ในบทความนี้ เรากำลังเปิดทิศทางใหม่สำหรับไซต์ของเรา: การทดสอบแบตเตอรี่และเซลล์กัลวานิก (หรือเรียกง่ายๆ ว่าแบตเตอรี่)

แม้จะมีความจริงที่ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเฉพาะสำหรับอุปกรณ์แต่ละรุ่นกำลังเป็นที่นิยมมากขึ้นในตลาดแบตเตอรี่มาตรฐาน วัตถุประสงค์ทั่วไปยังมีขนาดใหญ่มาก - ผลิตภัณฑ์ต่างๆ มากมายขับเคลื่อนโดยผลิตภัณฑ์เหล่านี้ ตั้งแต่ของเล่นเด็กไปจนถึงกล้องราคาไม่แพงและไฟฉายสำหรับมืออาชีพ ช่วงขององค์ประกอบเหล่านี้ก็ยอดเยี่ยมเช่นกัน - แบตเตอรี่และตัวเก็บประจุประเภทต่างๆ ความจุ ขนาด ยี่ห้อ ฝีมือ...

ในตอนแรก เราไม่ได้ตั้งเป้าหมายที่จะยอมรับความมั่งคั่งทั้งหมดของแบตเตอรี่ - เราจะจำกัดตัวเองไว้เฉพาะแบตเตอรี่มาตรฐานที่สุดและทั่วไปเท่านั้น: แบตเตอรี่ทรงกระบอกและแบตเตอรี่นิกเกิล

บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อแนะนำแนวคิดพื้นฐานบางอย่างเกี่ยวกับแบตเตอรี่ที่เรากำลังศึกษา ตลอดจนวิธีการทดสอบและอุปกรณ์ที่เราใช้ อย่างไรก็ตาม เราจะหารือเกี่ยวกับประเด็นทางทฤษฎีและทางปฏิบัติมากมายในบทความต่อๆ ไป ซึ่งเกี่ยวกับแบตเตอรี่เฉพาะ - โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เนื่องจากสะดวกและชัดเจนกว่ามากในการทำเช่นนี้ใน "ตัวอย่างจริง"

ประเภทของแบตเตอรี่และเซลล์กัลวานิก

แบตเตอรี่เกลืออิเล็กโทรไลต์

แบตเตอรี่ที่มีอิเล็กโทรไลต์น้ำเกลือเป็นคาร์บอนสังกะสีด้วย (แต่แตกต่างจากแบตเตอรี่อัลคาไลน์ตรงที่ผู้ผลิตมักไม่ระบุคุณสมบัติทางเคมีบนบรรจุภัณฑ์ของอิเล็กโทรไลต์เกลือ) ซึ่งเป็นแหล่งกระแสเคมีที่ถูกที่สุดในตลาด: ราคาแบตเตอรี่หนึ่งก้อนมีตั้งแต่ สี่ถึงห้าถึงแปดถึงสิบรูเบิลขึ้นอยู่กับยี่ห้อ

แบตเตอรี่ดังกล่าวเป็นภาชนะทรงกระบอกสังกะสี (ทำหน้าที่ในเวลาเดียวกันกับร่างกายและ "ลบ" ของแบตเตอรี่) ซึ่งอยู่ตรงกลางซึ่งมีขั้วไฟฟ้าคาร์บอน ("บวก") ชั้นของแมงกานีสไดออกไซด์วางอยู่รอบๆ ขั้วบวก และช่องว่างที่เหลือระหว่างมันกับผนังของภาชนะจะเต็มไปด้วยแอมโมเนียมคลอไรด์และสังกะสีคลอไรด์ที่เจือจางในน้ำ องค์ประกอบของการวางนี้อาจแตกต่างกันไป: ในแบตเตอรี่พลังงานต่ำจะถูกครอบงำด้วยแอมโมเนียมคลอไรด์และในแบตเตอรี่ที่มีความจุมากขึ้น (โดยทั่วไปเรียกว่า "งานหนัก" โดยผู้ผลิต) - สังกะสีคลอไรด์

ในระหว่างการใช้งานแบตเตอรี่ สังกะสีที่ทำตัวเรือนจะค่อยๆ ออกซิไดซ์ อันเป็นผลมาจากรูที่อาจปรากฏขึ้น จากนั้นอิเล็กโทรไลต์จะรั่วไหลออกจากแบตเตอรี่ ซึ่งอาจทำให้อุปกรณ์ที่ติดตั้งเสียหายได้ อย่างไรก็ตามปัญหาดังกล่าวเป็นเรื่องปกติสำหรับแบตเตอรี่ในประเทศตั้งแต่สมัยที่สหภาพโซเวียตมีอยู่ในขณะที่แบตเตอรี่สมัยใหม่ถูกบรรจุอย่างปลอดภัยในเปลือกนอกเพิ่มเติมและ "รั่ว" น้อยมาก อย่างไรก็ตาม คุณไม่ควรปล่อยให้แบตเตอรี่หมดในอุปกรณ์เป็นเวลานาน

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น องค์ประกอบทางเคมีของอิเล็กโทรไลต์แบตเตอรี่เกลืออาจแตกต่างกันเล็กน้อย - รุ่น "ทรงพลัง" ใช้อิเล็กโทรไลต์ที่มีส่วนผสมของสังกะสีคลอไรด์เป็นหลัก อย่างไรก็ตามคำว่า "ทรงพลัง" ที่เกี่ยวข้องสามารถเขียนได้ในเครื่องหมายคำพูดเท่านั้น - ไม่มีแบตเตอรี่เกลือชนิดใดที่ออกแบบมาสำหรับการโหลดที่รุนแรง: ในไฟฉายจะมีอายุการใช้งานหนึ่งในสี่ของชั่วโมงและในกล้อง อาจไม่เพียงพอที่จะขยายเลนส์ ชะตากรรมของแบตเตอรี่เกลือคือรีโมตคอนโทรล นาฬิกา และเทอร์โมมิเตอร์แบบอิเล็กทรอนิกส์ นั่นคืออุปกรณ์ที่มีการใช้พลังงานภายในหน่วย ในกรณีที่รุนแรงคือหลายสิบมิลลิแอมป์

แบตเตอรี่อัลคาไลน์

แบตเตอรี่ประเภทต่อไปคือแบตเตอรี่อัลคาไลน์หรือแมงกานีส ผู้ขายที่ไม่ค่อยมีความรู้และแม้แต่ผู้ผลิตก็เรียกพวกเขาว่า "อัลคาไลน์" - นี่คือกระดาษลอกลายที่บิดเบี้ยวเล็กน้อยจาก "อัลคาไลน์" ในภาษาอังกฤษนั่นคือ "อัลคาไลน์"

ราคาของแบตเตอรี่อัลคาไลน์แตกต่างกันไปตั้งแต่สิบถึงสี่สิบห้าสิบรูเบิล (อย่างไรก็ตามประเภทส่วนใหญ่อยู่ในช่วงสูงถึง 25 รูเบิลเท่านั้น แต่ละรุ่น พลังที่เพิ่มขึ้น) และสามารถแยกแยะได้จากเกลือโดยคำจารึก "อัลคาไลน์" มักจะปรากฏในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งบนบรรจุภัณฑ์ (และบางครั้งก็มีชื่อที่ถูกต้องเช่น "GP Super Alkaline" หรือ "TDK Power Alkaline")

ขั้วลบของแบตเตอรี่อัลคาไลน์ประกอบด้วยผงสังกะสี - เมื่อเทียบกับกรณีสังกะสีของเซลล์เกลือ การใช้ผงช่วยให้คุณเพิ่มความเร็วของปฏิกิริยาเคมี และด้วยเหตุนี้กระแสไฟที่ปล่อยออกมาจากแบตเตอรี่ ขั้วบวกทำจากแมงกานีสไดออกไซด์ ความแตกต่างที่สำคัญจากแบตเตอรี่เกลือคือประเภทของอิเล็กโทรไลต์: ในแบตเตอรี่อัลคาไลน์จะใช้โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์

แบตเตอรี่อัลคาไลน์เหมาะสำหรับอุปกรณ์ที่มีการใช้พลังงานตั้งแต่สิบถึงหลายร้อยมิลลิแอมป์โดยมีความจุประมาณ 2 ... 3 Ah ซึ่งให้เวลาในการทำงานที่สมเหตุสมผล น่าเสียดายที่พวกเขามีข้อเสียที่สำคัญเช่นกัน: ความต้านทานภายในขนาดใหญ่ หากคุณโหลดแบตเตอรี่ด้วยกระแสไฟฟ้าที่สูงมาก แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะลดลงอย่างมาก และพลังงานส่วนสำคัญจะถูกใช้ไปกับการทำให้แบตเตอรี่ร้อนขึ้น ดังนั้น ความจุที่มีประสิทธิภาพของแบตเตอรี่อัลคาไลน์จึงขึ้นอยู่กับโหลดเป็นอย่างมาก . สมมติว่าหากปล่อยประจุด้วยกระแส 0.025 A เราจัดการเพื่อให้ได้ 3 A * h จากแบตเตอรี่ จากนั้นที่กระแส 0.25 A ความจุจริงจะลดลงเหลือ 2 A * h และที่กระแส 1 A - ต่ำกว่า 1 A * h อย่างสมบูรณ์

อย่างไรก็ตาม ในบางครั้ง แบตเตอรี่อัลคาไลน์สามารถทำงานภายใต้ภาระหนักได้ เพียงแต่ว่าเวลานี้ค่อนข้างสั้น ตัวอย่างเช่น หากกล้องดิจิตอลสมัยใหม่ไม่สามารถเปิดใช้แบตเตอรี่น้ำเกลือได้ แบตเตอรี่อัลคาไลน์หนึ่งชุดจะทำงานได้ครึ่งชั่วโมง

อย่างไรก็ตาม หากคุณถูกบังคับให้ใช้แบตเตอรี่อัลคาไลน์ในกล้อง ให้ซื้อสองชุดพร้อมกันและเปลี่ยนเป็นระยะๆ ซึ่งจะช่วยยืดอายุของแบตเตอรี่ได้เล็กน้อย: หากคุณปล่อยให้แบตเตอรี่หมดโดย "นอนราบ" กระแสไฟสูง ในขณะที่บางส่วนจะคืนค่าใช้จ่ายและจะสามารถทำงานได้อีกเล็กน้อย ห้านาที

แบตเตอรี่ลิเธียม

แบตเตอรี่ประเภทสุดท้ายที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือแบตเตอรี่ลิเธียม ตามกฎแล้ว แบตเตอรี่เหล่านี้ได้รับการจัดอันดับที่แรงดันไฟฟ้าที่เป็นผลคูณของ 3 V ดังนั้นแบตเตอรี่ลิเธียมส่วนใหญ่ที่มีเกลือ 1.5 โวลต์และแบตเตอรี่อัลคาไลน์จึงไม่สามารถใช้แทนกันได้ แบตเตอรี่ดังกล่าวใช้กันอย่างแพร่หลายในนาฬิกาและในอุปกรณ์ถ่ายภาพน้อยกว่า

