Με αυτό το άρθρο ανοίγουμε μια νέα κατεύθυνση για τον ιστότοπό μας: δοκιμή μπαταριών και γαλβανικών στοιχείων (ή, με απλά λόγια, μπαταριών).

Παρά το γεγονός ότι οι μπαταρίες ιόντων λιθίου, ειδικά για κάθε συγκεκριμένο μοντέλο συσκευής, γίνονται όλο και πιο δημοφιλείς, η αγορά για τυπικές μπαταρίες γενικής χρήσης είναι ακόμα πολύ μεγάλη - τροφοδοτούν πολλά διαφορετικά προϊόντα, από παιδικά παιχνίδια μέχρι φθηνές κάμερες και επαγγελματικά φλας φωτογραφιών. Η γκάμα αυτών των στοιχείων είναι επίσης μεγάλη - μπαταρίες και συσσωρευτές διαφορετικών τύπων, χωρητικοτήτων, μεγεθών, μάρκες, κατασκευή...

Αρχικά, δεν θέτουμε στόχο να καλύψουμε όλο τον πλούτο των μπαταριών - θα περιοριστούμε μόνο στα πιο τυπικά και διαδεδομένα από αυτά: κυλινδρικές μπαταρίες και μπαταρίες νικελίου.

Αυτό το άρθρο έχει σκοπό να σας παρουσιάσει ορισμένες βασικές έννοιες σχετικά με τις μπαταρίες που ερευνούμε, καθώς και τη μεθοδολογία δοκιμών και τον εξοπλισμό που χρησιμοποιούμε. Ωστόσο, θα συζητήσουμε πολλά θεωρητικά και πρακτικά ζητήματα σε επόμενα άρθρα που είναι αφιερωμένα σε συγκεκριμένες μπαταρίες - ειδικά επειδή είναι πολύ πιο βολικό και πιο σαφές να το κάνετε αυτό χρησιμοποιώντας "ζωντανά παραδείγματα".

Τύποι μπαταριών και βολταϊκών στοιχείων

Μπαταρίες με ηλεκτρολύτη αλατιού

Οι μπαταρίες με ηλεκτρολύτη αλατιού, γνωστές και ως άνθρακας ψευδαργύρου (ωστόσο, σε αντίθεση με τις αλκαλικές μπαταρίες, οι κατασκευαστές συνήθως απλώς δεν αναφέρουν τη χημεία τους στη συσκευασία των μπαταριών αλατιού) είναι οι φθηνότερες πηγές χημικής ενέργειας που διατίθενται προς πώληση: το κόστος μιας μπαταρίας κυμαίνεται από τέσσερα έως πέντε έως οκτώ έως δέκα ρούβλια, ανάλογα με τη μάρκα.

Μια τέτοια μπαταρία είναι ένα κυλινδρικό δοχείο ψευδαργύρου (το οποίο χρησιμεύει τόσο ως σώμα όσο και ως "μείον" της μπαταρίας), στο κέντρο του οποίου υπάρχει ένα ηλεκτρόδιο άνθρακα ("συν"). Γύρω από την άνοδο τοποθετείται ένα στρώμα διοξειδίου του μαγγανίου και ο υπόλοιπος χώρος μεταξύ αυτής και των τοιχωμάτων του δοχείου γεμίζεται με μια πάστα χλωριούχου αμμωνίου και χλωριούχου ψευδαργύρου αραιωμένου σε νερό. Η σύνθεση αυτής της πάστας μπορεί να ποικίλλει: στις μπαταρίες χαμηλής ισχύος κυριαρχεί το χλωριούχο αμμώνιο και στις μπαταρίες υψηλότερης χωρητικότητας (που συνήθως χαρακτηρίζονται από τους κατασκευαστές ως "Heavy Duty") κυριαρχείται από χλωριούχο ψευδάργυρο.

Όταν μια μπαταρία είναι σε λειτουργία, ο ψευδάργυρος από τον οποίο είναι κατασκευασμένο το σώμα της οξειδώνεται σταδιακά, με αποτέλεσμα να εμφανιστούν τρύπες σε αυτήν - τότε ο ηλεκτρολύτης θα διαρρεύσει από την μπαταρία, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε βλάβη στη συσκευή στην οποία βρίσκεται είναι εγκατεστημένο. Ωστόσο, τέτοια προβλήματα ήταν τυπικά κυρίως για τις οικιακές μπαταρίες κατά την ύπαρξη της ΕΣΣΔ, ενώ οι σύγχρονες συσκευάζονται με ασφάλεια σε ένα πρόσθετο εξωτερικό κέλυφος και «διαρροή» πολύ σπάνια. Ωστόσο, δεν πρέπει να αφήνετε νεκρές μπαταρίες στη συσκευή για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Οπως αναφέρθηκε προηγουμένως, χημική σύνθεσηΟ ηλεκτρολύτης των μπαταριών αλατιού μπορεί να διαφέρει ελαφρώς - η έκδοση "υψηλής ισχύος" χρησιμοποιεί ηλεκτρολύτη με υπεροχή χλωριούχου ψευδαργύρου. Ωστόσο, η λέξη "ισχυρό" σε σχέση με αυτά μπορεί να γραφτεί μόνο σε εισαγωγικά - καμία από τις ποικιλίες μπαταριών αλατιού δεν έχει σχεδιαστεί για σοβαρό φορτίο: σε φακό θα διαρκέσουν για ένα τέταρτο της ώρας, αλλά σε μια κάμερα μπορεί να μην επαρκούν καν για την επέκταση του φακού. Το πεπρωμένο των μπαταριών αλατιού είναι το τηλεχειριστήριο τηλεχειριστήριο, ρολόγια και ηλεκτρονικά θερμόμετρα, δηλαδή συσκευές των οποίων η κατανάλωση ενέργειας είναι εντός μονάδων, σε ακραίες περιπτώσεις δεκάδων milliamps.

Αλκαλικές μπαταρίες

Ο επόμενος τύπος μπαταρίας είναι οι αλκαλικές ή μαγγανίου. Μερικοί όχι πολύ ικανοί πωλητές και ακόμη και κατασκευαστές τους αποκαλούν "αλκαλικό" - αυτό είναι ένα ελαφρώς παραμορφωμένο χαρτί παρακολούθησης από το αγγλικό "alkaline", δηλαδή "lye".

Οι τιμές για τις αλκαλικές μπαταρίες ποικίλλουν από δέκα έως σαράντα έως πενήντα ρούβλια (ωστόσο, οι περισσότεροι τύποι τους εμπίπτουν στην περιοχή έως και 25 ρούβλια, μόνο μεμονωμένα μοντέλα αυξημένη ισχύς), και μπορούν να διακριθούν από τα αλμυρά με την επιγραφή "Alkaline" που συνήθως υπάρχει στη μία ή την άλλη μορφή στη συσκευασία (και μερικές φορές απευθείας στο όνομα, για παράδειγμα, "GP Super Alkaline" ή "TDK Power Alkaline").

Ο αρνητικός πόλος μιας αλκαλικής μπαταρίας αποτελείται από σκόνη ψευδαργύρου - σε σύγκριση με το σώμα ψευδάργυρου των κυττάρων άλατος, η χρήση σκόνης σάς επιτρέπει να αυξήσετε την ταχύτητα των χημικών αντιδράσεων και επομένως το ρεύμα που παρέχεται από την μπαταρία. Ο θετικός πόλος αποτελείται από διοξείδιο του μαγγανίου. Η κύρια διαφορά από τις μπαταρίες αλατιού είναι ο τύπος του ηλεκτρολύτη: στις αλκαλικές μπαταρίες, χρησιμοποιείται υδροξείδιο του καλίου ως έχει.

Οι αλκαλικές μπαταρίες είναι κατάλληλες για συσκευές με κατανάλωση ενέργειας από δεκάδες έως αρκετές εκατοντάδες milliamps - με χωρητικότητα περίπου 2...3 Ah παρέχουν πολύ λογικό χρόνο λειτουργίας. Δυστυχώς, έχουν επίσης ένα σημαντικό μειονέκτημα: μεγάλο εσωτερική αντίσταση. Εάν φορτώσετε μια μπαταρία με πολύ υψηλό ρεύμα, η τάση της θα μειωθεί σημαντικά και ένα σημαντικό μέρος της ενέργειας θα δαπανηθεί για τη θέρμανση της ίδιας της μπαταρίας - ως αποτέλεσμα, η αποτελεσματική χωρητικότητα των αλκαλικών μπαταριών εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το φορτίο. Ας πούμε, εάν με ρεύμα εκφόρτισης 0,025 A καταφέρουμε να πάρουμε 3 A*h από την μπαταρία, τότε με ρεύμα 0,25 A η πραγματική χωρητικότητα θα πέσει στα 2 A*h και με ρεύμα 1 A θα να είναι εντελώς κάτω από 1 A*h.

Ωστόσο, μια αλκαλική μπαταρία μπορεί να λειτουργήσει υπό βαρύ φορτίο για κάποιο χρονικό διάστημα, απλώς αυτός ο χρόνος είναι σχετικά σύντομος. Για παράδειγμα, εάν μια σύγχρονη ψηφιακή φωτογραφική μηχανή μπορεί να μην ενεργοποιηθεί καν χρησιμοποιώντας μπαταρίες αλατιού, τότε ένα σετ αλκαλικών μπαταριών θα είναι αρκετό για μισή ώρα λειτουργίας.

Παρεμπιπτόντως, αν αναγκαστείτε να χρησιμοποιήσετε αλκαλικές μπαταρίες στην κάμερά σας, αγοράστε δύο σετ ταυτόχρονα και αλλάζετε περιοδικά, αυτό θα παρατείνει λίγο τη ζωή τους: εάν μια μπαταρία που αποφορτίζεται από υψηλό ρεύμα αφεθεί να «ξεκουραστεί» για ένα ενώ, θα επαναφέρει εν μέρει τη φόρτισή του και θα μπορεί να λειτουργήσει λίγο παραπάνω. Περίπου πέντε λεπτά.

Μπαταρίες λιθίου

Ο τελευταίος ευρέως χρησιμοποιούμενος τύπος μπαταρίας είναι λιθίου. Συνήθως χαρακτηρίζονται σε πολλαπλάσια των 3V, επομένως οι περισσότεροι τύποι μπαταριών λιθίου δεν είναι εναλλάξιμοι με μπαταρίες αλατιού 1,5 V και αλκαλικές. Τέτοιες μπαταρίες χρησιμοποιούνται ευρέως σε ρολόγια, και επίσης, λιγότερο συχνά, σε φωτογραφικό εξοπλισμό.

Ωστόσο, υπάρχουν επίσης μπαταρίες λιθίου 1,5 V που κατασκευάζονται σε τυπικούς παράγοντες μορφής ΑΑ και ΑΑΑ - μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε οποιονδήποτε εξοπλισμό έχει σχεδιαστεί για κανονικές μπαταρίες αλατιού ή αλκαλικές. Το κύριο πλεονέκτημα των μπαταριών λιθίου είναι η χαμηλότερη εσωτερική τους αντίσταση σε σύγκριση με τις αλκαλικές: η χωρητικότητά τους εξαρτάται ελάχιστα από το ρεύμα φορτίου. Επομένως, αν και σε χαμηλό ρεύμα τόσο οι αλκαλικές όσο και οι μπαταρίες λιθίου έχουν την ίδια χωρητικότητα 3 A*h, αν τις βάλετε σε μια ψηφιακή κάμερα που καταναλώνει 1 Α, τότε οι αλκαλικές θα «πεθάνουν» σε περίπου τριάντα λεπτά, αλλά το λίθιο θα ζήσουν σχεδόν τρεις ώρες.

Το μειονέκτημα των μπαταριών λιθίου είναι το υψηλό τους κόστος: όχι μόνο είναι ακριβό το ίδιο το λίθιο, αλλά και λόγω του κινδύνου ανάφλεξής του όταν μπαίνει νερό, ο σχεδιασμός της μπαταρίας αποδεικνύεται αισθητά πιο περίπλοκος σε σύγκριση με τις αλκαλικές. Ως αποτέλεσμα, μια μπαταρία λιθίου κοστίζει 100-150 ρούβλια, δηλαδή τρεις έως πέντε φορές πιο ακριβή από μια πολύ καλή αλκαλική. Μια μπαταρία Ni-MH κοστίζει περίπου το ίδιο, έχει χαρακτηριστικά αποφόρτισης παρόμοια με τις μπαταρίες λιθίου, αλλά μπορεί να επιβιώσει σε αρκετές εκατοντάδες κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης - επομένως η αγορά μπαταριών λιθίου δικαιολογείται μόνο εάν δεν έχετε πού, χρόνο ή τίποτα για να φορτίσετε τις συμβατικές μπαταρίες.

Ναι, μιας και μιλάμε για κύκλους φόρτισης, πρέπει να πούμε ότι απαγορεύεται απολύτως η προσπάθεια φόρτισης μπαταριών λιθίου! Αν συνηθισμένο αλκαλικό ή μπαταρία αλατιούόταν προσπαθείτε να το φορτίσετε, μπορεί, το πολύ, απλά να διαρρεύσει και στη συνέχεια οι σφραγισμένες μπαταρίες λιθίου εκραγούν όταν φορτίζονται.

Επίσης, εκτός από τα καλά χαρακτηριστικά εκφόρτισης, οι μπαταρίες λιθίου έχουν δύο ακόμη πλεονεκτήματα, τα οποία, κατά κανόνα, δεν είναι πολύ σημαντικά: ανθεκτικότητα (η επιτρεπόμενη διάρκεια ζωής φτάνει τα 15 χρόνια και η μπαταρία θα χάσει μόνο το 10% της χωρητικότητάς της) και την ικανότητα εργασίας σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν, όταν οι μπαταρίες αλατιού και οι αλκαλικές μπαταρίες, ο ηλεκτρολύτης απλά παγώνει.

Μπαταρίες νικελίου-καδμίου (Ni-Cd).

Η κύρια εναλλακτική λύση για τις μπαταρίες είναι οι μπαταρίες - πηγές ρεύματος, οι χημικές διεργασίες στις οποίες είναι αναστρέψιμες: όταν η μπαταρία συνδέεται με ένα φορτίο, πηγαίνουν προς μία κατεύθυνση και όταν εφαρμόζεται τάση σε αυτήν, προς την αντίθετη κατεύθυνση. Έτσι, εάν μετά τη χρήση πρέπει να πετάξετε την μπαταρία και να αγοράσετε μια νέα, τότε η μπαταρία μπορεί να φορτιστεί στην πλήρη (ή σχεδόν πλήρη) αρχική της χωρητικότητα.

