Nimh аккумуляторы – источники питания, которые относят к щелочным АКБ. Они схожи с никель-водородными аккумуляторными батареями. Но уровень их энергетической емкости больше.

Внутренний состав аккумуляторов ni mh схож с составом никель-кадмиевых источников питания. Для подготовки плюсового вывода используют такой химический элемент, никель, минусового – сплав, который включает водородные металлы поглощающего типа.

Выделяют несколько типовых конструкций никель металл гидридных АКБ:

• Цилиндр. Для разделения токопроводящих выводов использован сепаратор, которому задана форма цилиндра. На крышке сосредоточен аварийный клапан, который приоткрывается при существенном повышении давления.
• Призма. В таком никель металл гидридном аккумуляторе электроды сосредоточены поочередно. Для их разделения применен сепаратор. Для размещения основных элементов используется корпус, подготовленный из пластика или специального сплава. Для контроля давления в состав крышки вводят клапан либо датчик.

Среди достоинств такого источника питания выделяют:

• Удельные энергетические параметры источника питания возрастают в процессе эксплуатации.
• При подготовке токопроводящих элементов не используется кадмий. Поэтому проблем с утилизацией АКБ не возникает.
• Отсутствие своеобразного «эффекта памяти». Поэтому необходимости в увеличении емкости нет.
• Дабы справиться с разрядным напряжением (снизить его), специалисты выполняют разрядку агрегата до 1 В 1–2 раза в месяц.

Среди ограничений, которые имеют отношение к аккумуляторам никель металлгидридным, выделяют:

• Соблюдение установленного интервала рабочих токов. Превышение этих показателей приводит к стремительному разряду.
• Эксплуатация источник питания этого типа в сильные морозы не допускается.
• В состав АКБ вводят термические предохранители, с помощью которых определяют перегрев агрегата, повышение уровня температуры до критического показателя.
• Склонность к саморазряду.

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.

Для заряда nimh аккумуляторов в быстром режиме устанавливается напряжение от 0,8 до 8 вольт.

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.

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.

Восстановление никель металлогидридных источников питания

Процесс восстановления ni mh аккумуляторов заключается в ликвидации последствий «эффекта памяти», которые связаны с потерей емкости. Вероятность возникновения такого эффекта увеличивается, если часто осуществлять неполную зарядку агрегата. Аппаратом фиксируется нижняя граница, после чего емкость снижается.

Перед тем как восстановить источник питания, подготавливаются такие предметы:

• Лампочка требуемой мощности.
• Зарядник. Перед применением важно уточнить, можно ли использовать зарядник для разрядки.
• Вольтметр или мультиметр для установления напряжения.

К аккумуляторной батареи своими руками подводят лампочку либо же зарядник, который оснащен соответствующим режимом, дабы полностью ее разрядить. После этого включается режим зарядки. Численность циклов восстановления зависит от того, в течение какого срока не эксплуатировалась АКБ. Процесс тренировки рекомендуют повторять 1–2 раза в течение месяца. Кстати, восстанавливаю таким способом те источники, которые потеряли 5–10 процентов от общей емкости.

Для вычисления утраченной емкости используют достаточно простой способ. Так, аккумуляторную батарею полностью заряжают, после чего его разряжают и измеряют емкость.

Этот процесс существенно упроститься, если пользоваться зарядным устройством, с помощью которого можно контролировать и уровень напряжения. Такие агрегаты выгодно использовать еще и потому, что вероятность глубокого разряда сокращается.

Если степень заряженности никелевых металлогидридных батарей не установлена, то подводить лампочку необходимо осторожно. С помощью мультиметра контролируется уровень напряжения. Только так предотвращается вероятность полного разряда.

Опытные специалисты проводят, как восстановление одного элемента, так и целого блока. В период зарядки проводят выравнивание имеющегося заряда.

Восстановление источника питания, который эксплуатировался в течение 2–3 лет, при полном заряде, разряде не всегда приносит ожидаемый результат. Все потому, что электролитический состав и токопроводящие выводы постепенно меняются. Перед применением таких устройств выполняется восстановление электролитического состава.

Просмотрите видео про восстановление такого аккумулятора.

Правила использования никель-металлогидридных аккумуляторных батарей

Продолжительность эксплуатации ni mh аккумуляторов во многом зависит от того, не допускается ли перегрев или существенный перезаряд источника питания. Дополнительно мастера советуют учитывать следующие правила:

• Вне зависимости от того, сколько будут храниться источники питания, их обязательно заряжают. Процент заряда должен составлять не менее 50 от общей емкости. Только в этом случае проблем во время хранения и обслуживания не будет.
• Аккумуляторные батареи такого типа отличаются чувствительностью к перезарядке, к чрезмерному нагреву. Эти показатели пагубно сказываются на продолжительности использования, величине токоотдачи. Для этих источников питания требуются специальные зарядники.
• Проводить тренировочные циклы для никель-металлогидридных источников питания необязательно. При помощи проверенного зарядника потерянная емкость восстанавливается. Численность восстановительных циклов во многом зависит от того, в каком состоянии агрегат.
• Между циклами восстановления обязательно делают перерывы, а также изучают, как зарядить АКБ эксплуатируемое. Этот временной промежуток требуется, дабы агрегат остыл, уровень температуры опустился до требуемого показателя.
• Процедура подзарядки или тренировочного цикла проводится только в приемлемом температурном режиме: +5-+50 градусов. Если превышать этот показатель, то вероятность стремительного выхода из строя повышается.
• При подзарядке следят за тем, чтобы напряжение не опускалось ниже, чем 0,9 вольта. Ведь некоторые зарядники не осуществляют зарядку, если это значение минимальное. В таких случаях допускается подведение внешнего источника для восстановления питания.
• Циклическое восстановление проводят при условии, что есть определенный опыт. Ведь не все зарядные устройства можно использовать для разрядки аккумулятора.
• Процедура хранения включает ряд простых правил. Не допускается хранение источника питания на открытом воздухе или в помещениях, в которых уровень температуры снижается до 0 градусов. Это провоцирует застывание электролитического состава.

Если единовременно осуществляется зарядка не одного, а нескольких источников питания, то степень заряженности поддерживается на установленном уровне. Поэтому неопытные потребители осуществляют восстановление АКБ отдельно.

Nimh аккумуляторы – эффективные источники питания, которыми активно пользуются для комплектации различных устройств и агрегатов. Они выделяются определенными преимуществами, особенности. Перед их эксплуатацией обязателен учет основных правил использования.

Видео про Nimh аккумуляторы

Из опыта эксплуатации

NiMH элементы широко рекламируются, как элементы с высокой энергоемкостью, не боящиеся холода и не имеющие памяти. Купив цифровую фотокамеру Canon PowerShot A 610 , я естественно снабдил ее емкой памятью на 500 снимков высшего качества, а для увеличения продолжительности съемок купил 4 NiMH элемента емкостью 2500 ма* час фирмы Duracell .

Сравним характеристики выпускаемых промышленностью элементов:

Параметры		Ионно-литиевые Li-ion	Никель-кадмиевые NiCd	Никель- металл-гидридные NiMH	Свинцово-кислотные Pb
Длительность службы, циклов зарядки/разрядки		1-1,5 года	500-1000		3 00-5000
Энергетическая емкость, Вт*ч/кг
Ток разряда, мA*емкость аккумулятора
Напряжение одного элемента, В
Скорость саморазряда		2-5% в месяц	10% за первые сутки, 10% за каждый последующий месяц	в 2 раз выше NiCd	40% в год
Диапазон допустимых температур, градусы Цельсия	зарядки
	разрядки		-20... +65
Диапазон допустимых напряжений, В		2,5-4,3 (коксовые) , 3,0-4,3 (графитовые)			5,25-6,85 (для батарей 6 В), 10,5-13,7 (для батарей 12 В)

Таблица 1.

Из таблицы видим NiMH элементы обладают высокой энергетической емкостью, что делает их предпочтительными при выборе.

Для ихзарядки было куплено интеллектуальное зарядное устройство DESAY Full-Power Harger обеспечивающее зарядку NiMH элементов с их тренировкой. Элементы оно заряжались качественно, но... Однако на шестой зарядке оно приказало долго жить. Выгорела электроника.

После замены зарядного устройства и нескольких циклов заряд-разряд, аккумуляторы стали садиться на втором - третьем десятке снимков.

Оказалось, что не смотря на заверения, NiMH элементы тоже обладают памятью.

А большинство современных портативных устройств их использующих, имеют встроенную защиту, отключающую питание при достижении некоторого минимального напряжения. Это не позволяет выполнить полную разрядку аккумулятора. Тут и начинает играть свою роль память элементов. Не полностью разряженные элементы получают неполный заряд и их емкость падает с каждой перезарядкой.

Качественные зарядные устройства позволяют выполнять зарядку без потери емкости. Но что-то я не смог найти в продаже такого для элементов емкостью 2500маh . Остается периодически проводить их тренировку.

Тренировка NiMH элементов

Все написанное ниже не относится к элементам аккумуляторной батареи имеющим сильный саморазряд . Их можно только выбросить, опыт показывает, тренировке они не поддаются.

Тренировка NiMH элементов заключается в нескольких (1-3) циклах разрядки - зарядки.

Разрядка выполняется до снижения напряжения на аккумуляторном элементе до 1В. Желательно разряжать элементы индивидуально. Причина в том, что способность принимать заряд может быть различна. И она усиливается при зарядке без тренировки. Поэтому происходит к преждевременное срабатывание защиты по напряжению вашего устройства (плеера, фотоаппарата, ...) и последующей зарядке неразряженного элемента. Результат этого нарастающая потеря емкости.