อย่างไรก็ตาม ยังมีแบตเตอรี่ลิเธียม 1.5 โวลต์ที่ผลิตในฟอร์มแฟคเตอร์ AA และ AAA มาตรฐาน ซึ่งสามารถใช้ในเทคนิคใดๆ ก็ตามที่ออกแบบมาสำหรับแบตเตอรี่น้ำเกลือหรืออัลคาไลน์ทั่วไป ข้อได้เปรียบหลักของแบตเตอรี่ลิเธียมคือความต้านทานภายในที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่อัลคาไลน์: ความจุของแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับกระแสโหลดเพียงเล็กน้อย ดังนั้นแม้ว่ากระแสไฟต่ำทั้งแบตเตอรี่อัลคาไลน์และลิเธียมจะมีความจุเท่ากันที่ 3 A * h หากคุณใส่ไว้ในกล้องดิจิทัลที่กินไฟ 1 A แบตเตอรี่อัลคาไลน์จะ "ตาย" ในสามสิบนาที แต่แบตเตอรี่ลิเธียมจะมีชีวิตอยู่ เกือบสามชั่วโมง

ข้อเสียของแบตเตอรี่ลิเธียมคือค่าใช้จ่ายสูง: ไม่เพียง แต่ตัวลิเธียมจะมีราคาแพงเท่านั้น แต่ยังเกิดจากอันตรายจากการจุดไฟเมื่อน้ำเข้า การออกแบบของแบตเตอรี่จึงซับซ้อนกว่าแบตเตอรี่อัลคาไลน์อย่างเห็นได้ชัด เป็นผลให้แบตเตอรี่ลิเธียมหนึ่งก้อนมีราคา 100-150 รูเบิลนั่นคือแพงกว่าแบตเตอรี่อัลคาไลน์ที่ดีมากสามถึงห้าเท่า ในราคาเดียวกันคือแบตเตอรี่ Ni-MH ซึ่งมีลักษณะการคายประจุคล้ายกับแบตเตอรี่ลิเธียม แต่สามารถอยู่ได้หลายร้อยรอบการคายประจุ ดังนั้น การซื้อแบตเตอรี่ลิเธียมจึงสมเหตุสมผลก็ต่อเมื่อคุณไม่มีที่ไหน ไม่มีเวลา หรือไม่มีอะไรจะชาร์จตามปกติ แบตเตอรี่.

ใช่ เนื่องจากเรากำลังพูดถึงรอบการชาร์จ ต้องบอกว่าเป็นไปไม่ได้เลยที่จะลองชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียม! หากแบตเตอรี่อัลคาไลน์หรือน้ำเกลือธรรมดาเมื่อพยายามชาร์จ อย่างมากก็แค่รั่วไหล แบตเตอรี่ลิเธียมที่ปิดสนิทจะระเบิดเมื่อชาร์จ

นอกจากนี้ นอกเหนือจากคุณสมบัติการคายประจุที่ดีแล้ว แบตเตอรี่ลิเธียมยังมีข้อดีอีก 2 ประการซึ่งตามกฎแล้วไม่สำคัญมาก: ความทนทาน (อายุการเก็บรักษาที่อนุญาตถึง 15 ปี ในขณะที่แบตเตอรี่จะลดลงเพียง 10% ของความจุ) และความสามารถในการ ทำงานที่อุณหภูมิต่ำ เมื่อแบตเตอรี่เกลือและอัลคาไลน์ อิเล็กโทรไลต์จะแข็งตัว

แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม (Ni-Cd)

ทางเลือกหลักสำหรับแบตเตอรี่คือแบตเตอรี่ - แหล่งกระแส กระบวนการทางเคมีที่ย้อนกลับได้: เมื่อแบตเตอรี่เชื่อมต่อกับโหลด พวกมันจะไปในทิศทางเดียวและเมื่อจ่ายแรงดัน พวกมันจะไปในทิศทางตรงกันข้าม ดังนั้นหากต้องทิ้งแบตเตอรี่หลังการใช้งานและซื้อแบตเตอรี่ใหม่ แบตเตอรี่จะสามารถชาร์จจนเต็ม (หรือเกือบเต็ม) ความจุเดิมได้

เราจะพิจารณาแบตเตอรี่ที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคที่มีน้ำหนักเบา ดังนั้น แบตเตอรี่ตะกั่วกรดหนัก (ทั้งตามตัวอักษรและในเชิงเปรียบเทียบ) ที่พบในรถยนต์ เครื่องสำรองไฟ และอุปกรณ์อื่น ๆ ที่มีการใช้พลังงานสูงและไม่มีข้อจำกัดพิเศษเกี่ยวกับน้ำหนักและขนาด , จะถูกทิ้งทันที จากบทความของเราในวันนี้ แต่เราจะให้ความสำคัญกับแบตเตอรี่นิกเกิลประเภทต่างๆ ...

นิกเกิลตัวแรก - แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมที่แม่นยำยิ่งขึ้นถูกสร้างขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดน Waldemar Junger (Waldmar Jungner) ในปี 1899 แต่ในเวลานั้นพวกเขาค่อนข้างแพงและนอกจากนี้พวกเขาไม่ได้ปิดผนึก: เมื่อทำการชาร์จแบตเตอรี่ ก๊าซที่ปล่อยออกมา ในช่วงกลางศตวรรษที่ผ่านมาเท่านั้นที่สามารถสร้างแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมด้วยวงจรปิด: ก๊าซที่ปล่อยออกมาระหว่างการชาร์จจะถูกดูดซับโดยแบตเตอรี่เอง

แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมมีความน่าเชื่อถือและทนทาน (สามารถเก็บไว้ได้นานถึงห้าปี และชาร์จ - เมื่อใช้งานอย่างเหมาะสม - มากถึง 1,000 ครั้ง) ใช้งานได้ดีที่ อุณหภูมิต่ำและทนกระแสไฟที่ไหลออกมากได้ง่ายสามารถชาร์จได้ทั้งกระแสเล็กและกระแสมาก

พวกเขายังมีข้อเสียมากมาย ประการแรกความหนาแน่นของพลังงานค่อนข้างต่ำ (นั่นคืออัตราส่วนของความจุขององค์ประกอบต่อปริมาตร) ประการที่สองกระแสไฟที่ปล่อยออกมาเองที่เห็นได้ชัดเจน (หลังจากเก็บหลายเดือนแบตเตอรี่จะต้องชาร์จใหม่ก่อนใช้งาน) ประการที่สาม การใช้แคดเมียมที่เป็นพิษในการออกแบบ และประการที่สี่ ผลต่อความจำ

มันคุ้มค่าที่จะอาศัยรายละเอียดเพิ่มเติมในตอนหลังเนื่องจากเมื่อพูดถึงแบตเตอรี่เราจะจำได้มากกว่าหนึ่งครั้ง เอฟเฟกต์หน่วยความจำเป็นผลมาจากการละเมิดโครงสร้างภายในของแบตเตอรี่: คริสตัลเริ่มเติบโตในนั้นทำให้พื้นผิวที่มีประสิทธิภาพลดลงและตามด้วยความจุของแบตเตอรี่ เอฟเฟกต์ได้ชื่อมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าคริสตัลเติบโตเร็วเป็นพิเศษเมื่อแบตเตอรี่ไม่หมด: ดูเหมือนว่าจะจำได้ว่าครั้งสุดท้ายที่ปล่อยประจุออกมาอยู่ในระดับใด - หากแบตเตอรี่หมดพูดเพียง 25% จากนั้น การชาร์จครั้งต่อไปจะคืนความจุให้ไม่เกิน 100% แต่น้อยกว่านั้น เพื่อต่อสู้กับเอฟเฟกต์หน่วยความจำ ขอแนะนำให้คายประจุแบตเตอรี่ให้หมดก่อนทำการชาร์จ ซึ่งจะทำลายผลึกที่เกิดขึ้นและคืนความจุของแบตเตอรี่ ในบรรดาแบตเตอรี่ประเภทต่างๆ ที่มีอยู่ นิกเกิล-แคดเมียมนั้นไวต่อผลหน่วยความจำมากที่สุด

อย่างไรก็ตาม ในบางกรณี การใช้แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมก็เป็นสิ่งที่ถูกต้องแล้วในปัจจุบัน เนื่องจากต้นทุนต่ำ ความทนทาน และความสามารถในการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำโดยไม่มีผลเสียต่อแบตเตอรี่

แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (Ni-MH)

แม้จะอยู่ใกล้กันบนชั้นวางของร้านค้า แต่ในอดีตมีช่องว่างระหว่างแบตเตอรี่ Ni-Cd และ Ni-MH: แบตเตอรี่ชนิดหลังได้รับการพัฒนาเฉพาะในทศวรรษที่ 1980 เท่านั้น น่าสนใจ ความเป็นไปได้ในการเก็บไฮโดรเจนสำหรับแบตเตอรี่นิกเกิลไฮโดรเจนที่ใช้ในเทคโนโลยีอวกาศได้รับการศึกษาในขั้นต้น แต่ผลที่ได้คือเราได้รับแบตเตอรี่ประเภทหนึ่งที่พบมากที่สุดในชีวิตประจำวัน

ไม่เหมือน แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม, นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ไม่มีโลหะหนัก ซึ่งหมายความว่าไม่เป็นอันตรายต่อ สิ่งแวดล้อมและไม่ต้องการกระบวนการพิเศษในการกำจัด อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ยังห่างไกลจากข้อดีเพียงอย่างเดียวของพวกเขา: จากมุมมองของผู้บริโภคนั่นคือคุณและฉันสิ่งสำคัญกว่านั้นคือแบตเตอรี่ Ni-MH ขนาดเท่ากันมีความจุสองถึงสามเท่า - สำหรับ แบตเตอรี่ AA ที่พบมากที่สุดมีขนาดสูงถึง 2,500-2700 mAh เทียบกับ 800-1,000 mAh สำหรับนิกเกิลแคดเมียม

ยิ่งไปกว่านั้น แบตเตอรี่ Ni-MH แทบไม่ได้รับผลกระทบจากหน่วยความจำ แม่นยำยิ่งขึ้น ผู้ผลิตลดอิทธิพลลงทุกปี ดังนั้น แม้ว่าในทางทฤษฎีแล้ว ผลกระทบจะมีอยู่ในแบตเตอรี่ Ni-MH แต่ในทางปฏิบัติ โมเดลที่ทันสมัยเขาเป็นคนไม่มีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม เราจะไม่พึ่งพาผู้ผลิตในทุกสิ่ง และในบทความถัดไปของเรา เราจะพยายามประเมินอิทธิพลของเอฟเฟกต์หน่วยความจำด้วยตัวเอง