Θα εξετάσουμε τις μπαταρίες που χρησιμοποιούνται σε ελαφρύ οικιακό ηλεκτρονικό εξοπλισμό - επομένως, βαριές (κυριολεκτικά και μεταφορικά) μπαταρίες μολύβδου-οξέος που βρίσκονται σε αυτοκίνητα, μονάδες ισχύος αδιάκοπη παροχή ενέργειαςκαι άλλες συσκευές με υψηλή κατανάλωση ρεύματος και χωρίς ειδικούς περιορισμούς σε βάρος και διαστάσεις, μένουν αμέσως έξω από το σημερινό μας άρθρο. Αλλά θα δώσουμε πολύ μεγαλύτερη προσοχή στους διάφορους τύπους μπαταριών νικελίου...

Οι πρώτες μπαταρίες νικελίου - ή, ακριβέστερα, νικελίου-καδμίου - δημιουργήθηκαν από τον Σουηδό επιστήμονα Waldmar Jungner το 1899, αλλά εκείνη την εποχή ήταν σχετικά ακριβές και, επιπλέον, δεν ήταν σφραγισμένες: κατά τη φόρτιση, η μπαταρία εξέπεμπε αέριο . Μόνο στα μέσα του περασμένου αιώνα ήταν δυνατή η δημιουργία μιας μπαταρίας νικελίου-καδμίου με κλειστό κύκλο: τα αέρια που απελευθερώθηκαν κατά τη φόρτιση απορροφήθηκαν από την ίδια την μπαταρία.

Νικέλιο- μπαταρίες καδμίουαξιόπιστα και ανθεκτικά (μπορούν να αποθηκευτούν έως και πέντε χρόνια και να φορτιστούν - με σωστή χρήση - έως και 1000 φορές), λειτουργούν καλά κάτω από χαμηλές θερμοκρασίεςκαι μπορεί εύκολα να αντέξει υψηλά ρεύματα εκφόρτισης και μπορεί να φορτιστεί τόσο με χαμηλά όσο και με υψηλά ρεύματα.

Ωστόσο, έχουν επίσης πολλά μειονεκτήματα. Πρώτον, η σχετικά χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα (δηλαδή η αναλογία της χωρητικότητας της κυψέλης προς τον όγκο της), δεύτερον, ένα αισθητό ρεύμα αυτοεκφόρτισης (μετά από αρκετούς μήνες αποθήκευσης, η μπαταρία θα πρέπει να επαναφορτιστεί πριν από τη χρήση), τρίτον, τη χρήση δηλητηριώδους καδμίου στο σχεδιασμό και, τέταρτον, το φαινόμενο μνήμης.

Αξίζει να σταθούμε στο τελευταίο πιο αναλυτικά, αφού όταν μιλάμε για μπαταρίες θα το θυμόμαστε περισσότερες από μία φορές. Το φαινόμενο μνήμης είναι συνέπεια παραβίασης της εσωτερικής δομής της μπαταρίας: κρύσταλλοι αρχίζουν να αναπτύσσονται σε αυτήν, μειώνοντας την αποτελεσματική επιφάνεια και, κατά συνέπεια, τη χωρητικότητα της μπαταρίας. Το εφέ πήρε το όνομά του λόγω του γεγονότος ότι οι κρύσταλλοι μεγαλώνουν ιδιαίτερα γρήγορα όταν η μπαταρία δεν είναι πλήρως αποφορτισμένη: φαίνεται να θυμάται σε ποιο επίπεδο αποφορτίστηκε την τελευταία φορά - εάν η μπαταρία ήταν αποφορτισμένη, ας πούμε, μόνο 25%, τότε το Η επόμενη φόρτιση θα το επαναφέρει Η χωρητικότητα δεν είναι μέχρι 100%, αλλά μικρότερη. Για την καταπολέμηση του φαινομένου της μνήμης, συνιστάται η πλήρης αποφόρτιση της μπαταρίας πριν από τη φόρτιση - αυτό καταστρέφει τους κρυστάλλους που σχηματίζονται και αποκαθιστά τη χωρητικότητα της μπαταρίας. Μεταξύ των διαθέσιμων τύπων μπαταριών, οι μπαταρίες νικελίου-καδμίου είναι οι πιο επιρρεπείς στο φαινόμενο της μνήμης.

Ωστόσο, σε ορισμένες περιπτώσεις, η χρήση μπαταριών νικελίου-καδμίου εξακολουθεί να δικαιολογείται - λόγω του χαμηλού κόστους, της αντοχής και της ικανότητας φόρτισης σε χαμηλές θερμοκρασίες χωρίς αρνητικές συνέπειες για την μπαταρία.

Μπαταρίες υδριδίου μετάλλου νικελίου (Ni-MH).

Παρά την εγγύτητά τους στα ράφια των καταστημάτων, ιστορικά υπάρχει ένα χάσμα μεταξύ των μπαταριών Ni-Cd και Ni-MH: οι τελευταίες αναπτύχθηκαν μόλις τη δεκαετία του 1980. Είναι ενδιαφέρον ότι αρχικά διερευνήθηκε η δυνατότητα αποθήκευσης υδρογόνου για μπαταρίες νικελίου-υδρογόνου που χρησιμοποιούνται στη διαστημική τεχνολογία, αλλά ως αποτέλεσμα λάβαμε έναν από τους πιο συνηθισμένους τύπους μπαταριών στην καθημερινή ζωή.

Σε αντίθεση με τις μπαταρίες νικελίου-καδμίου, οι μπαταρίες νικελίου-υδριδίου μετάλλου δεν περιέχουν βαρέα μέταλλα, πράγμα που σημαίνει ότι είναι φιλικές προς το περιβάλλον και δεν απαιτούν ειδική επεξεργασία όταν απορρίπτονται. Ωστόσο, αυτό απέχει πολύ από το μοναδικό τους πλεονέκτημα: από τη σκοπιά των καταναλωτών, δηλαδή εσείς και εγώ, είναι πολύ πιο σημαντικό οι μπαταρίες Ni-MH με τις ίδιες διαστάσεις να έχουν δύο έως τρεις φορές μεγαλύτερη χωρητικότητα - Οι πιο κοινές μπαταρίες μορφής AA φτάνει ήδη μέχρι τα 2500-2700 mA*h έναντι 800-1000 mA*h για το νικέλιο-κάδμιο.

Επιπλέον, οι μπαταρίες Ni-MH πρακτικά δεν υποφέρουν από το φαινόμενο μνήμης. Πιο συγκεκριμένα, οι κατασκευαστές μειώνουν την επιρροή του χρόνο με το χρόνο - και επομένως, αν και θεωρητικά το αποτέλεσμα είναι επίσης παρόν στις μπαταρίες Ni-MH, στην πράξη μοντέρνα μοντέλαείναι ασήμαντο. Ωστόσο, δεν θα βασιστούμε στους κατασκευαστές για τα πάντα και σε ένα από τα επόμενα άρθρα μας θα προσπαθήσουμε να αξιολογήσουμε μόνοι μας την επίδραση του φαινομένου της μνήμης.

Δυστυχώς, οι μπαταρίες Ni-MH έχουν τα δικά τους προβλήματα. Πρώτον, έχουν υψηλότερο ρεύμα αυτοεκφόρτισης (ωστόσο, θα μιλήσουμε ξανά για αυτό λίγο αργότερα) σε σύγκριση με το Ni-Cd, και δεύτερον, αν και ο αριθμός των κύκλων επαναφόρτισης μπορεί επίσης να φτάσει τους 1000, μια πτώση στη χωρητικότητα της μπαταρίας μπορεί να είναι που παρατηρήθηκε μετά από 200 300 κύκλους, τρίτον, τα πολύ υψηλά ρεύματα εκφόρτισης και η φόρτιση σε χαμηλές θερμοκρασίες μειώνουν σημαντικά τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Ωστόσο, όσον αφορά το σύνολο των χαρακτηριστικών - κόστος, αξιοπιστία, χωρητικότητα, ευκολία συντήρησης - αυτή τη στιγμήΟι μπαταρίες Ni-MH είναι από τις καλύτερες, γι' αυτό και χρησιμοποιούνται σε τεράστιο αριθμό οικιακών συσκευών.

Πρόσφατα, οι λεγόμενες μπαταρίες Ni-MH "Ready To Use" εμφανίστηκαν επίσης στην πώληση. Διαφέρουν από τα συμβατικά στο χαμηλό ρεύμα αυτοεκφόρτισης - ο κατασκευαστής διαβεβαιώνει ότι σε έξι μήνες η μπαταρία δεν θα χάσει περισσότερο από το 10% της χωρητικότητάς της και σε ένα χρόνο - όχι περισσότερο από 15% (για σύγκριση, ένα κανονικό Ni -Η μπαταρία MH θα εξαντληθεί κατά 20...30% σε ένα μήνα και για το έτος - στο μηδέν). Εξ ου και το όνομα: όταν φορτίζονται από τον κατασκευαστή, αυτές οι μπαταρίες δεν θα έχουν χρόνο να αποφορτιστούν εντελώς πριν τις αγοράσετε στο κατάστημα, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν χωρίς προκαταρκτική φόρτιση, αμέσως μετά την αγορά. Το μειονέκτημα τέτοιων μπαταριών είναι η μικρότερη χωρητικότητά τους - μια κυψέλη μορφής AA έχει χωρητικότητα 2000...2100 mAh έναντι 2600...2700 mAh για τις συμβατικές μπαταρίες Ni-MH.

Φορτιστές για μπαταρίες Ni-Cd και Ni-MH

Οι αρχές φόρτισης των μπαταριών Ni-Cd και Ni-MH είναι σε μεγάλο βαθμό παρόμοιες - για το λόγο αυτό, οι σύγχρονοι φορτιστές, κατά κανόνα, υποστηρίζουν και τους δύο τύπους ταυτόχρονα. Μέθοδοι χρέωσης και, κατά συνέπεια, τύποι εκρηκτικάμπορούν να χωριστούν σε τέσσερις ομάδες. Σε όλες τις περιπτώσεις, θα υποδεικνύουμε το ρεύμα φόρτισης μέσω της χωρητικότητας της μπαταρίας: για παράδειγμα, η σύσταση φόρτισης με ρεύμα "0,1 C" σημαίνει ότι μια μπαταρία χωρητικότητας 2700 mAh σε ένα τέτοιο κύκλωμα αντιστοιχεί σε ρεύμα 270 mA (0,1 * 2700 = 270) και μπαταρία χωρητικότητας 1400 mAh – 140 mA.

Ρεύμα αργής φόρτισης 0,1C

Η μέθοδος αυτή βασίζεται στο γεγονός ότι σύγχρονες μπαταρίεςΜπορούν εύκολα να αντέξουν την υπερφόρτιση (δηλαδή, μια προσπάθεια να τα «γεμίσουν» με περισσότερη ενέργεια από αυτή που μπορεί να αποθηκεύσει η μπαταρία) εάν το ρεύμα φόρτισης δεν υπερβαίνει τους 0,1 C. Εάν το ρεύμα υπερβεί αυτήν την τιμή, η μπαταρία μπορεί να αποτύχει όταν υπερφορτιστεί.

Κατά συνέπεια, ένας φορτιστής χαμηλού ρεύματος δεν χρειάζεται κανέναν έλεγχο στο τέλος της φόρτισης: δεν υπάρχει τίποτα κακό με την υπερβολική διάρκειά του, η μπαταρία απλώς θα διαχέει την περίσσεια ενέργειας με τη μορφή θερμότητας. Οι κατάλληλοι φορτιστές είναι φθηνοί και ευρέως διαθέσιμοι. Για να φορτίσετε την μπαταρία, αρκεί να την αφήσετε σε έναν τέτοιο φορτιστή για χρόνο τουλάχιστον 1,6 * C/I, όπου C είναι η χωρητικότητα της μπαταρίας, I είναι το ρεύμα φόρτισης. Ας πούμε, εάν πάρουμε έναν φορτιστή με ρεύμα 200 mA, τότε μια μπαταρία χωρητικότητας 2700 mAh είναι εγγυημένη για φόρτιση σε 1,6 * 2700/200 = 21 ώρες 36 λεπτά. Σχεδόν μια μέρα... γενικά, κύριο μειονέκτηματέτοιοι φορτιστές είναι προφανείς - ο χρόνος φόρτισης συχνά υπερβαίνει τις λογικές τιμές.

Ωστόσο, αν δεν βιάζεστε, ένας τέτοιος φορτιστής έχει δικαίωμα στη ζωή. Το κύριο πράγμα είναι ότι εάν χρησιμοποιείτε μπαταρίες χαμηλής χωρητικότητας σε συνδυασμό με έναν σύγχρονο φορτιστή, ελέγξτε ότι το ρεύμα φόρτισης (και πρέπει να αναφέρεται στα χαρακτηριστικά του φορτιστή) δεν υπερβαίνει τους 0,1 C. Αξίζει επίσης να ληφθεί υπόψη ότι η αργή φόρτιση συμβάλλει στο φαινόμενο μνήμης των μπαταριών.

Φόρτιση με ρεύμα 0,2...0,5C χωρίς έλεγχο λήξης φόρτισης

Τέτοιοι φορτιστές, αν και σπάνιοι, εξακολουθούν να βρίσκονται - κυρίως ανάμεσα σε φθηνά κινέζικα προϊόντα. Σε ρεύμα 0,2...0,5 C, είτε δεν έχουν καθόλου έλεγχο τερματισμού φόρτισης, είτε έχουν μόνο ενσωματωμένο χρονόμετρο που σβήνει τις μπαταρίες μετά από καθορισμένο χρόνο.

Χρησιμοποιήστε παρόμοιες αναμνήσεις δεν συνιστάται απολύτως: δεδομένου ότι δεν υπάρχει έλεγχος στο τέλος της φόρτισης, στις περισσότερες περιπτώσεις η μπαταρία θα είναι υπο- ή υπερφορτισμένη, γεγονός που θα μειώσει σημαντικά τη διάρκεια ζωής της. Εάν εξοικονομήσετε χρήματα σε φορτιστή, θα χάσετε χρήματα από τις μπαταρίες.