Разрядку необходимо выполнять в специальном устройстве (Рис.3), которое позволяет выполнять ее индивидуально для каждого элемента. Если нет контроля напряжения, то разрядка выполнялась до заметного снижения яркости лампочки.

А если Вы засечете время горения лампочки вы сможете определить емкость аккумулятора, она вычисляется по формуле:

Емкость = Ток разрядки х Время разрядки = I х t (А * час)

Аккумулятор емкостью 2500 ма час способен отдавать в нагрузку ток 0,75 А в течении 3,3 часа, если полученное в результате разрядки время меньше, соответственно и меньше остаточная емкость. И при уменьшении емкости Вам необходимой надо продолжить тренировку аккумулятора.

Сейчас для разрядки элементов аккумуляторов я применяю устройство изготовленное по схеме показанной на рис.3.

Оно изготовлено из старого зарядного устройства и выглядит так:

Только теперь лампочек 4 штуки, как в рис.3. О лампочках надо сказать отдельно. Если лампочка имеет ток разрядки равный номинальному для данного аккумулятора или несколько меньший ее можно использовать как нагрузку и индикатор, иначе лампочка только индикатор. Тогда резистор должен иметь такую величину, чтобы суммарное сопротивление El 1-4 и параллельного ей резистора R 1-4 было порядка 1,6 Ом.Замена лампочки на светодиод недопустима.

Пример лампочки которая может быть использована в качестве нагрузки - это криптоновая лампочка для карманного фонаря на 2,4 В.

Особый случай.

Внимание! Производители не гарантируют нормальную работу аккумуляторов при зарядных токах превышающих ток ускоренной зарядки I зар 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.

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.

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!

ВведениеНесмотря на широкое распространение литий-ионных аккумуляторов в малогабаритных устройствах – плеерах, мобильных телефонах, дорогих беспроводных мышках – обычные батарейки формата AA пока не собираются сдавать позиции. Они дёшевы, их можно купить в любом киоске, наконец, сделав питание от стандартных батареек, производитель устройства может переложить заботу об их смене (или, в случае аккумуляторов, зарядке) на пользователя и тем самым сэкономить ещё несколько долларов.

Батарейки формата AA используются в большинстве недорогих беспроводных мышек, практически во всех беспроводных клавиатурах, в пультах дистанционного управления, в недорогих фотоаппаратах-«мыльницах» и дорогих профессиональных фотовспышках, в фонарях и детских игрушках... в общем, перечислять можно долго.

И всё чаще эти батарейки заменяются аккумуляторами, как правило – никель-металлгидридными, имеющими паспортную ёмкость от 2500 до 2700 мА*ч и рабочее напряжение 1,2 В. Идентичные с батарейками габариты и близкое напряжение позволяют без проблем устанавливать их практически в любое устройство, изначально рассчитанное на батарейки. Выгода очевидна: мало того, что один аккумулятор выдерживает несколько сотен циклов перезарядки, так ещё и ёмкость его при хоть сколь-нибудь серьёзной нагрузке оказывается ощутимо выше, чем у батареек . А значит, вы не только сэкономите деньги, но ещё и получите более «долгоиграющее» устройство.

В сегодняшней же статье мы рассмотрим – и проверим на практике – 16 аккумуляторов разных производителей и с разными параметрами, чтобы определиться, какие же из них стоит покупать. В частности, не останутся без внимания и не столь давно появившиеся в продаже аккумуляторы с уменьшенным током саморазряда, способные месяцами лежать в заряженном состоянии – и оставаться готовыми к использованию в любую минуту.

Напомним нашим читателям, что устройство и базовые особенности различных типов элементов питания, а также вопросы выбора зарядных устройств для Ni-MH аккумуляторов мы уже описывали ранее .

Методика тестирования

Подробное описание методики можно найти в отдельной статье, целиком посвящённой этой теме: «».

Если же говорить вкратце, то для тестирования аккумуляторов нами используется зарядное устройство Sanyo MQR-02 (четыре независимых канала заряда, ток 565 мА), четырёхканальная стабилизированная нагрузка собственного изготовления, позволяющая испытывать одновременно четыре аккумулятора, а также самописец Velleman PCS10, с помощью которого строится график зависимости напряжения на аккумуляторах от времени.

Все аккумуляторы перед испытаниями проходят тренировку – два полных цикла заряд-разряд. Измерение ёмкости аккумуляторов начинается сразу после зарядки – за исключением теста на ток саморазряда, перед которым аккумуляторы выдерживаются в течение недели при комнатной температуре без нагрузки. В большинстве тестов каждая модель представлена двумя экземплярами, но в некоторых случаях – на аккумуляторах GP и Philips, показавших неожиданно плохие результаты – мы перепроверяли измерения на четырёх аккумуляторах. Впрочем, каких-либо серьёзных расхождений между разными экземплярами не было ни в одном из тестов.

Так как кривые напряжения у большинства аккумуляторов схожи – исключением в сегодняшней статье стала лишь продукция NEXcell – мы приводим результаты измерения только в ампер-часах (А*ч). Перевод их в ватт-часы по указанной причине на расстановку сил не повлияет.

Ansmann Energy Digital (2700 мА*ч)

Открывает нашу статью марка аккумуляторов, не очень часто встречающаяся в магазинах, но при этом достаточно известная и пользующаяся хорошей репутацией среди фотографов.

Тем не менее, выступили аккумуляторы Ansmann не более чем средне – в общем зачёте ни в одном из тестов они не поднялись даже до середины итоговой таблицы. Отставание от лидеров по ёмкости составило около 15–20 %. Впрочем, других проблем с ними не было.

Ansmann Energy Digital (2850 мА*ч)

Более ёмкая версия предыдущих аккумуляторов, внешне, на первый взгляд, отличающаяся только надписью на корпусе.

Впрочем, при внимательном рассмотрении отличия оказались более существенными:

Как вы видите на фотографии, корпус у старшей модели немного крупнее, нежели у младшей, а плюсовой контакт сделан, наоборот, короче, чтобы сохранить общие габариты аккумулятора неизменными. К сожалению, в некоторых устройствах, в которых плюсовой контакт в батарейном отсеке утоплен (чтобы не допустить случайной переполюсовки аккумуляторов), Ansmann Energy Digital 2850 могут просто не заработать – они упрутся в корпус устройства и попросту не достанут до его плюсового контакта. К слову, одним из таких устройств оказался наш тестовый стенд: чтобы протестировать эти аккумуляторы, пришлось подкладывать металлические пластинки под плюсовой контакт.
Но стоит ли овчинка выделки?.. По результатам тестов, аккумуляторы Ansmann Digital Energy 2850 хоть и опередили младшую модель этой же компании, но в общем зачёте выше четвёртого места подняться не смогли, да и четвёртое-то заняли в довольно специфическом тесте.

Ansmann Energy Max-E (2100 мА*ч)

Сравнительно маленькая ёмкость этих аккумуляторов объясняется тем, что они относятся к новому классу элементов питания – Ni-MH аккумуляторам с уменьшенным током саморазряда. Как известно, у обычных аккумуляторов при хранении ёмкость плавно снижается, так что, полежав несколько месяцев, они разрядятся до нуля. Max-E же должны держать заряд на протяжении куда большего времени, то есть месяцев, а то и лет – это позволяет, во-первых, эффективно использовать их в устройствах с маленьким энергопотреблением (например, часах, пультах дистанционного управления и так далее), во-вторых, при необходимости использовать сразу после покупки, без предварительной зарядки.

Внешне аккумуляторы вполне обычные. Габариты – стандартные, проблем совместимости с какими-либо устройствами у них не будет.
К обычному набору тестов мы добавили ещё один: разрядку аккумулятора током 500 мА без предварительной зарядки. Трудно сказать, сколько времени они добирались от производителя до магазина, а потом лежали в магазине перед тем, как их купили мы – но результат налицо: только что купленные аккумуляторы имели остаточную ёмкость около 1,5 А*ч. Обычные аккумуляторы такой тест просто не проходили: без предварительной зарядки их ёмкость оказывалась близкой к нулю.

Camelion High Energy NH-AA2600 (2500 мА*ч)

Нет, в заголовке не опечатка: несмотря на число «2600» в названии, на самом деле паспортная типовая ёмкость этих аккумуляторов – 2500 мА*ч.

На корпусе аккумуляторов это указано прямым текстом – правда, очень мелким шрифтом.
Более того, в большинстве тестов аккумуляторы Camelion уверенно заняли последнее место, продемонстрировав реальную ёмкость менее 2000 мА*ч (мы тестировали два аккумулятора Camelion одновременно – результат у них получился одинаковым). На разрядных кривых при этом нет ничего необычного – они выглядят ровно так, как должны выглядеть графики для аккумулятора с ёмкостью 2000 мА*ч. Попытки с лупой найти на этикетке ещё более мелкий шрифт, объясняющий полученный результат, успехом не увенчались.

Duracell (2650 мА*ч)

Марка Duracell на рынке элементов питания известна прекрасно – вряд ли будет легко найти человека, который бы про неё не слышал. Однако, судя по конструкции аккумуляторов, Duracell делает их не сам – они чрезвычайно похожи на продукцию Sanyo.

Результат аккумуляторы Duracell показали неплохой: несмотря на не самую высокую паспортную ёмкость, в одном случае они смогли даже добраться до тройки лидеров.