น่าเสียดายที่แบตเตอรี่ Ni-MH มีปัญหาในตัวเอง ประการแรกพวกเขามีกระแสไฟที่ปล่อยออกมาเองสูงกว่า (อย่างไรก็ตามเราจะพูดถึงเรื่องนี้อีกครั้งในภายหลัง) เมื่อเทียบกับ Ni-Cd และประการที่สองแม้ว่าจำนวนรอบการชาร์จจะสูงถึง 1,000 แต่ความจุของแบตเตอรี่จะลดลง สังเกตได้หลังจากผ่านไป 200-300 รอบ ประการที่สาม กระแสไฟที่ปล่อยสูงเกินไปและการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลดลงอย่างมาก

อย่างไรก็ตามในแง่ของจำนวนรวมของคุณสมบัติ - ต้นทุน, ความน่าเชื่อถือ, ความจุ, ความสะดวกในการบำรุงรักษา - เปิด ช่วงเวลานี้แบตเตอรี่ Ni-MH เป็นหนึ่งในแบตเตอรี่ที่ดีที่สุดซึ่งนำไปสู่การใช้ในอุปกรณ์ในครัวเรือนจำนวนมาก

เมื่อเร็ว ๆ นี้แบตเตอรี่ Ni-MH ที่เรียกว่า "พร้อมใช้งาน" ก็ปรากฏในตลาดเช่นกัน พวกเขาแตกต่างจากคนทั่วไปในกระแสปล่อยตัวเองต่ำ - ผู้ผลิตอ้างว่าในหกเดือนแบตเตอรี่จะสูญเสียไม่เกิน 10% ของความจุและในหนึ่งปี - ไม่เกิน 15% (สำหรับการเปรียบเทียบ Ni ปกติ - แบตเตอรี่ MH จะลดลง 20 ... 30% ในหนึ่งเดือนและเป็นเวลาหนึ่งปี - เป็นศูนย์) ดังนั้นชื่อ: ถูกชาร์จโดยผู้ผลิต แบตเตอรี่เหล่านี้จะไม่มีเวลาคายประจุจนหมดก่อนที่คุณจะซื้อในร้านค้า ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้งานได้ทันทีหลังจากซื้อโดยไม่ต้องชาร์จล่วงหน้า ข้อเสียของแบตเตอรี่ดังกล่าวคือความจุที่ต่ำกว่า - เซลล์ AA มีความจุ 2,000 ... 2,100 mAh เทียบกับ 2,600 ... 2,700 mAh สำหรับแบตเตอรี่ Ni-MH ทั่วไป

เครื่องชาร์จสำหรับแบตเตอรี่ Ni-Cd และ Ni-MH

หลักการชาร์จแบตเตอรี่ Ni-Cd และ Ni-MH นั้นคล้ายกันมาก - ด้วยเหตุนี้จึงทันสมัย อุปกรณ์ชาร์จตามกฎแล้วรองรับทั้งสองประเภทพร้อมกัน วิธีการชาร์จและตามประเภทของเครื่องชาร์จสามารถแบ่งออกได้เป็นสี่กลุ่ม ในทุกกรณี เราจะระบุกระแสการชาร์จผ่านความจุของแบตเตอรี่ ตัวอย่างเช่น คำแนะนำในการชาร์จด้วยกระแส "0.1C" หมายความว่าแบตเตอรี่ที่มีความจุ 2700 mAh ในวงจรดังกล่าวสอดคล้องกับกระแส 270 mA (0.1 * 2700 = 270) และแบตเตอรี่ที่มีความจุ 1,400 mAh - 140 mA

กระแสชาร์จช้า 0.1C

วิธีนี้ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่า แบตเตอรี่ที่ทันสมัยทนต่อการชาร์จมากเกินไปได้อย่างง่ายดาย (นั่นคือความพยายามที่จะ "เติม" ด้วยพลังงานมากกว่าที่แบตเตอรี่สามารถเก็บได้) หากกระแสไฟชาร์จไม่เกิน 0.1C หากกระแสเกินค่านี้ แบตเตอรี่อาจล้มเหลวระหว่างการชาร์จมากเกินไป

ดังนั้น เครื่องชาร์จกระแสไฟต่ำจึงไม่จำเป็นต้องควบคุมการสิ้นสุดการชาร์จ: ไม่มีอะไรผิดปกติกับระยะเวลาที่มากเกินไป แบตเตอรี่จะกระจายพลังงานส่วนเกินออกไปในรูปของความร้อน ที่ชาร์จที่เหมาะสมมีราคาถูกและมีจำหน่ายทั่วไป ในการชาร์จแบตเตอรี่ก็เพียงพอแล้วที่จะทิ้งไว้ในเครื่องชาร์จอย่างน้อย 1.6 * C / I โดยที่ C คือความจุของแบตเตอรี่ I คือกระแสไฟที่ชาร์จ สมมติว่าถ้าเราใช้เครื่องชาร์จที่มีกระแส 200 mA แบตเตอรี่ที่มีความจุ 2700 mAh รับประกันว่าจะชาร์จใน 1.6 * 2700/200 = 21 ชั่วโมง 36 นาที เกือบวัน ... โดยทั่วไปแล้วข้อเสียเปรียบหลักของหน่วยความจำดังกล่าวนั้นชัดเจน - เวลาในการชาร์จมักจะเกินค่าที่สมเหตุสมผล

อย่างไรก็ตามหากคุณไม่รีบร้อนเครื่องชาร์จดังกล่าวก็มีสิทธิ์ที่จะมีชีวิต สิ่งสำคัญคือหากคุณใช้แบตเตอรี่ความจุต่ำที่จับคู่กับเครื่องชาร์จที่ทันสมัย ​​ให้ตรวจสอบว่ากระแสไฟที่ชาร์จ (และต้องระบุในลักษณะของเครื่องชาร์จ) ไม่เกิน 0.1C นอกจากนี้ยังควรพิจารณาว่าการชาร์จที่ช้ามีส่วนช่วยในการแสดงเอฟเฟกต์หน่วยความจำในแบตเตอรี่

กระแสไฟชาร์จ 0.2 ... 0.5C โดยไม่มีการควบคุมการสิ้นสุดการชาร์จ

แม้ว่าเครื่องชาร์จดังกล่าวจะหายาก แต่ก็ยังพบได้ - ส่วนใหญ่เป็นผลิตภัณฑ์จีนราคาถูก ที่กระแส 0.2 ... 0.5C พวกเขาไม่มีการควบคุมการสิ้นสุดการชาร์จเลยหรือมีเพียงตัวจับเวลาในตัวที่จะปิดแบตเตอรี่หลังจากเวลาที่กำหนด

ใช้หน่วยความจำที่คล้ายกัน ไม่แนะนำอย่างแน่นอน: เนื่องจากไม่มีการควบคุมการสิ้นสุดการชาร์จ ในกรณีส่วนใหญ่แบตเตอรี่จะถูกชาร์จน้อยหรือมากเกินไป ซึ่งจะทำให้อายุการใช้งานลดลงอย่างมาก หากคุณประหยัดที่ชาร์จ คุณจะเสียเงินกับแบตเตอรี่

กระแสการชาร์จสูงถึง 1C พร้อมการควบคุมการสิ้นสุดการชาร์จ

เครื่องชาร์จประเภทนี้ใช้งานได้หลากหลายที่สุดในชีวิตประจำวัน: ด้านหนึ่งจะชาร์จแบตเตอรี่ในเวลาที่เหมาะสม (ตั้งแต่หนึ่งชั่วโมงครึ่งถึงสี่ถึงหกชั่วโมง ขึ้นอยู่กับเครื่องชาร์จและแบตเตอรี่เฉพาะ) ในทางกลับกัน , พวกเขาควบคุมการสิ้นสุดของการชาร์จในโหมดอัตโนมัติอย่างชัดเจน .

วิธีการควบคุมการสิ้นสุดประจุที่ใช้กันมากที่สุดคือการลดแรงดันไฟฟ้า ซึ่งเรียกกันโดยทั่วไปว่า "วิธี dV/dt", "วิธีเดลต้าเชิงลบ" หรือ "วิธี -ΔV" ประกอบด้วยความจริงที่ว่าในระหว่างการชาร์จทั้งหมดแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ - แต่เมื่อแบตเตอรี่มีความจุเต็มแบตเตอรี่จะลดลงชั่วครู่ การเปลี่ยนแปลงนี้มีขนาดเล็กมาก แต่ค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะตรวจพบ - และเมื่อตรวจพบแล้วให้หยุดการชาร์จ

ผู้ผลิตเครื่องชาร์จหลายรายยังระบุ "การควบคุมไมโครโปรเซสเซอร์" ไว้ในข้อมูลจำเพาะ แต่ในความเป็นจริงแล้ว สิ่งนี้เหมือนกับการควบคุมเดลต้าเชิงลบ: หากเป็นเช่นนั้น แสดงว่าดำเนินการโดยไมโครโปรเซสเซอร์เฉพาะทาง

อย่างไรก็ตามการควบคุมแรงดันไฟฟ้าไม่ได้มีเพียงการควบคุม: ในขณะที่แบตเตอรี่มีความจุเต็มแรงดันและอุณหภูมิของเคสจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วซึ่งสามารถควบคุมได้ อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ การวัดแรงดันไฟฟ้าเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในทางเทคนิค ดังนั้นวิธีอื่นๆ ในการตรวจสอบการสิ้นสุดของประจุจึงหาได้ยาก

นอกจากนี้ ที่ชาร์จคุณภาพสูงจำนวนมากยังมีกลไกป้องกัน 2 แบบ ได้แก่ การควบคุมอุณหภูมิของแบตเตอรี่และตัวจับเวลาในตัว ครั้งแรกจะหยุดการชาร์จหากอุณหภูมิสูงเกินขีด จำกัด ที่อนุญาต ครั้งที่สอง - หากการชาร์จเดลต้าเชิงลบไม่ทำงานในเวลาที่เหมาะสม ทั้งสองอย่างสามารถเกิดขึ้นได้หากเราใช้แบตเตอรี่เก่าหรือแบตเตอรี่คุณภาพต่ำ