Ρεύμα φόρτισης έως 1C με έλεγχο τερματισμού φόρτισης

Αυτή η κατηγορία φορτιστών είναι η πιο καθολική για καθημερινή χρήση: αφενός, φορτίζουν τις μπαταρίες σε εύλογο χρόνο (από μιάμιση έως τέσσερις έως έξι ώρες, ανάλογα με τον συγκεκριμένο φορτιστή και τις μπαταρίες), αφετέρου, ελέγξτε καθαρά το τέλος της φόρτισης στην αυτόματη λειτουργία.

Η πιο κοινή μέθοδος παρακολούθησης του τέλους φόρτισης είναι με πτώση τάσης, που συνήθως ονομάζεται «μέθοδος dV/dt», «μέθοδος αρνητικού δέλτα» ή «μέθοδος -ΔV». Συνίσταται στο γεγονός ότι κατά τη διάρκεια ολόκληρης της φόρτισης, η τάση στην μπαταρία αυξάνεται αργά - αλλά όταν η μπαταρία φτάσει σε πλήρη χωρητικότητα, μειώνεται για λίγο. Αυτή η αλλαγή είναι πολύ μικρή, αλλά είναι πολύ πιθανό να την εντοπίσετε - και, αφού την εντοπίσετε, να σταματήσετε τη φόρτιση.

Πολλοί κατασκευαστές φορτιστών αναφέρουν επίσης τον "έλεγχο μικροεπεξεργαστή" στις προδιαγραφές τους - αλλά, στην ουσία, αυτό είναι το ίδιο με τον αρνητικό έλεγχο δέλτα: εάν υπάρχει, πραγματοποιείται από έναν εξειδικευμένο μικροεπεξεργαστή.

Ωστόσο, ο έλεγχος τάσης δεν είναι ο μόνος διαθέσιμος: όταν η μπαταρία συσσωρεύει πλήρη χωρητικότητα, η πίεση και η θερμοκρασία της θήκης αυξάνονται απότομα, κάτι που μπορεί επίσης να ελεγχθεί. Στην πράξη, ωστόσο, είναι τεχνικά ευκολότερο να μετρηθεί η τάση, επομένως άλλες μέθοδοι παρακολούθησης του τέλους φόρτισης είναι σπάνιες.

Επίσης, πολλοί φορτιστές υψηλής ποιότητας διαθέτουν δύο προστατευτικούς μηχανισμούς: έλεγχο θερμοκρασίας μπαταρίας και ενσωματωμένο χρονόμετρο. Το πρώτο σταματά τη φόρτιση εάν η θερμοκρασία υπερβαίνει το επιτρεπόμενο όριο, το δεύτερο - εάν η διακοπή της φόρτισης με αρνητικό δέλτα δεν λειτούργησε σε εύλογο χρονικό διάστημα. Και τα δύο αυτά μπορεί να συμβούν εάν χρησιμοποιούμε παλιές ή απλώς χαμηλής ποιότητας μπαταρίες.

Αφού ολοκληρώσετε τη φόρτιση των μπαταριών με υψηλό ρεύμα, οι πιο «λογικοί» φορτιστές συνεχίζουν να τις φορτίζουν για κάποιο χρονικό διάστημα με χαμηλό ρεύμα (λιγότερο από 0,1 C) - αυτό σας επιτρέπει να έχετε τη μέγιστη δυνατή χωρητικότητα από τις μπαταρίες. Η ένδειξη φόρτισης στη συσκευή συνήθως σβήνει, υποδεικνύοντας ότι το κύριο στάδιο φόρτισης έχει ολοκληρωθεί.

Υπάρχουν δύο προβλήματα με τέτοιες συσκευές. Πρώτον, δεν είναι όλοι σε θέση να «πιάσουν» τη στιγμή της πτώσης τάσης με επαρκή ακρίβεια - αλλά, δυστυχώς, αυτό μπορεί να επαληθευτεί μόνο πειραματικά. Δεύτερον, αν και τέτοιες συσκευές είναι συνήθως σχεδιασμένες για 2 ή 4 μπαταρίες, οι περισσότερες από αυτές δεν φορτίζουν αυτές τις μπαταρίες ανεξάρτητα η μία από την άλλη.

Για παράδειγμα, εάν οι οδηγίες για το φορτιστή υποδεικνύουν ότι μπορεί να φορτίσει μόνο 2 ή 4 μπαταρίες ταυτόχρονα (αλλά όχι 1 ή 3), αυτό σημαίνει ότι έχει μόνο δύο ανεξάρτητα κανάλια φόρτισης. Κάθε κανάλι παρέχει τάση περίπου 3 V και οι μπαταρίες συνδέονται μαζί τους σε ζεύγη και σε σειρά. Υπάρχουν δύο συνέπειες από αυτό. Το προφανές είναι ότι δεν θα μπορείτε να φορτίσετε ούτε μία μπαταρία σε έναν τέτοιο φορτιστή (και, ας πούμε, ο ταπεινός υπηρέτης σας χρησιμοποιεί καθημερινά ένα mp3 player που λειτουργεί με ακριβώς μία μπαταρία AAA). Λιγότερο προφανές είναι ότι ο έλεγχος λήξης φόρτισης πραγματοποιείται επίσης μόνο για ένα ζευγάριμπαταρίες. Εάν χρησιμοποιείτε μπαταρίες που δεν είναι πολύ καινούριες, τότε απλώς λόγω τεχνολογικών διαφοροποιήσεων, ορισμένες από αυτές θα γεράσουν λίγο νωρίτερα από άλλες - και εάν ένα ζευγάρι περιέχει δύο μπαταρίες με διαφορετικούς βαθμούς παλαίωσης, τότε ένας τέτοιος φορτιστής είτε θα υποφορτίσει μία από τις ή υπερχρέωση του δεύτερου. Φυσικά, αυτό θα επιδεινώσει μόνο τον ρυθμό γήρανσης του χειρότερου του ζευγαριού.

Ο "σωστός" φορτιστής θα πρέπει να σας επιτρέπει να φορτίζετε έναν αυθαίρετο αριθμό μπαταριών - μία, δύο, τρεις ή τέσσερις - και ιδανικά, να έχετε επίσης ξεχωριστή ένδειξη λήξης φόρτισης για καθεμία από αυτές (διαφορετικά η ένδειξη σβήνει όταν φορτιστεί η τελευταία μπαταρία ). Μόνο σε αυτή την περίπτωση θα έχετε κάποιες εγγυήσεις ότι κάθε μία από τις μπαταρίες θα φορτιστεί σε πλήρη χωρητικότητα, ανεξάρτητα από την κατάσταση των άλλων μπαταριών. Οι ξεχωριστές ενδείξεις φόρτισης σάς επιτρέπουν επίσης να πιάσετε πρόωρα αποτυχημένες μπαταρίες: εάν από τα τέσσερα στοιχεία που χρησιμοποιούνται μαζί, το ένα φορτίζει πολύ περισσότερο ή πολύ πιο γρήγορα από τα άλλα, τότε θα είναι ο αδύναμος κρίκος ολόκληρης της μπαταρίας.

Οι πολυκάναλοι φορτιστές έχουν ένα άλλο ωραίο χαρακτηριστικό: σε πολλούς από αυτούς, όταν φορτίζετε τις μισές μπαταρίες, μπορείτε να επιλέξετε την ταχύτητα φόρτισης. Για παράδειγμα, ο φορτιστής Sanyo NC-MQR02, σχεδιασμένος για τέσσερις μπαταρίες AA, κατά τη φόρτιση μιας ή δύο μπαταριών, σας επιτρέπει να επιλέξετε το ρεύμα φόρτισης μεταξύ 1275 mA (όταν τοποθετείτε μπαταρίες στις εξωτερικές υποδοχές) και 565 mA (όταν τις τοποθετείτε σε τις κεντρικές υποδοχές). Όταν τοποθετούνται τρεις ή τέσσερις μπαταρίες, φορτίζονται με ρεύμα 565 mA.

Εκτός από την ευκολία χρήσης, η μνήμη αυτού του τύπουείναι επίσης τα πιο «χρήσιμα» για μπαταρίες: φόρτιση με ρεύμα μέσο μέγεθοςμε τον έλεγχο του τέλους φόρτισης από ένα αρνητικό δέλτα είναι βέλτιστο από την άποψη της αύξησης της διάρκειας ζωής των μπαταριών.

Μια ξεχωριστή υποκατηγορία ταχυφορτιστών είναι ένας φορτιστής με προεκφόρτιση μπαταριών. Αυτό έγινε για την καταπολέμηση του φαινομένου της μνήμης και μπορεί να είναι πολύ χρήσιμο για τις μπαταρίες Ni-Cd: ο φορτιστής θα βεβαιωθεί ότι πρώτα έχουν αποφορτιστεί πλήρως και μόνο μετά από αυτό θα αρχίσει να φορτίζεται. Για τα σύγχρονα Ni-MH, τέτοια εκπαίδευση δεν είναι πλέον υποχρεωτική.

Φόρτιση με ρεύμα μεγαλύτερο από 1C με έλεγχο του τέλους φόρτισης

Και τέλος, η τελευταία μέθοδος είναι μια εξαιρετικά γρήγορη φόρτιση, διάρκειας από 15 λεπτά έως μία ώρα, με έλεγχο φόρτισης ξανά χρησιμοποιώντας δέλτα αρνητικής τάσης. Τέτοιοι φορτιστές έχουν δύο πλεονεκτήματα: πρώτον, φορτίζετε τις μπαταρίες σχεδόν αμέσως και δεύτερον, η εξαιρετικά γρήγορη φόρτιση σάς επιτρέπει να αποφύγετε σε μεγάλο βαθμό το φαινόμενο της μνήμης.

Υπάρχουν, ωστόσο, και μειονεκτήματα. Πρώτον, δεν αντέχουν όλες οι μπαταρίες καλά στη γρήγορη φόρτιση: τα μοντέλα χαμηλής ποιότητας που έχουν υψηλή εσωτερική αντίσταση μπορεί να υπερθερμανθούν σε αυτήν τη λειτουργία μέχρι να αποτύχουν. Δεύτερον, μια πολύ γρήγορη φόρτιση (15 λεπτών) μπορεί να επηρεάσει αρνητικά τη διάρκεια ζωής των μπαταριών - και πάλι, λόγω της υπερβολικής θέρμανσης τους κατά τη φόρτιση. Τρίτον, μια τέτοια φόρτιση «γεμίζει» την μπαταρία μόνο μέχρι το 90...95% της χωρητικότητας - μετά την οποία, για να επιτευχθεί 100% χωρητικότητα, απαιτείται επιπλέον φόρτιση με χαμηλό ρεύμα (ωστόσο, οι περισσότεροι γρήγοροι φορτιστές το κάνουν αυτό).

Ωστόσο, εάν χρειάζεστε εξαιρετικά γρήγορη φόρτιση της μπαταρίας, η αγορά ενός φορτιστή «15 λεπτών» ή «μισής ώρας» θα είναι μια καλή επιλογή. Φυσικά, θα πρέπει να χρησιμοποιείτε μόνο μπαταρίες υψηλής ποιότητας μαζί του. μεγάλους κατασκευαστές, καθώς και να αφαιρέσετε αμέσως τις χρησιμοποιημένες μπαταρίες από τις μπαταρίες.

Εάν είστε ικανοποιημένοι με μια διάρκεια φόρτισης πολλών ωρών, τότε οι φορτιστές που περιγράφονται στην προηγούμενη ενότητα με ρεύμα φόρτισηςλιγότερο από 1C και έλεγχος του τέλους φόρτισης χρησιμοποιώντας δέλτα αρνητικής τάσης.

Ένα ξεχωριστό ζήτημα είναι η συμβατότητα των φορτιστών με διαφορετικούς τύπους μπαταριών. Οι φορτιστές για Ni-MH και Ni-Cd είναι συνήθως γενικοί: οποιοσδήποτε από αυτούς μπορεί να φορτίσει μπαταρίες καθενός από αυτούς τους δύο τύπους. Οι φορτιστές για μπαταρίες Ni-MH με τερματισμό φόρτισης σε αρνητική τάση δέλτα, ακόμα κι αν αυτό δεν αναφέρεται άμεσα για αυτούς, μπορούν επίσης να λειτουργήσουν με μπαταρίες Ni-Cd, αλλά αντίθετα - δυστυχώς. Το θέμα εδώ είναι ότι το κύμα τάσης, αυτό το ίδιο αρνητικό δέλτα, είναι αισθητά μικρότερο για το Ni-MH απ' ό,τι για το Ni-Cd, επομένως δεν θα μπορεί κάθε φορτιστής που έχει διαμορφωθεί να λειτουργεί με Ni-Cd να «αισθανθεί» αυτή την απότομη αύξηση στο Ni- MH .

Για άλλους τύπους μπαταριών, συμπεριλαμβανομένων των ιόντων λιθίου και του οξέος μολύβδου, αυτοί οι φορτιστές είναι ουσιαστικά ακατάλληλοι - τέτοιες μπαταρίες έχουν εντελώς διαφορετικό σχέδιο φόρτισης.

Μεθοδολογία δοκιμών

Κατά τη διαδικασία δοκιμής μπαταριών και βολταϊκών στοιχείων στο εργαστήριό μας, μετράμε τις ακόλουθες παραμέτρους, τις πιο σημαντικές για τον προσδιορισμό τόσο της ποιότητας των στοιχείων (δηλαδή τη συμμόρφωσή τους με τις υποσχέσεις του κατασκευαστή) όσο και μιας λογικής περιοχής χρήση:

χωρητικότητα σε διάφορους τρόπους εκφόρτισης.
την τιμή της εσωτερικής αντίστασης.
τιμή αυτοεκφόρτισης (μόνο για μπαταρίες).
παρουσία εφέ μνήμης (μόνο για μπαταρίες).

Το κύριο μέρος του πάγκου δοκιμών είναι, φυσικά, ένα ρυθμιζόμενο φορτίο που σας επιτρέπει να αποφορτίζετε έως και τέσσερις μπαταρίες σε δεδομένο ρεύμα ταυτόχρονα.

Για την παρακολούθηση της τάσης και των τεσσάρων στοιχείων, χρησιμοποιείται ένας ψηφιακός καταγραφέας Velleman PCS10, συνδεδεμένος σε υπολογιστή μέσω διασύνδεσης USB. Το σφάλμα μέτρησης δεν υπερβαίνει το 1% (το σφάλμα του δικού του καταγραφέα είναι 3%, αλλά επιπλέον βαθμονομούμε κάθε κανάλι του, κάνοντας κατάλληλες διορθώσεις στα τελικά δεδομένα), η ανάλυση μέτρησης τάσης είναι 12 mV, η συχνότητα μέτρησης είναι 250 ms.

