Baterie Nimh to źródła zasilania, które są klasyfikowane jako baterie alkaliczne. Są podobne do akumulatorów niklowo-wodorowych. Ale poziom ich pojemności energetycznej jest większy.

Skład wewnętrzny akumulatorów ni-mh jest podobny do składu zasilaczy niklowo-kadmowych. Do przygotowania dodatniego wyjścia używa się takiego pierwiastka chemicznego, jak nikiel, a ujemnego to stop, który zawiera pochłaniające metale wodorowe.

Istnieje kilka typowych konstrukcji akumulatorów niklowo-wodorkowych:

• Cylinder. Do rozdzielenia wyprowadzeń przewodzących stosuje się separator, któremu nadano kształt walca. Zawór awaryjny jest skoncentrowany na pokrywie, która otwiera się nieznacznie przy znacznym wzroście ciśnienia.
• Pryzmat. W takim akumulatorze niklowo-wodorkowym elektrody są skoncentrowane naprzemiennie. Do ich oddzielenia służy separator. Aby pomieścić główne elementy, zastosowano obudowę przygotowaną z tworzywa sztucznego lub specjalnego stopu. Aby kontrolować ciśnienie, do pokrywy wprowadza się zawór lub czujnik.

Wśród zalet takiego źródła zasilania są:

• W trakcie pracy wzrastają specyficzne parametry energetyczne źródła prądu.
• Kadm nie jest używany do przygotowania elementów przewodzących. Dzięki temu nie ma problemów z utylizacją baterii.
• Żadnego „efektu pamięci”. Nie ma więc potrzeby zwiększania pojemności.
• Aby poradzić sobie z napięciem rozładowania (zmniejszyć), specjaliści rozładowują urządzenie do 1 V 1-2 razy w miesiącu.

Wśród ograniczeń istotnych dla akumulatorów niklowo-wodorkowych są:

• Zgodność z ustalonym przedziałem prądów roboczych. Przekroczenie tych wskaźników prowadzi do szybkiego rozładowania.
• Eksploatacja tego typu zasilacza przy silnych mrozach jest niedozwolona.
• Bezpieczniki termiczne są wprowadzane do składu akumulatora, za pomocą którego określają przegrzanie urządzenia, wzrost poziomu temperatury do krytycznego wskaźnika.
• Skłonność do samorozładowania.

Ładowanie akumulatora niklowo-wodorkowego

Proces ładowania akumulatorów niklowo-wodorkowych wiąże się z określonymi reakcjami chemicznymi. Do ich normalnego przepływu część energii dostarczanej przez ładowarkę jest wymagana z sieci.

Sprawność procesu ładowania to część energii odebranej przez zasilacz, która jest magazynowana. Wartość tego wskaźnika może się różnić. Ale jednocześnie nie można uzyskać 100-procentowej wydajności.

Przed ładowaniem akumulatorów wodorkowych badają główne typy, które zależą od wielkości prądu.

Ładowanie kroplowe

Z tego rodzaju ładowania akumulatorów należy korzystać ostrożnie, ponieważ prowadzi to do skrócenia okresu ich eksploatacji. Ponieważ ten typ ładowarki jest wyłączany ręcznie, proces ten wymaga stałego monitorowania i regulacji. W takim przypadku ustawiony jest minimalny wskaźnik prądu (0,1 całkowitej pojemności).

Ponieważ maksymalne napięcie nie jest ustawiane podczas takiego ładowania akumulatorów ni-MH, kierują się tylko wskaźnikiem czasu. Aby oszacować przedział czasu, użyj parametrów pojemności, które ma rozładowane źródło zasilania.

Sprawność źródła prądu ładowanego w ten sposób wynosi około 65-70 proc. Dlatego producenci nie zalecają używania takich ładowarek, ponieważ wpływają one na wydajność akumulatora.

Szybkie ładowanie

Przy ustalaniu, jakim prądem można ładować akumulatory ni-MH w trybie szybkim, brane są pod uwagę zalecenia producentów. Bieżąca wartość wynosi od 0,75 do 1 całkowitej pojemności. Nie zaleca się przekraczania ustawionego interwału, ponieważ włączają się zawory awaryjne.

Aby naładować akumulatory nimh w trybie szybkim, napięcie ustawia się w zakresie od 0,8 do 8 woltów.

Sprawność szybkoładujących zasilaczy ni-MH sięga 90 proc. Ale ten parametr spada, gdy tylko skończy się czas ładowania. Jeśli ładowarka nie zostanie wyłączona w odpowiednim czasie, ciśnienie wewnątrz akumulatora zacznie rosnąć, wskaźnik temperatury wzrośnie.

W celu naładowania akumulatorów ni-mh należy wykonać następujące czynności:

• wstępne ładowanie

W ten tryb wchodzi się, gdy akumulator jest całkowicie rozładowany. Na tym etapie prąd wynosi od 0,1 do 0,3 pojemności. Zabronione jest stosowanie wysokich prądów. Przedział czasowy wynosi około pół godziny. Gdy tylko parametr napięcia osiągnie 0,8 wolta, proces zatrzymuje się.

• Przełączanie na tryb szybki

Proces zwiększania prądu odbywa się w ciągu 3-5 minut. Przez cały czas temperatura jest kontrolowana. Jeśli ten parametr osiągnie wartość krytyczną, ładowarka się wyłączy.

Podczas szybkiego ładowania akumulatorów niklowo-wodorkowych prąd jest ustawiony na 1 całkowitej pojemności. W takim przypadku bardzo ważne jest, aby szybko odłączyć ładowarkę, aby nie uszkodzić akumulatora.

Aby kontrolować napięcie, użyj multimetru lub woltomierza. Pomaga to wyeliminować fałszywe alarmy, które negatywnie wpływają na wydajność urządzenia.

Niektóre ładowarki do akumulatorów ni-mh nie działają z prądem stałym, ale z prądem pulsującym. Zasilanie prądem odbywa się z zadaną częstotliwością. Dostarczanie prądu pulsacyjnego przyczynia się do równomiernego rozprowadzenia kompozycji elektrolitycznej, substancji czynnych.

• Ładowanie pomocnicze i podtrzymujące

Aby uzupełnić pełne naładowanie akumulatora ni-mh na ostatnim etapie, wskaźnik prądu zmniejsza się do 0,3 pojemności. Czas trwania - około 25-30 minut. Zabrania się zwiększania tego odstępu czasu, gdyż pomaga to zminimalizować czas pracy baterii.

Szybkie ładowanie

Niektóre modele ładowarek do akumulatorów niklowo-kadmowych są wyposażone w tryb ładowania doładowania. W tym celu ogranicza się prąd ładowania, ustawiając parametry na poziomie 9–10 od pojemności. Musisz zmniejszyć prąd ładowania, gdy tylko akumulator zostanie naładowany do 70 procent.

Jeśli akumulator jest ładowany w trybie przyspieszonym przez ponad pół godziny, struktura zacisków przewodzących jest stopniowo niszczona. Eksperci zalecają korzystanie z takiej opłaty, jeśli masz pewne doświadczenie.

Jak prawidłowo ładować zasilacze, a także wyeliminować możliwość przeładowania? Aby to zrobić, postępuj zgodnie z następującymi zasadami:

1. Kontrola temperatury akumulatorów ni-mh. Przestań ładować akumulatory nimh, gdy tylko temperatura gwałtownie wzrośnie.
2. Zasilacze nimh mają ograniczenia czasowe, które pozwalają kontrolować proces.
3. Konieczne jest rozładowanie akumulatorów ni-MH i naładowanie ich napięciem 0,98. Jeśli ten parametr zostanie znacznie zmniejszony, wówczas ładowarki zostaną wyłączone.

Regeneracja zasilaczy niklowo-wodorkowych

Proces regeneracji akumulatorów ni-mh ma na celu wyeliminowanie skutków „efektu pamięci”, które wiążą się z utratą pojemności. Prawdopodobieństwo wystąpienia takiego efektu wzrasta, jeśli urządzenie jest często niecałkowicie naładowane. Urządzenie ustala dolną granicę, po której zmniejsza się pojemność.

Przed przywróceniem źródła zasilania przygotowywane są następujące elementy:

• Żarówka o wymaganej mocy.
• Ładowarka. Przed użyciem ważne jest, aby wyjaśnić, czy ładowarka może być używana do rozładowywania.
• Woltomierz lub multimetr do określenia napięcia.

Żarówkę lub ładowarkę wyposażoną w odpowiedni tryb wkłada się do akumulatora własnymi rękami, aby całkowicie go rozładować. Następnie aktywowany jest tryb ładowania. Liczba cykli regeneracji zależy od tego, jak długo bateria nie była używana. Proces szkolenia zaleca się powtarzać 1-2 razy w miesiącu. Przy okazji przywracam w ten sposób te źródła, które straciły 5-10 procent całkowitej pojemności.

Aby obliczyć utraconą pojemność, stosuje się dość prostą metodę. Tak więc akumulator jest w pełni naładowany, po czym jest rozładowywany i mierzona jest pojemność.

Ten proces jest znacznie uproszczony, jeśli używasz ładowarki, za pomocą której możesz również kontrolować poziom napięcia. Korzystanie z takich jednostek jest również korzystne, ponieważ zmniejsza się prawdopodobieństwo głębokiego rozładowania.

Jeśli stan naładowania akumulatorów niklowo-wodorkowych nie zostanie ustalony, należy ostrożnie podejść do żarówki. Za pomocą multimetru kontrolowany jest poziom napięcia. Tylko w ten sposób można zapobiec możliwości całkowitego rozładowania.

Doświadczeni specjaliści przeprowadzają zarówno renowację jednego elementu, jak i całego bloku. W okresie ładowania istniejące ładowanie jest wyrównywane.

Regeneracja źródła zasilania, które działało przez 2-3 lata, po pełnym naładowaniu, rozładowaniu, nie zawsze przynosi oczekiwany efekt. Dzieje się tak, ponieważ stopniowo zmienia się skład elektrolityczny i przewodzące przewody. Przed użyciem takich urządzeń przywraca się skład elektrolityczny.

Obejrzyj film o przywracaniu takiej baterii.

Zasady dotyczące akumulatorów niklowo-wodorkowych

Czas pracy akumulatorów ni-MH zależy w dużej mierze od tego, czy dozwolone jest przegrzanie lub znaczne przeładowanie źródła zasilania. Ponadto mistrzom zaleca się rozważenie następujących zasad:

• Niezależnie od tego, jak długo źródła prądu będą przechowywane, należy je naładować. Procent ładowania musi wynosić co najmniej 50% całkowitej pojemności. Tylko w takim przypadku nie będzie problemów podczas przechowywania i konserwacji.
• Akumulatory tego typu są wrażliwe na przeładowanie, nadmierne ciepło. Wskaźniki te niekorzystnie wpływają na czas użytkowania, wielkość prądu wyjściowego. Te zasilacze wymagają specjalnych ładowarek.
• Cykle szkoleniowe są opcjonalne dla zasilaczy NiMH. Przy pomocy sprawdzonej ładowarki przywracana jest utracona pojemność. Liczba cykli regeneracji w dużej mierze zależy od stanu urządzenia.
• Pomiędzy cyklami regeneracji muszą robić przerwy, a także uczyć się, jak ładować akumulator podczas pracy. Ten czas potrzebny jest na ostygnięcie urządzenia, poziom temperatury spadnie do wymaganej wartości.
• Procedura ładowania lub cykl treningowy odbywa się tylko w akceptowalnym reżimie temperaturowym: + 5- + 50 stopni. Jeśli ten wskaźnik zostanie przekroczony, wzrasta prawdopodobieństwo szybkiej awarii.
• Podczas ładowania upewnij się, że napięcie nie spada poniżej 0,9 V. W końcu niektóre ładowarki nie ładują, jeśli ta wartość jest minimalna. W takich przypadkach dozwolone jest podłączenie zewnętrznego źródła w celu przywrócenia zasilania.
• Cykliczne odzyskiwanie jest przeprowadzane pod warunkiem, że istnieje pewne doświadczenie. W końcu nie wszystkie ładowarki nadają się do rozładowania akumulatora.
• Procedura przechowywania obejmuje szereg prostych zasad. Nie przechowuj zasilacza na zewnątrz ani w pomieszczeniach, w których temperatura spada do 0 stopni. Powoduje to krzepnięcie kompozycji elektrolitycznej.