หลังจากชาร์จแบตเตอรี่ด้วยกระแสไฟสูงเสร็จแล้ว เครื่องชาร์จที่ "เหมาะสม" ที่สุดจะชาร์จแบตเตอรี่ด้วยกระแสไฟต่ำ (น้อยกว่า 0.1C) ในบางครั้ง ซึ่งช่วยให้คุณได้รับความจุสูงสุดที่เป็นไปได้จากแบตเตอรี่ ไฟแสดงสถานะการชาร์จบนอุปกรณ์มักจะดับลง ซึ่งแสดงว่าขั้นตอนหลักของการชาร์จเสร็จสิ้นแล้ว

มีปัญหาสองประการเกี่ยวกับอุปกรณ์ดังกล่าว ประการแรกไม่ใช่ทั้งหมดที่สามารถ "จับ" ช่วงเวลาของแรงดันไฟฟ้าตกได้ด้วยความแม่นยำที่เพียงพอ - แต่อนิจจาสิ่งนี้สามารถตรวจสอบได้ในเชิงประจักษ์เท่านั้น ประการที่สอง แม้ว่าอุปกรณ์ดังกล่าวมักจะออกแบบมาสำหรับแบตเตอรี่ 2 หรือ 4 ก้อน แต่ส่วนใหญ่ไม่ทราบวิธีชาร์จแบตเตอรี่เหล่านี้โดยอิสระจากกัน

ตัวอย่างเช่น หากคำแนะนำสำหรับที่ชาร์จระบุว่าสามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้พร้อมกัน 2 หรือ 4 ก้อนเท่านั้น (แต่ไม่สามารถชาร์จได้ 1 หรือ 3 ก้อน) แสดงว่ามีช่องสำหรับชาร์จแยกจากกันเพียงสองช่องเท่านั้น แต่ละช่องมีแรงดันไฟฟ้าประมาณ 3 V และแบตเตอรี่เชื่อมต่อเป็นคู่ในอนุกรม มีสองผลที่ตามมาของสิ่งนี้ สิ่งที่ชัดเจนคือคุณจะไม่สามารถชาร์จแบตเตอรี่ก้อนเดียวในเครื่องชาร์จดังกล่าวได้ (และเช่น คนใช้ที่ต่ำต้อยของคุณใช้เครื่องเล่น mp3 ที่ใช้แบตเตอรี่ AAA เพียงก้อนเดียวทุกวัน) ชัดเจนน้อยกว่าคือการควบคุมการสิ้นสุดของค่าใช้จ่ายยังดำเนินการเท่านั้น สำหรับคู่รักแบตเตอรี่. หากคุณใช้แบตเตอรี่ที่ไม่ใหม่เกินไป เนื่องจากความผันแปรทางเทคโนโลยี บางก้อนจะเก่าเร็วกว่าแบตเตอรี่อื่นๆ เล็กน้อย และหากแบตเตอรี่สองก้อนที่มีระดับอายุต่างกันมาจับคู่กัน เครื่องชาร์จดังกล่าวจะ ชาร์จอันใดอันหนึ่งน้อยไปหรือชาร์จอันที่สอง แน่นอนว่าสิ่งนี้มีแต่จะทำให้อัตราการแก่ของคู่ที่แย่ที่สุดแย่ลงไปอีก

เครื่องชาร์จที่ "ถูกต้อง" ควรอนุญาตให้คุณชาร์จแบตเตอรี่ตามจำนวนที่กำหนด - หนึ่ง สอง สาม หรือสี่ - และในทางที่ดีควรมีไฟแสดงสถานะแยกต่างหากสำหรับการสิ้นสุดการชาร์จสำหรับแบตเตอรี่แต่ละก้อน (มิฉะนั้น ไฟแสดงสถานะจะดับเมื่อแบตเตอรี่หมด ของแบตเตอรี่ที่ชาร์จอยู่) เฉพาะในกรณีนี้เท่านั้นที่คุณจะรับประกันได้ว่าแบตเตอรี่แต่ละก้อนจะได้รับการชาร์จเต็มความจุ โดยไม่คำนึงถึงสภาพของแบตเตอรี่อื่นๆ ตัวบ่งชี้การชาร์จที่แยกจากกันยังทำให้สามารถจับแบตเตอรี่ที่เสียก่อนเวลาอันควรได้: หากหนึ่งในสี่เซลล์ที่ใช้ร่วมกันนั้นชาร์จได้นานกว่าหรือเร็วกว่าเซลล์อื่นๆ มาก นั่นจะเป็นจุดอ่อนของแบตเตอรี่ทั้งหมด

ที่ชาร์จแบบหลายช่องมีคุณสมบัติที่ดีอีกประการหนึ่ง: ในหลายๆ แบบ เมื่อชาร์จแบตเตอรี่ครึ่งหนึ่ง คุณสามารถเลือกอัตราการชาร์จได้ ตัวอย่างเช่น ที่ชาร์จ Sanyo NC-MQR02 ซึ่งออกแบบมาสำหรับแบตเตอรี่ AA สี่ก้อน เมื่อชาร์จแบตเตอรี่หนึ่งหรือสองก้อน คุณสามารถเลือกกระแสไฟชาร์จระหว่าง 1275 mA (เมื่อติดตั้งแบตเตอรี่ในช่องด้านนอก) และ 565 mA (เมื่อติดตั้ง ติดตั้งในช่องกลาง) เมื่อติดตั้งแบตเตอรี่สามหรือสี่ก้อน แบตเตอรี่จะถูกชาร์จด้วยกระแส 565 mA

นอกจากการใช้งานง่ายแล้ว เครื่องชาร์จประเภทนี้ยังเป็นแบตเตอรี่ที่ "มีประโยชน์" ที่สุดอีกด้วย: ขนาดกลางด้วยการควบคุมการสิ้นสุดการชาร์จด้วยเดลต้าลบจะเหมาะสมที่สุดในแง่ของการเพิ่มอายุการใช้งานแบตเตอรี่

คลาสย่อยของเครื่องชาร์จแบบเร็วแยกต่างหากคือเครื่องชาร์จที่มีการคายประจุแบตเตอรี่เบื้องต้น สิ่งนี้ทำขึ้นเพื่อต่อสู้กับเอฟเฟกต์หน่วยความจำและมีประโยชน์มากสำหรับแบตเตอรี่ Ni-Cd: เครื่องชาร์จจะตรวจสอบให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่หมดก่อนและหลังจากนั้นจะเริ่มชาร์จ สำหรับ Ni-MH สมัยใหม่ การฝึกอบรมนี้ไม่จำเป็นอีกต่อไป

การชาร์จด้วยกระแสมากกว่า 1C พร้อมการควบคุมการสิ้นสุดการชาร์จ

และสุดท้าย วิธีสุดท้ายคือการชาร์จแบบเร็วพิเศษ ซึ่งกินเวลาตั้งแต่ 15 นาทีถึงหนึ่งชั่วโมง พร้อมการควบคุมการชาร์จ และอีกครั้งด้วยเดลต้าแรงดันลบ หน่วยความจำดังกล่าวมีข้อดีสองประการ ประการแรก คุณจะได้รับแบตเตอรี่ที่ชาร์จแทบจะในทันที และประการที่สอง การชาร์จที่รวดเร็วเป็นพิเศษช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงเอฟเฟกต์หน่วยความจำได้อย่างมาก

อย่างไรก็ตามก็มีข้อเสียเช่นกัน ประการแรก ไม่ใช่แบตเตอรี่ทั้งหมดที่สามารถทนต่อการชาร์จเร็วได้ดี: รุ่นคุณภาพต่ำที่มีความต้านทานภายในสูงอาจร้อนเกินไปในโหมดนี้จนกว่าจะทำงานล้มเหลว ประการที่สอง การชาร์จอย่างรวดเร็ว (15 นาที) อาจส่งผลเสียต่ออายุการใช้งานของแบตเตอรี่ - อีกครั้งเนื่องจากความร้อนที่มากเกินไประหว่างการชาร์จ ประการที่สามการชาร์จดังกล่าว "เติม" แบตเตอรี่ได้มากถึง 90 ... 95% ของความจุ - หลังจากนั้นเพื่อให้ได้ความจุ 100% จำเป็นต้องทำการชาร์จเพิ่มเติมด้วยกระแสไฟขนาดเล็ก ออก).

อย่างไรก็ตาม หากคุณต้องการชาร์จแบตเตอรี่แบบเร็วเป็นพิเศษ การซื้อเครื่องชาร์จแบบ "15 นาที" หรือ "ครึ่งชั่วโมง" จะเป็นตัวเลือกที่ดี แน่นอนว่าควรใช้แบตเตอรี่คุณภาพสูงจากผู้ผลิตรายใหญ่เท่านั้นรวมถึงการแยกสำเนาที่ล้าสมัยออกจากแบตเตอรี่ในเวลาที่เหมาะสม

หากคุณพอใจกับระยะเวลาการชาร์จหลายชั่วโมง อุปกรณ์หน่วยความจำที่อธิบายไว้ในส่วนก่อนหน้าที่มีกระแสการชาร์จน้อยกว่า 1C และการควบคุมการสิ้นสุดการชาร์จด้วยเดลต้าแรงดันลบยังคงเหมาะสมที่สุด

ปัญหาที่แยกต่างหากคือความเข้ากันได้ของอุปกรณ์ชาร์จกับแบตเตอรี่ประเภทต่างๆ ที่ชาร์จสำหรับ Ni-MH และ Ni-Cd มักจะเป็นสากล: ใด ๆ สามารถชาร์จแบตเตอรี่ของทั้งสองประเภทนี้ เครื่องชาร์จสำหรับแบตเตอรี่ Ni-MH ที่มีการยุติการชาร์จด้วยแรงดันเดลต้าลบ แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่ได้ระบุไว้โดยตรง แต่ก็สามารถใช้กับแบตเตอรี่ Ni-Cd ได้ แต่ในทางกลับกัน - อนิจจา ประเด็นคือแรงดันไฟกระชากซึ่งเป็นเดลต้าลบเดียวกันนั้นมีขนาดเล็กกว่าสำหรับ Ni-MH อย่างเห็นได้ชัดสำหรับ Ni-Cd ดังนั้นไม่ใช่ว่าอุปกรณ์หน่วยความจำทุกตัวที่กำหนดค่าให้ทำงานกับ Ni-Cd จะสามารถ "รู้สึก" ถึงไฟกระชากนี้บน Ni -MH .