Το διάγραμμα εγκατάστασης είναι αρκετά απλό: πρόκειται για τέσσερις ξεχωριστούς σταθεροποιητές ρεύματος που κατασκευάζονται στον λειτουργικό ενισχυτή LM324 (αυτό το τσιπ αποτελείται από τέσσερις op-amp σε ένα πακέτο) και τρανζίστορ πεδίου επίδρασης IRL3502. Όλοι οι σταθεροποιητές ελέγχονται από μία μεταβλητή αντίσταση πολλαπλών στροφών, επομένως το ρεύμα σε αυτούς ρυθμίζεται ταυτόχρονα - αυτό απλοποιεί τη ρύθμιση της εγκατάστασης για μια συγκεκριμένη δοκιμή και ελαχιστοποιεί το σφάλμα στη μη αυτόματη ρύθμιση του ρεύματος. Τα πιθανά όρια αλλαγής φορτίου είναι από 0 έως 3 A ανά μπαταρία.

Για τη μέτρηση της τάσης, τέσσερις διαφορικοί ενισχυτές συναρμολογούνται σε ένα άλλο τσιπ LM324, οι είσοδοι των οποίων συνδέονται απευθείας με τις επαφές του μπλοκ στο οποίο είναι εγκατεστημένες οι μπαταρίες - αυτό εξαλείφει εντελώς το σφάλμα που προκαλείται από απώλειες στα καλώδια σύνδεσης. Από τις εξόδους των διαφορικών ενισχυτών, το σήμα πηγαίνει στη συσκευή εγγραφής.

Επιπλέον, το κύκλωμα περιέχει μια ορθογώνια γεννήτρια παλμών, που δεν φαίνεται στο παραπάνω σχήμα, η οποία ανάβει περιοδικά και στη συνέχεια απενεργοποιεί εντελώς το φορτίο. Η διάρκεια του "μηδέν" στην έξοδο της γεννήτριας είναι 6,0 s, η διάρκεια του "one" είναι 2,25 s. Η γεννήτρια σάς επιτρέπει να δοκιμάσετε τις μπαταρίες σε κατάσταση λειτουργίας με παλμικό φορτίο και, ειδικότερα, να προσδιορίσετε την εσωτερική τους αντίσταση.

Επίσης, το παραπάνω σχήμα δεν δείχνει το κύκλωμα τροφοδοσίας της εγκατάστασης: είναι συνδεδεμένο στο τροφοδοτικό του υπολογιστή, η τάση εξόδου του (+12 V) μειώνεται στα +9 V από έναν σταθεροποιητή στο τσιπ 78L09 και - Η τάση 9 V που απαιτείται για τη διπολική τροφοδοσία του op-amp δημιουργείται από έναν χωρητικό μετατροπέα στο τσιπ ICL7660. Ωστόσο, αυτές είναι ήδη ασήμαντες αποχρώσεις, τις οποίες συζητάμε μόνο για να αποτρέψουμε εκ των προτέρων ερωτήσεις σχετικά με την ορθότητα των μετρήσεων που μπορεί να προκύψουν από αναγνώστες με γνώση των ηλεκτρονικών.

Για την ψύξη των τρανζίστορ ισχύος, των διακλαδώσεων ανάδρασης και των πραγματικών μπαταριών που δοκιμάζονται, ολόκληρη η εγκατάσταση διοχετεύεται από έναν τυπικό ανεμιστήρα 12 volt μεγέθους 80x80x20 mm.

Ένα ειδικό πρόγραμμα γράφτηκε για τη λήψη και την αυτόματη επεξεργασία δεδομένων από τη συσκευή εγγραφής - ευτυχώς, η Velleman παρέχει πολύ εύχρηστα SDK και σύνολα βιβλιοθηκών για πολλές από τις συσκευές της. Το πρόγραμμα σάς επιτρέπει να σχεδιάζετε γραφήματα τάσης σε μπαταρίες σε πραγματικό χρόνο ανάλογα με το χρόνο που έχει παρέλθει από την έναρξη της δοκιμής, καθώς και να υπολογίσετε – στο τέλος της δοκιμής – τη χωρητικότητά τους. Το τελευταίο είναι προφανώς ίσο με το γινόμενο του ρεύματος εκφόρτισης και το χρόνο κατά τον οποίο το στοιχείο φτάνει στο κατώτερο όριο τάσης.

Το όριο επιλέγεται ανάλογα με τον τύπο του στοιχείου και τις συνθήκες εκφόρτισης. Για μπαταρίες με χαμηλά ρεύματα αυτό είναι 1,0 V - είναι απλά αδύνατο να τις αποφορτίσετε παρακάτω, καθώς αυτό μπορεί να οδηγήσει σε μη αναστρέψιμη βλάβη στο στοιχείο. σε υψηλά ρεύματα το κατώτερο όριο μειώνεται στα 0,9 V προκειμένου να ληφθεί σωστά υπόψη η εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας.

Για μπαταρίες πρακτικό νόημαέχουν δύο όρια εκκένωσης. Από τη μία πλευρά, ένα στοιχείο θεωρείται εντελώς κενό εάν η τάση σε αυτό πέσει στα 0,7 V - επομένως, είναι λογικό να μετρήσετε την χωρητικότητα ακριβώς αφού φτάσετε σε αυτό το επίπεδο. Από την άλλη πλευρά, δεν είναι όλες οι συσκευές που τροφοδοτούνται από μπαταρίες ικανές να λειτουργούν σε τάσεις κάτω από 0,9 V, επομένως είναι επίσης πρακτικής σημασίας όταν η μπαταρία αποφορτίζεται σε αυτό το επίπεδο. Στις δοκιμές μας θα δώσουμε και τις δύο αυτές τιμές - αν και πολλά στοιχεία, έχοντας φτάσει στο επίπεδο του 1,0 V, στη συνέχεια εκφορτίζονται πολύ γρήγορα, υπάρχουν επίσης εκείνα που παραμένουν μεταξύ 0,7 V και 0,9 V για σχετικά μεγάλο χρονικό διάστημα.

Έτσι, έχοντας εγκαταστήσει τις μπαταρίες, ρυθμίσετε το απαιτούμενο ρεύμα και ενεργοποιήσετε τη συσκευή εγγραφής, αρχίζουμε τις δοκιμές. Για κάθε τύπο μπαταρίας, επιλέχθηκαν πολλές λειτουργίες εκφόρτισης προκειμένου να ληφθούν τα πιο ενδιαφέροντα και χαρακτηριστικά αποτελέσματα.

Για τις μπαταρίες είναι:

μικρή απόρριψη DC: 250 mA για στοιχεία μορφής AA, 100 mA για μορφή AAA.
εκφόρτιση με υψηλό συνεχές ρεύμα: 750 mA για στοιχεία μορφής AA, 300 mA για μορφή AAA.

Για μπαταρίες Ni-MH αυτό είναι:

εκφόρτιση με χαμηλό συνεχές ρεύμα: 500 mA για στοιχεία μορφής AA, 200 mA για μορφή AAA.
εκφόρτιση με υψηλό συνεχές ρεύμα: 2500 mA για στοιχεία μορφής AA, 1000 mA για μορφή AAA.
εκφόρτιση με παλμικό ρεύμα: διάρκεια παλμού 2,25 s, διάρκεια παύσης 6,0 s, πλάτος ρεύματος 2500 mA για στοιχεία μορφής AA και 1000 mA για μορφή AAA.

Για τις μπαταρίες Ni-Cd μορφής AA, οι τρόποι εκφόρτισης είναι οι ίδιοι όπως για τις μπαταρίες Ni-MH μορφής AAA - λαμβάνοντας υπόψη την παρόμοια ονομαστική χωρητικότητα της πρώτης και της δεύτερης.

Εάν κατά τη δοκιμή των μπαταριών όλα είναι απλά - εκτύπωσα τη συσκευασία, έβαλα την μπαταρία στη μονάδα, ξεκίνησα τη δοκιμή - τότε οι μπαταρίες πρέπει να προετοιμαστούν πρώτα, γιατί όλες, εκτός από τη σειρά "Ready To Use" που αναφέρεται παραπάνω, αποφορτίζονται πλήρως κατά την αγορά. Ως εκ τούτου, η δοκιμή της μπαταρίας πραγματοποιήθηκε αυστηρά σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα.

μέτρηση της υπολειπόμενης χωρητικότητας σε χαμηλό ρεύμα (μόνο για μοντέλα "Ready To Use").
Φορτιστής;
εκφόρτιση υψηλού ρεύματος χωρίς ικανότητα μέτρησης (εκπαίδευση).
Φορτιστής;
εκφόρτιση υψηλού ρεύματος με μέτρηση χωρητικότητας.
Φορτιστής;
παλμική εκκένωση ρεύματος με μέτρηση χωρητικότητας.
Φορτιστής;
χαμηλή εκφόρτιση ρεύματος με μέτρηση χωρητικότητας.
Φορτιστής;
έκθεση για 7 ημέρες.
χαμηλή εκφόρτιση ρεύματος με μέτρηση χωρητικότητας - τότε το αποτέλεσμα συγκρίνεται με αυτό που λήφθηκε στο προηγούμενο βήμα και υπολογίζεται το ποσοστό απώλειας χωρητικότητας λόγω αυτοεκφόρτισης για 1 εβδομάδα.

Σε δοκιμές μπαταρίας, χρησιμοποιούμε ένα κελί από κάθε μάρκα σε κάθε στάδιο. Σε δοκιμές μπαταρίας - τουλάχιστον δύο κελιά από κάθε μάρκα.

Για τη φόρτιση των μπαταριών χρησιμοποιούμε φορτιστή Sanyo NC-MQR02.

Αυτή είναι μια ανάμνηση γρήγορη φόρτισημε έλεγχο αρνητικής τάσης δέλτα και θερμοκρασίας μπαταρίας, επιτρέποντάς σας να φορτίζετε από μία έως τέσσερις (σε αυθαίρετους συνδυασμούς) μπαταρίες ΑΑ, καθώς και μία ή δύο μπαταρίες ΑΑΑ. Το πρώτο μπορεί να φορτιστεί τόσο με ρεύμα 565 mA όσο και με 1275 mA (εάν δεν υπάρχουν περισσότερες από δύο μπαταρίες), το δεύτερο - με ρεύμα 310 mA ανά στοιχείο. Κατά τη διάρκεια πολλών ετών τακτικής χρήσης, αυτός ο φορτιστής έχει αποδείξει πειστικά την υψηλή απόδοση και τη συμβατότητά του με οποιεσδήποτε μπαταρίες, γεγονός που οδήγησε στην επιλογή του για δοκιμή. Για να αποφευχθεί η απώλεια χωρητικότητας λόγω αυτοεκφόρτισης, σε όλες τις δοκιμές εκτός από την ίδια τη δοκιμή αυτοεκφόρτισης, οι μπαταρίες φορτίζονται αμέσως πριν ξεκινήσουν οι μετρήσεις.

Οι μετρήσεις συνεχούς ρεύματος δίνουν μια λογική εικόνα (ένα παράδειγμα φαίνεται στο παραπάνω γράφημα): η τάση στα στοιχεία μειώνεται γρήγορα στα πρώτα λεπτά της δοκιμής, στη συνέχεια φτάνει σε ένα περισσότερο ή λιγότερο σταθερό επίπεδο και στο τέλος της δοκιμής , στο τελευταίο ποσοστό φόρτισης, πέφτει ξανά γρήγορα.

Οι μετρήσεις που χρησιμοποιούν παλμικό ρεύμα είναι κάπως λιγότερο συνηθισμένες. Το παραπάνω σχήμα δείχνει ένα πολύ μεγεθυσμένο τμήμα του γραφήματος που λήφθηκε σε μια τέτοια δοκιμή: οι βυθίσεις τάσης σε αυτό αντιστοιχούν στο φορτίο που ενεργοποιείται και ανεβαίνει στο φορτίο που απενεργοποιείται. Από αυτό το γράφημα είναι εύκολο να υπολογιστεί η εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας: όπως μπορείτε να δείτε, με πλάτος ρεύματος 2,5 A, η τάση πέφτει κατά 0,1 V - κατά συνέπεια, η εσωτερική αντίσταση είναι 0,1/2,5 = 0,04 Ohm = 40 mOhm . Η σημασία αυτής της παραμέτρου θα γίνει πιο ξεκάθαρη στα επόμενα άρθρα μας, στα οποία θα συγκρίνουμε διαφορετικούς τύπους μπαταριών και συσσωρευτών μεταξύ τους - αλλά προς το παρόν θα σημειώσουμε μόνο ότι η υψηλή εσωτερική αντίσταση προκαλεί όχι μόνο μια «βύθιση» τάσης υπό φορτίο, αλλά και απώλεια ενέργειας που συσσωρεύεται στις μπαταρίες για να θερμανθούν.

Σε πλήρη κλίμακα, οι παλμοί συγχωνεύονται μεταξύ τους σε μια συνεχή λωρίδα, το ανώτερο όριο της οποίας αντιστοιχεί στην τάση της μπαταρίας χωρίς φορτίο, το κάτω όριο - με φορτίο. Από το σχήμα αυτής της λωρίδας, μπορείτε να υπολογίσετε όχι μόνο τον χρόνο λειτουργίας του στοιχείου υπό βαρύ παλμικό φορτίο, αλλά και την εξάρτηση της εσωτερικής του αντίστασης από το βάθος εκφόρτισης: για παράδειγμα, όπως μπορείτε να δείτε, σε ένα Sony Ni -Μπαταρία MH η αντίσταση είναι σχεδόν σταθερή και αρχίζει να αυξάνεται μόνο όταν αποφορτιστεί πλήρως. Καλό αποτέλεσμα.

Όπως πιθανότατα θα παρατηρήσουν πολλοί από τους αναγνώστες μας, επιλέξαμε πολύ αυστηρούς τρόπους εκφόρτισης: το ρεύμα των 2,5 A είναι πολύ υψηλό και η παύση των 6 δευτερολέπτων μεταξύ των παλμών δεν επιτρέπει στο στοιχείο να «ξεκουραστεί» σωστά (όπως αναφέραμε παραπάνω, οι μπαταρίες, αφού «ξεκουραστούν για λίγο», μπορούν να αποκαταστήσουν μερικώς τη χωρητικότητά τους). Ωστόσο, αυτό έγινε επίτηδες προκειμένου να φανούν όσο το δυνατόν πιο ξεκάθαρα και ξεκάθαρα οι διαφορές μεταξύ μπαταριών διαφορετικών τύπων και διαφορετική ποιότητα. Για να προσεγγίσουμε πιο ήπιες πραγματικές συνθήκες λειτουργίας, καθώς και στις συνθήκες υπό τις οποίες οι κατασκευαστές μπαταριών μετρούν τη χωρητικότητά τους, προσθέσαμε στη δοκιμή λειτουργίες εκφόρτισης με σχετικά μικρό σταθερό ρεύμα.

