Jak ładować akumulatory nimh: metody i instrukcje

Jak ładować akumulatory NiMH? Tym zagadnieniem, a także wieloma innymi ściśle z nim związanymi, zajmiemy się w tym artykule. Temat jest istotny, ponieważ obecnie istnieje wiele urządzeń elektrycznych zasilanych bateriami.

Różne rodzaje akumulatorków

Akumulatory elektryczne występują w różnych pojemnościach ładowania. Mają one różne rozmiary, od tych nie większych niż guzik do gigantów używanych na zakłady przemysłowe. Wydawać by się mogło, że niektóre baterie, różniące się znacznie wyglądem i wielkością, nie mają ze sobą nic wspólnego.

Tak jednak nie jest. Wszystkie działają na podobnej zasadzie i są wykonane z tych samych materiałów.

Trochę historii

Pierwsze baterie zostały opracowane w XIX wieku. Wykonano je z niklu i kadmu. Dlatego też baterie te otrzymały odpowiednią nazwę. Początkowo ich działanie było w pełni zadowalające dla użytkowników. Z czasem jednak pojawiła się potrzeba stworzenia bardziej wytrzymałej baterii. Oprócz tego specjaliści z dziedziny urządzeń elektrycznych zaczęli zastanawiać się, jak przyspieszyć proces ładowania. Nikiel i wodorek metalu zostały uznane za materiały, które mogłyby zapewnić te właściwości dla baterii.

Jednak proces opracowania nowego typu baterii trwał kilkadziesiąt lat. Pierwsze rozmowy o nowej generacji baterii zaczęły się w latach 50-tych, ale dopiero pod koniec lat 70-tych zaczęły pojawiać się prototypy.

Cechy

Konstrukcja baterii niklowo-wodorkowej pozwala na gromadzenie wodoru, którego objętość jest kilkakrotnie większa od objętości baterii. Powstaje on zawsze w pewnym obszarze produktu i może być ładowany za pomocą baterii niklowo-wodorkowej. Jego zapasy gromadzone są bliżej zacisków baterii niklowo-wodorkowych.

Te i szereg innych cech pozwalają na ładowanie takich urządzeń nawet do kilku tysięcy razy. Baterie niklowo-wodorkowe mają jednak również swoje wady, które zostaną omówione w poniższym rozdziale.

Szybkie ogrzewanie

Akumulatory niklowo-wodorkowe, ze względu na swoją budowę i charakterystyka materiału, z których są wykonane, mają wysoki stopień nagrzania. Dlatego proces ich ładowania wymaga specjalnego, bardziej "delikatny" niż ich poprzednicy na bazie kadmu. Eksperci zalecają, aby poważnie podejść do wyboru akumulatorka niklowo-wodorkowego ładowarki.

Należy zwrócić uwagę na

Ładowanie akumulatorów niklowo-wodorkowych, jak każdy inny proces, może być oceniane pod względem wydajności. Jak się ją oblicza w tym przypadku? Podczas ładowania akumulatorów Ni-MH, energia elektryczna zużywana w tym procesie generuje ciepło. Ponadto sprzyja przebiegowi niektórych reakcji chemicznych. Sprawność ładowania akumulatorów Ni-MH to ilość energii wydatkowanej w procesach chemicznych. Warto zaznaczyć, że współczynnik ten nigdy nie jest 100%, nawet w przypadku najnowocześniejszych akumulatorów i najbardziej zaawansowanych AA.

Warto też wspomnieć, że jest ona znacznie wyższa w przypadku baterii kadmowych niż ich nowocześniejszych odpowiedników.

Szybkość ładowania zależy od ilości prądu. Opracowano dla tego osobne jednostki - ułamek całości. Są one oznaczane łacińską literą C. Istnieją trzy sposoby ładowania akumulatorów niklowo-wodorkowych:

1. Kroplówka.
2. Szybko.
3. Ze zwiększoną prędkością.

W rzeczywistości możemy mówić tylko o dwóch rodzajach, gdyż pierwszy i drugi niewiele się od siebie różnią.

O ładowaniu podchwytliwym można mówić, gdy szybkość ładowania jest równa 0,1 C. Wariant szybki ma wyższą wartość.

