещён предохранительный клапан, настроенный на давление 2−4 МПа.

Он предназначен для аварийного сброса высокого давления при нештатных ситуациях в работе. Эта ситуация наиболее вероятна при нарушении условий правильной зарядки.

В NiMH аккумуляторах применяется щелочной электролит KOH с небольшой примесью LiOH. Сепаратором чаще всего является полипропиленовая или полиамидная плёнка, пропитанная смачивателем.

Положительный электрод, называемый анодом, может быть оксидно-никелевым, как и в кадмиево-никелевых батареях.

Отрицательный электрод — катод содержит активное вещество в виде металлогидридного состава и определяет основные характеристики этого типа аккумулятора.

В процессе работы объём отрицательного электрода периодически изменяется, увеличиваясь на 25 процентов относительно исходного.

Это объясняется поглощением и выделением водорода во время рабочего цикла. В начале периода эксплуатации в материале катода возникает сеть микротрещин и требуется несколько тренировочных циклов заряда-разряда для доведения основных параметров до рабочей нормы. Для увеличения срока службы рекомендуется хранить батареи в заряженном состоянии.

Особенности устройства

Устройство АКБ.

Первая Ni MH АКБ была выпущена в 1970 году в научно-исследовательском институте Баттеля. Первые модели отличались нестабильным гибридным сплавом, что не давало высокого значения емкости. Спустя 10 лет, когда открыли новые металлы, «выносливость» батареи получилось значительно повысить, а именно на 50 %.

Аккумуляторная батарея включает в себя анод, сделанный из гидрид-лития или никель-латана, и катод – из оксида никеля. Это «плюс» и «минус», располагаемые друг напротив друга. Электролитом, то есть рабочей жидкостью, проводящей ток, служит щелочь. В данном случае это концентрированный гидроксид калия.

Чтобы правильно подключить АКБ к электроприбору, на корпусе есть отметки + и -. Эксплуатация подразумевает соблюдение полярности – это позволяет продлить срок службы гальванического элемента.

Все NiMH источники питания – аккумуляторы (rechargeable battery). Вид у них разный, как и форма, от чего зависит сфера применения. Есть гальванические элементы, которые применяют все реже, или ограничено. Пример – тип «крона» в форме призмы, маркируемая 6KR61. С напряжением в 9 В сейчас их используют преимущественно в старых устройствах.

Ныне востребованы такие виды:

• АА. По-другому называют «пальчиковые». Уровень емкости – от 1700 до 2900 мАч;
• ААА. «Мизинчиковые» источники питания емкостью 800 – 1000 мАч, которые также маркируются как MN2400 или MX2400;
• C. Аккумуляторы средних размеров и емкостью от 4500 до 6000 мАч;
• D. Изделия в форме бочонка, наиболее «выносливые», с запасом емкости в 9000 – 11500 мАч.

Параметр напряжения для всех этих элементов – 1.5 В, но есть модели и на 1.2 В. Практикуют последовательное соединение АКБ, с достижением максимального напряжения 12 В.

Увольнять

Полностью заряженный элемент подает в среднем 1,25 В / элемент во время разряда, снижаясь до примерно 1,0–1,1 В / элемент (дальнейший разряд может вызвать необратимые повреждения в случае многоячеечных блоков из-за обратной полярности). При небольшой нагрузке (0,5 ампера) пусковое напряжение свежезаряженного никель-металлгидридного элемента AA в хорошем состоянии составляет около 1,4 вольт.

Чрезмерная разрядка

Полная разрядка многоэлементных блоков может вызвать обратную полярность в одной или нескольких ячейках, что может привести к их необратимому повреждению. Такая ситуация может возникнуть при обычном расположении четырех последовательно соединенных элементов AA в цифровой камере , где один полностью разряжается раньше других из-за небольших различий в емкости между элементами. Когда это происходит, исправные элементы начинают переводить разряженный элемент в обратную полярность (т.е. положительный анод / отрицательный катод). Некоторые камеры, приемники GPS и КПК определяют безопасное конечное напряжение разряда последовательных элементов и выполняют автоматическое отключение, но такие устройства, как фонарики и некоторые игрушки, этого не делают.

Необратимое повреждение из-за смены полярности представляет особую опасность, даже когда используется отключение по низкому порогу напряжения, когда температура элементов меняется. Это связано с тем, что емкость значительно снижается по мере охлаждения ячеек. Это приводит к более низкому напряжению под нагрузкой более холодных ячеек.

Саморазряд

Исторически у NiMH-элементов была несколько более высокая скорость саморазряда (эквивалентная внутренней утечке), чем у NiCd-элементов. Скорость саморазряда сильно зависит от температуры, при этом более низкая температура хранения приводит к более медленной разрядке и увеличению срока службы батареи. Саморазряд составляет 5–20% в первый день и стабилизируется на уровне 0,5–4% в день при комнатной температуре . Но при 45 ° C он примерно в три раза выше.