Jeśli jednocześnie ładuje się nie jedno, a kilka źródeł zasilania, to stopień naładowania jest utrzymywany na zadanym poziomie. Dlatego niedoświadczeni konsumenci przeprowadzają odzyskiwanie baterii osobno.

Baterie Nimh są wydajnymi źródłami energii, które są aktywnie wykorzystywane do uzupełniania różnych urządzeń i zespołów. Wyróżniają się pewnymi zaletami, cechami. Przed ich użyciem należy bezwzględnie zapoznać się z podstawowymi zasadami użytkowania.

Film o bateriach Nimh

Z doświadczenia operacyjnego

Ogniwa NiMH są szeroko reklamowane jako wysokoenergetyczne, zimne i wolne od pamięci. Kupując aparat cyfrowy Canon PowerShot A 610 naturalnie wyposażyłem go w pojemną pamięć na 500 wysokiej jakości ujęć, a żeby wydłużyć czas fotografowania dokupiłem 4 ogniwa NiMH o pojemności 2500 mA*h od Duracell.

Porównajmy cechy elementów produkowanych przez branżę:

Opcje		Litowo-jonowa Li-ion	Niklowo-kadmowe NiCd	Nikiel- wodorek metalu NiMH	Kwas ołowiowy Pb
czas trwania usługi, cykle ładowania/rozładowania		1-1,5 roku	500-1000		3 00-5000
Pojemność energetyczna, W*h/kg
Prąd rozładowania, mA * pojemność baterii
Napięcie jednego elementu, V
Szybkość samorozładowania		2-5% miesięcznie	10% za pierwszy dzień, 10% za każdy kolejny miesiąc	2 razy wyższa NiCd	40% W roku
Dopuszczalny zakres temperatur, stopnie Celsjusza	ładowanie
	odprężenie		-20... +65
Dopuszczalny zakres napięcia, V		2,5-4,3 (koks), 3,0-4,3 (grafit)			5,25-6,85 (do akumulatorów 6V), 10,5-13,7 (do akumulatorów 12V)

Tabela 1.

Z tabeli widać, że elementy NiMH mają dużą pojemność energetyczną, co czyni je preferowanymi przy wyborze.

Do ich ładowania zakupiono inteligentną ładowarkę DESAY Full-Power Harger, która zapewnia ładowanie ogniw NiMH wraz z ich treningiem. Jego elementy były naładowane wysoką jakością, ale… Jednak przy szóstym ładowaniu rządziło długą żywotnością. Spalona elektronika.

Po wymianie ładowarki i kilku cyklach ładowania-rozładowania akumulatory zaczynały się wyczerpywać w drugiej lub trzeciej dziesiątce strzałów.

Okazało się, że wbrew zapewnieniom elementy NiMH mają też pamięć.

A większość nowoczesnych urządzeń przenośnych, które z nich korzystają, ma wbudowane zabezpieczenie, które wyłącza zasilanie po osiągnięciu określonego minimalnego napięcia. Zapobiega to całkowitemu rozładowaniu akumulatora. Tutaj pamięć elementów zaczyna odgrywać swoją rolę. Ogniwa, które nie są całkowicie rozładowane, nie są w pełni naładowane, a ich pojemność spada z każdym ładowaniem.

Wysokiej jakości ładowarki umożliwiają ładowanie bez utraty pojemności. Ale nie mogłem znaleźć czegoś takiego w sprzedaży do elementów o pojemności 2500mah. Pozostaje okresowo przeprowadzać ich szkolenia.

Trening elementów NiMH

Wszystko, co napisano poniżej, nie dotyczy ogniw akumulatorowych o silnym samorozładowaniu . Można je tylko wyrzucić, doświadczenie pokazuje, że nie da się ich wyszkolić.

Trening elementów NiMH składa się z kilku (1-3) cykli rozładowania-ładowania.

Rozładowanie odbywa się do momentu, gdy napięcie na ogniwie akumulatora spadnie do 1V. Zaleca się rozładowywanie elementów pojedynczo. Powodem jest to, że możliwość otrzymania opłaty może być różna. I nasila się podczas ładowania bez treningu. W związku z tym dochodzi do przedwczesnego zadziałania zabezpieczenia napięciowego Twojego urządzenia (odtwarzacza, kamery, ...) i późniejszego ładowania nierozładowanego elementu. Skutkiem tego jest postępująca utrata pojemności.

Rozładowanie należy przeprowadzić w specjalnym urządzeniu (Rys. 3), które umożliwia wykonanie go indywidualnie dla każdego elementu. Jeśli nie ma kontroli napięcia, rozładowanie zostało przeprowadzone do zauważalnego spadku jasności żarówki.

A jeśli wykryjesz czas palenia się żarówki, możesz określić pojemność baterii, oblicza się ją według wzoru:

Pojemność = Prąd rozładowania x Czas rozładowania = I x t (A * godzina)

Akumulator o pojemności 2500 mAh jest w stanie dostarczyć prąd 0,75 A do obciążenia przez 3,3 godziny, jeśli czas uzyskany w wyniku rozładowania jest krótszy, a zatem pojemność resztkowa jest mniejsza. A wraz ze spadkiem pojemności musisz kontynuować trening baterii.

Teraz do rozładowania ogniw akumulatora używam urządzenia wykonanego według schematu pokazanego na rys. 3.

Wykonany jest ze starej ładowarki i wygląda tak:

Dopiero teraz są 4 żarówki, jak na ryc. 3. Żarówki należy wymienić osobno. Jeśli żarówka ma prąd rozładowania równy znamionowemu dla danego akumulatora lub nieco mniejszy, może służyć jako obciążenie i wskaźnik, w przeciwnym razie żarówka jest tylko wskaźnikiem. Wtedy rezystor musi mieć taką wartość, aby sumaryczna rezystancja El 1-4 i równoległego do niego rezystora R 1-4 była rzędu 1,6 oma.Zastąpienie żarówki diodą LED jest niedopuszczalne.

Przykładem żarówki, która może służyć jako obciążenie, jest kryptonowa żarówka latarki 2,4 V.

Specjalny przypadek.

Uwaga! Producenci nie gwarantują normalnej pracy akumulatorów przy prądach ładowania przekraczających prąd ładowania przyspieszonego.I ładowanie powinno być mniejsze niż pojemność akumulatora. Czyli dla akumulatorów o pojemności 2500 ma*h powinno być poniżej 2,5A.

Zdarza się, że ogniwa NiMH po rozładowaniu mają napięcie mniejsze niż 1,1 V. W takim przypadku konieczne jest zastosowanie techniki opisanej w powyższym artykule w czasopiśmie PC MIR. Element lub szereg elementów jest podłączony do źródła zasilania przez żarówkę samochodową o mocy 21 W.

Po raz kolejny zwracam uwagę! Takie elementy należy sprawdzić pod kątem samorozładowania! W większości przypadków to elementy o niskim napięciu mają zwiększone samorozładowanie. Te elementy są łatwiejsze do wyrzucenia.

Ładowanie jest korzystnie indywidualne dla każdego elementu.

Dla dwóch ogniw o napięciu 1,2V napięcie ładowania nie powinno przekraczać 5-6V. Przy wymuszonym ładowaniu światło jest również wskaźnikiem. Zmniejszając jasność żarówki, możesz sprawdzić napięcie na elemencie NiMH. Będzie większe niż 1,1 V. Zazwyczaj to wstępne ładowanie trwa od 1 do 10 minut.

Jeśli element NiMH podczas wymuszonego ładowania nie podnosi napięcia przez kilka minut, nagrzewa się, jest to powód do wyjęcia go z ładowania i odrzucenia.

Polecam używać ładowarek tylko z możliwością trenowania (regeneracji) elementów podczas ładowania. Jeśli ich nie ma, to po 5-6 cyklach pracy w sprzęcie, nie czekając na całkowitą utratę pojemności, wytrenuj je i odrzuć elementy o silnym samorozładowaniu.

I nie zawiodą cię.

Na jednym z forów skomentowano ten artykuł”źle napisane, ale nic poza tym". Więc to nie jest "głupie", ale proste i dostępne dla każdego, kto potrzebuje pomocy w kuchni. Czyli tak proste, jak to tylko możliwe. Zaawansowany może umieścić kontroler, podłączyć komputer, ......, ale to już inna historia.

Żeby nie wydawać się głupim

Istnieją „inteligentne” ładowarki do ogniw NiMH.

Ta ładowarka działa z każdym akumulatorem osobno.

On może:

1. pracować indywidualnie z każdą baterią w różnych trybach,
2. ładuj akumulatory w trybie szybkim i wolnym,
3. indywidualny wyświetlacz LCD dla każdej komory baterii,
4. ładować każdy akumulator niezależnie,
5. ładowanie od jednego do czterech akumulatorów o różnych pojemnościach i rozmiarach (AA lub AAA),
6. chronić akumulator przed przegrzaniem,
7. chronić każdy akumulator przed przeładowaniem,
8. określenie końca ładowania po spadku napięcia,
9. zidentyfikować wadliwe baterie
10. rozładować wstępnie akumulator do napięcia szczątkowego,
11. odnawianie starych akumulatorów (trening ładowania-rozładowania),
12. sprawdź pojemność baterii
13. wyświetlacz LCD: - prąd ładowania, napięcie, odzwierciedlają aktualną pojemność.

Co najważniejsze podkreślam, że tego typu urządzenie pozwala na indywidualną pracę z każdym akumulatorem.

Według opinii użytkowników taka ładowarka pozwala przywrócić większość działających akumulatorów, a sprawne mogą być używane przez cały gwarantowany okres użytkowania.

Niestety nie korzystałem z takiej ładowarki, ponieważ na prowincji po prostu nie można jej kupić, ale na forach można znaleźć wiele recenzji.

Najważniejsze, aby nie ładować przy wysokich prądach, pomimo zadeklarowanego trybu z prądami 0,7 - 1A, jest to wciąż małe urządzenie i może rozproszyć 2-5 watów mocy.

Wniosek

Jakakolwiek regeneracja akumulatorów NiMh to ściśle indywidualna (z każdym elementem) praca. Przy stałym monitorowaniu i odrzucaniu elementów, które nie akceptują ładowania.

A najlepszym sposobem radzenia sobie z ich regeneracją są inteligentne ładowarki, które umożliwiają indywidualne odrzucenie i cykl ładowania-rozładowania dla każdego ogniwa. A ponieważ nie ma takich urządzeń, które automatycznie współpracują z akumulatorami o dowolnej pojemności, są one przeznaczone dla elementów o ściśle określonej pojemności lub muszą mieć kontrolowane prądy ładowania i rozładowania!

Wprowadzenie Mimo powszechnego stosowania baterii litowo-jonowych w małych urządzeniach - odtwarzaczach, telefonach komórkowych, drogich myszkach bezprzewodowych - konwencjonalne baterie AA nie zamierzają jeszcze ustąpić ze swojej pozycji. Są tanie, można je kupić w każdym kiosku, wreszcie zasilając je standardowymi bateriami, producent urządzenia może przenieść troskę o ich wymianę (lub, w przypadku baterii, ładowanie) na użytkownika i tym samym zaoszczędzić jeszcze kilka dolarów.

Baterie AA są używane w większości niedrogich myszek bezprzewodowych, w prawie wszystkich klawiaturach bezprzewodowych, w pilotach, w niedrogich aparatach i drogich profesjonalnych latarkach, w latarkach i zabawkach dla dzieci… ogólnie można długo wymieniać.