To ostatnie wymaga bardziej zaawansowanego urządzenia, które jest w stanie wykryć koniec procesu i automatycznie się wyłączyć. Ten ostatni zapobiega przegrzaniu i uszkodzeniu baterii. Ładowanie kroplowe, dzięki zastosowaniu niskiego napięcia, nie powoduje nadmiernego wzrostu temperatury produktu. Oznacza to, że nie może powodować deformacji akumulatorów Ni-MH.

Każdy rodzaj ładowania ma swoje zalety i wady. Niektóre z nich zostaną omówione poniżej.

Szybkie ładowanie

Dzięki temu baterie działają przez dłuższy czas. Również, jak sama nazwa wskazuje, szybkość procesu jest stosunkowo szybka. I tak ładowanie trwa krócej niż w przypadku wersji kroplowej. Ten scenariusz wymaga jednak zastosowania bardziej złożonego urządzenia z wbudowanymi czujnikami, które wykrywają poziom naładowania akumulatorów. Często takie urządzenia, przystosowane do szybkiego ładowania, mają wyświetlacz, który pokazuje czas potrzebny do zakończenia ładowania, zastosowane napięcie i kilka innych informacji.

A to oznacza, że kosztuje więcej niż podstępne ładowanie.

Wolniejsza opcja

W wolnym procesie, akumulator Ni-MH typu AAA nie wymaga urządzenia z czujnikami końca ładowania.

Więc to zwykle kosztuje mniej. Ale będzie ładować baterie dalej. Jest jeszcze jedna duża wada tej metody. Im dłużej bateria jest wystawiona na działanie prądu elektrycznego, tym szybciej się psuje. Oznacza to, że oszczędzanie na ładowarce może oznaczać utratę możliwości częstego kupowania nowych baterii.

W przypadku baterii kadmowych jest to preferowana opcja. Sprawność tego typu ładowania najczęściej nie przekracza 70%. Dla negatywne skutki Większość producentów niklowo-wodorkowych akumulatorków AA, jak również innych typów baterii, nie zaleca jego stosowania ze względu na wydajność baterii.

Jednak w najnowszej literaturze elektronicznej pojawia się coraz więcej artykułów o nieszkodliwości wolnego ładowania dla wszelkiego rodzaju akumulatorków produkowanych w nowych technologiach.

Technologia ładowania

Jak ładować akumulatory niklowo-wodorkowe?

Większość producentów takich produktów zapisuje w swoich instrukcjach następujące wskaźniki, dzięki której powinien przejść ten proces. Należy wybrać prąd nie przekraczający 1C. Nieprzestrzeganie tej zasady może spowodować zadziałanie zaworu awaryjnego, który powstrzymuje nadmierne ciśnienie i doprowadzić do awarii akumulatora.

Podczas ładowania akumulatorów należy zwrócić uwagę na utrzymanie stałego profilu temperatury. Instrukcje zazwyczaj określają zakres od 0 do 40 stopni Celsjusza. Jeśli temperatura mieści się w tych granicach, ładowanie może przebiegać bezpiecznie. Ostrzeżenie to dotyczy jednak raczej stosowania baterii przemysłowych. Jest mało prawdopodobne, że ładowanie akumulatora do zwykłego urządzenia domowego odbywa się często w temperaturze powyżej 40 stopni Celsjusza i poniżej 0 stopni Celsjusza.

O napięciu i innych parametrach

Napięcie przyłożone do akumulatorów podczas ich ładowania nie powinno przekraczać 0,8-8 V. Sprawność szybkiego wariantu tego procesu wynosi około 90%, co jest uznawane za wysoką. Jednak pod koniec wydajność drastycznie spada, ponieważ coraz więcej energii jest zużywane przez wytworzone ciepło. Dlatego ważne jest, aby urządzenie zostało wyłączone w odpowiednim czasie, bez większej zwłoki. W przeciwnym razie istnieje duże prawdopodobieństwo, że zostanie uruchomiony zawór awaryjny, który służy do redukcji ciśnienia.

Etapy ładowania

Aby lepiej zrozumieć, jak ładować akumulatory Ni-MH, należy najpierw dokonać szczegółowego przeglądu, jak to się dzieje proces ten, przeprowadzany za pomocą specjalnego urządzenia elektrycznego.