Низкий саморазряд

Саморазряда никель — металлгидридные батареи с низким ( LSD NiMH ) имеет значительно более низкую скорость саморазряда. Новинка была представлена ​​в 2005 году компанией Sanyo под брендом Eneloop . Благодаря использованию улучшенного сепаратора электродов и улучшенного положительного электрода производители заявляют, что элементы сохраняют 70–85% своей емкости при хранении в течение одного года при 20 ° C (68 ° F), по сравнению с примерно половиной для обычных NiMH аккумуляторов. В остальном они похожи на стандартные никель-металлгидридные батареи, и их можно заряжать с помощью обычных никель-металлгидридных зарядных устройств. Эти элементы продаются как «гибридные», «готовые к использованию» или «предварительно заряженные» аккумуляторные батареи. Сохранение заряда в значительной степени зависит от сопротивления утечки батареи (чем выше, тем лучше), а также от ее физического размера и емкости заряда.

Сепараторы разделяют два электрода, чтобы замедлить электрический разряд, позволяя транспортировать ионные носители заряда, которые замыкают цепь во время прохождения тока . Высококачественные сепараторы имеют решающее значение для производительности аккумулятора.

Скорость саморазряда зависит от толщины сепаратора; более толстые сепараторы уменьшают саморазряд, но также уменьшают емкость, поскольку они оставляют меньше места для активных компонентов, а тонкие сепараторы приводят к более высокому саморазряду. Некоторые батареи могли преодолеть этот компромисс за счет использования более точно изготовленных тонких сепараторов и сепаратора из сульфированного полиолефина, что является улучшением по сравнению с гидрофильным полиолефином на основе этиленвинилового спирта .

Элементы с низким уровнем саморазряда имеют несколько меньшую емкость, чем эквивалентные NiMH элементы из-за большего объема сепаратора. Аккумуляторы AA с самой высокой емкостью и низким уровнем саморазряда имеют емкость 2500 мАч по сравнению с 2700 мАч для NiMH элементов AA высокой емкости.

Типоразмеры Ni Mh аккумуляторов

Все батареи подразделяются на виды:

пальчиковые, емкостью около 3000 м А/ч (А А);

Тип аккумулятора ni mh

мизинчиковые, емкостью до 1000 м А/ч ( А А А);

Аккумуляторная батарея ni mh

• средние, емкостью до 6000 м А/ч (С), по сравнению с пальчиковыми имеют большой размер;
• большие, с емкостью до 11500 м А/ч (D).

Крупные компании Duracell, Panasonic, Energize выпускают металлогидридные источники питания типоразмеров А А и А А А.

Аккумулятор NI MH

В таблице сравниваются напряжение, саморазряд, энергоемкость, период работы батареек потребительского сегмента. Типоразмеры А А и А А А работают в портативных устройствах. При незначительном отличии вольтажа состояние разряда наступает при 1В. Такая широта допустима из-за того, что портативные устройства имеют гибкость в диапазоне напряжений.

тип батареи	емкость А А версии	напряжение	количество энергии после саморазряда после 1 года	количество снимков камерой
NI MH	2700 мА/ч перезаряжаемая	1,2 В	50%	600
Enelloop	2400 мА/ч, перезаряжаемая	1,2 В	85%	500
Обычная щелочная	2800 мА/ч, неперезаряжаемая	1,5 В	95%	100
Щелочная перезаряжаемая	2000 мА/ч, при зарядках уменьшается	1,4 В	95%	100
Литиевая	2400-3400 мА/ч, неперезаряжаемая	1,5 В	10 лет срок хранения, очень низкий саморазряд	700

Высокий показатель саморазряда вызывает недовольство потребителей. Если устройством с NI МН не пользоваться несколько недель, оно разрядится. Перед каждым использованием заряжать батарею не очень удобно, при том, что те же фонари используют как резервное освещение. Преимущество щелочной батареи со сроком 10 лет неоспоримо. В аккумуляторе от Панасоник под маркой Enellop саморазряд ниже. Батарея может дольше в 6 раз хранить заряд, чем обычная NI MH. Но у этой батареи уменьшенная удельная энергоемкость

По форме батареи могут быть цилиндрические и призматические, имеющие электроды в виде лемелей. Используются в портативной электронике, плеерах. Призматические используются в крупных сборках тяговых электродов. Типоразмеры не связаны с электрическими характеристиками.

Никель-металлгидридный аккумулятор

Правила зарядки

Если правильно применять и заряжать ni mh аккумуляторы можно тем самым продлить срок службы батареи. Также могут оказать влияние и такие факторы, как значение глубокого разряда, скорости зарядки и контроль за его окончанием. В зависимости от условий эксплуатации срок службы может составлять значение до 5 лет.

Для восстановления заряда иногда может применяться режим быстрого заряда. Такой режим применяется для электродов с высокой активностью, при этом необходимо контролировать значения температуры и напряжения зарядки. Высокоактивные электроды применяются в АКБ для планшетов, ноутбуков и телефонов.

Быстрый заряд разработчики рекомендуют проводить в три ступени:

1. В первом этапе используется ток заряда ni mh аккумуляторов значением немного выше собственной емкости элемента питания.
2. Второй этап. В течение не более 30 минут применяется ток заряда величиной 0,1 от емкости.
3. Третий этап. Применяется так называемая подзарядка током 0,02 от значения емкости АКБ.