I coraz częściej akumulatory te zastępowane są akumulatorami, zwykle niklowo-wodorkowymi, o pojemności znamionowej od 2500 do 2700 mAh i napięciu roboczym 1,2 V. Wymiary i napięcie zbliżeniowe akumulatorów umożliwiają montaż je bez problemu w prawie każdym urządzeniu, pierwotnie przeznaczonym na baterie. Korzyść jest oczywista: nie dość, że jeden akumulator wytrzymuje kilkaset cykli ładowania, to jeszcze jego pojemność, przy przynajmniej poważnym obciążeniu, okazuje się być znacznie wyższe niż akumulatory. Tak więc nie tylko zaoszczędzisz pieniądze, ale także uzyskasz bardziej „długie” urządzenie.

W dzisiejszym artykule przyjrzymy się - i przetestujemy w praktyce - 16 akumulatorów różnych producentów io różnych parametrach, aby zdecydować, które warto kupić. W szczególności akumulatory o obniżonym prądzie samorozładowania, które niedawno pojawiły się w sprzedaży, które mogą leżeć w stanie naładowanym przez wiele miesięcy i pozostawać gotowe do użycia w dowolnym momencie, nie zostaną pozostawione bez uwagi.

Przypominamy naszym czytelnikom, że urządzenie i podstawowe cechy różnych typów akumulatorów, a także kwestie doboru ładowarek do akumulatorów Ni-MH, opisano już wcześniej.

Metodologia testów

Szczegółowy opis techniki można znaleźć w osobnym artykule w całości poświęconym temu tematowi: „”.

W skrócie do testowania akumulatorów wykorzystujemy ładowarkę Sanyo MQR-02 (cztery niezależne kanały ładowania, prąd 565 mA), czterokanałowy stabilizowany ładunek własnej produkcji, który pozwala na testowanie czterech akumulatorów jednocześnie oraz Velleman PCS10 rejestrator, za pomocą którego budujemy wykres napięcia baterii w funkcji czasu.

Wszystkie akumulatory przechodzą szkolenie przed testowaniem - dwa pełne cykle ładowania-rozładowania. Pomiar pojemności akumulatorów rozpoczyna się natychmiast po naładowaniu - za wyjątkiem testu prądu samorozładowania, przed którym akumulatory trzymane są przez tydzień w temperaturze pokojowej bez obciążenia. W większości testów każdy model jest reprezentowany przez dwa egzemplarze, ale w niektórych przypadkach - na bateriach GP i Philips, które dały nieoczekiwanie słabe wyniki - dwukrotnie sprawdziliśmy pomiary na czterech bateriach. Jednak w żadnym z testów nie było poważnych rozbieżności między różnymi przypadkami.

Ponieważ krzywe napięciowe dla większości akumulatorów są podobne – jedynym wyjątkiem w dzisiejszym artykule są produkty NEXcell – wyniki pomiarów prezentujemy tylko w amperogodzinach (A*h). Przeliczenie ich na watogodziny ze wskazanego powodu nie wpłynie na równowagę mocy.

Ansmann Energy Digital (2700 mAh)

Nasz artykuł otwiera marka baterii, która nie jest zbyt popularna w sklepach, ale jednocześnie jest dość dobrze znana i cieszy się dobrą opinią wśród fotografów.

Mimo to akumulatory Ansmanna radziły sobie co najwyżej przeciętnie – w klasyfikacji generalnej w żadnym z testów nie awansowały nawet do środka tabeli finałowej. Dystans do liderów pod względem pojemności wynosił około 15–20%. Jednak nie było z nimi innych problemów.

Ansmann Energy Digital (2850 mAh)

Bardziej pojemna wersja poprzednich akumulatorów, na zewnątrz na pierwszy rzut oka różniąca się jedynie napisem na obudowie.

Jednak po bliższym zbadaniu różnice okazały się bardziej znaczące:

Jak widać na zdjęciu, korpus starszego modelu jest nieco większy niż młodszego, a styk dodatni jest wręcz krótszy, aby zachować ogólne wymiary baterii bez zmian. Niestety w niektórych urządzeniach, w których styk dodatni w komorze baterii jest zagłębiony (aby zapobiec przypadkowemu odwróceniu biegunowości baterii), Ansmann Energy Digital 2850 może po prostu nie działać - będą opierać się o obudowę urządzenia i po prostu nie dotrą do jego dodatniego kontakt. Nawiasem mówiąc, jednym z takich urządzeń okazało się nasze stanowisko probiercze: aby przetestować te akumulatory, musieliśmy podłożyć metalowe płytki pod styk dodatni.
Ale czy gra warta świeczki?.. Według wyników testów, choć akumulatory Ansmann Digital Energy 2850 wyprzedziły młodszy model tej samej firmy, nie zdołały awansować powyżej czwartego miejsca w klasyfikacji generalnej i zajęły czwarty w dość specyficznym teście.

Ansmann Energy Max-E (2100 mAh)

Stosunkowo małą pojemność tych akumulatorów tłumaczy fakt, że należą one do nowej klasy akumulatorów - akumulatorów Ni-MH o obniżonym prądzie samorozładowania. Jak wiadomo, w konwencjonalnych bateriach podczas przechowywania pojemność sukcesywnie spada, przez co po kilku miesiącach leżenia rozładowują się do zera. Max-E z kolei muszą trzymać ładunek przez znacznie dłuższy czas, czyli miesiące, a nawet lata – pozwala to po pierwsze na efektywne wykorzystanie ich w urządzeniach o niskim poborze prądu (np. zegarkach, pilotach itd.), po drugie, w razie potrzeby, zużyć natychmiast po zakupie, bez wstępnego ładowania.

Zewnętrznie baterie są dość zwyczajne. Wymiary są standardowe, nie będą miały problemów z kompatybilnością z żadnymi urządzeniami.
Do zwykłego zestawu testów dodaliśmy jeszcze jeden: rozładowanie akumulatora prądem 500 mA bez wstępnego ładowania. Trudno powiedzieć, jak długo trafiły od producenta do sklepu, a potem leżały w sklepie, zanim je kupiliśmy – ale wynik jest oczywisty: nowo zakupione akumulatory miały pojemność szczątkową około 1,5 Ah. Zwykłe akumulatory po prostu nie przeszły takiego testu: bez wstępnego ładowania ich pojemność okazała się bliska zeru.

Camelion High Energy NH-AA2600 (2500 mAh)

Nie, tytuł nie jest literówką: pomimo liczby „2600” w tytule, w rzeczywistości typowa paszportowo pojemność tych akumulatorów wynosi 2500 mAh.

Na obudowie baterii jest to zaznaczone zwykłym tekstem – jednak bardzo małym drukiem.
Co więcej, w większości testów akumulatory Camelion pewnie zajęły ostatnie miejsce, wykazując rzeczywistą pojemność poniżej 2000 mAh (testowaliśmy jednocześnie dwa akumulatory Camelion - wynik był dla nich taki sam). Jednocześnie na krzywych rozładowania nie ma nic niezwykłego - wyglądają dokładnie tak, jak powinny wyglądać wykresy dla akumulatora o pojemności 2000 mAh. Próby znalezienia przez lupę na etykiecie jeszcze mniejszej czcionki wyjaśniającej uzyskany wynik nie powiodły się.

Duracell (2650 mAh)

Marka Duracell jest dobrze znana na rynku baterii – trudno będzie znaleźć osobę, która o niej nie słyszała. Sądząc jednak po konstrukcji akumulatorów, Duracell nie produkuje ich samodzielnie - są one niezwykle podobne do produktów Sanyo.

Baterie Duracell pokazały dobry wynik: pomimo nienajwyższej pojemności paszportowej, w jednym przypadku udało im się nawet dotrzeć do pierwszej trójki.

Energizer (2650 mAh)

Dokładnie ten sam projekt, a nawet projekt etykiety jest nieco podobny - znowu mamy baterie Sanyo, ale tym razem sprzedawane pod marką Energizer.

Wynik okazał się zdumiewający: pomimo udziału w testach modeli akumulatorów o znamionowej pojemności do 2850 mAh, akumulatory Energizer ze swoimi pozornie skromnymi 2650 mAh zajęły pierwsze miejsca w dwóch z trzech testów obciążeniowych!

GP „seria 2700” 270AAHC (2600 mAh)

Kolejne „nie pomyłka” w tytule: pomimo podwójnej wzmianki o pojemności 2700 mAh, w rzeczywistości akumulatory GP 270AAHC mają typowo paszportową pojemność 2600 mAh.

Jak zwykle jest to napisane drobnym drukiem - nieco poniżej dużej, prawie w całym korpusie, liczby „2700”.
Wynik w klasyfikacji generalnej okazał się niewielki: ósme miejsce w testach z dużym obciążeniem i dopiero przedostatnie, z pojemnością ledwie przekraczającą 2000 mAh, przy obciążeniu 500 mA.

GP ReCyko+ 210AAHCB (2050 mAh)

ReCyko+ to kolejna seria akumulatorów o niskim samorozładowaniu, które są gotowe do użycia od razu po zakupie i nadają się do stosowania w urządzeniach o niskim poborze mocy.

Pojemność paszportowa baterii różni się od wskazanej w jej nazwie („210AAHCB”) o 50 mAh mniej.
Obiecany spadek prądu samorozładowania w testach potwierdził się: fabrycznie nowy, prosto ze sklepu akumulator był w stanie dać ok. 1,7 Ah bez wstępnego ładowania. Przypomnijmy czytelnikom, że kilka „zwykłych” akumulatorów, które wypróbowaliśmy w takich warunkach, nie mogło w ogóle nic dać, natychmiast „przesiewając” pod obciążeniem do zera.

NEXcell (2300 mAh)

Produkty niezbyt znanej firmy NEXcell przyciągają niską ceną: czteropak kosztuje mniej niż dwieście rubli.

Formalnie nie ma żadnych sztuczek: wartość 2300 mAh jest bezpośrednio wskazywana jako typowa pojemność paszportowa akumulatorów.
Niestety, w rzeczywistości obraz jest smutniejszy. We wszystkich przypadkach akumulatory NEXcell uplasowały się w ostatniej trójce, a w najtrudniejszym teście, przy stałym obciążeniu 2,5 A, uplasowały się na ostatnim miejscu i to z katastrofalnym opóźnieniem: w porównaniu z obciążeniem 500 mA pojemność akumulatorów „zatonął” o ponad połowę. Jednocześnie w przypadku innych akumulatorów pojemność obciążenia zależała bardzo słabo.

Wyjaśnienie jest proste: akumulatory NEXcell mają bardzo wysoką rezystancję wewnętrzną. Spójrz na wykres wyładowania pulsacyjnego: górna granica paska na nim odpowiada napięciu bez obciążenia, dolna - przy obciążeniu 2,5 A. Odpowiednio, szerokość linii jest równa spadkowi napięcia akumulatora pod obciążenie, które określa jego rezystancja wewnętrzna - a jeśli pozostałe akumulatory mają spadek o około 0,1 V, to NEXcell ma dwa razy więcej. Z tego powodu przy dużym obciążeniu napięcie na akumulatorze mocno spada, w wyniku czego szybko spada poniżej maksymalnej dopuszczalnej wartości 0,9 V.

Tak więc, chociaż przy średnim obciążeniu (500 mA) akumulatory NEXcell sprawowały się mniej więcej akceptowalnie, to przy poważniejszych prądach albo nie będą w stanie pracować w ogóle, albo bardzo stracą na pojemności. I powiedzmy, w przypadku lamp błyskowych, taka charakterystyka baterii będzie oznaczać zauważalnie dłuższy czas ładowania kondensatora wysokiego napięcia.

NEXcell (2600 mAh)

Kolejny model baterii NEXcell ma pojemność 2600 mAh i cenę 220 rubli za cztery sztuki.

Nie ma zewnętrznych różnic, ale czy wyniki testów będą się różnić? ..
Stan pacjenta, jak mówią lekarze, jest stabilny i poważny: we wszystkich badaniach miejsca są na końcu tabeli. Wynik nie jest tak katastrofalny jak w przypadku modelu 2300 mAh, ale problem z podwojoną rezystancją wewnętrzną nie zniknął: przy dużym obciążeniu bateria zauważalnie „spada”.