Energizer (2650 мА*ч)

Ровно такая же конструкция, и даже дизайн этикетки в чём-то похож – перед нами снова аккумуляторы производства Sanyo, но на этот раз продающиеся под маркой Energizer.

Результат оказался потрясающим: несмотря на участие в тестировании моделей аккумуляторов с паспортной ёмкостью вплоть до 2850 мА*ч, аккумуляторы Energizer с их, казалось бы, скромными 2650 мА*ч в двух нагрузочных тестах из трёх заняли первое место!

GP «2700 Series» 270AAHC (2600 мА*ч)

Ещё одна «не опечатка» в заголовке: несмотря на двукратный намёк на ёмкость 2700 мА*ч, на самом деле аккумуляторы GP 270AAHC имеют паспортную типовую ёмкость 2600 мА*ч.

Как водится, об этом написано мелким шрифтом – немного ниже большого, почти во весь корпус, числа «2700».
Результат же в общем зачёте оказался невелик: восьмое место в тестах с большой нагрузкой и лишь предпоследнее, с ёмкостью, едва превышающей 2000 мА*ч, – при нагрузке 500 мА.

GP ReCyko+ 210AAHCB (2050 мА*ч)

ReCyko+ – ещё одна серия аккумуляторов с небольшим током саморазряда, готовых к использованию сразу после покупки и подходящих для работы в устройствах с маленьким энергопотреблением.

Паспортная ёмкость аккумулятора отличается от указанной в его наименовании («210AAHCB») на 50 мА*ч в меньшую сторону.
Обещанное уменьшение тока саморазряда в тестах подтвердилось: новенький, только из магазина, аккумулятор смог отдать около 1,7 А*ч без предварительной зарядки. Напомним читателям, что несколько попробованных нами «обычных» аккумуляторов в таких условиях не смогли отдать вообще ничего, сразу «просев» под нагрузкой до нуля.

NEXcell (2300 мА*ч)

Продукция не слишком известной компании NEXcell привлекает своей низкой ценой: упаковка из четырёх штук стоит меньше двухсот рублей.

Формально никаких подвохов нет: значение 2300 мА*ч прямо указано в качестве типичной паспортной ёмкости аккумуляторов.
Увы, в реальности картина печальнее. Во всех случаях аккумуляторы NEXcell оказались в последней тройке, а в самом тяжёлом тесте, с постоянной нагрузкой 2,5 А, – и вовсе на последнем месте, причём с катастрофическим отставанием: по сравнению с нагрузкой 500 мА ёмкость аккумулятора «просела» более чем вдвое. При этом у других аккумуляторов ёмкость от нагрузки зависела весьма слабо.

Объясняется это просто: у аккумуляторов NEXcell очень большое внутреннее сопротивление. Посмотрите на график импульсного разряда: верхняя граница полосы на нём соответствует напряжению без нагрузки, нижняя – при нагрузке 2,5 А. Соответственно, ширина линии равна падению напряжения аккумулятора под нагрузкой, которое определяется его внутренним сопротивлением – и если у остальных аккумуляторов падение составляет около 0,1 В, то у NEXcell оно вдвое больше. Из-за этого при большой нагрузке напряжение на аккумуляторе сильно проседает, и в результате быстро оказывается ниже предельно допустимого значения, равного 0,9 В.

Так что, хотя под средней нагрузкой (500 мА) аккумуляторы NEXcell выступили более-менее приемлемо, с более серьёзными токами они либо не смогут работать вообще, либо сильно потеряют в ёмкости. А скажем, для фотовспышек такие характеристики аккумуляторов будут означать заметно большее время зарядки высоковольтного конденсатора.

NEXcell (2600 мА*ч)

Следующая модель аккумуляторов NEXcell – ёмкостью 2600 мА*ч и ценой 220 рублей за четыре штуки.

Внешних отличий нет никаких, но будут ли отличаться результаты тестов?..
Состояние пациента, как говорят медики, стабильно тяжёлое: во всех тестах – места в конце турнирной таблицы. Результат не так катастрофичен, как у модели на 2300 мА*ч, но проблема с завышенным вдвое внутренним сопротивлением никуда не делась: под большой нагрузкой аккумулятор заметно «проседает».

Вообще говоря, сейчас в продаже появились аккумуляторы NEXcell ёмкостью 2700 мА*ч, однако, ещё раз поглядев на результаты двух описанных выше моделей, мы решили не тратить время на их тестирование. В качестве дешёвых аккумуляторов для устройств с относительно небольшим энергопотреблением продукция NEXcell подойдёт, но для чего-то более серьёзного использовать её не стоит.

Philips MultiLife (2600 мА*ч)

Аккумуляторы Philips смогли нас удивить сразу – к сожалению, в негативном ключе. Они имеют тот же недостаток, что и рассмотренные выше Ansmann Energy Digital 2850: увеличенные габариты корпуса, из-за чего в некоторых устройства они просто не достают до плюсового контакта. И если в случае с Ansmann можно было хотя бы сослаться на большую паспортную ёмкость, то для аккумуляторов Philips заявлены довольно скромные 2600 мА*ч.

При этом каких-либо успехов аккумуляторы Philips в тестах не продемонстрировали, в нагрузочных тестах стабильно занимая места в середине списка. Какой-либо резон в покупке MultiLife, таким образом, найти трудно: средняя ёмкость и потенциальные проблемы совместимости из-за увеличенных габаритов корпуса.

Philips MultiLife (2700 мА*ч)

Новая версия аккумуляторов MultiLife на 100 мА*ч увеличила паспортную ёмкость, но при этом сохранила нестандартные габариты корпуса – и, соответственно, потенциальные проблемы совместимости.

Интересно, что на обеих сериях аккумуляторов MultiLife указана одна и та же минимальная ёмкость – 2500 мА*ч. Иначе говоря, увеличилась не только типовая паспортная ёмкость, но и разброс параметров между разными экземплярами.
Впрочем, во всех тестах Philips MultiLife 2700 мА*ч показали лучший результат, нежели их 2600-мА*ч собратья по серии, а при нагрузке 500 мА смогли даже выбраться на третье место. Хотя финальный вердикт от этого и не меняется: нестандартные габариты могут привести к несовместимости с конкретными устройствами, так что от покупки этих аккумуляторов лучше воздержаться.

Sanyo HR-3U (2700 мА*ч)

Компания Sanyo – один из крупнейших производителей аккумуляторов, и выше мы уже протестировали её продукцию, продающуюся под марками Duracell и Energizer. Однако, то были аккумуляторы с паспортной ёмкостью 2650 мА*ч, сейчас же мы держим в руках модель на 2700 мА*ч. Что это, просто округление числа – или другой аккумулятор?

Габариты Sanyo HR-3U имеет совершенно стандартные, что после аккумуляторов Philips приятно радует – не надо больше подкладывать металлические пластинки, чтобы обеспечить надёжный контакт аккумулятора с нагрузкой в нашей тестовой установке.

Обратите внимание, что при типовой паспортной ёмкости 2700 мА*ч минимальная может быть на 200 мА*ч ниже – из-за разброса параметров между разными экземплярами.
Занятно, но в нагрузочных тестах с большими токами Sanyo 2700 мА*ч ощутимо отстали от аккумуляторов Energizer и Duracell ёмкостью 2650 мА*ч, по сути, произведённых той же Sanyo, – а вот на токе 500 мА все три показали одинаковые результаты.

Varta Power Accu (2700 мА*ч)

Компания Varta – весьма заслуженный и известный производитель элементов питания, который, к сожалению, редко встречается в продаже в российских магазинах. Впрочем, нам повезло, и три модели аккумуляторов Varta мы купить смогли.

Varta Power Accu имеют паспортную ёмкость 2700 мА*ч и, как уверяет нас этикетка, рассчитаны на быстрый заряд (под таковым, надо полагать, понимается 15-минутный заряд большим током – способ не лучший, но удобный, если вам надо максимально быстро получить готовые к использованию аккумуляторы). Довольно необычна конструкция крышечки плюсового контакта – у аккумуляторов других фирм она выглядит значительно проще. Впрочем, технической разницы никакой нет, в любом случае поблизости от контакта находятся отверстия для сброса избыточного внутреннего давления при неправильной зарядке аккумулятора.
В двух нагрузочных тестах аккумуляторы Varta Power Accu заняли почётное второе место, отстав от аккумуляторов Energizer буквально на 10 мА*ч – это меньше погрешности измерения. В третьем же, при токе 500 мА, они и вовсе стали первыми.

Varta Professional (2700 мА*ч)

При той же паспортной ёмкости, название следующей серии аккумуляторов Varta намекает, что они должны быть в чём-то лучше, чем «простые» Power Accu.

Внешние отличия, впрочем, сводятся к разным этикеткам.
Результаты несколько обескураживают: во всех тестах Varta Professional хоть и продемонстрировали хороший результат, но от Power Accu немного отстали. Разница невелика, так что в принципе эти серии можно считать идентичными по реальным характеристикам.

Varta Ready2Use (2100 мА*ч)

Завершают же наши тестирование ещё одни «долгожители» – аккумуляторы с уменьшенным током саморазряда, на этот раз производства Varta.

Результат их, впрочем, мало отличается от двух аналогичных моделей, рассмотренных выше – GP ReCyko+ и Ansmann Max-E. Разброс емкостей между этими тремя моделями невелик, и каждая из них заняла первое место по одному разу – в трёх нагрузочных тестах.