Po pierwsze więc, urządzenie określa, czy bateria jest obecna, czy nie. Następnie identyfikuje stan naładowania baterii. Następnie odbywa się ładowanie wstępne, po którym następuje szybkie i dodatkowe ładowanie.

Każdy z tych kroków jest szczegółowo wyjaśniony poniżej.

Obecność baterii

Aby stwierdzić, czy bateria jest włożona do odpowiednich zacisków w urządzeniu, urządzenie przykłada do zacisków napięcie o wartości 0,1 C. Aby rozpocząć ładowanie, napięcie nie może przekroczyć 1,8 V. Jeśli jest ona większa niż ta, to urządzenie wyczuwa to jest jak Brak lub uszkodzenie akumulatora. Podczas ładowania urządzenie kilkakrotnie przeprowadza kontrolę baterii. Dlaczego to się robi? Czasami użytkownicy wyjmują baterie przed zakończeniem procesu. W takim przypadku urządzenie zatrzymuje dopływ energii, aby nie marnować energii. Wyłączanie odbywa się również z innego powodu. Jeśli akumulator jest wadliwy, dalsze ładowanie może doprowadzić do niepożądanych konsekwencji, takich jak pożar. To dlatego przedwcześnie się wyłącza.

Określenie stanu naładowania

Również w celu uniknięcia ewentualnych uszkodzeń urządzenia. Wiadomo, że gdy poziom jest niski, nie wolno włączać trybu szybkiego ładowania. Dlatego też, jeśli urządzenie ustali, że poziom naładowania baterii jest wystarczająco wysoki, rozpocznie ono najpierw podstępne ładowanie. Nie jest to zwykle wymagane. Najczęściej akumulator nie rozładuje się do punktu, w którym aktywowany jest etap wstępny. Może to być jednak konieczne, jeśli bateria nie była używana przez długi czas, lub jeśli jest zużyta i nie utrzymuje wystarczającego ładunku.

Etap wstępny

Jak już wcześniej wspomniano, jest to konieczne tylko wtedy, gdy akumulator Ni-MH jest poważnie wyczerpany. Proces trwa nie więcej niż pół godziny. Jeśli w tym czasie bateria nie zgromadzi odpowiedniego poziomu energii, zostanie uznana za uszkodzoną. Jeśli tak się stało, ładowanie zostaje przerwane.

Etap podstawowy

Przejście do tego etapu nie jest natychmiastowe, lecz stopniowe. Trwa on zazwyczaj nie dłużej niż pięć minut. Tutaj, podobnie jak podczas całego procesu ładowania akumulatora NiMH, mierzona jest temperatura. Jeśli przekroczy ona wartość krytyczną, urządzenie zostanie wyłączone. Najważniejszą rzeczą, która dzieje się na tym etapie jest stopniowe zwiększanie prądu ładowania.

Na etapie głównym poziom naładowania jest stale monitorowany. To jest jest konieczny dla Wiadomo, że wzrasta na początku i w środku procesu i zaczyna słabnąć pod koniec procesu. Kilka parametrów decyduje o tym, jak bardzo akumulator jest naładowany w danym momencie.

Różnica w stosunku do próbek niklowo-kadmowych

Poziom rozładowania w akumulatorach Ni-Cd można zazwyczaj określić patrząc na wykres napięcia. Wiadomo, że wzrasta na początku i w środku procesu i słabnie pod koniec. Gdy napięcie osiągnie ustawione minimum, urządzenie przestaje działać. Oto co się dzieje podczas ładowania baterii niklowo-kadmowych. Jednak w przypadku próbek wodorków niklu i metalu tak nie jest. Aby być bardziej precyzyjnym, spadek napięcia jest również brany pod uwagę podczas pomiaru ładowania, ale do tego parametru dodawana jest również temperatura akumulatora. Aby zapobiec przegrzaniu baterii, nie wyłącza się ona po osiągnięciu określonej temperatury, ale gdy zaczyna ona rosnąć powyżej 1 stopnia na minutę.

Ale zatrzymanie ładowania w ten sposób też nie jest idealne.

Ostatnio pojawiły się modele stacji ładowania, które zamiast zwykłego prądu wykorzystują prąd pulsacyjny. Eksperci twierdzą, że urządzenia te mają kilka zalet, m.in. równomierne rozłożenie ładunku na całej baterii. Substancje aktywne, które gromadzą się w wyniku tego procesu, nie tworzą zbyt dużych kryształów.