Ogólnie rzecz biorąc, teraz w sprzedaży pojawiły się akumulatory NEXcell o pojemności 2700 mAh, jednak po ponownym przyjrzeniu się wynikom dwóch opisanych powyżej modeli postanowiliśmy nie tracić czasu na ich testowanie. Jako tanie baterie do urządzeń o relatywnie niskim poborze mocy, produkty NEXcell nadają się, ale nie należy ich używać do czegoś poważniejszego.

Philips MultiLife (2600 mAh)

Baterie Philipsa od razu potrafiły nas zaskoczyć - niestety negatywnie. Mają ten sam mankament, co omówiony powyżej Ansmann Energy Digital 2850: zwiększone gabaryty obudowy, przez co w niektórych urządzeniach po prostu nie dochodzą do styku dodatniego. A jeśli w przypadku Ansmanna można by chociaż odnieść się do dużej pojemności paszportowej, to dla akumulatorów Philipsa deklaruje się całkiem skromne 2600 mAh.

Jednocześnie akumulatory Philipsa nie odniosły żadnego sukcesu w testach, zajmując stabilnie miejsca w środku zestawienia w testach obciążeniowych. Trudno więc znaleźć uzasadnienie dla zakupu MultiLife: przeciętna pojemność i potencjalne problemy z kompatybilnością ze względu na zwiększone gabaryty obudowy.

Philips MultiLife (2700 mAh)

Nowa wersja akumulatorów MultiLife o 100 mAh zwiększyła pojemność tabliczki znamionowej, ale jednocześnie zachowała niestandardowe wymiary obudowy - a co za tym idzie potencjalne problemy z kompatybilnością.

Co ciekawe, na obu seriach akumulatorów MultiLife wskazana jest ta sama minimalna pojemność - 2500 mAh. Innymi słowy, wzrosła nie tylko typowa pojemność paszportu, ale także rozrzut parametrów między różnymi instancjami.
Jednak we wszystkich testach Philips MultiLife 2700 mAh wykazał lepszy wynik niż ich odpowiedniki 2600 mAh z serii, a przy obciążeniu 500 mA udało im się nawet zająć trzecie miejsce. Chociaż ostatecznego werdyktu to nie zmienia: niestandardowe wymiary mogą prowadzić do niekompatybilności z konkretnymi urządzeniami, dlatego lepiej powstrzymać się od zakupu tych akumulatorów.

Sanyo HR-3U (2700 mAh)

Sanyo to jeden z największych producentów baterii, a jego produkty, sprzedawane pod markami Duracell i Energizer, już testowaliśmy powyżej. Były to wprawdzie akumulatory o znamionowej pojemności 2650 mAh, ale teraz trzymamy w rękach model o pojemności 2700 mAh. Co to jest, po prostu zaokrąglanie liczby - czy inny akumulator?

Wymiary Sanyo HR-3U są dość standardowe, co po bateriach Philipsa jest przyjemne - żadne metalowe płytki nie są potrzebne, aby zapewnić niezawodny kontakt między akumulatorem a obciążeniem w naszym zestawie testowym.

Należy pamiętać, że przy typowej pojemności znamionowej 2700 mAh minimalna może być o 200 mAh niższa ze względu na rozrzut parametrów między różnymi instancjami.
Co ciekawe, w testach obciążenia dużymi prądami Sanyo 2700 mAh znacznie pozostawało w tyle za bateriami Energizer i Duracell o pojemności 2650 mAh, w rzeczywistości produkowanymi przez to samo Sanyo, ale przy 500 mA wszystkie trzy wykazały te same wyniki.

Akumulator Varta Power (2700 mAh)

Varta to zasłużony i znany producent akumulatorów, który niestety rzadko można znaleźć w sprzedaży w rosyjskich sklepach. Mieliśmy jednak szczęście i udało nam się kupić trzy modele akumulatorów Varta.

Akumulatory Varta Power Accu mają pojemność paszportową 2700 mAh i jak zapewnia nas etykieta przeznaczone są do szybkiego ładowania (mowa tu zapewne o 15-minutowym ładowaniu dużym prądem - metoda nie najlepsza, ale wygodne, jeśli chcesz jak najszybciej przygotować się do użycia baterii). Konstrukcja nasadki ze stykiem dodatnim jest dość nietypowa - wygląda znacznie prościej w przypadku akumulatorów innych firm. Jednak nie ma różnicy technicznej, w każdym razie w pobliżu styku znajdują się otwory, które zmniejszają nadmierne ciśnienie wewnętrzne, jeśli akumulator nie jest odpowiednio naładowany.
W dwóch testach obciążeniowych akumulatory Varta Power Accu zajęły zaszczytne drugie miejsce, dosłownie 10 mAh za akumulatorami Energizera - to mniej niż błąd pomiaru. W trzecim, przy prądzie 500 mA, stali się w ogóle pierwsi.

Varta Professional (2700 mAh)

Przy tej samej pojemności z tabliczki znamionowej nazwa kolejnej serii akumulatorów Varta sugeruje, że powinny być one w jakiś sposób lepsze od „zwykłych” Power Accu.

Różnice zewnętrzne sprowadzają się jednak do różnych etykiet.
Wyniki są nieco zniechęcające: we wszystkich testach Varta Professional, mimo że wykazywały dobry wynik, nieco ustępowała Power Accu. Różnica jest niewielka, więc w zasadzie serie te można uznać za identyczne pod względem rzeczywistych cech.

Varta Ready2Use (2100 mAh)

Nasze testy uzupełniają kolejne "długie wątróbki" - akumulatory o obniżonym prądzie samorozładowania, tym razem firmy Varta.

Ich wynik niewiele jednak odbiega od omówionych powyżej dwóch podobnych modeli – GP ReCyko+ i Ansmann Max-E. Rozpiętość pojemności między tymi trzema modelami jest niewielka, a każdy z nich zajął pierwsze miejsce w jednym czasie - w trzech testach obciążeniowych.

Bez wstępnego ładowania - zaraz po zakupie - Ready2Use były w stanie oddać nieco ponad 1,6 Ah przy obciążeniu 500 mA, potwierdzając tym samym, że naprawdę są gotowe do użycia.

Testy obciążenia

Rozpatrując akumulatory z osobna, podsumujmy wyniki pomiarów na wykresach - w ten sposób łatwiej zrozumieć układ sił pomiędzy poszczególnymi uczestnikami i różne ogólne trendy. Na wszystkich diagramach trzy modele o zmniejszonym samorozładowaniu zostaną wyróżnione w osobnej grupie.

Być może najbardziej odpowiedni test z praktycznego punktu widzenia: obciążenie 500 mA, w rzędzie wielkości odpowiadającym wielu urządzeniom, w których używane są baterie - latarki, zabawki dla dzieci, aparaty fotograficzne ...

Prym wiodą dwa akumulatory Varta, a za nimi plasują się cztery modele w zwartej grupie, z których trzy są produkowane przez firmę Sanyo. Baterie Ansmann, mimo największej pojemności znamionowej wśród prezentowanych modeli, nie odniosły zauważalnego sukcesu. Absolutnym outsiderem jest akumulator Camelion, tuż przed nim GP, NEXcell i młodszy model Ansmann.

Wszystkie trzy akumulatory o zmniejszonym samorozładowaniu są dość blisko siebie: różnica między nimi wynosi mniej niż pięć procent.

Należy zaznaczyć, że ani jeden model nie pokazywał pojemności z tabliczki znamionowej, ale generalnie nie wynika z tego, że wszyscy producenci nas oszukują: zmierzona pojemność w pewnym stopniu zależy od warunków, w jakich wykonano te pomiary.

Przy wysokim prądzie obciążenia - 2,5 A - prym wiodą akumulatory Energizer (Sanyo), za nimi plasuje się Varta z minimalnym marginesem, a Sanyo ponownie zamyka pierwszą trójkę, ale pod marką Duracell. Jednocześnie, co ciekawe, „natywne” akumulatory Sanyo o pojemności 2700 mAh dość wyraźnie odstają od czołówki.

Baterie GP były w stanie odzyskać część swojej reputacji, wspinając się bliżej środka listy. Camelion po raz kolejny potwierdził, że ich rzeczywista pojemność jest dość daleka od obiecanych 2500 mAh (zauważmy, że przy 5-krotnym wzroście prądu, z 500 do 2500 mA, ich wynik nieznacznie się zmienił - świadczy to o braku jakichkolwiek poważnych problemów wewnętrznych, innymi słowy akumulatory są dobre... po prostu nie mają pojemności podanej na etykiecie). Obydwa modele NEXCell też mocno „tonęły” z powodu bardzo dużej rezystancji wewnętrznej - to jest właśnie wewnętrzny problem baterii i oznacza, że ​​w ogóle nie jest ona przeznaczona do dużych obciążeń.

Akumulatory o zmniejszonym samorozładowaniu ponownie pokazują bliskie wyniki, aw porównaniu z testem 500 mA lider i outsider zamienili się miejscami. Ale powtarzamy, różnica między nimi jest niewielka i można na to zamknąć oczy.

Wyładowanie impulsowe - w którym między 2,25-sekundowymi impulsami prądu o amplitudzie 2,5 A akumulator ma 6 sekund na regenerację - dyspozycja nieznacznie się zmienia. Varta i Energizer ponownie prowadzą, Ansmann wspiął się na czwarte miejsce. Wyniki Sanyo HR-3U są nieco zaskakujące i rozczarowujące, podczas gdy produkty NEXcell i Camelion zajęły tradycyjnie ostatnie miejsca.

Co ciekawe, taki tryb rozładowania jako całość okazał się najłatwiejszy dla akumulatorów: wyniki wzrosły w porównaniu z poprzednimi testami, niektóre modele nawet przekroczyły swoją pojemność paszportową.

Samorozładowanie akumulatorów w ciągu 1 tygodnia

Biorąc pod uwagę powyższe modele o niskim prądzie samorozładowania, które mogły stać bezczynnie przez wiele miesięcy, prawie bez utraty pojemności, wspomnieliśmy już, że wszystkie były gotowe do pracy od razu po wyjęciu z opakowania, bez wstępnego ładowania - o znamionowej pojemności ok. 2 A*h w takiej sytuacji dali 1,5-1,7 Ah. Z tego widać, że deklaracje producentów nie są pustym frazesem, akumulatory takie jak Ansmann Max-E, GP ReCyko+ czy Varta Ready2Use naprawdę można przechowywać miesiącami w stanie naładowanym, a także można ich używać w urządzeniach o niskim pobór energii.

W trosce o czystość eksperymentu próbowaliśmy również załadować kilka świeżo zakupionych „zwykłych” akumulatorów Ni-MH o pojemnościach znamionowych 2600–2700 mAh prądem o natężeniu 500 mA. Wynik okazał się oczekiwany: nie mogą pracować bez wstępnego ładowania, pod jakimkolwiek zauważalnym obciążeniem napięcie niemal natychmiast spada poniżej 1 V.

Jednak po jakim czasie przechowywania zacznie być odczuwalna różnica między różnymi rodzajami baterii? W końcu trzy wyżej wymienione modele mają nie tylko niższy prąd samorozładowania, ale także mniejszą pojemność paszportową.

Aby się o tym przekonać, trzymaliśmy naładowane akumulatory przez tydzień, po czym zmierzyliśmy ich pojemność pod obciążeniem 500 mA - i porównaliśmy z pojemnością zaraz po naładowaniu.

W ujęciu procentowym pierwsze dwa miejsca zajęły modele o niskim samorozładowaniu, a zawiódł tylko Ansmann Max-E, tracąc 10% pojemności. Około połowa „zwykłych” akumulatorów straciła od 7 do 10% swojej pojemności, akumulatory Philips MultiLife 2600 spisały się nieoczekiwanie słabo, tracąc ponad jedną czwartą swojego ładunku. Baterie GP również wypadły słabo.

Warto zauważyć, że w dwóch przypadkach większe akumulatory również wykazywały większe straty: Ansmann Energy Digital i NEXcell.