Без предварительной зарядки – сразу после покупки – Ready2Use смогли отдать на нагрузке 500 мА немногим более 1,6 А*ч, тем самым подтвердив, что действительно готовы к использованию.

Нагрузочные тесты

Рассмотрев аккумуляторы по отдельности, давайте обобщим результаты измерений на диаграммах – так проще понять и расстановку сил среди конкретных участников, и различные общие тенденции. На всех диаграммах три модели с уменьшенным саморазрядом будут выделены в отдельную группу.

Самый, пожалуй, актуальный с практической точки зрения тест: нагрузка 500 мА, по порядку величины соответствующая многим устройствам, в которых аккумуляторы используются – фонарикам, детским игрушкам, фотоаппаратам...

В лидерах два аккумулятора Varta, за ними плотной группой идут четыре модели, три из которых – производства Sanyo. Аккумуляторы Ansmann, несмотря на самую большую паспортную мощность среди представленных моделей, заметного успеха не достигли. Абсолютный аутсайдер – аккумулятор Camelion, непосредственно перед ним идут GP, NEXcell и младшая модель Ansmann.

Все три аккумулятора с уменьшенным саморазрядом довольно близки друг к другу: разница между ними меньше пяти процентов.

Надо заметить, что ни одна модель не показала паспортной ёмкости, но из этого в общем-то не следует, будто все производители нас обманывают: измеренная ёмкость в некоторой степени зависит от условий, в которых эти измерения производились.

При большом нагрузочном токе – 2,5 А – в лидеры выходят аккумуляторы Energizer (Sanyo), с минимальным отрывом за ними идёт Varta, а замыкает тройку снова Sanyo, но уже под этикеткой Duracell. При этом, что интересно, «родные» аккумуляторы Sanyo на 2700 мА*ч довольно заметно отстали от лидеров.

Аккумуляторы GP смогли отчасти восстановить свою репутацию, поднявшись ближе к середине списка. Camelion лишний раз подтвердили, что их настоящая ёмкость довольно далека от обещанных 2500 мА*ч (обратите внимание, что с увеличением тока в 5 раз, с 500 до 2500 мА, их результат поменялся слабо – это говорит об отсутствии каких-либо серьёзных внутренних проблем, иначе говоря, аккумуляторы хорошие... просто они не на ту ёмкость, которая указана на этикетке). Обе модели NEXCell же сильно «просели» из-за очень высокого внутреннего сопротивления – вот это как раз является внутренней проблемой аккумулятора, и означает, что для больших нагрузок он не предназначен вообще.

Аккумуляторы с пониженным саморазрядом опять показывают близкие результаты, причём, по сравнению с 500-мА тестом, лидер и аутсайдер поменялись местами. Но, повторимся, разница между ними мала, и на неё можно закрыть глаза.

Импульсный разряд – при котором между 2,25-секундными импульсами тока с амплитудой 2,5 А у аккумулятора есть 6 секунд на восстановление – диспозицию меняет слабо. В лидерах опять Varta и Energizer, на четвёртое место поднялся Ansmann. Несколько удивляют и расстраивают результаты Sanyo HR-3U, продукция же NEXcell и Camelion заняла привычные последние места.

Интересно, что такой режим разряда в целом оказался для аккумуляторов самым лёгким: результаты по сравнению с предыдущими тестами подросли, некоторые модели даже превысили свою паспортную ёмкость.

Саморазряд аккумуляторов за 1 неделю

Рассматривая выше модели с пониженным током саморазряда, способные месяцами лежать без дела, почти не теряя ёмкость, мы уже упоминали, что все они были готовы к использованию сразу после распаковки, без предварительной зарядки – при паспортной ёмкости около 2 А*ч в такой ситуации они отдавали 1,5–1,7 А*ч. Из этого очевидно, что заявления производителей – не пустой звук, такие аккумуляторы, как Ansmann Max-E, GP ReCyko+ и Varta Ready2Use, действительно могут храниться месяцами в заряженном состоянии, а также использоваться в устройствах с маленьким энергопотреблением.

Ради чистоты эксперимента мы также попробовали нагрузить током 500 мА несколько свежекупленных «обычных» Ni-MH аккумуляторов с паспортными емкостями 2600–2700 мА*ч. Результат получился ожидаемый: без предварительной подзарядки они работать не могут, под любой сколь-нибудь заметной нагрузкой напряжение почти моментально падает ниже 1 В.

Однако при каких сроках хранения начнёт ощущаться разница между разными типами аккумуляторов? Ведь три вышеупомянутые модели имеют не только меньший ток саморазряда, но и меньшую паспортную ёмкость.

Чтобы выяснить это, мы в течение недели выдерживали заряженные аккумуляторы, после чего измеряли их ёмкость под нагрузкой 500 мА – и сравнивали с ёмкостью сразу после зарядки.

В процентном исчислении два первых места заняли модели с малым саморазрядом, и только Ansmann Max-E подвёл, потеряв 10 % ёмкости. Примерно половина «обычных» аккумуляторов потеряла от 7 до 10 % ёмкости, неожиданно плохо выступили аккумуляторы Philips MultiLife 2600, потерявшие более четверти заряда. Неудачно выступили и аккумуляторы GP.

Обратите внимание, что в двух случаях более ёмкие аккумуляторы демонстрировали и большие потери: это Ansmann Energy Digital и NEXcell.

Иначе говоря, если сразу после зарядки Ansmann на 2850 мА*ч имеет действительно большую ёмкость, чем Ansmann на 2700 мА*ч, то спустя несколько дней ситуация уже не столь однозначна. Посмотрим на таблицу с емкостями аккумуляторов через неделю выдержки:

Все лидирующие позиции плотно оккупированы моделями Varta (первые два места) и Sanyo (места с третьего по пятое) – здесь, в общем, даже нечего обсуждать, успех этих компаний абсолютно очевиден.

А вот между парами аккумуляторов одного производителя, но разной ёмкости ситуация сложилась интересная. Philips 2700 смог обойти Philips 2600, но это и не удивительно – учитывая, насколько провальный результат показал последний, обогнав по току саморазряда всех и вся. А вот в парах Ansmann 2700/2850 и NEXcell 2300/2600 после недельного отдыха на первое место вышли модели с меньшей паспортной ёмкостью.

Отдельно же стоит отметить, что за одну неделю аккумуляторы с пониженным током саморазряда какого-либо решающего преимущества не продемонстрировали, на них стоит ориентироваться, если вам нужен существенно больший интервал между подзарядками.

Заключение

Что же, пора подводить итоги и давать рекомендации. Сначала пройдёмся по производителям...

Безусловно, лидерами тестирования среди моделей с ёмкостью 2500 мА*ч и выше были аккумуляторы Varta и Sanyo (в том числе продающиеся под марками Energizer и Duracell, а также некоторыми другими – например, Sony). По частоте попаданий в первую тройку с ними не смог соперничать никто, а в тесте на недельный саморазряд они единолично заняли первые пять мест.

Старшие модели аккумуляторов Ansmann Energy Digital (2850 мА*ч) и Philips MultiLife (2700 мА*ч) в основном держались в середине, по одному разу выбившись на третье место. И можно было бы их и назвать середнячками, в принципе не сильно отстающими от лидеров и вполне стоящими своих денег, если бы не одно «но» – увеличенные габариты корпуса. Из-за этого данные модели могут оказаться просто несовместимы с некоторым устройствами, и потому мы советуем не рисковать и обратить внимание на другие аккумуляторы.

Довольно плохо выступили аккумуляторы GP. Мало того, что их производитель вводит покупателей в заблуждение маркировкой (типовая паспортная ёмкость серии «2700» – не 2700, как можно было бы подумать, а 2600 мА*ч), так и реальные результаты не впечатляют: невысокая ёмкость и большой ток саморазряда.

В случае с Camelion мало того, что крупная надпись «2600» не соответствует их паспортной ёмкости (равной 2500 мА*ч), так на практике они и вовсе чрезвычайно напоминают аккумуляторы с ёмкостью порядка 2000 мА*ч. У них небольшой ток саморазряда, маленькое внутреннее сопротивление, но, покупая эти аккумуляторы, надо помнить – к 2500 мА*ч никакого отношения они не имеют.

Продукция NEXcell – единственная, продемонстрировавшая в наших тестах наличие принципиальных проблем, а не просто несправедливую маркировку. У этих аккумуляторов внутреннее сопротивление вдвое выше, чем у всех прочих протестированных моделей, а потому с большой нагрузкой они справляются из рук вон плохо.

И, наконец, три модели аккумуляторов с пониженным саморазрядом – Varta Ready2Use, GP ReCyko+ и Ansmann Max-E – выступили примерно наравне. Да, ими действительно можно пользоваться сразу после покупки, без предварительной зарядки.

На что ориентироваться в целом, выбирая аккумуляторы? Дадим несколько советов:

Реальная ёмкость аккумуляторов, как показали наши измерения, сильнее зависит от их производителя, чем от цифр на этикетке – Sanyo (2650 мА*ч) и Varta (2700 мА*ч) уверенно обогнали Ansmann (2850 мА*ч).
Не гонитесь за большой паспортной ёмкостью. Аккумуляторы с большей ёмкостью часто обладают и большим током саморазряда, а это значит, что если вы используете их не сразу после зарядки, а в течение нескольких дней – то аккумуляторы с меньшей паспортной ёмкостью могут оказаться эффективнее.
При покупке обращайте внимание на габариты аккумулятора. Три из протестированных нами моделей – два аккумулятора Philips и один Ansmann – имели увеличенные габариты корпуса, из-за чего работали не во всех устройствах.
Заранее прикиньте, насколько интенсивно вы будете использовать аккумуляторы. Если вы планируете заряжать их не реже раза в неделю – то внимание стоит обращать на модели с паспортной ёмкостью порядка 2700 мА*ч. Если аккумуляторы должны долго (существенно дольше недели) лежать заряженными «на всякий случай» или использоваться в устройствах с небольшим потреблением, например, пультах дистанционного управления или часах, то предпочтение надо отдать моделям с пониженным током саморазряда, несмотря на их меньшую паспортную ёмкость.