สำหรับแบตเตอรี่ประเภทอื่นๆ รวมถึงลิเธียมไอออนและกรดตะกั่ว เครื่องชาร์จเหล่านี้ไม่เหมาะสมโดยหลักการ - แบตเตอรี่ดังกล่าวมีรูปแบบการชาร์จที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

วิธีทดสอบ

ในกระบวนการทดสอบแบตเตอรี่และเซลล์ไฟฟ้าเคมีในห้องปฏิบัติการของเรา เราวัดค่าพารามิเตอร์ต่อไปนี้ ซึ่งมีความสำคัญที่สุดในการพิจารณาทั้งคุณภาพของเซลล์ (นั่นคือ การปฏิบัติตามคำสัญญาของผู้ผลิต) และพื้นที่ที่เหมาะสม \ ใช้:

ความจุในโหมดการปลดปล่อยต่างๆ
ค่าความต้านทานภายใน
ค่าการปลดปล่อยตัวเอง (สำหรับแบตเตอรี่เท่านั้น);
การปรากฏตัวของเอฟเฟกต์หน่วยความจำ (สำหรับแบตเตอรี่เท่านั้น)

แน่นอนว่าส่วนหลักของแท่นทดสอบคือโหลดที่ปรับได้ซึ่งช่วยให้คุณสามารถคายประจุแบตเตอรี่หรือแบตเตอรี่ได้สูงสุดสี่ก้อนที่กระแสไฟที่กำหนดในเวลาเดียวกัน

ในการควบคุมแรงดันไฟฟ้าขององค์ประกอบทั้งสี่จะใช้เครื่องบันทึกดิจิทัล Velleman PCS10 ซึ่งเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ผ่านอินเทอร์เฟซ USB ข้อผิดพลาดในการวัดไม่เกิน 1% (ข้อผิดพลาดของเครื่องบันทึกคือ 3% แต่เราปรับเทียบแต่ละช่องเพิ่มเติมโดยทำการแก้ไขข้อมูลสุดท้ายอย่างเหมาะสม) ความไม่ต่อเนื่องของการวัดแรงดันไฟฟ้าคือ 12 mV ความถี่ในการวัดคือ 250 มิลลิวินาที .

รูปแบบการติดตั้งนั้นค่อนข้างง่าย: เหล่านี้คือตัวปรับกระแสปัจจุบันสี่ตัวที่ทำบนแอมพลิฟายเออร์สำหรับการดำเนินงาน LM324 (ไมโครเซอร์กิตนี้ประกอบด้วยสี่แอมป์ในหนึ่งแพ็คเกจ) และทรานซิสเตอร์ฟิลด์เอฟเฟกต์ IRL3502 ตัวปรับความคงตัวทั้งหมดถูกควบคุมโดยตัวต้านทานแบบปรับค่าได้หลายรอบหนึ่งตัว ดังนั้นกระแสจึงถูกตั้งค่าพร้อมกัน - ทำให้การตั้งค่าการติดตั้งสำหรับการทดสอบเฉพาะง่ายขึ้น และลดข้อผิดพลาดในการตั้งค่ากระแสด้วยตนเอง ขีดจำกัดที่เป็นไปได้ของการเปลี่ยนโหลดคือตั้งแต่ 0 ถึง 3 A สำหรับแบตเตอรี่แต่ละก้อน

ในการวัดแรงดันไฟฟ้าบนชิป LM324 ตัวอื่นจะมีการประกอบแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลสี่ตัวซึ่งอินพุตนั้นเชื่อมต่อโดยตรงกับหน้าสัมผัสของบล็อกที่ติดตั้งแบตเตอรี่ซึ่งจะช่วยขจัดข้อผิดพลาดที่เกิดจากการสูญเสียของสายเชื่อมต่อ จากเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียล สัญญาณจะถูกส่งไปยังเครื่องบันทึก

นอกจากนี้ วงจรยังมีเครื่องกำเนิดพัลส์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าซึ่งไม่แสดงในรูปด้านบน ซึ่งจะเปิดและปิดโหลดเป็นระยะๆ ระยะเวลาของ "ศูนย์" ที่เอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าคือ 6.0 วินาที ระยะเวลาของ "หนึ่ง" คือ 2.25 วินาที เครื่องกำเนิดไฟฟ้าช่วยให้คุณสามารถทดสอบแบตเตอรี่ในโหมดการทำงานด้วยโหลดพัลซิ่งและโดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อกำหนดความต้านทานภายใน

นอกจากนี้ รูปด้านบนไม่แสดงวงจรแหล่งจ่ายไฟของการติดตั้ง: เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์ แรงดันเอาต์พุต (+12 V) จะลดลงเหลือ +9 V โดยตัวปรับเสถียรภาพบนไมโครวงจร 78L09 และ - แรงดันไฟฟ้า 9 V ที่จำเป็นสำหรับแหล่งจ่ายไฟสองขั้วของ op-amp นั้นเกิดจากตัวแปลงแบบ capacitive บน microcircuit ICL7660 อย่างไรก็ตาม สิ่งเหล่านี้เป็นความแตกต่างที่ไม่สำคัญอยู่แล้ว ซึ่งเราจะพูดคุยกันเพื่อป้องกันคำถามล่วงหน้าเกี่ยวกับความถูกต้องของการวัดที่อาจเกิดขึ้นจากผู้อ่านที่มีความรู้ด้านอิเล็กทรอนิกส์

เพื่อระบายความร้อนให้กับทรานซิสเตอร์กำลัง วงจรป้อนกลับและแบตเตอรี่จริงที่อยู่ระหว่างการทดสอบ การติดตั้งทั้งหมดจะถูกเป่าด้วยพัดลมมาตรฐาน 12 โวลต์ขนาด 80x80x20 มม.

โปรแกรมพิเศษถูกเขียนขึ้นเพื่อรับและประมวลผลข้อมูลจากเครื่องบันทึกโดยอัตโนมัติ โชคดีที่ Velleman มี SDK และไลบรารีที่ใช้งานง่ายสำหรับอุปกรณ์จำนวนมาก โปรแกรมช่วยให้คุณสามารถพล็อตกราฟแรงดันไฟฟ้าบนแบตเตอรี่แบบเรียลไทม์โดยขึ้นอยู่กับเวลาที่ผ่านไปตั้งแต่เริ่มการทดสอบตลอดจนคำนวณ - เมื่อสิ้นสุดการทดสอบ - ความจุของแบตเตอรี่ เห็นได้ชัดว่าค่าหลังเท่ากับผลคูณของกระแสไฟที่ปล่อยออกมาและเวลาที่องค์ประกอบถึงขีด จำกัด แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่า

ขอบเขตจะถูกเลือกขึ้นอยู่กับประเภทขององค์ประกอบและเงื่อนไขการปลดปล่อย สำหรับแบตเตอรี่ที่กระแสไฟต่ำนี่คือ 1.0 V - เป็นไปไม่ได้เลยที่จะคายประจุด้านล่างเนื่องจากอาจทำให้เซลล์เสียหายอย่างถาวร ที่กระแสสูง ขีดจำกัดล่างจะลดลงเหลือ 0.9 V เพื่อให้คำนึงถึงความต้านทานภายในของแบตเตอรี่อย่างเหมาะสม

สำหรับแบตเตอรี่ ความรู้สึกในทางปฏิบัติมีสองขอบเขตการปลดปล่อย ในอีกด้านหนึ่งองค์ประกอบจะถือว่าว่างเปล่าอย่างสมบูรณ์หากแรงดันไฟฟ้าลดลงถึง 0.7 V ดังนั้นจึงมีเหตุผลที่จะวัดความจุอย่างแม่นยำเมื่อถึงระดับนี้ ในทางกลับกัน อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่บางรุ่นอาจไม่สามารถทำงานได้ที่แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า 0.9 V ดังนั้นเมื่อแบตเตอรี่หมดจนถึงระดับนี้จึงมีความสำคัญในทางปฏิบัติ ในการทดสอบของเราเราจะให้ค่าทั้งสองนี้ - แม้ว่าเซลล์จำนวนมากจะมีค่าถึงระดับ 1.0 V แล้วปล่อยออกมาอย่างรวดเร็ว แต่ก็มีบางเซลล์ที่มีอายุการใช้งานค่อนข้างนานระหว่าง 0.7 V ถึง 0.9 V

ดังนั้นเมื่อติดตั้งแบตเตอรี่ ตั้งค่ากระแสไฟที่ต้องการ และเปิดเครื่องบันทึก เราจึงเริ่มทำการทดสอบ สำหรับแบตเตอรี่แต่ละประเภท มีการเลือกโหมดการคายประจุหลายโหมดเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่น่าสนใจและเป็นมาตรฐานที่สุด

สำหรับแบตเตอรี่คือ:

ปล่อยกระแสไฟตรงขนาดเล็ก: 250 mA สำหรับองค์ประกอบรูปแบบ AA, 100 mA สำหรับองค์ประกอบรูปแบบ AAA
ปล่อยกระแสตรงขนาดใหญ่: 750 mA สำหรับองค์ประกอบรูปแบบ AA, 300 mA สำหรับองค์ประกอบรูปแบบ AAA

สำหรับแบตเตอรี่ Ni-MH ได้แก่:

การคายประจุด้วยกระแสตรงขนาดเล็ก: 500 mA สำหรับองค์ประกอบรูปแบบ AA, 200 mA สำหรับองค์ประกอบรูปแบบ AAA
ปล่อยกระแสตรงขนาดใหญ่: 2,500 mA สำหรับองค์ประกอบรูปแบบ AA, 1,000 mA สำหรับองค์ประกอบรูปแบบ AAA
ปล่อยโดยกระแสพัลส์: ระยะเวลาพัลส์ 2.25 วินาที, ระยะเวลาหยุดชั่วคราว 6.0 วินาที, แอมพลิจูดปัจจุบัน 2500 mA สำหรับองค์ประกอบรูปแบบ AA และ 1,000 mA สำหรับองค์ประกอบรูปแบบ AAA

สำหรับแบตเตอรี่ Ni-Cd ในรูปแบบ AA โหมดการคายประจุจะเหมือนกับแบตเตอรี่ Ni-MH ในรูปแบบ AAA โดยคำนึงถึงความจุแผ่นป้ายที่เหมือนกันของก้อนที่หนึ่งและก้อนที่สอง

หากทุกอย่างง่ายเมื่อทดสอบแบตเตอรี่ - ฉันแกะบรรจุภัณฑ์ ใส่แบตเตอรี่ลงในการติดตั้ง เริ่มการทดสอบ - ก่อนอื่นต้องเตรียมแบตเตอรี่ เพราะแบตเตอรี่ทั้งหมดยกเว้นซีรีส์ "พร้อมใช้งาน" ที่กล่าวถึงข้างต้น ปล่อยประจุจนหมดในเวลาที่ซื้อ ดังนั้นการทดสอบแบตเตอรี่จึงดำเนินการอย่างเคร่งครัดตามรูปแบบต่อไปนี้