Innymi słowy, jeśli zaraz po naładowaniu Ansmanna 2850 mAh ma on naprawdę większą pojemność niż Ansmann 2700 mAh, to po kilku dniach sytuacja nie jest już tak klarowna. Spójrzmy na tabelkę z pojemnościami akumulatorów po tygodniu ekspozycji:

Wszystkie czołowe pozycje gęsto obsadzone są przez modele Varta (pierwsze dwa miejsca) i Sanyo (miejsca od trzeciego do piątego) - tutaj w sumie nie ma nawet o czym dyskutować, sukces tych firm jest absolutnie oczywisty.

Ale między parami akumulatorów tego samego producenta, ale o różnej pojemności, sytuacja jest ciekawa. Philips 2700 był w stanie wyprzedzić Philipsa 2600, ale nie jest to zaskakujące - biorąc pod uwagę, jak katastrofalny wynik pokazał ten ostatni, wyprzedzając wszystkich i wszystko w prądzie samorozładowania. Ale w parach Ansmann 2700/2850 i NEXcell 2300/2600, po tygodniowym odpoczynku, na wierzch wyszły modele o mniejszej pojemności paszportowej.

Osobno warto zauważyć, że w ciągu jednego tygodnia akumulatory o obniżonym prądzie samorozładowania nie wykazały żadnej decydującej przewagi, powinieneś się na nich skupić, jeśli potrzebujesz znacznie dłuższego odstępu między ładowaniami.

Wniosek

Cóż, czas podsumować i przedstawić rekomendacje. Najpierw przejrzyjmy producentów ...

Oczywiście liderami w testach wśród modeli o pojemności 2500 mAh i więcej były akumulatory Varta i Sanyo (w tym te sprzedawane pod markami Energizer i Duracell, a także niektóre inne - na przykład Sony). Pod względem częstotliwości trafień w pierwszej trójce nikt nie mógł z nimi konkurować, aw teście tygodniowego samorozładowania samodzielnie zajęli pierwsze pięć miejsc.

Starsze modele akumulatorów Ansmann Energy Digital (2850 mAh) i Philips MultiLife (2700 mAh) w większości utrzymywały się pośrodku, raz wspinając się na trzecie miejsce. I można by ich nazwać średnimi chłopami, w zasadzie nie daleko w tyle za liderami i całkiem wartymi swojej ceny, gdyby nie jedno „ale” - zwiększone wymiary sprawy. Z tego powodu modele te mogą być po prostu niekompatybilne z niektórymi urządzeniami, dlatego radzimy nie ryzykować i zwracać uwagę na inne baterie.

Baterie GP wypadły raczej słabo. Nie tylko ich producent wprowadza klientów w błąd etykietami (typowa pojemność paszportowa serii 2700 to nie 2700, jak mogłoby się wydawać, ale 2600 mAh), ale rzeczywiste wyniki nie są imponujące: mała pojemność i wysoki prąd samorozładowania.

W przypadku Camelionów nie dość, że duży napis „2600” nie odpowiada ich pojemności paszportowej (równej 2500 mAh), to w praktyce niezwykle przypominają akumulatory o pojemności około 2000 mAh. Mają mały prąd samorozładowania, mały opór wewnętrzny, ale kupując te akumulatory trzeba pamiętać, że nie mają one nic wspólnego z 2500 mAh.

Produkty NEXcell jako jedyne wykazały w naszych testach obecność fundamentalnych problemów, a nie tylko nieuczciwe etykietowanie. Baterie te mają dwukrotnie większą rezystancję wewnętrzną niż wszystkie inne testowane modele, przez co bardzo źle radzą sobie z dużym obciążeniem.

I wreszcie trzy modele akumulatorów o zmniejszonym samorozładowaniu - Varta Ready2Use, GP ReCyko + i Ansmann Max-E - działały mniej więcej na równi. Tak, naprawdę można ich używać natychmiast po zakupie, bez wstępnego ładowania.

Na co ogólnie zwrócić uwagę przy wyborze baterii? Dajmy kilka rad:

Rzeczywista pojemność akumulatorów, jak pokazały nasze pomiary, zależy bardziej od ich producenta niż od liczb na etykiecie - Sanyo (2650 mAh) i Varta (2700 mAh) pewnie wyprzedziły Ansmanna (2850 mAh).
Nie goń za dużą pojemnością paszportu. Akumulatory o większej pojemności często mają wyższy prąd samorozładowania, co oznacza, że ​​jeśli będziemy ich używać nie od razu po naładowaniu, ale przez kilka dni, to akumulatory o mniejszej pojemności znamionowej mogą być bardziej wydajne.
Kupując, zwróć uwagę na wymiary baterii. Trzy z testowanych przez nas modeli – dwa akumulatory Philipsa i jeden Ansmann – miały powiększoną obudowę, przez co nie działały we wszystkich urządzeniach.
Oszacuj z góry, jak intensywnie będziesz korzystać z baterii. Jeśli planujesz ładować je przynajmniej raz w tygodniu, powinieneś zwrócić uwagę na modele o pojemności paszportowej około 2700 mAh. Jeśli akumulatory muszą być ładowane przez długi czas (znacznie dłużej niż tydzień) „na wszelki wypadek” lub używane w urządzeniach o niskim zużyciu, na przykład pilotach lub zegarkach, należy preferować modele o zmniejszonym samozasysaniu prąd rozładowania, pomimo ich mniejszej pojemności znamionowej.

PS Można przeczytać kilka słów, na podstawie których można dokonać wyboru między bateriami a konwencjonalnymi bateriami jednorazowego użytku w naszym poprzednim artykule.

Inne materiały na ten temat

Test baterii AA
Metoda testowania baterii

Akumulatory stały się głównym źródłem zasilania nowoczesnych urządzeń elektronicznych. Akumulatory Ni-MH są uważane za najbardziej popularne, ponieważ są praktyczne, trwałe i mogą mieć zwiększoną pojemność. Aby jednak zachować parametry techniczne przez cały okres eksploatacji, należy poznać niektóre cechy działania napędów tej klasy, a także prawidłowe warunki ładowania.

Standardowe akumulatory Ni-MH

Jak prawidłowo ładować akumulatory Ni-MH

Kiedy zaczynasz ładować dowolny autonomiczny napęd, czy to akumulator prostego smartfona, czy akumulator o dużej pojemności ciężarówki, rozpoczyna się w nim szereg procesów chemicznych, dzięki którym następuje akumulacja energii elektrycznej. Energia odbierana przez napęd nie znika, część idzie na ładowanie, a pewien procent idzie na ciepło.

Parametr, za pomocą którego określana jest efektywność ładowania akumulatorów, nazywany jest sprawnością jazdy autonomicznej. Sprawność pozwala określić, jaki jest stosunek pracy użytecznej i jej niepotrzebnych strat, które idą na ogrzewanie. A pod tym parametrem akumulatory i akumulatory niklowo-wodorkowe są znacznie gorsze od napędów Ni-Cd, ponieważ zbyt dużo energii zużywanej na ich ładowanie jest również zużywane na ogrzewanie.

Napęd niklowo-wodorkowy można naprawić samodzielnie

Aby szybko i prawidłowo naładować akumulator NiMH, należy ustawić odpowiedni prąd. Wartość ta jest określana na podstawie takiego parametru, jak wydajność autonomicznego źródła zasilania. Możesz zwiększyć prąd, ale należy to zrobić na określonych etapach ładowania.

Specjalnie dla akumulatorów niklowo-wodorkowych zdefiniowano 3 rodzaje ładowania:

• Kroplówka. Płynie ze szkodą dla żywotności baterii, nie ustaje nawet po osiągnięciu 100% naładowania. Ale przy ładowaniu kroplowym generowana jest minimalna ilość ciepła.
• Szybko. Zgodnie z nazwą możemy powiedzieć, że ten rodzaj ładowania przebiega nieco szybciej, ze względu na to napięcie wejściowe w granicach 0,8 wolta. Jednocześnie poziom wydajności wzrasta do 90%, co jest uważane za bardzo dobry wskaźnik.
• tryb ładowania. Wymagane do pełnego naładowania dysku. Ten tryb jest wykonywany przy użyciu małego prądu przez 30-40 minut.

Na tym kończą się funkcje ładowania, teraz powinniśmy bardziej szczegółowo rozważyć każdy tryb.

Funkcje ładowania kroplowego

Główną cechą ładowania kroplowego akumulatorów NiZn, a także akumulatorów Ni-MH, jest zmniejszenie ich nagrzewania się podczas całego procesu, który może trwać do momentu przywrócenia pełnej pojemności napędu.

Standardowa ładowarka do akumulatorów Ni-MH

Co jest niezwykłego w tym typie ładowania:

• Odpowiednio mały prąd - brak jasnych ram dla różnicy potencjałów. Napięcie ładowania może osiągnąć maksimum bez negatywnego wpływu na żywotność napędu.
• Sprawność w granicach 70%. Oczywiście wskaźnik ten jest niższy od pozostałych, a czas potrzebny do pełnego odzyskania mocy wzrasta. Ale to zmniejsza nagrzewanie się akumulatora.

Powyższe wskaźniki można zaliczyć do pozytywnych. Teraz powinieneś zwrócić uwagę na negatywne cechy ładowania kroplowego.

• Proces odzyskiwania kroplówki nie kończy się nawet po przywróceniu pełnej wydajności. Ciągłe narażenie nawet na niewielki prąd, gdy akumulator jest w pełni naładowany, szybko czyni go bezużytecznym.
• Konieczne jest obliczenie czasu ładowania na podstawie takich czynników, jak prąd, napięcie i. Niezbyt wygodne i może trwać zbyt długo dla niektórych użytkowników.

Nowoczesne zasilacze niklowo-metalowo-wodorkowe nie przyjmują ładunków kroplowych tak negatywnie, jak starsze modele. Ale producenci ładowarek stopniowo rezygnują z takiego przywracania pojemności baterii.

Tryb szybkiego ładowania akumulatorów Ni-MH

Nominalne szybkości ładowania akumulatorów niklowo-wodorkowych to:

• Natężenie prądu w granicach 1 A.
• Napięcie od 0,8 V.

Podano te dane, na których należy się opierać. W trybie szybkiego ładowania najlepiej ustawić prąd na 0,75 A. To wystarczy, aby przywrócić dysk w krótkim czasie bez skracania jego żywotności. Jeśli podniesiesz prąd o więcej niż 1 A, konsekwencją może być awaryjne uwolnienie ciśnienia, przy którym otworzy się zawór spustowy.

Pamięć z dokładnymi aktualnymi odczytami

Aby tryb szybkiego ładowania nie zaszkodził akumulatorowi, konieczne jest monitorowanie zakończenia samego procesu. Skuteczność szybkiego odzyskiwania pojemności wynosi około 90%, co jest uważane za bardzo dobry wskaźnik. Ale pod koniec procesu ładowania wydajność gwałtownie spada, a konsekwencją takiego spadku jest nie tylko uwolnienie dużej ilości ciepła, ale także gwałtowny wzrost ciśnienia. Oczywiście takie wskaźniki negatywnie wpływają na trwałość napędu.

Proces szybkiego ładowania składa się z kilku kroków, które należy rozważyć bardziej szczegółowo.

Potwierdzanie dostępności wskaźników ładowania

Sekwencja procesu:

1. Prąd wstępny jest dostarczany do biegunów magazynowania, który nie przekracza 0,1 A.
2. Napięcie ładowania mieści się w granicach 1,8 V. Przy wyższych prędkościach szybkie ładowanie akumulatora nie rozpocznie się.

Ogniwo niklowo-wodorkowe o średniej pojemności

Obwód logiczny w ładowarkach jest zaprogramowany na brak baterii. Oznacza to, że jeśli napięcie wyjściowe jest większe niż 1,8 V, wówczas ładowarka odbierze taki wskaźnik jako brak źródła zasilania. Duża różnica potencjałów występuje również w przypadku uszkodzenia akumulatora.

Diagnostyka wydajności zasilaczy

Pamięć przed rozpoczęciem przywracania pojemności musi określić poziom naładowania zasilacza, więc proces szybkiego przywracania nie może się rozpocząć, jeśli jest on całkowicie rozładowany, a różnica potencjałów jest mniejsza niż 0,8 V.