Παρεμπιπτόντως, οι ίδιοι οι κατασκευαστές συνήθως υποδεικνύουν τους τρόπους εκφόρτισης με τον ίδιο τρόπο όπως τους τρόπους φόρτισης - ανάλογα με τη χωρητικότητα του στοιχείου. Ας πούμε, οι τυπικές μετρήσεις της χωρητικότητας της μπαταρίας πρέπει να πραγματοποιούνται με ρεύμα 0,2 C - δηλαδή 540 mA για μπαταρία 2700 mAh, 500 mA για μπαταρία 2500 mAh κ.λπ. Ωστόσο, δεδομένου ότι οι μπαταρίες του ίδιου συντελεστή μορφής στις δοκιμές μας έχουν αρκετά παρόμοια χαρακτηριστικά, αποφασίσαμε να τις δοκιμάσουμε σε σταθερά ρεύματα που δεν εξαρτώνται από τη χωρητικότητα της πινακίδας μιας συγκεκριμένης περίπτωσης - αυτό απλοποιεί σημαντικά την παρουσίαση και τη σύγκριση των αποτελεσμάτων.

Και επειδή μιλάμε για χωρητικότητα, αξίζει να αναφέρουμε κάποια απάτη μιας τέτοιας γενικά αποδεκτής μονάδας όπως η αμπερώρα. Το γεγονός είναι ότι η ενέργεια που αποθηκεύεται στην μπαταρία καθορίζεται όχι μόνο από το πόσο καιρό συγκρατούσε ένα δεδομένο ρεύμα, αλλά και από την τάση που είχε ταυτόχρονα - επομένως, είναι προφανές ότι μια μπαταρία λιθίου χωρητικότητας 3 Το Ah και μια τάση 3 B μπορεί να αποθηκεύσει διπλάσια ενέργεια από μια μπαταρία με χωρητικότητα ίδια 3 A*h, αλλά με τάση 1,5 V. Επομένως, είναι πιο σωστό να υποδεικνύεται η χωρητικότητα όχι σε αμπέρ -ώρες, αλλά σε watt-h, λαμβάνοντάς τις μέσω του ολοκλήρωσης της εξάρτησης της τάσης από την μπαταρία από την ώρα εκφόρτισης σε σταθερό ρεύμα. Εκτός από το να λαμβάνουμε φυσικά υπόψη τις διαφορετικές τάσεις λειτουργίας διαφορετικών στοιχείων, αυτή η τεχνική μας επιτρέπει επίσης να λάβουμε υπόψη πόσο καλά το συγκεκριμένο στοιχείο συγκρατούσε την τάση υπό φορτίο. Ας πούμε, εάν δύο μπαταρίες αποφορτίστηκαν στα 0,7 V σε 60 λεπτά, αλλά η πρώτη ήταν στα 1,1 V για το μεγαλύτερο μέρος αυτού του χρόνου και η δεύτερη στα 0,9 V, είναι σαφές ότι η πρώτη έχει μεγαλύτερη πραγματική χωρητικότητα - παρά το γεγονός ότι ο τελικός χρόνος εκφόρτισης είναι ο ίδιος. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό υπό το πρίσμα του γεγονότος ότι οι πιο σύγχρονες ηλεκτρονικές συσκευέςκαταναλώνουν όχι σταθερά ρεύμα, και σταθερό εξουσία– και τα στοιχεία με υψηλή τάση σε αυτά θα λειτουργούν σε πιο ευνοϊκές λειτουργίες.

Πιο κοντά στην πρακτική: παραδείγματα κατανάλωσης ενέργειας

Φυσικά, εκτός από την αφηρημένη δοκιμή των μπαταριών σε ελεγχόμενο φορτίο, μας ενδιέφερε πώς οι πραγματικές συσκευές καταναλώνουν ρεύμα. Για να διευκρινίσουμε αυτό το ζήτημα, κοιτάξαμε γύρω από τον περιβάλλοντα χώρο και επιλέξαμε τυχαία ένα σύνολο αντικειμένων που τροφοδοτούνται από διάφορες μπαταρίες.

Μόνο μέρος αυτού του σετ

Εάν η συσκευή κατανάλωνε περισσότερο ή λιγότερο σταθερό ρεύμα, οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν με ένα συμβατικό ψηφιακό πολύμετρο Uni-Trend UT70D σε λειτουργία αμπερόμετρου. Εάν η κατανάλωση ρεύματος άλλαξε σημαντικά, τη μετρήσαμε συνδέοντας μια διακλάδωση χαμηλής αντίστασης μεταξύ της συσκευής και των μπαταριών που την τροφοδοτούν, η πτώση τάσης της οποίας καταγράφηκε με έναν παλμογράφο Velleman PCSU1000.

Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα:

Λοιπόν, μεταξύ των συσκευών μας υπήρχαν επίσης αρκετά "λαίμαργα" - ένα φλας, μια κάμερα και ένας φακός με μια λάμπα πυρακτώσεως. Εάν ο τελευταίος κατανάλωνε συνεχώς και συνεχώς τα 700 mA, τότε η φύση της κατανάλωσης ενέργειας των δύο πρώτων αποδείχθηκε πιο ενδιαφέρουσα.

Η τιμή της κατακόρυφης διαίρεσης στα παρακάτω παλμογράμματα είναι 200 ​​mA, το μηδέν αντιστοιχεί στην πρώτη διαίρεση από το κάτω μέρος.

ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΚΗ ΜΗΧΑΝΗ
Τιμή διαίρεσης παλμογράφου – 200 mA

Σε κανονική λειτουργία, η Canon PowerShot A510, που τροφοδοτείται από δύο μπαταρίες AA, κατανάλωνε περίπου 800 mA - πολύ, αλλά όχι ρεκόρ. Ωστόσο, όταν είναι ενεργοποιημένη (η πρώτη ομάδα στενών κορυφών στον παλμογράφο), η κίνηση του φακού (η δεύτερη ομάδα κορυφών) και η εστίαση (η τρίτη ομάδα), το ρεύμα μπορεί να αυξηθεί περισσότερο από μιάμιση φορά, έως και 1,2 ...1.4 Α. Αυτό που είναι ενδιαφέρον είναι ότι αμέσως μετά το πάτημα του κλείστρου, η κατανάλωση ενέργειας της κάμερας έπεσε - κατά την εγγραφή ενός καρέ που μόλις τραβήχτηκε σε μονάδα flash, απενεργοποιεί αυτόματα την οθόνη. Ωστόσο, μόλις καταγράφηκε το πλαίσιο, η κατανάλωση ανέβηκε ξανά στα 800 mA.

Photoflash
Τιμή διαίρεσης παλμογράφου – 100 mA

Το φλας Pentax AF-500FTZ (τέσσερα στοιχεία μορφής AA) κατανάλωνε ρεύμα ακόμα πιο ενδιαφέρον: ήταν σχεδόν μηδενικό στις περιόδους μεταξύ των πυροδοτήσεων, αυξήθηκε αμέσως στα 700 mA αμέσως μετά την πυροδότηση (αυτή η στιγμή αποτυπώνεται στο παλμογράφο παραπάνω) και στη συνέχεια για 10. ..15 δευτερόλεπτα μειώθηκαν ομαλά στο μηδέν (η οδοντωτή γραμμή του παλμογράφου οφειλόταν στο γεγονός ότι το φλας καταναλώνει ρεύμα με συχνότητα περίπου 6 kHz). Ταυτόχρονα, το φλας έδειξε μια σαφή σχέση μεταξύ του χρόνου αποσύνθεσης του ρεύματος και της τάσης των στοιχείων που το τροφοδοτούσαν: δεδομένου ότι χρειαζόταν να συσσωρεύει μια συγκεκριμένη ενέργεια κάθε φορά, όσο περισσότερο πέφτει η τάση τροφοδοσίας υπό φορτίο, τόσο περισσότερος χρόνος χρειάστηκε για τη συσσώρευση του υποχρεωτικού αποθεματικού. Αυτό, παρεμπιπτόντως, δείχνει καλά έναν από τους ρόλους της εσωτερικής αντίστασης των μπαταριών - όσο χαμηλότερη είναι, τόσο λιγότερα, τα άλλα πράγματα είναι ίσα, η τάση θα πέσει και τόσο πιο γρήγορα μπορείτε να τραβήξετε την επόμενη λήψη με φλας.

Στα επόμενα άρθρα μας, όπου θα εξετάσουμε συγκεκριμένους τύπους και περιπτώσεις μπαταριών και συσσωρευτών, μια γενική ιδέα των ενεργειακών αναγκών διαφορετικών συσκευών θα μας βοηθήσει να προσδιορίσουμε ποιες μπαταρίες είναι κατάλληλες για αυτές.

Για πενήντα ολόκληρα χρόνια, οι φορητές συσκευές θα μπορούσαν να βασίζονται αποκλειστικά σε τροφοδοτικά νικελίου-καδμίου για να λειτουργούν αυτόνομα. Αλλά το κάδμιο είναι ένα πολύ τοξικό υλικό και στη δεκαετία του 1990, η τεχνολογία νικελίου-καδμίου αντικαταστάθηκε από την πιο φιλική προς το περιβάλλον τεχνολογία υδριδίου νικελίου-μετάλλου. Στην ουσία, αυτές οι τεχνολογίες είναι πολύ παρόμοιες και τα περισσότερα από τα χαρακτηριστικά των μπαταριών νικελίου-καδμίου κληρονομήθηκαν από μπαταρίες νικελίου-υδριδίου μετάλλου. Ωστόσο, για ορισμένες εφαρμογές, οι μπαταρίες νικελίου-καδμίου παραμένουν απαραίτητες και χρησιμοποιούνται ακόμα και σήμερα.

1. Μπαταρίες νικελίου-καδμίου (NiCd)

Εφευρέθηκε από τον Waldmar Jungner το 1899, η μπαταρία νικελίου-καδμίου είχε πολλά πλεονεκτήματα έναντι της μπαταρίας μολύβδου-οξέος, τη μόνη μπαταρία που ήταν τότε διαθέσιμη, αλλά ήταν πιο ακριβή λόγω του κόστους των υλικών. Η ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας ήταν αρκετά αργή, αλλά το 1932 έγινε μια σημαντική ανακάλυψη - ένα πορώδες υλικό με μια δραστική ουσία μέσα άρχισε να χρησιμοποιείται ως ηλεκτρόδιο. Μια περαιτέρω βελτίωση έγινε το 1947 και έλυσε το πρόβλημα της απορρόφησης αερίου, επιτρέποντας τη σύγχρονη σφραγισμένη μπαταρία νικελίου-καδμίου χωρίς συντήρηση.

Για πολλά χρόνια, οι μπαταρίες NiCd έχουν χρησιμεύσει ως πηγές ενέργειας για αμφίδρομα ραδιόφωνα, ιατρικό εξοπλισμό έκτακτης ανάγκης, επαγγελματικές βιντεοκάμερες και ηλεκτρικά εργαλεία. Στα τέλη της δεκαετίας του 1980, εξαιρετικά υψηλής χωρητικότητας Μπαταρίες NiCd, που συγκλόνισε τον κόσμο με χωρητικότητα 60% μεγαλύτερη από αυτή μιας τυπικής μπαταρίας. Αυτό επιτεύχθηκε με την τοποθέτηση περισσότερων δραστική ουσίαστην μπαταρία, αλλά υπήρχαν και ορισμένα μειονεκτήματα - η εσωτερική αντίσταση αυξήθηκε και ο αριθμός των κύκλων φόρτισης/εκφόρτισης μειώθηκε.

Το πρότυπο NiCd παραμένει μία από τις πιο αξιόπιστες και χαμηλές μπαταρίες που είναι διαθέσιμες και η αεροπορική βιομηχανία παραμένει προσηλωμένη σε αυτό το σύστημα. Ωστόσο, η μακροζωία αυτών των μπαταριών εξαρτάται από τη σωστή συντήρηση. Οι μπαταρίες NiCd και εν μέρει NiMH υπόκεινται σε ένα φαινόμενο «μνήμης», το οποίο οδηγεί σε απώλεια χωρητικότητας αν όχι περιοδικά πλήρης κύκλοςαπαλλάσσω. Εάν παραβιαστεί η συνιστώμενη λειτουργία φόρτισης, η μπαταρία φαίνεται να θυμάται ότι σε προηγούμενους κύκλους λειτουργίας η χωρητικότητά της δεν χρησιμοποιήθηκε πλήρως και όταν αποφορτιστεί, απελευθερώνει ηλεκτρισμό μόνο σε ένα ορισμένο επίπεδο. ( Δείτε: Πώς να επαναφέρετε μια μπαταρία νικελίου). Ο Πίνακας 1 παραθέτει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα μιας τυπικής μπαταρίας νικελίου-καδμίου.

Πλεονεκτήματα

Αξιόπιστος; μεγάλος αριθμός κύκλων με σωστή συντήρηση Η μόνη μπαταρία ικανή για εξαιρετικά γρήγορη φόρτιση με ελάχιστη καταπόνηση Καλά χαρακτηριστικά φορτίου, συγχωρεί την υπερβολή τους Μεγάλη διάρκεια ζωής. Δυνατότητα αποθήκευσης σε αποφορτισμένη κατάσταση Δεν υπάρχουν ειδικές απαιτήσεις για αποθήκευση και μεταφορά Καλή απόδοση σε χαμηλές θερμοκρασίες Χαμηλότερο κόστος ανά κύκλο οποιασδήποτε μπαταρίας Διατίθεται σε μεγάλη γκάμα μεγεθών και σχεδίων

Ελαττώματα

Σχετικά χαμηλή ειδική κατανάλωση ενέργειας σε σύγκριση με νεότερα συστήματα Εφέ «μνήμης». την ανάγκη για περιοδική συντήρηση για την αποφυγή της Το κάδμιο είναι τοξικό και απαιτεί ειδική απόρριψη Υψηλή αυτοεκφόρτιση. χρειάζεται επαναφόρτιση μετά την αποθήκευση Χαμηλή τάση κυψέλης 1,2 βολτ, απαιτεί την κατασκευή συστημάτων πολλαπλών κυψελών για την παροχή υψηλής τάσης

Πίνακας 1: Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των μπαταριών νικελίου-καδμίου.