การวัดความจุคงเหลือที่กระแสไฟต่ำ (เฉพาะรุ่น "พร้อมใช้งาน")
เครื่องชาร์จ;
การคายประจุด้วยกระแสไฟฟ้าสูงโดยไม่มีการวัดความจุ (การฝึกอบรม);
เครื่องชาร์จ;
การจ่ายกระแสไฟฟ้าสูงพร้อมการวัดความจุ
เครื่องชาร์จ;
ปล่อยโดยกระแสพัลส์พร้อมการวัดความจุ
เครื่องชาร์จ;
กระแสไฟต่ำพร้อมการวัดความจุ
เครื่องชาร์จ;
สัมผัสเป็นเวลา 7 วัน;
การคายประจุกระแสไฟต่ำพร้อมการวัดความจุ - ผลลัพธ์จะถูกเปรียบเทียบกับที่ได้รับในขั้นตอนก่อนหน้าและคำนวณเปอร์เซ็นต์ของการสูญเสียความจุเนื่องจากการคายประจุเองเป็นเวลา 1 สัปดาห์

ในการทดสอบแบตเตอรี่ เราใช้เซลล์หนึ่งเซลล์ของแต่ละยี่ห้อในแต่ละขั้นตอน ในการทดสอบแบตเตอรี่ - อย่างน้อยสองเซลล์ของแต่ละยี่ห้อ

ในการชาร์จแบตเตอรี่ เราใช้เครื่องชาร์จ Sanyo NC-MQR02

นี่คือเครื่องชาร์จแบบเร็วที่มีแรงดันเดลต้าติดลบและการควบคุมอุณหภูมิของแบตเตอรี่ที่ให้คุณชาร์จแบตเตอรี่ AA ได้ตั้งแต่หนึ่งถึงสี่ก้อน (รวมกันโดยพลการ) รวมถึงแบตเตอรี่ AAA หนึ่งหรือสองก้อน อดีตสามารถชาร์จได้ทั้งกระแส 565 mA และ 1275 mA (หากมีแบตเตอรี่ไม่เกินสองก้อน) ส่วนหลังมีกระแส 310 mA ต่อเซลล์ สำหรับการใช้งานเป็นประจำเป็นเวลาหลายปี เครื่องชาร์จนี้ได้รับการพิสูจน์อย่างน่าเชื่อถือว่ามีประสิทธิภาพสูงและเข้ากันได้กับแบตเตอรี่ทุกชนิด ซึ่งนำไปสู่การเลือกสำหรับการทดสอบ เพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียความจุเนื่องจากการคายประจุเอง ในการทดสอบทั้งหมด ยกเว้นการทดสอบการคายประจุเอง แบตเตอรี่จะถูกชาร์จทันทีก่อนเริ่มการวัด

การวัดที่กระแสตรงให้ภาพเชิงตรรกะ (ตัวอย่างแสดงในกราฟด้านบน): แรงดันไฟฟ้าของเซลล์จะลดลงอย่างรวดเร็วในนาทีแรกของการทดสอบ จากนั้นจะถึงระดับคงที่มากขึ้นหรือน้อยลง และในตอนท้ายของ การทดสอบที่เปอร์เซ็นต์สุดท้ายของการชาร์จจะลดลงอย่างรวดเร็วอีกครั้ง

ค่อนข้างจะธรรมดาน้อยกว่าคือการวัดด้วยกระแสพัลซิ่ง รูปด้านบนแสดงส่วนที่ขยายอย่างมากของกราฟที่ได้รับจากการทดสอบดังกล่าว: แรงดันไฟฟ้าตกที่สอดคล้องกับการเปิดโหลด การเพิ่มขึ้นเพื่อปิด จากกราฟนี้ มันง่ายที่จะคำนวณความต้านทานภายในของแบตเตอรี่: อย่างที่คุณเห็น ด้วยแอมพลิจูดปัจจุบัน 2.5 A แรงดันไฟฟ้าลดลง 0.1 V - ตามลำดับ ความต้านทานภายในคือ 0.1 / 2.5 \u003d 0.04 โอห์ม \ u003d 40 มิลลิโอห์ม ความสำคัญของพารามิเตอร์นี้จะชัดเจนขึ้นในบทความต่อ ๆ ไปของเราซึ่งเราจะเปรียบเทียบแบตเตอรี่และตัวสะสมประเภทต่าง ๆ กัน - แต่สำหรับตอนนี้เราจะทราบเพียงว่าความต้านทานภายในขนาดใหญ่ไม่เพียงทำให้แรงดันไฟฟ้า "ลดลง" ภายใต้โหลด แต่ยังสูญเสียพลังงานที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่เพื่อให้ความร้อนแก่ตัวเอง

ในระดับเต็มพัลส์จะรวมเข้าด้วยกันเป็นแถบต่อเนื่องซึ่งขีด จำกัด บนซึ่งสอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ที่ไม่มีโหลดและอันล่าง - พร้อมโหลด ด้วยรูปร่างของแถบนี้ เราสามารถประเมินได้ไม่เพียงแค่เวลาในการทำงานขององค์ประกอบภายใต้แรงกระตุ้นที่หนักหน่วงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการพึ่งพาความต้านทานภายในของมันกับความลึกของการคายประจุด้วย ตัวอย่างเช่น อย่างที่คุณเห็น ความต้านทานของ แบตเตอรี่ Ni-MH ของ Sony เกือบจะคงที่และเริ่มเพิ่มขึ้นเมื่อแบตเตอรี่หมดเท่านั้น ผลลัพธ์ที่ดี

ตามที่ผู้อ่านของเราหลายคนจะสังเกตเห็นอย่างแน่นอน เราได้เลือกโหมดการคายประจุที่ยากมาก: กระแส 2.5 A นั้นสูงมาก และการหยุดชั่วคราว 6 วินาทีระหว่างพัลส์ไม่อนุญาตให้องค์ประกอบ "พัก" อย่างถูกต้อง (ดังที่เรากล่าวไว้ข้างต้น แบตเตอรี่ที่ "พักผ่อน" เล็กน้อย สามารถคืนความจุได้บางส่วน) อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ทำขึ้นโดยเจตนาเพื่อแสดงความแตกต่างระหว่างแบตเตอรี่ประเภทต่างๆและคุณภาพที่แตกต่างกันอย่างชัดเจนและชัดเจนที่สุด เพื่อให้เข้าใกล้สภาวะการทำงานในโลกแห่งความเป็นจริงที่เบาบางลง เช่นเดียวกับสภาวะที่ผู้ผลิตแบตเตอรี่วัดความจุของพวกเขา เราจึงเพิ่มโหมดการคายประจุด้วยกระแสตรงที่ค่อนข้างเล็กในการทดสอบ

โดยวิธีการที่ผู้ผลิตเองมักจะระบุโหมดการปล่อยในลักษณะเดียวกับโหมดการชาร์จ - ตามสัดส่วนของความจุขององค์ประกอบ สมมติว่าการวัดความจุของแบตเตอรี่เป็นประจำควรทำที่กระแส 0.2C นั่นคือ 540 mA สำหรับแบตเตอรี่ 2700 mAh, 500 mA สำหรับแบตเตอรี่ 2500 mAh เป็นต้น อย่างไรก็ตาม เนื่องจากแบตเตอรี่ที่มีฟอร์มแฟกเตอร์เดียวกันในการทดสอบของเรามีลักษณะที่ค่อนข้างใกล้เคียงกัน เราจึงตัดสินใจที่จะทดสอบแบตเตอรี่ที่กระแสคงที่ซึ่งไม่ขึ้นอยู่กับความจุของแผ่นป้ายของตัวอย่างใดตัวอย่างหนึ่ง ซึ่งจะทำให้การนำเสนอและการเปรียบเทียบผลลัพธ์ง่ายขึ้นอย่างมาก

และเนื่องจากเรากำลังพูดถึงความจุ มันจึงคุ้มค่าที่จะกล่าวถึงความหลอกลวงของหน่วยที่ยอมรับโดยทั่วไป เช่น แอมแปร์-ชั่วโมง ความจริงก็คือพลังงานที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่นั้นไม่ได้ถูกกำหนดโดยระยะเวลาที่กระแสไฟฟ้านั้นมีอยู่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงแรงดันไฟฟ้าที่มีในเวลาเดียวกันด้วย ดังนั้นจึงค่อนข้างชัดเจนว่าแบตเตอรี่ลิเธียมที่มีความจุ 3 A * h และแรงดันไฟฟ้า 3 B สามารถเก็บพลังงานได้มากเป็นสองเท่าของแบตเตอรี่ที่มีความจุ 3 A * h เท่ากัน แต่มีแรงดันไฟฟ้า 1.5 V ดังนั้นจึงถูกต้องกว่าในการระบุความจุที่ไม่ได้อยู่ใน แอมแปร์-ชั่วโมงแต่มีหน่วยเป็นวัตต์-ชั่วโมง ผ่านการอินทิกรัลของการพึ่งพาแรงดันแบตเตอรี่ตามเวลาที่ปล่อยที่กระแสตรง นอกเหนือจากการคำนึงถึงแรงดันไฟฟ้าในการทำงานที่แตกต่างกันขององค์ประกอบต่างๆ แล้ว เทคนิคนี้ยังช่วยให้คุณพิจารณาว่าองค์ประกอบเฉพาะนี้รักษาแรงดันไฟฟ้าภายใต้โหลดได้ดีเพียงใด สมมติว่าแบตเตอรี่สองก้อนถูกคายประจุที่ 0.7 V ใน 60 นาที แต่แบตเตอรี่ก้อนแรกอยู่ที่ 1.1 V ในช่วงเวลานั้น และแบตเตอรี่ก้อนที่สองอยู่ที่ 0.9 V เป็นที่ชัดเจนว่าแบตเตอรี่ก้อนแรกมีความจุจริงมาก แม้ว่าความจริงแล้ว ที่เวลาทั้งหมดของการปลดปล่อยของพวกเขาเท่ากัน นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในแง่ของความจริงที่ว่าทันสมัยที่สุด อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กินไม่คงที่ ปัจจุบันและค่าคงที่ พลัง- และองค์ประกอบที่มีไฟฟ้าแรงสูงจะทำงานในโหมดที่ดีกว่า

การปฏิบัติใกล้ตัว: ตัวอย่างของการใช้พลังงาน

แน่นอน นอกเหนือจากการทดสอบเชิงนามธรรมของแบตเตอรี่บนโหลดที่ควบคุมแล้ว เราสนใจว่าอุปกรณ์จริงกินกระแสไฟอย่างไร เพื่อชี้แจงปัญหานี้ เราได้ดูพื้นที่รอบๆ แล้วสุ่มเลือกชุดของวัตถุที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ต่างๆ