Aby przywrócić częściową pojemność napędu niklowo-wodorkowego, zapewniono dodatkowy tryb - ładowanie wstępne. Jest to delikatny tryb, który pozwala baterii „obudzić się”. Stosowany jest nie tylko po całkowitym odzyskaniu pojemności, ale także podczas długotrwałego przechowywania akumulatora.

Należy pamiętać, że w celu zachowania żywotności zasilaczy niklowo-wodorkowych nie wolno ich całkowicie rozładowywać. Lub, jeśli nie ma innego wyjścia, rób to jak najmniej.

Co to jest doładowanie wstępne? Cechy procesu

Aby wiedzieć, jak prawidłowo ładować baterię, musisz zrozumieć proces ładowania wstępnego.

Główną cechą trybu przywracania wstępnej pojemności jest przydzielanie mu określonego czasu, nie więcej niż 30 minut. Natężenie prądu ustawiamy w zakresie od 0,1 A do 0,3 A. Przy takich parametrach nie dochodzi do niechcianego nagrzewania, a akumulator może spokojnie się „budzić”. Jeśli różnica potencjałów przekroczy więcej niż 0,8 V, ładowanie wstępne zostaje automatycznie wyłączone i rozpoczyna się kolejny etap przywracania pojemności.

Różnorodność produktów niklowo-wodorkowych

Jeżeli po 30 minutach napięcie zasilania nie osiągnęło wartości 0,8 V, tryb ten zostaje zakończony, ponieważ ładowarka wykryje uszkodzenie zasilacza.

Szybkie ładowanie baterii

Ten etap to bardzo szybkie ładowanie źródła zasilania. Polega na obowiązkowym przestrzeganiu kilku podstawowych parametrów:

• Kontrola natężenia prądu, który powinien mieścić się w zakresie 0,5-1 A.
• Kontrola czasu.
• Ciągłe porównywanie potencjalnych różnic. Wyłącz proces odzyskiwania, jeśli ten wskaźnik spadnie o 30 mV.

Bardzo ważne jest monitorowanie zmiany parametrów napięcia, ponieważ pod koniec szybkiego ładowania akumulator zaczyna się szybko nagrzewać. Dlatego w pamięci znajdują się osobne węzły odpowiedzialne za sterowanie napięciem źródła zasilania. W tym celu specjalnie stosuje się metodę kontroli delta napięcia. Ale niektórzy producenci pamięci stosują nowoczesne rozwiązania, które wyłączają urządzenie, jeśli przez długi czas nie ma zmiany różnicy potencjałów.

Droższą opcją jest instalacja regulatora temperatury. Na przykład, gdy temperatura dysku Ni-MH wzrasta, tryb szybkiego przywracania pojemności jest automatycznie wyłączany. Wymaga to odpowiednio drogich czujników temperatury lub obwodów elektronicznych, wzrasta również cena samej ładowarki.

Ładowanie

Ten etap jest bardzo podobny do wstępnego ładowania akumulatora, w którym prąd ustawia się w granicach 0,1-0,3 A, a cały proces zajmuje nie więcej niż 30 minut. Ładowanie jest konieczne, ponieważ pozwala wyrównać ładunki elektroniczne w źródle zasilania i wydłużyć jego żywotność. Ale przy dłuższej rekonwalescencji wręcz przeciwnie, następuje przyspieszone niszczenie baterii.

Funkcje superszybkiego ładowania

Jest jeszcze jedna ważna koncepcja przywracania pojemności akumulatorów Ni-MH - ultraszybkie ładowanie. Który nie tylko szybko przywraca źródło zasilania, ale także wydłuża jego żywotność. Wynika to z jednej interesującej cechy akumulatorów Ni-MH.

Zasilacze metalowo-wodorkowe można ładować zwiększonymi prądami, ale dopiero po osiągnięciu 70% pojemności. Jeśli pominiesz ten moment, przeszacowany parametr siły prądu doprowadzi jedynie do szybkiego zniszczenia akumulatora. Niestety producenci ładowarek uważają, że instalowanie takich węzłów sterujących w swoich produktach jest zbyt kosztowne i stosują prostsze szybkie ładowanie.

Wygodne zasilacze palcowe

Ultraszybkie ładowanie należy przeprowadzać tylko w przypadku nowych akumulatorów. Zwiększone prądy prowadzą do szybkiego nagrzania, którego kolejnym etapem jest otwarcie ciśnieniowego zaworu odcinającego. Po otwarciu zaworu odcinającego nie można odzyskać baterii niklowej.

Wybór ładowarki do akumulatorów Ni-MH

Niektórzy producenci ładowarek skłaniają się ku produktom stworzonym specjalnie do ładowania akumulatorów Ni-MH. Jest to zrozumiałe, ponieważ te źródła zasilania są największe w wielu urządzeniach elektronicznych.

Konieczne jest bardziej szczegółowe rozważenie funkcjonalności ładowarek zaprojektowanych specjalnie do przywracania pojemności akumulatorów niklowo-wodorkowych.

• Obowiązkowa obecność kilku funkcji ochronnych, które są utworzone przez pewną kombinację niektórych elementów radiowych.
• Obecność trybu ręcznego lub automatycznego do regulacji natężenia prądu. Tylko w ten sposób możliwe będzie ustawienie różnych etapów ładowania. Różnica potencjałów jest zwykle przyjmowana jako stała.
• Automatyczne ładowanie baterii, nawet po osiągnięciu 100% pojemności. Pozwala to na stałe utrzymanie głównych parametrów źródła prądu, bez uszczerbku dla żywotności.
• Rozpoznawanie źródeł prądowych działających w inny sposób. Bardzo ważny parametr, ponieważ niektóre typy akumulatorów przy zbyt dużym prądzie ładowania mogą eksplodować.

Ostatnia funkcja również należy do kategorii specjalnych i wymaga zainstalowania specjalnego algorytmu. Dlatego wielu producentów woli z niego zrezygnować.

Zasilacze Ni-MH cieszą się dużą popularnością ze względu na swoją trwałość, łatwość obsługi i przystępną cenę. Wielu użytkowników doceniło pozytywne cechy tych produktów.

Ten artykuł o akumulatorach niklowo-wodorkowych (Ni-MH) od dawna jest klasykiem rosyjskiego Internetu. Polecam sprawdzić…

Akumulatory niklowo-wodorkowe (Ni-MH) mają konstrukcję analogiczną do akumulatorów niklowo-kadmowych (Ni-Cd), aw procesach elektrochemicznych - akumulatory niklowo-wodorowe. Energia właściwa akumulatora Ni-MH jest znacznie wyższa niż energia właściwa akumulatorów Ni-Cd i wodorowych (Ni-H2)

WIDEO: Akumulatory niklowo-wodorkowe (NiMH)

Charakterystyka porównawcza akumulatorów

Opcje	Ni-Cd	Ni-H2	NiMH
Napięcie znamionowe, V	1.2	1.2	1.2
Energia właściwa: Wh/kg | Wh/l	20-40 60-120	40-55 60-80	50-80 100-270
Żywotność: lata | cykle	1-5 500-1000	2-7 2000-3000	1-5 500-2000
Samorozładowanie, %	20-30 (przez 28 dni)	20-30 (na 1 dzień)	20-40 (przez 28 dni)
Temperatura pracy, °С	-50 — +60	-20 — +30	-40 — +60

*** Duży rozrzut niektórych parametrów w tabeli spowodowany jest różnym przeznaczeniem (konstrukcją) akumulatorów. Ponadto tabela nie uwzględnia danych dotyczących nowoczesnych akumulatorów o niskim samorozładowaniu.

Historia baterii Ni-MH

Rozwój akumulatorów niklowo-wodorkowych (Ni-MH) rozpoczął się w latach 50-70 ubiegłego wieku. Rezultatem był nowy sposób przechowywania wodoru w akumulatorach niklowo-wodorowych, które były używane w statkach kosmicznych. W nowym pierwiastku wodór gromadził się w stopach niektórych metali. W latach 60. odkryto stopy pochłaniające 1000 razy więcej wodoru niż ich własna objętość. Stopy te składają się z dwóch lub więcej metali, z których jeden pochłania wodór, a drugi jest katalizatorem, który sprzyja dyfuzji atomów wodoru do sieci metalowej. Ilość możliwych kombinacji użytych metali jest praktycznie nieograniczona, co umożliwia optymalizację właściwości stopu. Aby stworzyć akumulatory Ni-MH, konieczne było stworzenie stopów, które mogą pracować przy niskim ciśnieniu wodoru i temperaturze pokojowej. Obecnie na całym świecie trwają prace nad tworzeniem nowych stopów i technologii ich przetwarzania. Stopy niklu z metalami z grupy ziem rzadkich mogą zapewnić do 2000 cykli ładowania i rozładowania akumulatora przy spadku pojemności elektrody ujemnej o nie więcej niż 30%. Pierwszy akumulator Ni-MH, wykorzystujący stop LaNi5 jako główny materiał aktywny elektrody wodorkowo-metalowej, został opatentowany przez Billa w 1975 r. We wczesnych eksperymentach ze stopami wodorków metali akumulatory niklowo-wodorkowe były niestabilne, a wymagana pojemność akumulatora mogła nie zostać osiągnięte. Dlatego przemysłowe zastosowanie akumulatorów Ni-MH rozpoczęło się dopiero w połowie lat 80-tych po stworzeniu stopu La-Ni-Co, który umożliwia elektrochemicznie odwracalną absorpcję wodoru przez ponad 100 cykli. Od tego czasu konstrukcja akumulatorów Ni-MH była stale udoskonalana w kierunku zwiększania ich gęstości energetycznej. Wymiana elektrody ujemnej pozwoliła zwiększyć obciążenie mas czynnych elektrody dodatniej o 1,3-2 razy, co decyduje o pojemności akumulatora. Dlatego akumulatory Ni-MH mają znacznie wyższą charakterystykę energetyczną w porównaniu z akumulatorami Ni-Cd. Sukces dystrybucji akumulatorów niklowo-wodorkowych zapewniła wysoka gęstość energii oraz nietoksyczność materiałów użytych do ich produkcji.

Podstawowe procesy akumulatorów Ni-MH

Akumulatory Ni-MH wykorzystują elektrodę z tlenku niklu jako elektrodę dodatnią, podobnie jak akumulator niklowo-kadmowy, oraz pochłaniającą wodór elektrodę ze stopu niklu i metali ziem rzadkich zamiast ujemnej elektrody kadmowej. Na dodatniej elektrodzie tlenku niklu akumulatora Ni-MH reakcja przebiega:

Ni(OH) 2 + OH- → NiOOH + H 2 O + e - (ładunek) NiOOH + H 2 O + e - → Ni(OH) 2 + OH - (rozładowanie)

Na elektrodzie ujemnej metal z zaabsorbowanym wodorem przekształca się w wodorek metalu:

M + H 2 O + e - → MH + OH- (ładunek) MH + OH - → M + H 2 O + e - (rozładowanie)

Ogólna reakcja w akumulatorze Ni-MH jest zapisana w następujący sposób:

Ni(OH) 2 + M → NiOOH + MH (ładowanie) NiOOH + MH → Ni(OH) 2 + M (rozładowanie)

Elektrolit nie bierze udziału w głównej reakcji tworzenia prądu. Po zgłoszeniu 70-80% pojemności i w trakcie ładowania na elektrodzie tlenkowo-niklowej zaczyna uwalniać się tlen,

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

który jest przywracany na elektrodzie ujemnej:

1/2O 2 + H 2 O + 2e - → 2OH - (doładowanie)

Dwie ostatnie reakcje zapewniają zamknięty cykl tlenowy. Gdy tlen jest redukowany, zapewnia się również dodatkowy wzrost pojemności elektrody z wodorku metalu z powodu tworzenia grupy OH-.