2. Μπαταρίες νικελίου υδριδίου μετάλλου (NiMH)

Η έρευνα για την τεχνολογία υδριδίου νικελίου-μετάλλου ξεκίνησε το 1967. Ωστόσο, η αστάθεια του μεταλλικού υδριδίου εμπόδισε την ανάπτυξη, η οποία με τη σειρά της οδήγησε στην ανάπτυξη του συστήματος νικελίου-υδρογόνου (NiH). Νέα κράματα υδριδίου που ανακαλύφθηκαν τη δεκαετία του 1980 έλυσαν προβλήματα ασφάλειας και κατέστησαν δυνατή τη δημιουργία μιας μπαταρίας με ειδική ενεργειακή πυκνότητα 40% μεγαλύτερη από αυτή του τυπικού νικελίου-καδμίου.

Οι μπαταρίες νικελίου-υδριδίου μετάλλου δεν είναι χωρίς τα μειονεκτήματά τους. Για παράδειγμα, η διαδικασία φόρτισής τους είναι πιο περίπλοκη από το NiCd. Με αυτοεκφόρτιση 20% την πρώτη ημέρα και επακόλουθη μηνιαία απόρριψη 10%, η NiMH κατέχει μία από τις ηγετικές θέσεις στην κατηγορία της. Με την τροποποίηση του κράματος υδριδίου, είναι δυνατό να μειωθεί η αυτοεκφόρτιση και η διάβρωση, αλλά αυτό θα προσθέσει το μειονέκτημα της μείωσης της ειδικής έντασης ενέργειας. Αλλά όταν χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικά οχήματα, αυτές οι τροποποιήσεις είναι πολύ χρήσιμες, καθώς αυξάνουν την αξιοπιστία και αυξάνουν τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

3. Χρήση στο τμήμα καταναλωτών

Οι μπαταρίες NiMH είναι από τις πιο εύκολα διαθέσιμες αυτή τη στιγμή. Οι κολοσσοί του κλάδου όπως η Panasonic, η Energizer, η Duracell και η Rayovac έχουν αναγνωρίσει την ανάγκη για ένα χαμηλού κόστους και μπαταρία μεγάλης διάρκειας, και προσφέρουν τροφοδοτικά νικελίου-υδριδίου μετάλλου σε διαφορετικά μεγέθη, ιδιαίτερα ΑΑ και ΑΑΑ. Οι κατασκευαστές καταβάλλουν μεγάλες προσπάθειες για να κερδίσουν μερίδιο αγοράς από τις αλκαλικές μπαταρίες.

Σε αυτό το τμήμα της αγοράς, οι μπαταρίες νικελίου-υδριδίου μετάλλου είναι μια εναλλακτική λύση στις επαναφορτιζόμενες μπαταρίες. αλκαλικές μπαταρίες, που εμφανίστηκαν το 1990, αλλά λόγω του περιορισμένου κύκλου ζωής τους και των χαρακτηριστικών ασθενούς φορτίου δεν ήταν επιτυχείς.

Ο Πίνακας 2 συγκρίνει το ειδικό ενεργειακό περιεχόμενο, την τάση, την αυτοεκφόρτιση και τον χρόνο λειτουργίας των μπαταριών και των συσσωρευτών στο τμήμα καταναλωτών. Διαθέσιμα σε ΑΑ, ΑΑΑ και άλλα μεγέθη, αυτά τα τροφοδοτικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε φορητές συσκευές. Παρόλο που μπορεί να έχουν ελαφρώς διαφορετικές ονομασίες τάσης, η κατάσταση εκφόρτισης θα εμφανίζεται γενικά στην ίδια πραγματική τιμή τάσης 1 V για όλους. Αυτό το εύρος τάσης είναι αποδεκτό επειδή οι φορητές συσκευές έχουν κάποια ευελιξία όσον αφορά το εύρος τάσης. Το κύριο πράγμα είναι ότι πρέπει να χρησιμοποιήσετε μόνο τον ίδιο τύπο μαζί ηλεκτρικά στοιχεία. Θέματα ασφάλειας και ασυμβατότητες τάσης εμποδίζουν την ανάπτυξη μπαταρίες ιόντων λιθίουσε τυπικά μεγέθη ΑΑ και ΑΑΑ.

Πίνακας 2: Σύγκριση διαφόρων μπαταριών ΑΑ.

* Το Eneloop είναι εμπορικό σήμα της Sanyo Corporation που βασίζεται στο σύστημα NiMH.

Το υψηλό ποσοστό αυτοεκφόρτισης της NiMH αποτελεί πηγή συνεχούς ανησυχίας των καταναλωτών. Ένας φακός ή μια φορητή συσκευή με μπαταρία NiMH θα πεθάνει εάν δεν χρησιμοποιηθεί για αρκετές εβδομάδες. Η πρόταση για φόρτιση της συσκευής πριν από κάθε χρήση είναι απίθανο να βρει κατανόηση, ειδικά στην περίπτωση των φακών που τοποθετούνται ως πηγές εφεδρικού φωτισμού. Το πλεονέκτημα μιας αλκαλικής μπαταρίας με διάρκεια ζωής 10 ετών φαίνεται εδώ αδιαμφισβήτητο.

Οι μπαταρίες νικελίου-υδριδίου μετάλλου της Panasonic και της Sanyo με την επωνυμία Eneloop κατάφεραν να μειώσουν σημαντικά την αυτοεκφόρτιση. Το Eneloop μπορεί να αποθηκευτεί μεταξύ φορτίσεων έξι φορές περισσότερο από το συμβατικό NiMH. Αλλά το μειονέκτημα μιας τέτοιας βελτιωμένης μπαταρίας είναι η ελαφρώς χαμηλότερη ειδική ένταση ενέργειας.

Ο Πίνακας 3 δείχνει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του ηλεκτροχημικού συστήματος νικελίου-υδριδίου μετάλλου. Ο πίνακας δεν περιλαμβάνει τα χαρακτηριστικά της Eneloop και άλλων καταναλωτικών εμπορικών σημάτων.

Πλεονεκτήματα	30-40 τοις εκατό μεγαλύτερη χωρητικότητα σε σύγκριση με το NiCd Λιγότερο επιρρεπές σε εφέ «μνήμης», μπορεί να αποκατασταθεί Απλές απαιτήσεις για αποθήκευση και μεταφορά. έλλειψη ρύθμισης αυτών των διαδικασιών Φιλικό προς το περιβάλλον; περιέχουν μόνο μέτρια τοξικά υλικά Η περιεκτικότητα σε νικέλιο κάνει την ανακύκλωση αυτοσυντηρούμενη Ευρύ φάσμα θερμοκρασιών λειτουργίας
Ελαττώματα	Περιορισμένη διάρκεια ζωής. οι βαθιές εκκενώσεις βοηθούν στη μείωσή της Σύνθετος αλγόριθμος φόρτισης. ευαίσθητο στην υπερφόρτιση Ειδικές απαιτήσεις για τη λειτουργία φόρτισης Δημιουργήστε θερμότητα όταν φορτίζεται γρήγορα και εκφορτίζεται από ένα ισχυρό φορτίο Υψηλή αυτοεκφόρτιση Απόδοση Coulomb στο 65% (σε σύγκριση με ιόντα λιθίου - 99%)

Πίνακας 3: Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των μπαταριών NiMH.

4. Μπαταρίες νικελίου-σιδήρου (NiFe)

Μετά την εφεύρεση της μπαταρίας νικελίου-καδμίου το 1899, ο Σουηδός μηχανικός Waldmar Jungner συνέχισε την έρευνά του και προσπάθησε να αντικαταστήσει το ακριβό κάδμιο με φθηνότερο σίδηρο. Αλλά η χαμηλή απόδοση φόρτισης και ο υπερβολικός σχηματισμός αερίου υδρογόνου τον ανάγκασαν να εγκαταλείψει περαιτέρω ανάπτυξηΜπαταρίες NiFe. Δεν μπήκε καν στον κόπο να πατεντάρει αυτή την τεχνολογία.

Μια μπαταρία σιδήρου-νικελίου (NiFe) χρησιμοποιεί ένυδρο οξείδιο του νικελίου ως κάθοδο, σίδηρο ως άνοδο και σίδηρο ως ηλεκτρολύτη. διάλυμα νερούυδροξείδιο του καλίου. Η κυψέλη μιας τέτοιας μπαταρίας παράγει τάση 1,2 V. Το NiFe είναι ανθεκτικό σε υπερβολική υπερφόρτιση και βαθιά εκκένωση; μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εφεδρική πηγή ενέργειας για περισσότερα από 20 χρόνια. Η αντίσταση στους κραδασμούς και τις υψηλές θερμοκρασίες έχει κάνει αυτή την μπαταρία την πιο χρησιμοποιούμενη στη βιομηχανία εξόρυξης στην Ευρώπη. βρήκε επίσης την εφαρμογή του στην παροχή ισχύος στη σιδηροδρομική σηματοδότηση και χρησιμοποιείται επίσης ως μπαταρία έλξηςγια φορτωτές. Μπορεί να σημειωθεί ότι κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, ήταν μπαταρίες σιδήρου-νικελίου που χρησιμοποιήθηκαν στον γερμανικό πύραυλο V-2.

Το NiFe έχει χαμηλή πυκνότητα ισχύος περίπου 50 W/kg. Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν επίσης κακή απόδοση σε χαμηλές θερμοκρασίες και υψηλό ποσοστό αυτοεκφόρτισης (20-40 τοις εκατό ανά μήνα). Αυτό ακριβώς, σε συνδυασμό με υψηλό κόστοςπαραγωγής, ενθαρρύνει τους κατασκευαστές να παραμείνουν πιστοί στις μπαταρίες μολύβδου-οξέος.

Αλλά το ηλεκτροχημικό σύστημα σιδήρου-νικελίου αναπτύσσεται ενεργά και στο εγγύς μέλλον μπορεί να γίνει εναλλακτική λύση του μολύβδου-οξέος σε ορισμένες βιομηχανίες. Το πειραματικό μοντέλο του lamella φαίνεται πολλά υποσχόμενο, κατάφερε να μειώσει την αυτοεκφόρτιση της μπαταρίας, απέκτησε πρακτικά ανοσία στις βλαβερές συνέπειες της υπερφόρτισης και η διάρκεια ζωής του αναμένεται να είναι 50 χρόνια, η οποία είναι συγκρίσιμη. στη διάρκεια ζωής των 12 ετών μπαταρία μολύβδου οξέοςσε κατάσταση λειτουργίας με βαθιές κυκλικές εκκενώσεις. Η αναμενόμενη τιμή μιας τέτοιας μπαταρίας NiFe θα είναι συγκρίσιμη με την τιμή μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου και μόνο τέσσερις φορές υψηλότερη από την τιμή μιας μπαταρίας μολύβδου-οξέος.

Μπαταρίες NiFe, καθώς και NiCdΚαι NiMH, απαιτούν ειδικούς κανόνες φόρτισης - η καμπύλη τάσης έχει ημιτονοειδές σχήμα. Αντίστοιχα, χρησιμοποιήστε το φορτιστή για μολύβδου οξέοςή ιόν λιθίουη μπαταρία δεν θα λειτουργήσει, μπορεί ακόμη και να προκαλέσει βλάβη. Όπως όλες οι μπαταρίες με βάση το νικέλιο, το NiFe είναι επιρρεπές σε υπερφόρτιση - προκαλεί αποσύνθεση του νερού στον ηλεκτρολύτη και οδηγεί στην απώλειά του.

Μειώθηκε ως αποτέλεσμα σωστή λειτουργίαΗ χωρητικότητα μιας τέτοιας μπαταρίας μπορεί να αποκατασταθεί με την εφαρμογή υψηλών ρευμάτων εκφόρτισης (ανάλογα με την τιμή της χωρητικότητας της μπαταρίας). Αυτή η διαδικασία πρέπει να εκτελείται έως και τρεις φορές με περίοδο αποφόρτισης 30 λεπτών. Θα πρέπει επίσης να παρακολουθείτε τη θερμοκρασία του ηλεκτρολύτη - δεν πρέπει να υπερβαίνει τους 46°C.

5. Μπαταρίες νικελίου-ψευδαργύρου (NiZn)

Μια μπαταρία νικελίου-ψευδαργύρου είναι παρόμοια με μια μπαταρία νικελίου-καδμίου στο ότι χρησιμοποιεί έναν αλκαλικό ηλεκτρολύτη και ένα ηλεκτρόδιο νικελίου, αλλά διαφέρει ως προς την τάση - το NiZn παρέχει 1,65 V ανά στοιχείο, ενώ το NiCd και το NiMH έχουν ονομαστική τιμή 1,20 V ανά στοιχείο. Είναι απαραίτητο να φορτίσετε μια μπαταρία NiZn με συνεχές ρεύμα με τιμή τάσης 1,9 V ανά στοιχείο, αξίζει επίσης να θυμάστε ότι αυτός ο τύπος μπαταρίας δεν έχει σχεδιαστεί για λειτουργία επαναφόρτισης. Η ειδική ενεργειακή ένταση είναι 100 W/kg και ο αριθμός των πιθανών κύκλων είναι 200-300 φορές. Το NiZn δεν περιέχει τοξικά υλικά και μπορεί εύκολα να ανακυκλωθεί. Διατίθεται σε διάφορα μεγέθη, συμπεριλαμβανομένου του ΑΑ.

Το 1901, ο Thomas Edison έλαβε ένα δίπλωμα ευρεσιτεχνίας στις ΗΠΑ για μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία νικελίου-ψευδαργύρου. Τα σχέδιά του βελτιώθηκαν αργότερα από τον Ιρλανδό χημικό James Drumm, ο οποίος τοποθέτησε αυτές τις μπαταρίες σε αυτοκινητάμαξες που έτρεχαν στη διαδρομή Dublin-Bray από το 1932 έως το 1948. Το NiZn δεν αναπτύχθηκε καλά λόγω της υψηλής αυτοεκφόρτισης και του σύντομου κύκλου ζωής που προκαλείται από δενδριτικούς σχηματισμούς, οι οποίοι επίσης συχνά οδηγούσαν σε βραχυκυκλώματα. Αλλά οι βελτιώσεις στη σύνθεση των ηλεκτρολυτών έχουν μειώσει αυτό το πρόβλημα, το οποίο οδήγησε σε εκ νέου εξέταση του NiZn για εμπορική χρήση. Χαμηλό κόστος, υψηλή ισχύς εξόδου και ευρύ φάσμαοι θερμοκρασίες λειτουργίας καθιστούν αυτό το ηλεκτροχημικό σύστημα εξαιρετικά ελκυστικό.