ส่วนหนึ่งของชุดนี้เท่านั้น

หากอุปกรณ์ใช้ไฟฟ้ากระแสตรงมากหรือน้อย การวัดจะดำเนินการโดยใช้มัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล Uni-Trend UT70D ในโหมดแอมมิเตอร์ หากกระแสไฟที่ใช้เปลี่ยนไปอย่างมาก เราจะวัดกระแสไฟนั้นโดยการเชื่อมต่อการแบ่งความต้านทานต่ำระหว่างอุปกรณ์กับแบตเตอรี่ที่จ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ แรงดันตกคร่อมซึ่งบันทึกโดยออสซิลโลสโคป Velleman PCSU1000

ผลลัพธ์แสดงในตารางด้านล่าง:

ในบรรดาอุปกรณ์ของเรายังมีอุปกรณ์ที่ค่อนข้าง "ตะกละ" เช่น ไฟฉาย กล้อง และไฟฉายพร้อมหลอดไส้ หากค่าหลังใช้ 700 mA ที่กำหนดให้อย่างต่อเนื่องและต่อเนื่อง ธรรมชาติของการใช้พลังงานของสองค่าแรกจะน่าสนใจยิ่งขึ้น

ค่าของการแบ่งแนวตั้งบนออสซิลโลแกรมด้านล่างคือ 200 mA โดยศูนย์จะตรงกับส่วนแรกจากด้านล่าง

กล้อง
ค่าการแบ่งรูปคลื่น - 200 mA

ในโหมดปกติ Canon PowerShot A510 ซึ่งใช้พลังงานจากเซลล์ AA สองเซลล์ใช้พลังงานประมาณ 800 mA - มาก แต่ไม่สูงเป็นประวัติการณ์ อย่างไรก็ตาม เมื่อเปิด (กลุ่มแรกของจุดแคบบนออสซิลโลแกรม) ขยับเลนส์ (กลุ่มที่สองของจุดสูงสุด) และโฟกัส (กลุ่มที่สาม) กระแสไฟอาจเพิ่มขึ้นมากกว่าหนึ่งเท่าครึ่ง จนถึง 1.2 ... 1.4 A. ที่น่าสนใจ ทันทีหลังจากกด "ชัตเตอร์" การใช้พลังงานของกล้องลดลง - เมื่อคุณบันทึกเฟรมที่เพิ่งถ่ายลงในแฟลชไดรฟ์ หน้าจอจะปิดโดยอัตโนมัติ อย่างไรก็ตาม ทันทีที่เฟรมถูกบันทึก การบริโภคกลับเพิ่มขึ้นเป็น 800 mA

แฟลชรูปถ่าย
ค่าการแบ่งรูปคลื่น - 100 mA

แฟลช Pentax AF-500FTZ (องค์ประกอบรูปแบบ AA สี่ชิ้น) ใช้กระแสที่น่าสนใจยิ่งขึ้น: มันเกือบจะเป็นศูนย์ในช่วงระหว่างการยิงเพิ่มขึ้นเป็น 700 mA ทันทีหลังจากการยิง (ช่วงเวลาดังกล่าวถูกจับบนออสซิลโลแกรมด้านบน) จากนั้น เป็นเวลา 10 ..15 วินาทีลดลงอย่างราบรื่นกลับไปที่ศูนย์ (เส้นขาดของออสซิลโลแกรมเกิดจากการที่แฟลชใช้กระแสที่ความถี่ประมาณ 6 kHz) ในเวลาเดียวกัน แฟลชแสดงความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างเวลาการสลายตัวในปัจจุบันกับแรงดันไฟฟ้าขององค์ประกอบที่ป้อนเข้ามา เนื่องจากแฟลชต้องสะสมพลังงานจำนวนหนึ่งในแต่ละครั้ง แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายยิ่งลดลงภายใต้โหลดมากเท่าไร เวลาที่ใช้ในการสะสมสำรองที่จำเป็น โดยวิธีการนี้แสดงให้เห็นถึงบทบาทหนึ่งของความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ได้เป็นอย่างดี - ยิ่งมีขนาดเล็กลง ทุกสิ่งอื่นๆ เท่ากัน แรงดันไฟฟ้าจะลดลงและยิ่งคุณถ่ายภาพเฟรมถัดไปด้วยแฟลชได้เร็วเท่าไร

ในบทความต่อไปของเรา เราจะพิจารณาประเภทและตัวอย่างเฉพาะของแบตเตอรี่และตัวสะสม ซึ่งเป็นแนวคิดคร่าวๆ เกี่ยวกับความต้องการพลังงาน อุปกรณ์ต่างๆจะช่วยให้เราทราบได้ว่าแบตเตอรี่ชนิดใดเหมาะกับแบตเตอรี่เหล่านั้น

ในขั้นตอนปัจจุบันมีแบตเตอรี่จำนวนมากที่มีองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันและเนื่องจากมีองค์ประกอบบางอย่างอยู่ในนั้น ลักษณะเฉพาะและประโยชน์ในการดำเนินงาน แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมมีมานานแล้ว แต่พวกเขายังคงเป็นที่นิยมและจำเป็นในกิจกรรมต่างๆของมนุษย์

จากประวัติการสร้าง

แบตเตอรี่อัลคาไลน์ Ni-Cd ก้อนแรกปรากฏขึ้นเมื่อปลายศตวรรษที่ 20 พวกเขาคิดค้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวสวีเดน Waldmar Jungner โดยใช้นิกเกิลเป็นประจุบวกและแคดเมียมเป็นประจุลบ แม้จะมีประโยชน์ที่เห็นได้ชัดของการประดิษฐ์นี้ แต่การผลิตแบตเตอรี่ดังกล่าวเป็นจำนวนมากในเวลานั้นมีราคาแพงมากและใช้พลังงานมาก จึงเลื่อนมาเป็นเวลาเกือบ 50 ปี

ทศวรรษที่ 30 ของศตวรรษที่ผ่านมามีความโดดเด่นตรงที่ตอนนั้นมีการสร้างเทคนิคสำหรับการใส่วัสดุที่ใช้งานทางเคมีของเพลตลงบนอิเล็กโทรดที่เคลือบด้วยนิกเกิลที่มีรูพรุน การผลิตแบตเตอรี่ Ni-Cd จำนวนมากเริ่มขึ้นหลังจากทศวรรษที่ 50

คุณสมบัติและประโยชน์ที่สำคัญ

ในกรณีส่วนใหญ่แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมมีรูปทรงกระบอก ดังนั้นในคนทั่วไปจึงมักเรียกว่า "ธนาคาร" นอกจากนี้ยังมีแบตเตอรี่ Ni แบบแบน - ตัวอย่างเช่นสำหรับนาฬิกา เซลล์ชาร์จประเภทนี้ทั้งหมดมีความจุค่อนข้างน้อยเมื่อเทียบกับ (Ni-MH) ซึ่งปรากฏขึ้นในภายหลังเพื่อปรับปรุงแบตเตอรี่ Ni-Cd

อย่างไรก็ตาม ความจุที่น้อยลงไม่ใช่ข้อเสียที่อาจเป็นสาเหตุที่ทำให้แบตเตอรี่แคดเมียมรุ่นเก่าดีๆ หมดสภาพไป ข้อดีอย่างหนึ่งที่ไม่ต้องสงสัยคือระหว่างการใช้งานจะไม่ร้อนเร็วเท่า MH สิ่งนี้ช่วยลดความเสี่ยงของความร้อนสูงเกินไปและความล้มเหลวก่อนเวลาอันควรได้อย่างมาก

กระบวนการให้ความร้อนที่ช้าลงของ Ni-Cd นั้นเกิดจากความจริงที่ว่าปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นภายในนั้นเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างปฏิกิริยาจะถูกดูดซับไว้ภายใน สำหรับ MH นั้นแตกต่างจากแคดเมียมในปฏิกิริยาคายความร้อนด้วยการปล่อยความร้อนจำนวนมาก ด้วยเหตุนี้ MH จะร้อนเร็วขึ้นมากและสามารถ "ไหม้" ได้หากไม่หยุดทันเวลา

แบตเตอรี่ Ni-Cd มีกล่องโลหะหนาแน่นซึ่งมีความแข็งแรงเพิ่มขึ้นและความรัดกุมที่ดี พวกเขาสามารถทนต่อปฏิกิริยาเคมีภายในและทนต่อแรงดันก๊าซสูงแม้ในสภาวะที่เลวร้ายที่สุด จนกว่าอุณหภูมิจะลดลงถึง -40°C แบตเตอรี่นิเกิล-แคดเมียมไม่เสี่ยงต่อการเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเองเหมือนแบตเตอรี่สมัยใหม่

ในหมู่พวกเขามีแบตเตอรี่ Ni อุตสาหกรรมที่ทรงพลังและเชื่อถือได้ซึ่งสามารถทำงานได้อย่างเต็มที่เป็นเวลา 20-25 ปี และแม้ว่าแบตเตอรี่นี้จะถูกแทนที่ด้วย MH และลิเธียมมานานแล้วก็ตาม ความจุที่มากขึ้น, แบตเตอรี่ Ni-Cd ยังคงใช้งานมาจนถึงทุกวันนี้

หากเราพูดถึงประเภทราคา ราคาของ Ni-Cd จะต่ำกว่าแบตเตอรี่อื่นอย่างมาก นี่เป็นหนึ่งในข้อดีหลักของพวกเขา

ขอบเขตการใช้งาน

แบตเตอรี่ Ni-Cd ขนาดเล็กถูกใช้อย่างกว้างขวางเพื่อจ่ายไฟให้กับเครื่องใช้ในครัวเรือนและอุปกรณ์ต่าง ๆ ส่วนใหญ่ในกรณีที่อุปกรณ์ใดอุปกรณ์หนึ่งใช้กระแสไฟจำนวนมาก "ธนาคาร" มาตรฐานยังคงให้การทำงานของสว่านไฟฟ้าและไขควง องค์ประกอบ ขนาดใหญ่สิ่งที่ขาดไม่ได้ในการขนส่งสาธารณะ ตัวอย่างเช่น ในรถเข็นหรือรถรางเพื่อจ่ายไฟให้กับวงจรควบคุม ในการเดินเรือและโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการบินเป็นแหล่งกำเนิดกระแสไฟทุติยภูมิบนเรือ

คุณสมบัติการทำงาน

เนื่องจากแบตเตอรี่ Ni-Cd จะร้อนขึ้นอย่างเห็นได้ชัดเมื่อชาร์จเต็มแล้วเท่านั้น อุปกรณ์ส่วนใหญ่จึง "เข้าใจ" ว่านี่เป็นสัญญาณให้หยุดชาร์จ เพื่อให้ใช้งานได้นานขึ้น ขอแนะนำให้ชาร์จอย่างรวดเร็วและใช้จนกว่าจะหมด: แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมที่ปล่อยประจุลึกจะไม่กลัว ซึ่งแตกต่างจาก MH