Jak ładować akumulatory NiMH? W tym celu najlepiej użyć urządzenia wyposażonego w opisane powyżej metody monitorowania. Dodatkowo przydatny jest timer do wyłączania ładowania, który czasami jest dołączany do takich urządzeń. Możesz łatwo obliczyć wymagany czas znając pojemność baterii, wartość prądu i wydajność urządzenia. Do czasu ładowania baterii dodaje się zwykle margines 5 do 10 procent czasu pełnego ładowania. Rozłączenie nastąpi, jeśli żadna z pozostałych metod sterowania nie przerwała wcześniej pracy urządzenia.

Dodatkowe ładowanie

Ten etap jest inicjowany po zakończeniu procesu procesu głównego. Jest to konieczne, aby wszystkie akumulatorki NiMH w urządzeniu otrzymały ten sam stopień naładowania. Dzięki temu działanie urządzeń wykorzystujących akumulatory jest bardziej stabilne.

Ładowanie awaryjne

Co należy zrobić, jeśli w ostatniej chwili przypomnimy sobie, że do pracy Do każdego urządzenia będą potrzebne baterie? Można zastosować ładowanie przyspieszone.

Oznacza to, że energia jest wydatkowana głównie na przechowywanie substancji aktywnych w akumulatorze, a nie na zwiększanie jego temperatury? Eksperci twierdzą, że do poziomu naładowania 70 procent wydajność procesu wynosi prawie 100 procent. Oznacza to, że energia jest wykorzystywana głównie do budowania substancji aktywnych w baterii, a nie do podnoszenia temperatury. Dlatego na tym etapie możliwe jest zwiększenie prądu. Nie zaleca się jednak przekraczania 10C. Główną sprawą przy takim ładowaniu jest określenie, kiedy skończy się to samo 70 proc. Dlatego przed rozpoczęciem procesu przyspieszania należy dokładnie wiedzieć, ile ładunku znajduje się w akumulatorze. To rozwiązanie jest oczywiście odpowiednie tylko dla osób znających się na elektronice.

Jak przechowywać baterie Ni-MH? Takie pytanie zadaje sobie również wielu użytkowników urządzeń elektrycznych zasilanych z baterii. Baterie są znane z tego, że po długim okresie nieużywania ulegają degeneracji - zmniejsza się ich zdolność do utrzymywania ładunku. Eksperci udzielają w tej sprawie następujących rad.

Po pierwsze, tylko baterie, które są rozładowane w ponad połowie powinny być pozostawione nieużywane. Po drugie, optymalna temperatura pomieszczenia do przechowywania to. Najlepiej nie czekać do całkowitego rozładowania baterii, aż będzie ona zdolna do ponownego działania.

Druga żywotność baterii

Jak naprawić akumulatorki Ni-MH?

Z pewnością wiele osób zna już przybliżoną zasadę takiego działania. Należy kilkakrotnie powtórzyć cykl ładowania i prawie rozładowania (nie niższy niż 0,9 V). Ale ta zasada ma pewne niuanse. Najlepszy taki "szkolenie" dla każdej baterii osobno. Ponieważ na mocy specyfika produkcji tych produktów właściwości poszczególnych baterii mogą się różnić od siebie. Dlatego też ładowanie i rozładowywanie będzie przebiegać w różnym tempie. Ta rada dotyczy szczególnie akumulatorów niklowo-wodorkowych do wkrętarek.

Z reguły takie urządzenia elektryczne nie mają jednej baterii, ale zbiór kilku. Te baterie najlepiej regenerować indywidualnie. Warto zauważyć, że istnieją pewne modele ładowarek, które są w stanie przeprowadzić rozładowanie akumulatorów. Takie modele są jednak droższe niż ich prostsze odpowiedniki. Oszczędzanie na bateriach lub ładowarkach zależy od użytkownika.

Wniosek

W niniejszym artykule poruszono kwestię "jak właściwie jak naładować baterię wodorkowo-niklową". Zajmuje się on niektórymi zawiłościami procesu. Wymienione są również kluczowe różnice pomiędzy bateriami NiMH.