6. Μπαταρίες νικελίου-υδρογόνου (NiH).

Όταν ξεκίνησε η ανάπτυξη μπαταριών νικελίου-υδριδίου μετάλλου το 1967, οι ερευνητές αντιμετώπισαν την αστάθεια των υδριτών μετάλλων, προκαλώντας μια στροφή προς την ανάπτυξη της μπαταρίας νικελίου-υδρογόνου (NiH). Το στοιχείο μιας τέτοιας μπαταρίας περιλαμβάνει έναν ηλεκτρολύτη ενθυλακωμένο σε ένα δοχείο, ηλεκτρόδια νικελίου και υδρογόνου (το υδρογόνο περικλείεται σε έναν χαλύβδινο κύλινδρο υπό πίεση 8207 bar).

Κύριοι τύποι μπαταριών:

Μπαταρίες Ni-Cd Νικελίου-Καδμίου

Για τα εργαλεία μπαταρίας, οι μπαταρίες νικελίου-καδμίου είναι το de facto πρότυπο. Οι μηχανικοί γνωρίζουν καλά τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους, ιδίως οι μπαταρίες νικελίου-καδμίου Ni-Cd περιέχουν κάδμιο, ένα βαρύ μέταλλο αυξημένης τοξικότητας.

Οι μπαταρίες νικελίου-καδμίου έχουν το λεγόμενο «φαινόμενο μνήμης», η ουσία του οποίου είναι ότι κατά τη φόρτιση μιας μη πλήρως αποφορτισμένης μπαταρίας, η νέα της εκφόρτιση είναι δυνατή μόνο στο επίπεδο από το οποίο φορτίστηκε. Με άλλα λόγια, η μπαταρία «θυμάται» το επίπεδο υπολειπόμενης φόρτισης από το οποίο φορτίστηκε πλήρως.

Έτσι, όταν φορτίζετε μια μπαταρία Ni-Cd που δεν είναι πλήρως αποφορτισμένη, η χωρητικότητά της μειώνεται.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για την καταπολέμηση αυτού του φαινομένου. Θα περιγράψουμε μόνο την απλούστερη και πιο αξιόπιστη μέθοδο.

Όταν χρησιμοποιείτε εργαλεία μπαταρίας με μπαταρίες Ni-Cd, θα πρέπει να ακολουθείτε έναν απλό κανόνα: να φορτίζετε μόνο πλήρως αποφορτισμένες μπαταρίες.

Συνιστάται η αποθήκευση των μπαταριών Ni-Cd Νικελίου-Καδμίου σε αποφορτισμένη κατάσταση, συνιστάται η εκφόρτιση να μην είναι βαθιά, διαφορετικά μπορεί να προκαλέσει μη αναστρέψιμες διεργασίες στην μπαταρία.

Πλεονεκτήματα των μπαταριών Ni-Cd Νικελίου-Καδμίου

• Μπαταρίες Ni-Cd Νικελίου-Καδμίου χαμηλής τιμής
• Δυνατότητα παροχής του υψηλότερου ρεύματος φορτίου
• Δυνατότητα γρήγορης φόρτισης μπαταρίας
• Διατηρεί υψηλή χωρητικότητα μπαταρίας έως και -20°C
• Ένας μεγάλος αριθμός κύκλων φόρτισης-εκφόρτισης. Όταν χρησιμοποιούνται σωστά, αυτές οι μπαταρίες λειτουργούν τέλεια και μπορούν να διαρκέσουν έως και 1000 κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης ή περισσότερους.

Μειονεκτήματα των μπαταριών Ni-Cd Νικελίου-Καδμίου

• Σχετικά υψηλό επίπεδο αυτοεκφόρτισης - Η μπαταρία νικελίου-καδμίου Ni-Cd χάνει περίπου το 8-10% της χωρητικότητάς της την πρώτη ημέρα μετά από μια πλήρη φόρτιση.
• Κατά την αποθήκευση Ni-Cd, η μπαταρία νικελίου-καδμίου χάνει περίπου το 8-10% του φορτίου της κάθε μήνα
• Μετά από μακροχρόνια αποθήκευση, η χωρητικότητα μιας μπαταρίας Ni-Cd Νικελίου-Καδμίου αποκαθίσταται μετά από 5 κύκλους εκφόρτισης-φόρτισης.
• Για να παρατείνετε τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας Ni-Cd Nickel-Cadmium, συνιστάται η πλήρης αποφόρτισή της κάθε φορά για να αποφευχθεί το "φαινόμενο μνήμης"

Μπαταρίες Ni-MH Nickel Metal Hydride

Αυτές οι μπαταρίες διατίθενται στο εμπόριο ως λιγότερο τοξικές (σε σύγκριση με το Ni-Cd Μπαταρίες νικελίου-καδμίου) και πιο φιλικό προς το περιβάλλον, τόσο στην παραγωγή όσο και κατά την απόρριψη.

Στην πράξη, οι μπαταρίες νικελίου-υδριδίου μετάλλου Ni-MH επιδεικνύουν πολύ μεγάλη χωρητικότητα με διαστάσεις και βάρος που είναι κάπως μικρότερα από αυτά των τυπικών μπαταριών Ni-Cd Νικελίου-Καδμίου.

Χάρη στη σχεδόν πλήρη εξάλειψη της χρήσης τοξικών βαριά μέταλλαΣτο σχεδιασμό των μπαταριών Ni-MH Nickel-Metal Hydride, μετά τη χρήση, οι τελευταίες μπορούν να απορριφθούν με απόλυτη ασφάλεια και χωρίς περιβαλλοντικές συνέπειες.

Οι μπαταρίες νικελίου-υδριδίου μετάλλου έχουν ελαφρώς μειωμένο «φαινόμενο μνήμης». Στην πράξη, το «φαινόμενο μνήμης» είναι σχεδόν απαρατήρητο λόγω της υψηλής αυτοεκφόρτισης αυτών των μπαταριών.

Όταν χρησιμοποιείτε μπαταρίες νικελίου-υδριδίου μετάλλου Ni-MH, συνιστάται να μην τις αποφορτίζετε πλήρως κατά τη λειτουργία.

Οι μπαταρίες Ni-MH Nickel Metal Hydride θα πρέπει να αποθηκεύονται σε φορτισμένη κατάσταση. Σε μακροχρόνιες (περισσότερο από ένα μήνα) διαλείμματα λειτουργίας, οι μπαταρίες πρέπει να επαναφορτίζονται.

Πλεονεκτήματα των μπαταριών Ni-MH νικελίου υδριδίου μετάλλου

• Μη τοξικές μπαταρίες
• Λιγότερο "φαινόμενο μνήμης"
• Καλή απόδοση σε χαμηλή θερμοκρασία
  
• Υψηλή χωρητικότητα σε σύγκριση με τις μπαταρίες Ni-Cd Νικελίου-Καδμίου

Μειονεκτήματα των μπαταριών Ni-MH νικελίου υδριδίου μετάλλου

• Πιο ακριβός τύπος μπαταριών
• Η τιμή αυτοεκφόρτισης είναι περίπου 1,5 φορές υψηλότερη σε σύγκριση με τις μπαταρίες Ni-Cd Νικελίου-Καδμίου
• Μετά από 200-300 κύκλους εκφόρτισης-φόρτισης, η ικανότητα εργασίας των μπαταριών Ni-MH νικελίου-υδριδίου μετάλλου μειώνεται ελαφρώς
• Οι μπαταρίες Ni-MH NiMH έχουν περιορισμένη διάρκεια ζωής

Μπαταρίες ιόντων λιθίου Li-Ion

Το αναμφισβήτητο πλεονέκτημα των μπαταριών ιόντων λιθίου είναι το σχεδόν αόρατο «φαινόμενο μνήμης».

Χάρη σε αυτό το υπέροχο χαρακτηριστικό Μπαταρία Li-Ionμπορεί να φορτιστεί ή να επαναφορτιστεί ανάλογα με τις ανάγκες. Για παράδειγμα, μπορείτε να επαναφορτίσετε μια μερικώς αποφορτισμένη μπαταρία ιόντων λιθίου πριν από σημαντικές, απαιτητικές ή μακροχρόνιες εργασίες.

Δυστυχώς, αυτές οι μπαταρίες είναι οι πιο ακριβές επαναφορτιζόμενες μπαταρίες. Επιπλέον, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν περιορισμένη διάρκεια ζωής, ανεξάρτητα από τον αριθμό των κύκλων εκφόρτισης-φόρτισης.

Συνοψίζοντας, μπορούμε να υποθέσουμε ότι οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι οι πλέον κατάλληλες για περιπτώσεις συνεχούς εντατικής χρήσης εργαλείων μπαταρίας.

Πλεονεκτήματα των μπαταριών ιόντων λιθίου Li-Ion

• Δεν υπάρχει "εφέ μνήμης" και επομένως είναι δυνατή η φόρτιση και η επαναφόρτιση της μπαταρίας όπως απαιτείται
• Μπαταρίες λιθίου-ιόντων λιθίου υψηλής χωρητικότητας
• Ελαφριές μπαταρίες ιόντων λιθίου Li-Ion
• Ρεκόρ χαμηλό επίπεδο αυτοεκφόρτισης – όχι περισσότερο από 5% το μήνα
• Δυνατότητα γρήγορης φόρτισης μπαταριών Li-Ion Lithium-ion

Μειονεκτήματα των μπαταριών ιόντων λιθίου Li-Ion

• Υψηλό κόστος μπαταριών ιόντων λιθίου Li-Ion
• Μειώνει τον χρόνο λειτουργίας σε θερμοκρασίες κάτω από μηδέν βαθμούς Κελσίου
  
• Περιορισμένη διάρκεια ζωής

Σημείωση

Από την πρακτική χειρισμού μπαταριών ιόντων λιθίου Li-Ion σε τηλέφωνα, κάμερες κ.λπ. Μπορεί να σημειωθεί ότι αυτές οι μπαταρίες διαρκούν κατά μέσο όρο από 4 έως 6 χρόνια και μπορούν να αντέξουν περίπου 250-300 κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Ταυτόχρονα, σημειώνεται με απόλυτη ακρίβεια: περισσότεροι κύκλοι εκφόρτισης-φόρτισης σημαίνουν μικρότερη διάρκεια ζωής των μπαταριών ιόντων λιθίου Li-Ion!

Ακολουθήστε τα νέα στην ομάδα μας VKontakte

Κύριοι τύποι μπαταριών:

Μπαταρίες Ni-Cd Νικελίου-Καδμίου

Για τα εργαλεία μπαταρίας, οι μπαταρίες νικελίου-καδμίου είναι το de facto πρότυπο. Οι μηχανικοί γνωρίζουν καλά τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους, ιδίως οι μπαταρίες νικελίου-καδμίου Ni-Cd περιέχουν κάδμιο, ένα βαρύ μέταλλο αυξημένης τοξικότητας.

Οι μπαταρίες νικελίου-καδμίου έχουν το λεγόμενο «φαινόμενο μνήμης», η ουσία του οποίου είναι ότι κατά τη φόρτιση μιας μη πλήρως αποφορτισμένης μπαταρίας, η νέα της εκφόρτιση είναι δυνατή μόνο στο επίπεδο από το οποίο φορτίστηκε. Με άλλα λόγια, η μπαταρία «θυμάται» το επίπεδο υπολειπόμενης φόρτισης από το οποίο φορτίστηκε πλήρως.

Έτσι, όταν φορτίζετε μια μπαταρία Ni-Cd που δεν είναι πλήρως αποφορτισμένη, η χωρητικότητά της μειώνεται.

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για την καταπολέμηση αυτού του φαινομένου. Θα περιγράψουμε μόνο την απλούστερη και πιο αξιόπιστη μέθοδο.

Όταν χρησιμοποιείτε εργαλεία μπαταρίας με μπαταρίες Ni-Cd, θα πρέπει να ακολουθείτε έναν απλό κανόνα: να φορτίζετε μόνο πλήρως αποφορτισμένες μπαταρίες.

Συνιστάται η αποθήκευση των μπαταριών Ni-Cd Νικελίου-Καδμίου σε αποφορτισμένη κατάσταση, συνιστάται η εκφόρτιση να μην είναι βαθιά, διαφορετικά μπορεί να προκαλέσει μη αναστρέψιμες διεργασίες στην μπαταρία.

Πλεονεκτήματα των μπαταριών Ni-Cd Νικελίου-Καδμίου

• Μπαταρίες Ni-Cd Νικελίου-Καδμίου χαμηλής τιμής
• Δυνατότητα παροχής του υψηλότερου ρεύματος φορτίου
• Δυνατότητα γρήγορης φόρτισης μπαταρίας
• Διατηρεί υψηλή χωρητικότητα μπαταρίας έως και -20°C
• Ένας μεγάλος αριθμός κύκλων φόρτισης-εκφόρτισης. Όταν χρησιμοποιούνται σωστά, αυτές οι μπαταρίες λειτουργούν τέλεια και μπορούν να διαρκέσουν έως και 1000 κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης ή περισσότερους.

Μειονεκτήματα των μπαταριών Ni-Cd Νικελίου-Καδμίου

• Σχετικά υψηλό επίπεδο αυτοεκφόρτισης - Η μπαταρία νικελίου-καδμίου Ni-Cd χάνει περίπου το 8-10% της χωρητικότητάς της την πρώτη ημέρα μετά από μια πλήρη φόρτιση.
• Κατά την αποθήκευση Ni-Cd, η μπαταρία νικελίου-καδμίου χάνει περίπου το 8-10% του φορτίου της κάθε μήνα
• Μετά από μακροχρόνια αποθήκευση, η χωρητικότητα μιας μπαταρίας Ni-Cd Νικελίου-Καδμίου αποκαθίσταται μετά από 5 κύκλους εκφόρτισης-φόρτισης.
• Για να παρατείνετε τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας Ni-Cd Nickel-Cadmium, συνιστάται η πλήρης αποφόρτισή της κάθε φορά για να αποφευχθεί το "φαινόμενο μνήμης"

Μπαταρίες Ni-MH Nickel Metal Hydride

Αυτές οι μπαταρίες προσφέρονται στην αγορά ως λιγότερο τοξικές (σε σύγκριση με τις μπαταρίες Ni-Cd Νικελίου-Καδμίου) και πιο φιλικές προς το περιβάλλον, τόσο στην παραγωγή όσο και κατά την απόρριψη.