Budowa elektrod akumulatorów Ni-MH

Metalowa elektroda wodorowa

Głównym materiałem decydującym o wydajności akumulatora Ni-MH jest stop pochłaniający wodór, który może wchłonąć do 1000 razy więcej wodoru niż jego własna objętość. Najczęściej stosowanymi stopami są LaNi5, w których część niklu jest zastąpiona manganem, kobaltem i aluminium w celu zwiększenia stabilności i aktywności stopu. Aby obniżyć koszty, niektórzy producenci stosują misz metal zamiast lantanu (Mm, który jest mieszaniną pierwiastków ziem rzadkich, ich udział w mieszance jest zbliżony do stosunku w rudach naturalnych), który oprócz lantanu zawiera również cer , prazeodymu i neodymu. Podczas cyklu ładowania i rozładowania następuje rozszerzanie i kurczenie się 15-25% sieci krystalicznej stopów pochłaniających wodór w wyniku absorpcji i desorpcji wodoru. Takie zmiany prowadzą do powstawania pęknięć w stopie na skutek wzrostu naprężeń wewnętrznych. Powstawanie pęknięć powoduje zwiększenie powierzchni, która ulega korozji podczas interakcji z alkalicznym elektrolitem. Z tych powodów pojemność rozładowania elektrody ujemnej stopniowo maleje. W akumulatorze z ograniczoną ilością elektrolitu powoduje to problemy z redystrybucją elektrolitu. Korozja stopu prowadzi do chemicznej pasywności powierzchni w wyniku tworzenia się odpornych na korozję tlenków i wodorotlenków, które zwiększają przepięcie głównej reakcji prądotwórczej elektrody wodorkowej. Powstawanie produktów korozji następuje przy zużyciu tlenu i wodoru z roztworu elektrolitu, co z kolei powoduje spadek ilości elektrolitu w akumulatorze i wzrost jego rezystancji wewnętrznej. Aby spowolnić niepożądane procesy dyspersji i korozji stopów, które decydują o żywotności akumulatorów Ni-MH, stosuje się dwie główne metody (oprócz optymalizacji składu i sposobu produkcji stopu). Pierwsza metoda to mikroenkapsulacja cząstek stopu, tj. w pokryciu ich powierzchni cienką warstwą porowatą (5-10%) - wagowo niklu lub miedzi. Druga metoda, która znalazła obecnie najszersze zastosowanie, polega na obróbce powierzchni cząstek stopu w roztworach alkalicznych z utworzeniem warstw ochronnych przepuszczalnych dla wodoru.

Elektroda z tlenku niklu

Elektrody tlenkowo-niklowe w produkcji seryjnej produkowane są w następujących modyfikacjach konstrukcyjnych: lamelowe, spiekane bezlamelowo (metalowo-ceramiczne) oraz prasowane, w tym peletki. W ostatnich latach zaczęto stosować bezlamelowe elektrody filcowe i polimerowe.

Elektrody płytkowe

Elektrody płytkowe to zestaw połączonych ze sobą perforowanych pudełek (lameli) wykonanych z cienkiej (grubości 0,1 mm) niklowanej taśmy stalowej.

Elektrody spiekane (cermetalowe).

elektrody tego typu składają się z porowatego (o porowatości co najmniej 70%) podłoża cermetalowego, w porach którego znajduje się masa aktywna. Podstawa wykonana jest z drobnego proszku niklu karbonylu, który zmieszany z węglanem amonu lub karbamidem (60-65% niklu, reszta to wypełniacz) jest prasowany, walcowany lub natryskiwany na siatkę stalową lub niklową. Następnie siatkę z proszkiem poddaje się obróbce cieplnej w atmosferze redukującej (zwykle w atmosferze wodoru) w temperaturze 800-960°C, podczas której węglan amonu lub mocznik rozkłada się i ulatnia, a nikiel spieka. Tak otrzymane podłoża mają grubość 1-2,3 mm, porowatość 80-85% i promień porów 5-20 urn. Podstawę impregnuje się naprzemiennie stężonym roztworem azotanu niklu lub siarczanu niklu i roztworem alkalicznym podgrzanym do temperatury 60-90°C, co indukuje wytrącanie się tlenków i wodorotlenków niklu. Obecnie stosowana jest również metoda impregnacji elektrochemicznej, w której elektrodę poddaje się obróbce katodowej w roztworze azotanu niklu. Ze względu na tworzenie się wodoru, roztwór w porach płytki jest alkalizowany, co prowadzi do osadzania się tlenków i wodorotlenków niklu w porach płytki. Elektrody foliowe zaliczane są do odmian elektrod spiekanych. Elektrody wytwarza się przez naniesienie na cienką (0,05 mm) perforowanej taśmy niklowej z obu stron, przez natryskiwanie alkoholowej emulsji proszku karbonylku niklu zawierającego spoiwa, spiekanie i dalsze chemiczne lub elektrochemiczne nasycanie odczynnikami. Grubość elektrody wynosi 0,4-0,6 mm.

Elektrody prasowane

Elektrody prasowane wykonuje się poprzez wciśnięcie pod ciśnieniem 35-60 MPa masy czynnej na siatkę lub taśmę perforowaną stalową. Masa aktywna składa się z wodorotlenku niklu, wodorotlenku kobaltu, grafitu i spoiwa.

Metalowe elektrody filcowe

Metalowe elektrody filcowe mają bardzo porowatą podstawę wykonaną z włókien niklowych lub węglowych. Porowatość tych podkładów wynosi 95% lub więcej. Elektroda filcowa wykonana jest na bazie niklowanego filcu polimerowego lub grafitowego. Grubość elektrody w zależności od jej przeznaczenia zawiera się w przedziale 0,8-10 mm. Masę aktywną wprowadza się do filcu różnymi metodami, w zależności od jego gęstości. Może być używany zamiast filcu pianka niklowa otrzymywany przez niklowanie pianki poliuretanowej, a następnie wyżarzanie w środowisku redukującym. Pasta zawierająca wodorotlenek niklu i spoiwo jest zwykle wprowadzana do wysoce porowatego medium przez rozprowadzanie. Następnie podstawa z pastą jest suszona i walcowana. Elektrody filcowe i piankowe charakteryzują się dużą pojemnością właściwą i długą żywotnością.

Budowa akumulatorów Ni-MH

Cylindryczne akumulatory Ni-MH

Elektrody dodatnia i ujemna, oddzielone separatorem, są zwinięte w postać rolki, którą wkłada się do obudowy i zamyka korkiem uszczelniającym z uszczelką (rysunek 1). Pokrywa posiada zawór bezpieczeństwa, który działa przy ciśnieniu 2-4 MPa w przypadku awarii w działaniu akumulatora.

Ryc.1. Konstrukcja akumulatora niklowo-wodorkowego (Ni-MH): 1-korpus, 2-kołpak, 3-kołpak zaworu, 4-zawór, 5-elektroda dodatnia kolektora, 6-pierścień izolujący, 7-elektroda ujemna, 8- separator, 9-elektroda dodatnia, 10-izolator.

Baterie pryzmatyczne Ni-MH

W pryzmatycznych akumulatorach Ni-MH elektrody dodatnie i ujemne umieszczone są naprzemiennie, a pomiędzy nimi umieszczony jest separator. Blok elektrod wkładany jest do metalowej lub plastikowej kasetki i zamykany pokrywą uszczelniającą. Zawór lub czujnik ciśnienia jest zwykle instalowany na pokrywie (Rysunek 2).

Ryc.2. Budowa akumulatora Ni-MH: 1-korpus, 2-kołpak, 3-nasadka zaworu, 4-zawór, 5-uszczelka izolująca, 6-izolator, 7-elektroda ujemna, 8-separator, 9-elektroda dodatnia.

Akumulatory Ni-MH wykorzystują alkaliczny elektrolit składający się z KOH z dodatkiem LiOH. Jako separator w akumulatorach Ni-MH stosuje się włókninę polipropylenową i poliamidową o grubości 0,12-0,25 mm, traktowaną środkiem zwilżającym.

elektroda dodatnia

Akumulatory Ni-MH wykorzystują dodatnie elektrody z tlenku niklu, podobne do stosowanych w akumulatorach Ni-Cd. W akumulatorach Ni-MH stosuje się głównie elektrody ceramiczno-metalowe, aw ostatnich latach elektrody filcowe i piankowe (patrz wyżej).

Elektroda ujemna

Pięć konstrukcji ujemnej elektrody wodorkowo-metalowej (patrz wyżej) znalazło praktyczne zastosowanie w akumulatorach Ni-MH: - płytkowa, gdy proszek stopu pochłaniającego wodór ze spoiwem lub bez jest wciskany w niklową siatkę; - pianka niklowa, gdy pasta ze stopem i spoiwem jest wprowadzana w pory podstawy pianki niklowej, a następnie suszona i prasowana (walcowana); - folia, gdy pasta ze stopem i spoiwem jest nakładana na perforowaną folię niklowaną lub stalową niklowaną, a następnie suszona i prasowana; - walcowane, gdy proszek masy czynnej, składający się ze stopu i spoiwa, jest nakładany przez walcowanie (walcowanie) na rozciągliwej siatce niklowej lub miedzianej; - spiekany, gdy proszek stopu jest prasowany na siatce niklu, a następnie spiekany w atmosferze wodoru. Konkretne pojemności elektrod z wodorków metali o różnych konstrukcjach są zbliżone do wartości i są określane głównie przez pojemność użytego stopu.

Charakterystyka akumulatorów Ni-MH. Parametry elektryczne

Napięcie obwodu otwartego

Wartość napięcia obwodu otwartego Ur.c. Układy Ni-MH są trudne do dokładnego określenia ze względu na zależność potencjału równowagowego elektrody tlenku niklu od stopnia utlenienia niklu, a także zależność potencjału równowagi elektrody wodorkowej od stopnia nasycenia wodorem. 24 godziny po naładowaniu akumulatora napięcie obwodu otwartego naładowanego akumulatora Ni-MH mieści się w zakresie 1,30-1,35 V.

Znamionowe napięcie rozładowania

Ur przy znormalizowanym prądzie rozładowania Ir = 0,1-0,2C (C to nominalna pojemność akumulatora) przy 25 ° C wynosi 1,2-1,25 V, zwykle napięcie końcowe wynosi 1 V. Napięcie spada wraz ze wzrostem obciążenia (patrz rysunek 3)

Ryc.3. Charakterystyka rozładowania akumulatora Ni-MH w temperaturze 20°C i różnych znormalizowanych prądach obciążenia: 1-0,2C; 2-1C; 3-2C; 4-3C

Pojemność baterii

Wraz ze wzrostem obciążenia (skrócenie czasu rozładowania) i spadkiem temperatury pojemność akumulatora Ni-MH maleje (rysunek 4). Wpływ obniżenia temperatury na pojemność jest szczególnie zauważalny przy dużych prędkościach rozładowania i temperaturach poniżej 0°C.

Ryc.4. Zależność pojemności rozładowania akumulatora Ni-MH od temperatury przy różnych prądach rozładowania: 1-0,2C; 2-1C; 3-3C

Bezpieczeństwo i żywotność akumulatorów Ni-MH

Podczas przechowywania akumulator Ni-MH ulega samorozładowaniu. Po miesiącu w temperaturze pokojowej utrata pojemności wynosi 20-30%, a przy dalszym przechowywaniu strata zmniejsza się do 3-7% miesięcznie. Szybkość samorozładowania wzrasta wraz ze wzrostem temperatury (patrz rysunek 5).

Ryc.5. Zależność pojemności rozładowania akumulatora Ni-MH od czasu przechowywania w różnych temperaturach: 1-0°С; 2-20°C; 3-40°C

Ładowanie akumulatora Ni-MH

Czas pracy (liczba cykli rozładowania-ładowania) i żywotność akumulatora Ni-MH w dużej mierze zależą od warunków pracy. Czas działania zmniejsza się wraz ze wzrostem głębokości i szybkości wyładowania. Czas działania zależy od prędkości ładowania i sposobu kontroli jego zakończenia. W zależności od typu akumulatorów Ni-MH, trybu pracy i warunków eksploatacji akumulatory zapewniają od 500 do 1800 cykli rozładowania-ładowania przy głębokości rozładowania 80% i mają żywotność (średnio) od 3 do 5 lat.