P.S. Несколько же слов о том, на основании чего выбирать между аккумуляторами и обычными одноразовыми батарейками, можно прочитать в нашей предыдущей статье .

Другие материалы по данной теме

Тестирование батареек формата AA
Методика тестирования аккумуляторов и батареек

Аккумуляторные батареи стали основным источником питания современных устройств, работающих на электронной основе. Наиболее популярными считаются Ni-MH аккумуляторы, так как они практичны, долговечны и могут обладать повышенной ёмкостью. Но для сохранности технических характеристик во время всего срока эксплуатации следует узнать некоторые особенности работы накопителей данного класса, а также правильные условия зарядки.

Стандартные Ni-MH аккумуляторы

Как правильно заряжать Ni-MH аккумуляторы

При начале зарядки любого автономного накопителя, будь это батарейка простого смартфона или высокоемкостной АКБ грузовика, в нём начинается ряд химических процессов, из-за которого происходит накопление электрической энергии. Получаемая накопителем электроэнергия не исчезает, часть её уходит на заряд, а определённый процент – на тепло.

Параметр, по которому определяется эффективность зарядки батареи, называется коэффициентом полезного действия автономного накопителя. КПД позволяет определить, как соотношение полезной работы и ненужных её потерь, уходящих на нагрев. И в данном параметре, аккумуляторы и батареи никель-металлогидридные сильно уступают Ni-Cd накопителям, так как слишком большая часть энергии, затрачиваемой на их заряд, параллельно уходит и на нагрев.

Никель-металлогидридный накопитель можно восстановить самостоятельно

Чтобы быстро и корректно зарядить никель-металлогидридную батарею, необходимо установить правильную величину тока. Данная величина определяется, исходя из такого параметра как ёмкость автономного источника питания. Можно увеличить силу тока, но делать это следует в определённые этапы зарядки.

Специально для никель-металлогидридных аккумуляторов определены 3 разновидности зарядки:

• Капельная. Протекает в ущерб долговечности батареи, не прекращается даже по достижению 100% заряда. Но при капельной зарядке выделяется минимальное количество тепла.
• Быстрая. Следуя названию, можно сказать что данный вид зарядки протекает немного быстрее, обусловлено это входным напряжение в пределах 0.8 Вольта. При этом, уровень КПД повышается до 90%, что считается очень хорошим показателем.
• Режим дозаряда. Необходим для заряда накопителя до полной его ёмкости. Данный режим проводится с использованием малого тока на протяжении 30-40 минут.

На этом особенности заряда заканчиваются, теперь следует рассмотреть каждый режим более подробно.

Особенности капельной зарядки

Основной особенностью капельной зарядки NiZn, а также Ni-MH аккумуляторов, является снижение её нагрева во время протекания всего процесса, который может длиться до восстановления полной ёмкости накопителя.

Стандартное зарядное устройство для Ni-MH батарей

Чем примечательна данная разновидность зарядки:

• Маленький ток, соответственно – отсутствие чётких рамок по разнице потенциалов. Напряжение заряда может достигать своего максимума без какой-либо негативного воздействия на срок службы накопителя.
• Коэффициент полезного действия в пределах 70%. Конечно, данный показатель ниже остальных, и время, необходимое для полного восстановления ёмкости, увеличивается. Но при этом снижается нагрев батареи.

Вышеперечисленные показатели можно отнести к категории положительных. Теперь следует обратить внимание на отрицательные качества капельной зарядки.

• Капельный процесс восстановления не прекращается даже после восстановления полной ёмкости. Постоянное воздействие даже маленького тока, при полном заряде батареи, быстро приводит её в негодность.
• Необходимо рассчитывать время заряда, исходя из таких факторов как сила тока, напряжение и . Не очень удобно, и у некоторых пользователей может занять слишком много времени.

Современные никель-металлогидридные источники питания не так негативно воспринимают капельный заряд, как более старые модели. Но производители зарядных устройств постепенно отказываются от применения подобного восстановления ёмкости аккумулятора.

Быстрый режим заряда Ni-MH батарей

Номинальными показателями заряда никель-металлогидридных батарей являются:

• Сила тока в пределах 1 А.
• Напряжение от 0.8 В.

Приведены те данные, от которых следует отталкиваться. Для быстрого режима заряда лучше всего устанавливать силу тока, равную 0,75 А. Этого вполне достаточно, чтобы за короткий промежуток времени восстановить накопитель и при этом не снизить его эксплуатационный срок. Если поднять ток более 1 А, то последствием может быть аварийный сброс давления, при котором открывается спусковой клапан.

ЗУ с точными показаниями силы тока

Для того, чтобы режим быстрой зарядки не причинил вреда батареи, необходимо следить за окончанием самого процесса. КПД быстрого восстановления ёмкости составляет около 90%, что считается очень хорошим показателем. Но в конце процесса зарядки КПД резко падает, и последствием такого падения становится не только выделение большого количества тепла, но и резкое увеличение давления. Конечно, такие показатели негативно сказываются на долговечности накопителя.

Процесс быстрого заряда состоит из нескольких этапов, которые следует рассмотреть более подробно.

Подтверждение наличия показателей заряда

Последовательность процесса:

1. На полюса накопителя подаётся предварительный ток, который составляет не более 0.1 А.
2. Напряжение заряда в пределах 1.8 В. При более высоком показатели быстрая зарядка батареи не начнётся.

Никель-металлогидридный элемент средней ёмкости

Логическая схема в зарядных устройствах запрограммирована на отсутствие батареи. Это означает, что, если выходное напряжение будет составлять более 1.8 В, то зарядное устройство воспримет такой показатель как отсутствие источника питания. Высокая разница потенциалов также возникает при повреждении аккумуляторной батареи.

Диагностика ёмкости источника питания

Перед началом восстановления ёмкости, ЗУ должно определить уровень заряженности источника питания, так быстрый процесс восстановления не может начаться, если он полностью разряжен и разница потенциалов составляет менее 0.8 В.

Для восстановления частичной ёмкости никель-металлогидридного накопителя предусмотрен дополнительный режим – предварительный заряд. Это щадящий режим, который позволяет аккумулятору «проснуться». Используется не только после полного восстановления ёмкости, но и при долгом хранение батареи.

Следует помнить, что для сохранности эксплуатационного срока никель-металлогидридных источников питания, их нельзя полностью разряжать. Или, если другого выхода нет, то делать это как можно реже.

Что такое пред-зарядка? Особенности процесса

Чтобы знать, как правильно заряжать аккумулятор, необходимо разобраться с процессом пред-заряда.

Главной особенностью режима предварительного восстановления ёмкости является то, что на него отводится определённый промежуток времени, не более 30 минут. Сила тока устанавливается в пределах от 0.1 А до 0.3 А. При таких параметрах отсутствует нежелательный нагрев, и аккумулятор может спокойно «проснуться». При превышении разницы потенциалов более 0.8 В пред-заряд автоматически отключается и начинается следующая ступень восстановления ёмкости.

Разнообразие никель-металлогидридной продукции

Если по истечении 30 минут напряжение источника питания не достигло отметки в 0.8 В, данный режим прекращается, так как зарядное устройство определяет источник питания как неисправный.

Быстрый заряд батареи

Данный этап и является той самой, быстрой зарядкой источника питания. Он протекает с обязательным соблюдением нескольких основных параметров:

• Контроль за силой тока, которая должна находиться в пределах 0.5-1 А.
• Контроль за временными показателями.
• Постоянное сравнение разницы потенциалов. Отключение процесса восстановления, если данный показатель упадёт на 30 мВ.

Очень важно следить за изменением параметров напряжения, так как по окончанию быстрой зарядки аккумулятор начинает быстро нагреваться. Поэтому ЗУ включают в себя отдельные узлы, отвечающие за контроль напряжения источника питания. Для этого специально используется метод контроля по дельте напряжения. Но некоторые производители ЗУ применяют современные разработки, которые отключают устройство при длительном отсутствии каких-либо изменений разницы потенциалов.

Более дорогим вариантом является установка котроллера за изменением температуры. Например, при повышении температуры Ni-MH накопителя, быстрый режим восстановления ёмкости автоматически отключается. Для этого необходимо дорогостоящие температурные датчики или радиоэлектронные схемы, соответственно, повышается цена и на само зарядное устройство.

Дозарядка

Данный этап очень похож на предварительную зарядку аккумуляторной батареи, при котором ток устанавливается в пределах 0.1-0.3 А, а весь процесс занимает не более 30 минут. Дозарядка необходима, так как именно она позволяет выровнять электронные заряды в источнике питания, и увеличить его эксплуатационный срок. Но при более длительном восстановлении, наоборот, происходит ускоренное разрушение аккумулятора.