Для предотвращения выхода из строя источника питания при восстановлении заряда необходимо осуществлять постоянный контроль основных параметров. Производители применяют несколько способов контроля за быстрым зарядом, в результате чего, которого происходит отключение зарядного устройства:

• Максимальное значение температуры электролита. Данный контроль является неточным, так как при заряде при низких температурах может произойти перезаряд, наоборот, при жаре вокруг произойдет недозаряд.
• Производится контроль скорости изменения значения температуры. Применяется при 0°С, что позволяет повысить емкость аккумулятора.
• Показание падения номинального напряжения при окончании восстановления заряда.
• Окончание установленного временного цикла заряда.
• В ni mh аккумуляторов призматической конструкции применяется метод контроля изменения внутреннего давления паров электролита.
• Максимальное значение номинального напряжения.

Чем литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы лучше Ni-Cd или Ni-MH

Ранее мы говорили, что литий-ионные аккумуляторы пришли на смену перезаряжаемым батарейкам Ni-MH и Ni-Cd, как достойная альтернатива, характеризующаяся высокими рабочими качествами. При этом мало кто знает, что до выхода литиевый источников тока было более 20 лет неудачных экспериментов, которые никак не давали положительного результата.

Ситуация кардинально переменилась после того, как учеными был сделан уклон в сторону ионов лития, вместо работы с металлическим литием. И сегодня аккумуляторы на базе литий ионов уже окружают нас повсеместно. Такие элементы питания сейчас используют:

— в фототехнике; — в мобильных телефонах; — в компьютерах и ноутбуках; — в цифровой аппаратуре; — в смартфонах, планшетах, электронных книгах и даже карманных фонариках.

Принципиальные преимущества Li-ion аккумуляторов

Если разобраться, то литий-ионные аккумуляторные батарейки имеют схожие типоразмеры, аналогичные никель-кадмиевым и никель-металлогидридным вторичным элементам. Форма батареек также может быть 2-х типов:

— цилиндр (в том числе таблетка, кнопка, пуговка); — параллелепипед (внешне: прямоугольник, блок).

При схожих размерах аккумуляторы литий-ионной схемы накапливают большее количество энергии и дают более высокое напряжение, чем ранее популярные Ni-Cd или Ni-MH источники тока. Например, один литиевый элемент питания (одна батарейка) уже способна заменить 2 никелевые модели по напряжению и срокам службы.

Чем еще литий-ионные аккумуляторы лучше своих предшественников? Да практически всем:

— повышенной плотностью (удельной емкостью) энергии на единицу площади; — высокой плотностью разрядных токов; — незначительным и малозаметным саморазрядом; — длительным сроком службы (10 лет); — простотой в уходе и эксплуатации; — отсутствием потребности в «тренировке» после покупки; — постоянной готовностью к эффективной работе; — возможностью регулярной незначительной дозарядки; — широким рабочим температурным диапазоном; — значительным количеством рабочих циклов (свыше 1000 разряд/зарядов); — способностью сохранять накопленную энергию; — отсутствием «эффекта памяти»; — малым старением без регулярного использования; — прочими полезными качествами.

Так, заряженная литий-ионная аккумуляторная батарейка может терять за год не более 3% накопленной емкости, что изначально предопределяет длительные сроки ее хранения в условиях, указанных производителем изделия. А спустя 2 года хранения без использования аккумулятор литий ионный может потерять всего 20% былой энергии, и готов в любое время приступить к работе.

Принципиальные недостатки Li-ion аккумуляторов

Этот абзац не будет большим, т.к. заметных недостатков не слишком много. Это:

— сравнительно высокая стоимость; — «боязнь» перезарядки; — «боязнь» полного разряда в ноль; — ограниченный спектр рабочих температур, который выше Ni-MH или Ni-Cd, но все еще не безграничен; — взрывоопасность при нарушении герметичности корпуса; — невозможность обеспечить высокие разрядные токи, в чем могут нуждаться мощные портативные электроприборы вроде электробритвы или фотовспышки.

Перспективы развития Li-ion аккумуляторов

1. Уже сегодня аккумуляторы литий ионные считаются экспертами наиболее перспективным классом автономных перезаряжаемых элементов питания.

2. Идет поиск материала, способного заменить дорогостоящий оксид кобальта. При успехе этого поиска цена аккумуляторов может снизиться.

3. Повышение удельной энергоемкости – главное направление поиска ученых, и уже сейчас появляются новые успешные варианты, например, с переходом на литий-полимерную (Li-pol) основу аккумулятора.

В целом, аккумуляторные батарейки Li-ion идеальными, конечно, не назовешь, но высокая плотность накопленной энергии компенсирует здесь все имеющиеся недостатки. И именно поэтому литий-ионные элементы питания получили сегодня столь широкое распространение во всех видах портативной и автономной электротехнике, где компактность и эргономичность имеет большое значение.