Aby zapewnić niezawodne działanie akumulatora Ni-MH w okresie gwarancyjnym, należy postępować zgodnie z zaleceniami i instrukcjami producenta. Największą uwagę należy zwrócić na reżim temperaturowy. Pożądane jest unikanie przeładowań (poniżej 1V) i zwarć. Zaleca się używanie akumulatorów Ni-MH zgodnie z ich przeznaczeniem, unikanie mieszania używanych i nieużywanych akumulatorów oraz nie lutowanie przewodów ani innych części bezpośrednio do akumulatora. Akumulatory Ni-MH są bardziej wrażliwe na przeładowanie niż akumulatory Ni-Cd. Przeładowanie może prowadzić do niekontrolowanej temperatury. Ładowanie odbywa się zwykle prądem Iz \u003d 0,1C przez 15 godzin. Ładowanie wyrównawcze odbywa się prądem Iz = 0,01-0,03C przez 30 godzin lub dłużej. Przyspieszone (w ciągu 4 - 5 godzin) i szybkie (w ciągu 1 godziny) ładowanie jest możliwe dla akumulatorów Ni-MH z wysoce aktywnymi elektrodami. Przy takich ładunkach proces jest sterowany zmianami temperatury ΔТ i napięcia ΔU oraz innymi parametrami. Szybkie ładowanie jest stosowane na przykład w przypadku akumulatorów Ni-MH, które zasilają laptopy, telefony komórkowe i elektronarzędzia, chociaż obecnie laptopy i telefony komórkowe wykorzystują głównie akumulatory litowo-jonowe i litowo-polimerowe. Zalecana jest również metoda ładowania trójstopniowego: pierwszy etap szybkiego ładowania (1C i więcej), ładowanie z szybkością 0,1C przez 0,5-1 h do końcowego doładowania oraz ładowanie z szybkością 0,05- 0,02 C jako opłata wyrównawcza. Informacje o sposobie ładowania akumulatorów Ni-MH są zwykle zawarte w instrukcjach producenta, a zalecany prąd ładowania jest wskazany na obudowie akumulatora. Napięcie ładowania Uz przy Iz=0,3-1C mieści się w przedziale 1,4-1,5V. W wyniku uwolnienia tlenu na elektrodzie dodatniej ilość energii elektrycznej dostarczonej podczas ładowania (Qz) jest większa niż pojemność rozładowania (Cp). Jednocześnie zwrot z pojemności (100 Ср/Qз) wynosi odpowiednio 75-80% i 85-90% dla akumulatorów Ni-MH dyskowych i cylindrycznych.

Kontrola ładowania i rozładowania

Aby zapobiec przeładowaniu akumulatorów Ni-MH, można zastosować następujące metody kontroli ładowania przy pomocy odpowiednich czujników zainstalowanych w akumulatorach lub ładowarkach:

• metoda zakończenia ładowania przez temperaturę bezwzględną Tmax. Temperatura akumulatora jest stale monitorowana podczas procesu ładowania, a po osiągnięciu maksymalnej wartości szybkie ładowanie zostaje przerwane;
• metoda zakończenia ładowania przez szybkość zmiany temperatury ΔT/Δt. Dzięki tej metodzie nachylenie krzywej temperatury akumulatora jest stale monitorowane podczas procesu ładowania, a gdy ten parametr wzrośnie powyżej pewnej ustawionej wartości, ładowanie zostaje przerwane;
• metoda zakończenia ładowania przez ujemne napięcie delta -ΔU. Pod koniec ładowania akumulatora, podczas cyklu tlenowego, jego temperatura zaczyna rosnąć, co prowadzi do spadku napięcia;
• sposób zakończenia ładowania zgodnie z maksymalnym czasem ładowania t;
• sposób zakończenia ładowania maksymalnym ciśnieniem Pmax. Jest zwykle stosowany w bateriach pryzmatycznych o dużych rozmiarach i pojemnościach. Poziom dopuszczalnego ciśnienia w akumulatorze pryzmatycznym zależy od jego konstrukcji i mieści się w przedziale 0,05-0,8 MPa;
• sposób zakończenia ładowania maksymalnym napięciem Umax. Służy do odłączania ładunku akumulatorów o dużej rezystancji wewnętrznej, która pojawia się pod koniec okresu eksploatacji z powodu braku elektrolitu lub niskiej temperatury.

Podczas korzystania z metody Tmax akumulator może zostać przeładowany, jeśli temperatura otoczenia spadnie lub akumulator może nie być wystarczająco naładowany, jeśli temperatura otoczenia znacznie wzrośnie. Metodę ΔT/Δt można bardzo skutecznie wykorzystać do zakończenia ładowania w niskich temperaturach otoczenia. Ale jeśli tylko ta metoda jest stosowana w wyższych temperaturach, akumulatory wewnątrz akumulatorów będą narażone na niepożądanie wysokie temperatury, zanim zostanie osiągnięta wartość ΔT/Δt dla wyłączenia. Dla określonej wartości ΔT/Δt można uzyskać większą pojemność wejściową przy niższej temperaturze otoczenia niż przy wyższej temperaturze. Na początku ładowania akumulatora (jak również na jego końcu) następuje gwałtowny wzrost temperatury, co może prowadzić do przedwczesnego wyłączenia ładowania przy zastosowaniu metody ΔT/Δt. Aby to wyeliminować, twórcy ładowarek stosują liczniki czasu dla początkowego opóźnienia odpowiedzi czujnika za pomocą metody ΔT / Δt. Metoda -ΔU jest skuteczna do zakończenia ładowania w niskich temperaturach otoczenia, a nie w temperaturach podwyższonych. W tym sensie metoda jest podobna do metody ΔT/Δt. W celu zapewnienia zakończenia ładowania w przypadkach, gdy nieprzewidziane okoliczności uniemożliwiają normalne przerwanie ładowania, zaleca się również zastosowanie regulatora czasowego regulującego czas trwania operacji ładowania (metoda t). Zatem, aby szybko naładować akumulatory prądami znamionowymi 0,5-1C w temperaturach 0-50°C, wskazane jest jednoczesne zastosowanie metod Tmax (z temperaturą wyłączenia 50-60°C, w zależności od konstrukcji akumulatorów i akumulatorów), -ΔU (5-15 mV na akumulator), t (zwykle w celu uzyskania 120% pojemności znamionowej) i Umax (1,6-1,8 V na akumulator). Zamiast metody -ΔU można zastosować metodę ΔT/Δt (1-2 °C/min) z zegarem opóźnienia początkowego (5-10 min). Informacje na temat kontroli ładowania można znaleźć w odpowiednim artykule Po szybkim naładowaniu akumulatora ładowarki umożliwiają przełączenie ich na ładowanie prądem znamionowym 0,1 C - 0,2 C przez określony czas. Ładowanie stałym napięciem nie jest zalecane w przypadku akumulatorów Ni-MH, ponieważ może wystąpić „awaria termiczna” akumulatorów. Dzieje się tak dlatego, że pod koniec ładowania następuje wzrost prądu, który jest proporcjonalny do różnicy między napięciem zasilania a napięciem akumulatora, a napięcie akumulatora pod koniec ładowania maleje na skutek wzrostu temperatury. W niskich temperaturach należy zmniejszyć szybkość ładowania. W przeciwnym razie tlen nie będzie miał czasu na rekombinację, co doprowadzi do wzrostu ciśnienia w akumulatorze. Do pracy w takich warunkach zalecane są akumulatory Ni-MH z elektrodami o dużej porowatości.

Zalety i wady akumulatorów Ni-MH

Znaczny wzrost określonych parametrów energetycznych to nie jedyna przewaga akumulatorów Ni-MH nad akumulatorami Ni-Cd. Odejście od kadmu oznacza również przejście w kierunku czystszej produkcji. Łatwiejszy do rozwiązania jest również problem recyklingu zużytych baterii. Te zalety akumulatorów Ni-MH zadecydowały o szybszym wzroście ich produkcji we wszystkich wiodących światowych firmach akumulatorowych w porównaniu do akumulatorów Ni-Cd.

Akumulatory Ni-MH nie mają „efektu pamięci”, jaki mają akumulatory Ni-Cd ze względu na tworzenie się niklu na ujemnej elektrodzie kadmu. Jednak efekty związane z przeładowaniem elektrody z tlenku niklu pozostają. Spadek napięcia rozładowania, obserwowany przy częstych i długich ładowaniach, podobnie jak w przypadku akumulatorów Ni-Cd, można wyeliminować wykonując okresowo kilka rozładowań do 1V - 0,9V. Wystarczy przeprowadzać takie zrzuty raz w miesiącu. Jednak akumulatory niklowo-wodorkowe są gorsze od akumulatorów niklowo-kadmowych, które mają zastąpić, pod pewnymi parametrami:

• Akumulatory Ni-MH działają efektywnie w węższym zakresie prądów roboczych, co wiąże się z ograniczoną desorpcją wodoru z elektrody wodorkowej przy bardzo dużych szybkościach rozładowania;
• Akumulatory Ni-MH mają węższy zakres temperatur pracy: większość z nich nie nadaje się do pracy w temperaturach poniżej -10°C i powyżej +40°C, chociaż w niektórych seriach akumulatorów dostosowanie receptur przewidywało rozszerzenie limitów temperaturowych;
• podczas ładowania akumulatorów Ni-MH wydziela się więcej ciepła niż przy ładowaniu akumulatorów Ni-Cd dlatego aby zapobiec przegrzaniu akumulatora z akumulatorów Ni-MH podczas szybkiego ładowania i/lub znacznego przeładowania stosuje się bezpieczniki termiczne lub przekaźniki termiczne są w nich zainstalowane, które znajdują się na ściance jednej z baterii w centralnej części baterii (dotyczy to przemysłowych zespołów baterii);
• Akumulatory Ni-MH charakteryzują się zwiększonym samorozładowaniem, co jest determinowane nieuchronnością reakcji wodoru rozpuszczonego w elektrolicie z dodatnią elektrodą tlenkowo-niklową (ale dzięki zastosowaniu specjalnych stopów elektrody ujemnej udało się osiągnąć spadek szybkości samorozładowania do wartości zbliżonych do akumulatorów Ni-Cd);
• ryzyko przegrzania podczas ładowania jednego z akumulatorów Ni-MH akumulatora, a także odwrócenia akumulatora o mniejszej pojemności w przypadku rozładowania akumulatora, wzrasta wraz z niedopasowaniem parametrów akumulatora w wyniku długich cykli, dlatego tworzenie baterii z więcej niż 10 baterii nie jest zalecane przez wszystkich producentów;
• utrata pojemności elektrody ujemnej występująca w akumulatorze Ni-MH przy rozładowaniu poniżej 0 V jest nieodwracalna, co stawia bardziej rygorystyczne wymagania w zakresie doboru akumulatorów w akumulatorze i kontroli procesu rozładowania niż w przypadku stosując akumulatory Ni-Cd, z reguły rozładowuje się do 1 V/ac w akumulatorach niskonapięciowych i do 1,1 V/ac w akumulatorze składającym się z 7-10 akumulatorów.

Jak wspomniano wcześniej, degradacja akumulatorów Ni-MH jest determinowana przede wszystkim spadkiem pojemności sorpcyjnej elektrody ujemnej podczas cykli. W cyklu ładowania-rozładowania zmienia się objętość sieci krystalicznej stopu, co prowadzi do powstawania pęknięć, a następnie korozji w wyniku reakcji z elektrolitem. Powstawanie produktów korozji następuje wraz z absorpcją tlenu i wodoru, w wyniku czego całkowita ilość elektrolitu maleje, a rezystancja wewnętrzna akumulatora wzrasta. Należy zauważyć, że właściwości akumulatorów Ni-MH w znacznym stopniu zależą od stopu elektrody ujemnej oraz technologii przetwarzania stopu w celu poprawy stabilności jego składu i struktury. Zmusza to producentów akumulatorów do ostrożnego wyboru dostawców stopów, a konsumentów akumulatorów do ostrożnego wyboru producenta.

Na podstawie materiałów z witryn powerinfo.ru, „Chip and Dip”