Особенности сверхбыстрой зарядки

Существует ещё одно важное понятие восстановления ёмкости Ni-MH батарей – сверхбыстрая зарядка. Которая не только быстро восстанавливает источник питания, но и продлевает его эксплуатационный срок. Связано это с одной интересной особенностью Ni-MH аккумуляторов.

Металлогидридные источники питания можно заряжать повышенными токами, но только по достижению 70% ёмкости. Если пропустить этот момент, то завышенный параметр силы тока приведёт только к быстрому разрушению аккумулятора. К сожалению, производители ЗУ считают установку подобных контролирующих узлов на свои изделия слишком затратной, и используют более простую быструю зарядку.

Удобные пальчиковые источники питания

Проводить сверхбыструю зарядку следует только на новых батареях. Повышенные токи приводят к быстрому нагреву, следующей стадией которого становится открытие запорного клапана давления. После открытия запорного клапана, никелевый аккумулятор не подлежит восстановлению.

Выбираем зарядное устройство для Ni-MH батарей

Некоторые производители ЗУ делают уклон в сторону изделий, изготовленных специально для заряда Ni-MH батарей. И это понятно, так как данных источников питания наибольшее количество во многих электронных устройствах.

Следует более подробно рассмотреть функционал зарядных устройств, созданных специально для восстановления ёмкости никель-металлогидридных аккумуляторов.

• Обязательное наличие нескольких защитных функций, которые сформированы определённым сочетанием некоторых радиоэлементов.
• Наличие ручного или автоматического режима регулировки силы тока. Только таким образом можно будет устанавливать различные этапы зарядки. Разность потенциалов обычно берётся постоянной.
• Автоматическая подзарядка аккумуляторной батареи, даже по достижении стопроцентной ёмкости. Это позволяет постоянно поддерживать основные параметры источника питания, не в ущерб эксплуатационному сроку.
• Распознавание источников тока, работающих по-другому принципу. Очень важный параметр, так как некоторые разновидности аккумуляторов, при слишком большом токе заряда могут взорваться.

Последняя функция также относится к разряду особенных и требует монтажа специального алгоритма. Поэтому многие производители предпочитают отказаться от неё.

Ni-MH источники питания пользуются широкой популярностью из-за своей долговечности, простоты эксплуатации, а также доступной цены. Многие пользователи успели оценить положительные качества данных изделий.

Данная статья про Никель-металлогидридные (Ni-MH) аккумуляторы уже давно является классикой на просторах российского интернета. Рекомендую ознакомиться …

Никель-металлогидридные (Ni-MH) аккумуляторы по своей конструкции являются аналогами никель-кадмиевых (Ni-Cd) аккумуляторов, а по электрохимическим процессам — никель-водородных аккумуляторов. Удельная энергия Ni-MH аккумулятора существенно выше удельной энергии Ni-Cd и водородных аккумуляторов (Ni-H2)

ВИДЕО: Аккумуляторы никель-металлгидридные (NiMH)

Сравнительные характеристики аккумуляторов

Параметры	Ni-Cd	Ni-H2	Ni-MH
Номинальное напряжение, V	1.2	1.2	1.2
Удельная энергия: Втч/кг | Втч/л	20-40 60-120	40-55 60-80	50-80 100-270
Срок службы: годы | циклы	1-5 500-1000	2-7 2000-3000	1-5 500-2000
Саморазряд, %	20-30 (за 28 сут.)	20-30 (за 1 сут.)	20-40 (за 28 сут.)
Рабочая температура, °С	-50 — +60	-20 — +30	-40 — +60

***Большой разброс некоторых параметров в таблице вызван различным назначением (конструкциями) аккумуляторов. Кроме того, в таблице не учитываются данные по современным аккумуляторам с низким саморазрядом

История Ni-MH аккумулятора

Разработка никель-металл-гидридных (Ni-MH) аккумуляторных батарей началась в 50-70-х гг прошлого века. В результате был создан новый способ сохранения водорода в никель-водородных батареях, которые использовались в космических аппаратах. В новом элементе водород накапливался в сплавах определенных металлов. Сплавы, абсорбирующие водород в объеме в 1000 раз больше их собственного объема, были найдены в 1960-х годах. Эти сплавы состоят из двух или нескольких металлов, один из которых абсорбирует водород, а другой является катализатором, способствующим диффузии атомов водорода в решетку металла. Количество возможных комбинаций применяемых металлов практически не ограничено, что дает возможность оптимизировать свойства сплава. Для создания Ni-MH аккумуляторов потребовалось создание сплавов, работоспособных при малом давлении водорода и комнатной температуре. В настоящее время работа по созданию новых сплавов и технологий их обработки продолжается во всем мире. Сплавы никеля с металлами редкоземельной группы могут обеспечить до 2000 циклов заряда-разряда аккумулятора при понижении емкости отрицательного электрода не более чем на 30 %. Первый Ni-MH аккумулятор, в котором в качестве основного активного материала металлгидридного электрода применялся сплав LaNi5, был запатентован Биллом в 1975 г. В ранних экспериментах с металлгидридными сплавами, никель-металлгидридные аккумуляторы работали нестабильно, и требуемой емкости батарей достичь не получалось. Поэтому промышленное использование Ni-MH аккумуляторов началось только в середине 80-х годов после создания сплава La-Ni-Co, позволяющего электрохимически обратимо абсорбировать водород на протяжении более 100 циклов. С тех пор конструкция Ni-MH аккумуляторных батарей непрерывно совершенствовалась в сторону увеличения их энергетической плотности. Замена отрицательного электрода позволила повысить в 1,3-2 раза закладку активных масс положительного электрода, который и определяет емкость аккумулятора. Поэтому Ni-MH аккумуляторы имеют по сравнению с Ni-Cd аккумуляторами значительно более высокими удельными энергетическими характеристиками. Успех распространению никель-металлгидридных аккумуляторных батарей обеспечили, высокая энергетическая плотность и нетоксичностъ материалов, используемых при их производстве.

Основные процессы Ni-MH аккумуляторов

В Ni-MH аккумуляторах в качестве положительного электрода используется оксидно-никелевый электрод, как и в никель-кадмиевом аккумуляторе, а электрод из сплава никеля с редкоземельными металлами, поглощающий водород, используется вместо отрицательного кадмиевого электрода. На положительном оксидно-никелевом электроде Ni-MH аккумулятора протекает реакция:

Ni(OH) 2 + OH- → NiOOH + H 2 O + e — (заряд) NiOOH + H 2 O + e — → Ni(OH) 2 + OH — (разряд)

На отрицательном электроде металл с абсорбированным водородом превращается в металлгидрид:

M + H 2 O + e — → MH + OH- (заряд) MH + OH — → M + H 2 O + e — (разряд)

Общая реакция в Ni-MH аккумуляторе записывается в следующем виде:

Ni(OH) 2 + M → NiOOH + MH (заряд) NiOOH + MH → Ni(OH) 2 + M (разряд)

Электролит в основной токообразующей реакции не участвует. После сообщения 70-80 % емкости и при перезаряде на оксидно-никелевом электроде начинает выделяться кислород,

2OH- → 1/2O 2 + H2O + 2e — (перезаряд)

который восстанавливается на отрицательном электроде:

1/2O 2 + H 2 O + 2e — → 2OH — (перезаряд)

Две последние реакции обеспечивают замкнутый кислородный цикл. При восстановлении кислорода обеспечивается еще и дополнительное повышение емкости металлгидридного электрода за счет образования группы ОН — .

Конструкция электродов Ni-MH аккумуляторов

Металлводородный электрод

Главным материалом, определяющим характеристики Ni-MH аккумулятора, является водород-абсорбирующий сплав, который может поглощать объем водорода, в 1000 раз превышающий свой собственный объем. Самое большое распространение получили сплавы типа LaNi5, в которых часть никеля заменена марганцем, кобальтом и алюминием для увеличения стабильности и активности сплава. Для уменьшения стоимости некоторые фирмы-производители вместо лантана применяют миш-металл (Мm, который представляет собой смесь редкоземельных элементов, их соотношение в смеси близко к соотношению в природных рудах), включающий кроме лантана также церий, празеодим и неодим. При зарядно-разрядном циклировании имеет место расширение и сжатие на 15-25% кристаллической решетки водородабсорбирующих сплавов из-за абсорбции и десорбции водорода. Такие изменения ведут к образованию трещин в сплаве из-за увеличения внутреннего напряжения. Образование трещин вызывает увеличение площади поверхности, которая подвергается коррозии при взаимодействии со щелочным электролитом. По этим причинам разрядная емкость отрицательного электрода постепенно понижается. В аккумуляторе с ограниченным количеством электролита, это порождает проблемы, связанные с перераспределением электролита. Коррозия сплава приводит к химической пассивности поверхности из-за образования стойких к коррозии оксидов и гидроксидов, которые повышают перенапряжение основной токообразующей реакции металлогидридного электрода. Образование продуктов коррозии происходит с потреблением кислорода и водорода из раствора электролита, что, в свою очередь, вызывает снижение количества электролита в аккумуляторе и повышение его внутреннего сопротивления. Для замедления нежелательных процессов диспергирования и коррозии сплавов, определяющих срок службы Ni-MH аккумуляторов, применяются (помимо оптимизации состава и режима производства сплава) два основных метода. Первый метод заключается в микрокапсулировании частиц сплава, т.е. в покрытии их поверхности тонким пористым слоем (5-10 %) — по массе никеля или меди. Второй метод, нашедший наиболее широкое применение в настоящее время, заключается в обработке поверхности частиц сплава в щелочных растворах с формированием защитных пленок, проницаемых для водорода.