Στην πράξη, οι μπαταρίες νικελίου-υδριδίου μετάλλου Ni-MH επιδεικνύουν πολύ μεγάλη χωρητικότητα με διαστάσεις και βάρος που είναι κάπως μικρότερα από αυτά των τυπικών μπαταριών Ni-Cd Νικελίου-Καδμίου.

Χάρη στη σχεδόν πλήρη εξάλειψη της χρήσης τοξικών βαρέων μετάλλων στο σχεδιασμό μπαταριών Ni-MH Nickel-Metal Hydride, οι τελευταίες μπορούν να απορριφθούν με απόλυτη ασφάλεια και χωρίς περιβαλλοντικές συνέπειες μετά τη χρήση.

Οι μπαταρίες νικελίου-υδριδίου μετάλλου έχουν ελαφρώς μειωμένο «φαινόμενο μνήμης». Στην πράξη, το «φαινόμενο μνήμης» είναι σχεδόν απαρατήρητο λόγω της υψηλής αυτοεκφόρτισης αυτών των μπαταριών.

Όταν χρησιμοποιείτε μπαταρίες νικελίου-υδριδίου μετάλλου Ni-MH, συνιστάται να μην τις αποφορτίζετε πλήρως κατά τη λειτουργία.

Οι μπαταρίες Ni-MH Nickel Metal Hydride θα πρέπει να αποθηκεύονται σε φορτισμένη κατάσταση. Σε μακροχρόνιες (περισσότερο από ένα μήνα) διαλείμματα λειτουργίας, οι μπαταρίες πρέπει να επαναφορτίζονται.

Πλεονεκτήματα των μπαταριών Ni-MH νικελίου υδριδίου μετάλλου

• Μη τοξικές μπαταρίες
• Λιγότερο "φαινόμενο μνήμης"
• Καλή απόδοση σε χαμηλή θερμοκρασία
  
• Υψηλή χωρητικότητα σε σύγκριση με τις μπαταρίες Ni-Cd Νικελίου-Καδμίου

Μειονεκτήματα των μπαταριών Ni-MH νικελίου υδριδίου μετάλλου

• Πιο ακριβός τύπος μπαταριών
• Η τιμή αυτοεκφόρτισης είναι περίπου 1,5 φορές υψηλότερη σε σύγκριση με τις μπαταρίες Ni-Cd Νικελίου-Καδμίου
• Μετά από 200-300 κύκλους εκφόρτισης-φόρτισης, η ικανότητα εργασίας των μπαταριών Ni-MH νικελίου-υδριδίου μετάλλου μειώνεται ελαφρώς
• Οι μπαταρίες Ni-MH NiMH έχουν περιορισμένη διάρκεια ζωής

Μπαταρίες ιόντων λιθίου Li-Ion

Το αναμφισβήτητο πλεονέκτημα των μπαταριών ιόντων λιθίου είναι το σχεδόν αόρατο «φαινόμενο μνήμης».

Χάρη σε αυτή την αξιοσημείωτη ιδιότητα, η μπαταρία Li-Ion μπορεί να φορτιστεί ή να επαναφορτιστεί ανάλογα με τις ανάγκες, ανάλογα με τις ανάγκες. Για παράδειγμα, μπορείτε να επαναφορτίσετε μια μερικώς αποφορτισμένη μπαταρία ιόντων λιθίου πριν από σημαντικές, απαιτητικές ή μακροχρόνιες εργασίες.

Δυστυχώς, αυτές οι μπαταρίες είναι οι πιο ακριβές επαναφορτιζόμενες μπαταρίες. Επιπλέον, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν περιορισμένη διάρκεια ζωής, ανεξάρτητα από τον αριθμό των κύκλων εκφόρτισης-φόρτισης.

Συνοψίζοντας, μπορούμε να υποθέσουμε ότι οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι οι πλέον κατάλληλες για περιπτώσεις συνεχούς εντατικής χρήσης εργαλείων μπαταρίας.

Πλεονεκτήματα των μπαταριών ιόντων λιθίου Li-Ion

• Δεν υπάρχει "εφέ μνήμης" και επομένως είναι δυνατή η φόρτιση και η επαναφόρτιση της μπαταρίας όπως απαιτείται
• Μπαταρίες λιθίου-ιόντων λιθίου υψηλής χωρητικότητας
• Ελαφριές μπαταρίες ιόντων λιθίου Li-Ion
• Ρεκόρ χαμηλό επίπεδο αυτοεκφόρτισης – όχι περισσότερο από 5% το μήνα
• Δυνατότητα γρήγορης φόρτισης μπαταριών Li-Ion Lithium-ion

Μειονεκτήματα των μπαταριών ιόντων λιθίου Li-Ion

• Υψηλό κόστος μπαταριών ιόντων λιθίου Li-Ion
• Μειώνει τον χρόνο λειτουργίας σε θερμοκρασίες κάτω από μηδέν βαθμούς Κελσίου
  
• Περιορισμένη διάρκεια ζωής

Σημείωση

Από την πρακτική χειρισμού μπαταριών ιόντων λιθίου Li-Ion σε τηλέφωνα, κάμερες κ.λπ. Μπορεί να σημειωθεί ότι αυτές οι μπαταρίες διαρκούν κατά μέσο όρο από 4 έως 6 χρόνια και μπορούν να αντέξουν περίπου 250-300 κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Ταυτόχρονα, σημειώνεται με απόλυτη ακρίβεια: περισσότεροι κύκλοι εκφόρτισης-φόρτισης σημαίνουν μικρότερη διάρκεια ζωής των μπαταριών ιόντων λιθίου Li-Ion!

Ακολουθήστε τα νέα στην ομάδα μας VKontakte

Ίσως δεν το γνωρίζουν όλοι αυτό σε όλους διάφορα σχήματαΟι μπαταρίες για ηλεκτρικά εργαλεία χειρός περιέχουν τυποποιημένες τράπεζες με τάση 1,2 V και διάφορες ισχύς. Το μόνο που έχει σημασία είναι το μέγεθος του κουτιού (και κυκλοφορούν στα 2 πιο συνηθισμένα μεγέθη) και η ισχύς που μετριέται σε αμπέρ ή χιλιοστά αμπέρ. Όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα της μπαταρίας, τόσο περισσότερο θα λειτουργεί το εργαλείο με μία φόρτιση.

Πρώτα απ 'όλα, δείτε τι γράφει στη θήκη της μπαταρίας. Χρειάζεται να γνωρίζουμε μόνο τρεις αξίες. Αυτός είναι ο τύπος μπαταρίας (Ni-Cd ή Ni-MH ή LI-Ion), η τάση (συνήθως 12V ή 14,4V 18v 24V) και η χωρητικότητα της μπαταρίας (κάτι σαν 1200mA 1.2A 2000mA 2400mA, κ.λπ.) φθηνά μοντέλαΥποδεικνύεται μόνο η τάση. Αυτό σχεδόν πάντα σημαίνει νικέλιο κάδμιο SC στα 1200 mA Για να διευκρινιστεί, θα χρειαστεί αποσυναρμολόγηση της θήκης.

Αν είχεςNi-Cdμπαταρίες, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μόνο τις ίδιεςNi-Cdαν και ένα όργανο υψηλής ποιότητας είχε τον ίδιο φορτιστή και φόρτιζε και τους δύο τύπους. Και ακόμη περισσότερο με έναν προϋπολογισμό, το κύριο πράγμα είναι να υπολογίσετε σωστά τον χρόνο φόρτισης.

Αν είχεςNi-MHτόσο Ni-MH όσο και Ni-Cd

Αν είχεςLi-Ionμπορούν να χρησιμοποιηθούν μπαταρίεςΜόνο Li-Ion.

Αυτό οφείλεται στον τύπο των φορτιστών για το μοντέλο του εργαλείου σας. Αν και, όπως έχει δείξει η πρακτική, οι μπαταρίες NI-MH φορτίζουν τέλεια όλους τους φορτιστές.

Τα δοχεία που στέκονται στο μπλοκ συγκολλούνται σε σειρά, διαιρούμε την τάση του μπλοκ με 1,2 και παίρνουμε τον αριθμό των κουτιών που στέκονται μέσα στο μπλοκ. Γνωρίζοντας τον αριθμό, τον τύπο και τη χωρητικότητα των μπαταριών, εξετάζουμε την τιμή για 1 τεμάχιο και αποφασίζουμε αν το παιχνίδι αξίζει το κερί) Για ένα εργαλείο υψηλής ποιότητας, σίγουρα ναι, για κινέζικα μοντέλα προϋπολογισμούτο κόστος μπορεί να είναι δύο έως τρεις φορές υψηλότερο από την τιμή ενός νέου μέσου. Αλλά θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι συλλέγονται από κανονικές μπαταρίεςη μονάδα θα λειτουργεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, ενώ ένα νέο εργαλείο προϋπολογισμού θα σφίξει 5-10 βίδες και θα απαιτήσει φόρτιση.

Εάν αποφασίσετε να ξαναφτιάξετε την μπαταρία, πρέπει να αποσυναρμολογήσετε τη θήκη και να αφαιρέσετε τα δοχεία που έχουν συγκολληθεί μεταξύ τους. Οι περισσότερες θήκες συναρμολογούνται χρησιμοποιώντας βίδες με αυτοκόλλητη τομή, αλλά μπορούν επίσης να κολληθούν ή να χρησιμοποιηθούν βίδες με αστερίσκο, οπότε θα πρέπει να αγοράσετε ένα ειδικό κατσαβίδι. Κοιτάξτε τι αναγράφεται στα ίδια τα κουτάκια. Αυτά μπορεί να είναι βαρέλια 4/5 SC ή απλά SC. (Μπορείτε να τα μετρήσετε με ύψος, μήκος SC 42mm, 4/5 SC 32mm) Για αντικατάσταση, προσφέρουμε τα καλύτερα μοντέλα για σήμερα σε σχέση τιμής/χωρητικότητας. Για μπαταρίες 4/5 SC αυτές είναι τράπεζες χωρητικότητας 1200 mAh σε ή. Η επίδραση του κελύφους στη διάρκεια ζωής δεν αποκαλύφθηκε. Για πλήρεις μπαταρίες SC, αυτές είναι τράπεζες χωρητικότητας ή.

Τώρα όσον αφορά τη σύνδεση των κουτιών μεταξύ τους. Στο εργοστάσιο, αυτό γίνεται με συγκόλληση εξ επαφής. Θα πρέπει να τα κολλήσουμε. Επαναφορτιζομενες ΜΠΑΤΑΡΙΕΣΔεν τους αρέσει η υπερθέρμανση, επομένως πρέπει να κολλήσετε γρήγορα με ένα ισχυρό συγκολλητικό σίδερο με κοντή άκρη. Είναι καλύτερα να χρησιμοποιείτε ροές φωσφορικό οξύ. Με τη βοήθειά του, οι ίδιες οι μπαταρίες μπορούν εύκολα να συντηρηθούν και οι βραχυκυκλωτήρες είναι καλύτερα να κατασκευάζονται από σύρμα χαλκού. Μετά το σέρβις, ξεπλύνετε το οξύ με νερό για να μην διαβρώσει τον σύνδεσμο. Το καλώδιο μπορεί να ληφθεί από ένα παλιό καλώδιο οικιακής κεραίας, αυτό είναι αυτό που πηγαίνει κατά μήκος της οθόνης ή μπορείτε να αγοράσετε καλώδιο στερέωσης, είναι εύκολο να συγκολληθεί και είναι φθηνό. Σε κάθε περίπτωση, είναι καλύτερο να πειραματιστείτε πρώτα με ένα παλιό κουτί και να προσπαθήσετε να κολλήσετε σε αυτό.

Όσον αφορά τον χρόνο φόρτισης, υπολογίζεται συχνότερα χρησιμοποιώντας τον τύπο - Η χωρητικότητα της μπαταρίας διαιρείται με το ρεύμα του φορτιστή (που υποδεικνύεται στο τροφοδοτικό) και πολλαπλασιάζεται επί 1,5. Για παράδειγμα, εγκαταστήσατε τράπεζες στα 2000 mA και το τροφοδοτικό σας είναι 400 mA (Τάση σε σε αυτήν την περίπτωσηδεν πειράζει.) (2000/400)*1,5=7,5 ώρες.

Εδώ είναι εν συντομία όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για να επαναφέρετε παλιά μπαταρίαμόνος του.

Ο πελάτης μας έγραψε επίσης μια πολύ κατατοπιστική κριτική σχετικά με την ανακατασκευή μιας μπαταρίας χρησιμοποιώντας κυψέλες GP 2000mA SC. Μπορείτε να το διαβάσετε

Ενημέρωση από τον Νοέμβριο του 2012.

Ο αριθμός των προβολών του άρθρου από το 2009 ήταν περισσότερες από 12.000 Ποιος θα πίστευε ότι ένα σημείωμα που γράφτηκε για εμάς θα ήταν τόσο χρήσιμο στον κόσμο. Τι έχει αλλάξει από τότε; Πρώτον, οι μπαταρίες GP της σειράς Sub-C NI-Cd έχουν εξαφανιστεί εντελώς από την αγορά. Κρίμα, η σχέση τιμής-ποιότητας ήταν εξαιρετική.

Σήμερα προσφέρουμε μπαταρίες της Energy Technology, οι οποίες είναι καλής ποιότητας και σε χαμηλή τιμή.

Έχουμε επίσης τη δυνατότητα να συγκολλήσουμε μπαταρίες χρησιμοποιώντας συγκόλληση με αντίσταση. Αυτό είναι υψηλής ποιότητας και σωστό. Το κόστος ανακατασκευής μπαταριών για ένα κατσαβίδι δεν είναι σταθερό . 6 μήνες εγγύηση. Μπορείτε να μάθετε περισσότερα για τις τιμές ακολουθώντας τον σύνδεσμο σε οποιαδήποτε σελίδα του ιστότοπου.

Για οποιεσδήποτε ερωτήσεις, επικοινωνήστε μαζί μας μέσω email [email προστατευμένο]