Оксидноникелевый электрод

Оксидно-никелевые электроды в массовом производстве изготавливаются в следующих конструктивных модификациях: ламельные, безламельные спеченные (металлокерамические) и прессованные, включая таблеточные. В последние годы начинают использоваться безламельные войлочные и пенополимерные электроды.

Ламельные электроды

Ламельные электроды представляют собой набор объединенных между собой перфорированных коробочек (ламелей), произведенных из тонкой (толщиной 0,1 мм) никелированной стальной ленты.

Спеченные (металлокерамические) электроды

электроды данного типа состоят из пористой (с пористостью не менее 70%) металлокерамической основы, в порах которой располагается активная масса. Основу изготовляют из карбонильного никелевого мелкодисперсного порошка, который в смеси с карбонатом аммония или карбамидом (60-65% никеля, остальное — наполнитель) напрессовывают, накатывают или напыляют на стальную или никелевую сетку. Затем сетку с порошком подвергают термообработке в восстановительной атмосфере (обычно в атмосфере водорода) при температуре 800-960 °С, при этом карбонат аммония или карбамид разлагается и улетучивается, а никель спекается. Полученные таким образом основы имеют толщину 1-2,3 мм, пористость 80-85% и радиус пор 5-20 мкм. Основу поочередно пропитывают концентрированным раствором нитрата никеля или сульфата никеля и нагретым до 60-90 °С раствором щелочи, которая побуждает осаждение оксидов и гидроксидов никеля. В настоящее время используется также электрохимический метод пропитки, при котором электрод подвергается катодной обработке в растворе нитрата никеля. Из-за образования водорода раствор в порах пластины подщелачивается, что приводит к осаждению оксидов и гидроксидов никеля в порах пластины. К разновидностям спеченных электродов причисляют фольговые электроды. Электроды производят нанесением на тонкую (0,05 мм) перфорированную никелевую ленту с двух сторон, методом пульверизации, спиртовой эмульсии никелевого карбонильного порошка, содержащей связующие вещества, спеканием и дальнейшей химической или электрохимической пропиткой реагентами. Толщина электрода составляет 0,4-0,6 мм.

Прессованные электроды

Прессованные электроды изготавливают методом напрессовки под давлением 35-60 МПа активной массы на сетку или стальную перфорированную ленту. Активная масса состоит из гидроксида никеля, гидроксида кобальта, графита и связующего вещества.

Металловойлочные электроды

Металловойлочные электроды имеют высокопористую основу, сделанную из никелевых или углеродных волокон. Пористость этих основ — 95 % и более. Войлочный электрод выполнен на базе никелированного полимерного или углеграфитового фетра. Толщина электрода в зависимости от его предназначения находится в диапазоне 0,8-10 мм. Активная масса вносится в войлок разными методами в зависимости от его плотности. Вместо войлока может использоваться пеноникель , получаемый никелированием пенополиуретана с последующим отжигом в восстановительной среде. В высокопористую среду вносятся обычно методом намазки паста, содержащая гидроксид никеля, и связующее. После этого основа с пастой сушится и вальцуется. Войлочные и пенополимерные электроды характеризуются высокой удельной емкостью и большим ресурсом.

Конструкция Ni-MH аккумуляторов

Ni-MH аккумуляторы цилиндрической формы

Положительный и отрицательный электроды, разделенные сепаратором, свернуты в виде рулона, который вставлен в корпус и закрыт герметизирующей крышкой с прокладкой (рисунок 1). Крышка имеет предохранительный клапан, срабатывающий при давлении 2-4 МПа в случае сбоя при эксплуатации аккумулятора.

Рис.1. Конструкция никель-металлгидридного (Ni-MH) аккумулятора: 1-корпус, 2-крышка, 3-калпачок клапана, 4-клапан, 5-колектор положительного электрода, 6-изоляционное кольцо, 7-отрецательный электрод, 8-сепаротор, 9-положительный электрод, 10-изолятор.

Ni-MH аккумуляторы призматической формы

В призматических Ni-MH аккумуляторах положительные и отрицательные электроды размещены поочередно, а между ними размещается сепаратор. Блок электродов вставлен в металлический или пластмассовый корпус и закрыт герметизирующей крышкой. На крышке как правило устанавливается клапан или датчик давления (рисунок 2).

Рис.2. Конструкция Ni-MH аккумулятора: 1-корпус, 2-крышка, 3-калпачок клапана, 4-клапан, 5-изоляционная прокладка, 6-изолятор, 7-отрецательный электрод, 8-сепаротор, 9-положительный электрод.

В Ni-MH аккумуляторах используется щелочной электролит, состоящий из КОН с добавкой LiOH. В качестве сепаратора в Ni-MH аккумуляторах применяются нетканые полипропилен и полиамид толщиной 0,12-0,25 мм, обработанные смачивателем.

Положительный электрод

В Ni-MH аккумуляторах применяются положительные оксидно-никелевые электроды, аналогичные используемым в Ni-Cd аккумуляторах. В Ni-MH аккумуляторах в основном применяются металлокерамические, а в последние годы — войлочные и пенополимерные электроды (см. выше).

Отрицательный электрод

Практическое применение в Ni-MH аккумуляторах нашли пять конструкций отрицательного металлогидридного электрода (см. выше): — ламельная, когда порошок водород-абсорбирующего сплава со связующим веществом или без связующего, запрессован в никелевую сетку; — пеноникелевая, когда паста со сплавом и связующим веществом вводится в поры пеноникелевой основы, а потом сушится и прессуется (вальцуется); — фольговая, когда паста со сплавом и связующим веществом наносится на перфорированную никелевую или стальную никелированную фольгу, а потом сушится и прессуется; — вальцованная, когда порошок активной массы, состоящей из сплава и связующего вещества, наносится вальцеванием (прокаткой) на растяжную никелевую решетку или медную сетку; — спеченная, когда порошок сплава напрессовывается на никелевую сетку и после этого спекается в атмосфере водорода. Удельные емкости металлогидридных электродов разных конструкций близки по значению и определяются, в основном, емкостью применяемого сплава.

Характеристики Ni-MH аккумуляторов. Электрические характеристики

Напряжение разомкнутой цепи

Значение напряжения разомкнутой цепи Uр.ц. Ni-MH-системы точно определить тяжело вследствие зависимости равновесного потенциала оксидно-никелевого электрода от степени окисленности никеля, а также зависимости равновесного потенциала металлогидридного электрода от степени насыщения его водородом. Через 24 часа после заряда аккумулятора, напряжение разомкнутой цепи заряженного Ni-MH аккумулятора находится в интервале 1,30-1,35В.

Номинальное разрядное напряжение

Uр при нормированном токе разряда Iр = 0,1-0,2С (С — номинальная емкость аккумулятора) при 25°С составляет 1,2-1,25В, обычное конечное напряжение — 1В. Напряжение уменьшается с ростом нагрузки (см. рисунок 3)

Рис.3. Разрядные характеристики Ni-MH аккумулятора при температуре 20°С и разных нормированных токах нагрузки: 1-0,2С; 2-1С; 3-2С; 4-3С

Ёмкость аккумуляторов

С повышением нагрузки (уменьшение времени разряда) и при понижении температуры емкость Ni-MH аккумулятора уменьшается (рисунок 4). Особенно заметно действие снижения температуры на емкость при больших скоростях разряда и при температурах ниже 0°С.

Рис.4. Зависимость разрядной емкости Ni-MH аккумулятора от температуры при разных токах разряда: 1-0,2С; 2-1С; 3-3С

Сохранность и срок службы Ni-MH аккумуляторов

При хранении происходит саморазряд Ni-MH аккумулятора. По прошествии месяца при комнатной температуре потеря емкости составляет 20-30%, а при дальнейшем хранении потери уменьшаются до 3-7% в месяц. Скорость саморазряда повышается при увеличении температуры (см. рисунок 5).

Рис.5. Зависимость разрядной емкости Ni-MH аккумулятора от времени хранения при разных температурах: 1-0°С; 2-20°С; 3-40°С

Зарядка Ni-MH аккумулятора

Наработка (число разрядно-зарядных циклов) и срок службы Ni-MH аккумулятора в значительной мере определяются условиями эксплуатации. Наработка понижается с увеличением глубины и скорости разряда. Наработка зависит от скорости заряда и способа контроля его окончания. В зависимости от типа Ni-MH аккумуляторов, режима работы и условий эксплуатации аккумуляторы обеспечивают от 500 до 1800 разрядно-зарядных циклов при глубине разряда 80% и имеют срок службы (в среднем) от 3 до 5 лет.

Для обеспечения надежной работы Ni-MH аккумулятора в течение гарантированного срока нужно соблюдать рекомендации и инструкцию производителя. Наибольшее внимание следует уделить температурному режиму. Желательно избегать переразрядов (ниже 1В) и коротких замыканий. Рекомендуется использовать Ni-MH аккумуляторы по назначению, избегать сочетания бывших в употреблении и неиспользованных аккумуляторов, не припаивать непосредственно к аккумулятору провода или прочие части. Ni-MH аккумуляторы более чувствительны к перезаряду, чем Ni-Cd. Перезаряд может привести к тепловому разгону. Зарядка как правило производится током Iз=0,1С на протяжении 15 часов. Компенсационный подзаряд производят током Iз=0,01-0,03С на протяжении 30 часов и более. Ускоренный (за 4 — 5 часов) и быстрый (за 1 час) заряды возможны для Ni-MH аккумуляторов, имеющих высокоактивные электроды. При таких зарядах процесс контролируется по изменению температуры ΔТ и напряжения ΔU и другим параметрам. Быстрый заряд применяется, например, для Ni-MH аккумуляторов, питающих ноутбуки, сотовые телефоны, электрические инструменты, хотя в ноутбуках и сотовых телефонах сейчас в основном используются литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы. Рекомендуется также трехступенчатый способ заряда: первый этап быстрого заряда (1С и выше), заряд со скоростью 0,1С в течение 0,5-1 ч для заключительной подзарядки, и заряд со скоростью 0,05-0,02С в качестве компенсационного подзаряда. Информация о способах заряда Ni-MH аккумуляторов обычно содержится в инструкциях фирмы-производителя, а рекомендуемый ток зарядки указан на корпусе аккумулятора. Зарядное напряжение Uз при Iз=0,3-1С лежит в интервале 1,4-1,5В. По причине выделения кислорода на положительном электроде, количество электричества преданного при заряде (Qз) больше разрядной емкости (Ср). При этом отдача по емкости (100 Ср/Qз) составляет 75-80% и 85-90% соответственно для дисковых и цилиндрических Ni-MH аккумуляторов.

Контроль заряда и разряда

Для исключения перезаряда Ni-MH аккумуляторных батарей могут применятся следующие методы контроля заряда с соответствующими датчиками, устанавливаемыми в аккумуляторные батареи или зарядные устройства:

• метод прекращения заряда по абсолютной температуре Тmax. Температура батареи постоянно контролируется во время процесса заряда, а при достижении максимального значения быстрый заряд прерывается;
• метод прекращения заряда по скорости изменения температуры ΔT/Δt. При применении этого метода крутизна температурной кривой аккумуляторной батареи постоянно контролируется во время процесса заряда, а когда этот параметр становится выше определенно установленного значения, заряд прерывается;
• метод прекращения заряда по отрицательной дельте напряжения -ΔU. В конце заряда аккумулятора при осуществлении кислородного цикла начинает повышаться его температура, приводя к уменьшению напряжения;
• метод прекращения заряда по максимальному времени заряда t;
• метод прекращения заряда по максимальному давлению Pmax. Используется обычно в призматических аккумуляторах больших размеров и емкости. Уровень допустимого давления в призматическом аккумуляторе зависит от его конструкции и лежит в интервале 0,05-0,8 МПа;
• метод прекращения заряда по максимальному напряжению Umax. Применяется для отключения заряда аккумуляторов с высоким внутренним сопротивлением, которое появляется в конце срока службы из-за недостатка электролита или при пониженной температуре.

При применении метода Тmax аккумуляторная батарея может быть слишком перезаряжена, если температура окружающей среды понижается, либо батарея может получить недостаточно заряда, если температура окружающей среды значительно повышается. Метод ΔT/Δt может применяться очень эффективно для прекращения заряда при низких температурах окружающей среды. Но если при более высоких температурах применять только этот метод, то аккумуляторы внутри аккумуляторных батарей будут подвергаться нагреванию до нежелательно высоких температур до того, как может быть достигнуто значение ΔT/Δt для отключения. Для определенного значения ΔT/Δt может быть получена большая входная емкость при более низкой температуре окружающей среды, чем при более высокой температуре. В начале заряда аккумуляторной батареи (как и в конце заряда) происходит быстрое повышение температуры, что может привести к преждевременному отключению заряда при применении метода ΔT/Δt. Для исключения этого разработчики зарядных устройств используют таймеры начальной задержки срабатывания датчика при методе ΔT/Δt. Метод -ΔU является эффективным для прекращения заряда при низких температурах окружающей среды, а не при повышенных температурах. В этом смысле метод похож на метод ΔT/Δt. Для обеспечения прекращения заряда в тех случаях, когда непредвиденные обстоятельства препятствуют нормальному прерыванию заряда, рекомендуется также использовать контроль по таймеру, регулирующему длительность операции заряда (метод t). Таким образом, для быстрого заряда аккумуляторных батарей нормированными токами 0,5-1С при температурах 0-50 °С целесообразно применять одновременно методы Тmax (с температурой отключения 50-60 °С в зависимости от конструкции аккумуляторов и батарей), -ΔU (5-15 мВ на аккумулятор), t (обычно для получения 120 % номинальной емкости) и Umax (1,6-1,8 В на аккумулятор). Вместо метода -ΔU может использоваться метод ΔT/Δt (1-2 °С/мин) с таймером начальной задержки (5-10 мин). Про контроль заряда так же см. соответствуюшую статью После проведения быстрого заряда аккумуляторной батареи, в зарядных устройствах предусматривают переключение их на подзаряд нормированным током 0,1С — 0,2С в течение определенного времени. Для Ni-MH аккумуляторов не рекомендуется заряд при постоянном напряжении, так как может произойти «тепловой выход из строя» аккумуляторов. Это связано с тем, что в конце заряда происходит повышение тока, который пропорционален разности между напряжением электропитания и напряжением аккумулятора, а напряжение аккумулятора в конце заряда понижается из-за повышения температуры. При низких температурах скорость заряда должна быть уменьшена. В противном случае кислород не успеет рекомбинироваться, что приведет к росту давления в аккумуляторе. Для эксплуатации в таких условиях рекомендуются Ni-MH аккумуляторы с высокопористыми электродами.

Достоинства и недостатки Ni-MH аккумуляторов

Значительное увеличение удельных энергетических параметров не единственное достоинство Ni-MH аккумуляторов перед Ni-Cd аккумуляторами. Отказ от кадмия означает также переход к более экологически чистым производствам. Легче решается и проблема утилизации вышедших из строя аккумуляторов. Эти достоинства Ni-MH аккумуляторов определили более быстрый рост объемов их производства у всех ведущих мировых аккумуляторных компаний по сравнению с Ni-Cd аккумуляторами.

У Ni-MH аккумуляторов нет «эффекта памяти», свойственного Ni-Cd аккумуляторам из-за образования никелата в отрицательном кадмиевом электроде. Однако эффекты, связанные с перезарядом оксидно-никелевого электрода, сохраняются. Уменьшение разрядного напряжения, наблюдаемое при частых и долгих перезарядах так же, как и у Ni-Cd аккумуляторов, может быть устранено при периодическом осуществлении нескольких разрядов до 1В — 0.9В. Такие разряды достаточно проводить 1 раз в месяц. Однако никель-металлогидридные аккумуляторы уступают никель-кадмиевым, которые они призваны заменить, по некоторым эксплуатационным характеристикам:

• Ni-MH аккумуляторы эффективно работают в более узком интервале рабочих токов, что связано с ограниченной десорбцией водорода металлгидридного электрода при очень высоких скоростях разряда;
• Ni-MH аккумуляторы имеют более узкий температурный диапазон эксплуатации: большая их часть неработоспособна при температуре ниже -10 °С и выше +40 °С, хотя в отдельных сериях аккумуляторов корректировка рецептур обеспечила расширение температурных границ;
• в течении заряда Ni-MH аккумуляторов выделяется больше теплоты, чем при заряде Ni-Cd аккумуляторов, поэтому в целях предупреждения перегрева батареи из Ni-MH аккумуляторов в процессе быстрого заряда и/или значительного перезаряда в них устанавливают термо-предохранители или термо-реле, которые располагают на стенке одного из аккумуляторов в центральной части батареи (это относится к промышленным аккумуляторным сборкам);
• Ni-MH аккумуляторы имеют повышенный саморазряд, что определяется неизбежностью реакции водорода, растворенного в электролите, с положительным оксидно-никелевым электродом (но, благодаря использованию специальных сплавов отрицательного электрода, получилось достигнуть снижения скорости саморазряда до величин, близких к показателям для Ni-Cd аккумуляторов);
• опасность перегрева при заряде одного из Ni-MH аккумуляторов батареи, а также переполюсования аккумулятора с меньшей емкостью при разряде батареи, возрастает с рассогласованием параметров аккумуляторов в результате продолжительного циклирования, поэтому создание батарей более чем из 10 аккумуляторов не рекомендуется всеми производителями;
• потери емкости отрицательного электрода, которые имеют место в Ni-MH аккумуляторе при разряде ниже 0 В, необратимы, что выдвигает более жесткие требования к подбору аккумуляторов в батарее и контролю процесса разряда, чем в случае использования Ni-Cd аккумуляторов, как правило рекомендуется разряд до 1 В/ак в батареях незначительного напряжения и до 1,1 В/ак в батарее из 7-10 аккумуляторов.

Как уже отмечалось ранее, деградация Ni-MH аккумуляторов определяется прежде всего понижением при циклировании сорбирующей способности отрицательного электрода. В цикле заряда-разряда происходит изменение объема кристаллической решетки сплава, что приводит к образованию трещин и последующей коррозии при реакции с электролитом. Образование продуктов коррозии происходит с поглощением кислорода и водорода, в результате чего уменьшается общее количество электролита и повышается внутреннее сопротивление аккумулятора. Следует заметить, что характеристики Ni-MH аккумуляторов существенно зависят от сплава отрицательного электрода и технологии обработки сплава для повышения стабильности его состава и структуры. Это вынуждает изготовителей аккумуляторов внимательно относиться к выбору поставщиков сплава, а потребителей аккумуляторов — к выбору компании-изготовителя.

По материалам сайтов pоwеrinfо.ru, «Чип и Дип»