แบตเตอรี่ประเภทนี้เป็นแบตเตอรี่ประเภทเดียวที่แนะนำให้ชาร์จประจุไฟจนเต็ม ในขณะที่แบตเตอรี่ MH ควรชาร์จแบตเตอรี่ให้เต็ม และต้องตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตเป็นระยะ ความแตกต่างดังกล่าวซึ่งมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในการทำงานเป็นอีกจุดหนึ่งที่สนับสนุน Ni-Cd อย่างชัดเจน

เมื่อเก็บไว้เป็นเวลานานโดยไม่ได้ใช้งาน จะไม่มีสิ่งใดน่ากลัวเกิดขึ้นกับแบตเตอรี่ แต่เพื่อนำพวกเขาเข้ามา สภาพการทำงานคุณต้องดำเนินการชาร์จเต็มรอบกับพวกเขาสองหรือสามครั้ง เป็นการดีกว่าที่จะทำเช่นนี้ก่อนใช้งานไม่นาน เป็นไปได้หนึ่งวัน จากนั้นแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมจะทำงานด้วยกระแสไฟที่เหมาะสมที่สุด

Ni-Cd ใด ๆ ที่ใช้ในชีวิตประจำวัน เมื่อป้อนกระแสไฟในปริมาณเล็กน้อยและคายประจุไม่สมบูรณ์เป็นระยะ ๆ อาจสูญเสียความจุอย่างมาก ซึ่งทำให้เกิดความประทับใจ ทางออกเต็มแบตเตอรี่หมด หากชาร์จ Ni-Cd เป็นเวลานาน เช่น ในอุปกรณ์ที่มี อาหารคงที่มันจะสูญเสียตัวบ่งชี้ความจุบางอย่างแม้ว่าระดับแรงดันจะถูกต้องในเวลาเดียวกัน

ซึ่งหมายความว่าไม่คุ้มค่าที่จะใช้ Ni-Cd ในโหมดการเติมอย่างต่อเนื่องและ "การคายประจุน้อยเกินไป" และหากสิ่งนี้เกิดขึ้นกับแบตเตอรี่ การคายประจุลึกหนึ่งรอบตามด้วยการชาร์จเต็มจะเพียงพอสำหรับความจุ บูรณะ

เอฟเฟ็กต์นี้เรียกว่า "เอฟเฟ็กต์หน่วยความจำ" และเกิดขึ้นเมื่อแบตเตอรี่ที่คายประจุบางส่วนถูกชาร์จใหม่ก่อนที่จะคายประจุจนหมด ความจริงก็คืออิเล็กโทรดแบบกดที่ใช้ในการผลิตแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม สะดวกมากเนื่องจาก "การกด" เป็นเทคโนโลยีขั้นสูงและราคาถูกกว่า แต่มันเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่แม่นยำซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิด "เอฟเฟกต์หน่วยความจำ" - กล่าวอีกนัยหนึ่งคือการปรากฏตัวในองค์ประกอบไฟฟ้าเคมีของแบตเตอรี่ของชั้นไฟฟ้าสองชั้น "พิเศษ" ในรูปของผลึกขนาดใหญ่ซึ่งทำให้การลดลง ในแรงดันไฟฟ้า

นั่นคือเหตุผลที่เซลล์ Ni-Cd "ชอบ" การปลดปล่อยอย่างเต็มที่และลึกล้ำมาก หลังจากนั้นเมื่อ "ล้างหน่วยความจำ" พวกเขาก็สามารถทำงานได้อย่างเต็มที่เป็นเวลานาน

การกู้คืนแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม

การกู้คืนน้ำ

คุณสามารถลองคืนประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ Ni-Cd โดยใช้อิเล็กโทรไลต์ทั่วไปในรูปของน้ำกลั่น

ในการทำเช่นนี้ คุณต้องมีเครื่องมือและอุปกรณ์ง่ายๆ สองสามอย่าง:

• กรดบัดกรี ;
• เข็มฉีดยาที่ใช้แล้วทิ้ง ;
  หัวแร้ง;
• น้ำกลั่นบางส่วน .

โดยปกติแล้วก้อนแบตเตอรี่ที่อยู่ในสว่านหรือไขควงจะดูเหมือน "กระป๋อง" โลหะหลายๆ ห่อด้วยกระดาษหนาๆ เพื่อให้เข้าใจว่า "ธนาคาร" ใดในกลุ่มที่มีจุดอ่อนที่สุด คุณต้องวัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของแต่ละองค์ประกอบก่อน จะตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าได้อย่างไร? ง่ายมาก โดยใช้มัลติมิเตอร์หรือเครื่องทดสอบ บ่อยครั้งที่ตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้าสำหรับ "กระป๋อง" ที่อ่อนแอที่สุดนั้นมีค่าใกล้เคียงหรือเท่ากับศูนย์

ในการเริ่มต้นกระบวนการกู้คืน คุณต้องเจาะรูเล็กๆ ในแบตเตอรี่ หลังจากปลดแบตเตอรี่ออกจากกระดาษหรือฉลากแล้ว สามารถทำได้ด้วยไขควงโดยใช้สกรูปลายแหลมเบอร์ 16 สิ่งสำคัญคือต้องดูแลไม่ให้ด้านในของแบตเตอรี่เสียหาย แต่ให้เจาะเฉพาะเปลือกนอกเท่านั้น

ในกรณีนี้ เป็นมูลค่าการสังเกตข้อดีที่ไม่อาจปฏิเสธได้อีกข้อหนึ่ง: ในแบตเตอรี่ดังกล่าว เนื่องจากการออกแบบ ความหนาแน่นที่เพิ่มขึ้นและคุณสมบัติของปฏิกิริยาเคมีต่อเนื่อง การเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเองจะไม่เกิดขึ้น ดังนั้นวิธีการส่งคืนมือสมัครเล่น เซลล์นิกเกิลแคดเมียมต่อชีวิตได้อย่างปลอดภัย ไม่เหมือนการจัดการในลักษณะนี้กับแบตเตอรี่ลิเธียมสมัยใหม่ ซึ่งเสี่ยงต่อการระเบิดและบวมได้

น้ำกลั่น 1 มล. ถูกดึงเข้าไปในกระบอกฉีดยาแบบใช้แล้วทิ้ง และค่อยๆ เติมแบตเตอรี่ลงไป ในกรณีนี้ สิ่งสำคัญคืออย่าเร่งรีบ เพื่อให้แน่ใจว่าน้ำจะค่อยๆ ซึมเข้าไปในแบตเตอรี่ จำเป็นต้องใช้น้ำกลั่นเพื่อคืนและสร้างความหนาแน่นของอิเล็กโทรไลต์ที่จำเป็นภายในแบตเตอรี่ หลังจากเติมน้ำแล้ว รูจะถูกปิดด้วยกรดบัดกรีซึ่งนำมาจับคู่และปิดผนึกด้วยหัวแร้งที่ร้อนจัด

ช่างฝีมือบางคนแย้งว่าหากเทอิเล็กโทรไลต์จากไฟฉายสำหรับขุดลงไปในแบตเตอรี่แทนน้ำกลั่น แบตเตอรี่จะทำงานได้ดีขึ้นและนานขึ้นมาก

สรุปได้ว่าคุณต้องวัดแรงดันไฟฟ้าอีกครั้งด้วยมัลติมิเตอร์และชาร์จแบตเตอรี่ แน่นอนว่าแบตเตอรี่แบบบัดกรีจะใช้งานได้ไม่นาน แต่ก็ช่วยประหยัดเวลาก่อนที่จะซื้อแบตเตอรี่ก้อนใหม่ได้

การกู้คืน Zapping

สำหรับแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม มีวิธีการกู้คืนที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว แต่มีความเสี่ยงสูงที่เรียกว่าการแซปปิ้ง สาระสำคัญของมันอยู่ที่ความจริงที่ว่าแบตเตอรี่ต้องปล่อยกระแสไฟฟ้าที่สูงมากในระยะสั้น ๆ ซึ่งสูงกว่าปกติถึงสิบเท่า แต่ละองค์ประกอบจะถูก "เผา" อย่างแท้จริงโดยพัลส์ปัจจุบันสั้น ๆ ที่ 10, 20 แอมแปร์และสูงกว่า

การ Zapping จำเป็นต้องมีผู้ที่ชื่นชอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นงานอดิเรกและข้อควรระวังด้านความปลอดภัยในรูปแบบของแว่นตาและโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ชุดเอี๊ยม มีการอ้างว่าเพื่อฟื้นฟูองค์ประกอบที่ไม่ได้ใช้งานเป็นเวลา 20 ปีขึ้นไป โปรดทราบว่าการ zapping ใช้กับแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมเท่านั้น ไม่แนะนำให้กู้คืนแบตเตอรี่ Ni-MH ด้วยวิธีนี้

รอบการคายประจุ

เพื่อกำจัด "เอฟเฟกต์หน่วยความจำ" , ความต้องการ ปล่อยแบตเตอรี่ไปที่ 0.8-1 โวลต์ แล้วชาร์จให้เต็มอีกครั้ง . หากแบตเตอรี่ไม่ได้รับการกู้คืนเป็นเวลานาน สามารถดำเนินการดังกล่าวได้หลายรอบ และเพื่อลด "เอฟเฟกต์หน่วยความจำ" ขอแนะนำให้ฝึกแบตเตอรี่ด้วยวิธีนี้เดือนละครั้ง

สำหรับวิธี "โรงเรียน" ที่เป็นที่นิยมซึ่งเกี่ยวข้องกับการแช่แข็งแบตเตอรี่ NiCd หรือ NiMH ในช่องแช่แข็ง - แม้ว่าประสิทธิภาพของวิธีนี้จะน่าสงสัยมาก แต่คุณสามารถค้นหาข้อมูลมากมายเกี่ยวกับ "การกู้คืน" ของแบตเตอรี่บนเครือข่าย โดยวางไว้ในตู้เย็น ในความเป็นจริงจะเป็นการดีกว่าถ้าใช้วิธีการกู้คืนองค์ประกอบด้วยน้ำกลั่น - อย่างน้อยในกรณีนี้จะมีโอกาสมากขึ้นที่จะทำให้พวกมันฟื้นคืนชีพ

ดังนั้นแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมจึงไม่ด้อยกว่าแบตเตอรี่สมัยใหม่ในข้อดีหลายประการของคุณสมบัติทางเทคนิค พวกเขายังคงเชื่อถือได้ ทนทาน ราคาไม่แพง และปลอดภัยอย่างยิ่งต่อการใช้งาน

แบตเตอรี่ประเภทหลัก:

Ni-Cd แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม

สำหรับเครื่องมือไร้สาย แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมเป็นมาตรฐานโดยพฤตินัย วิศวกรทราบดีถึงข้อดีและข้อเสีย โดยเฉพาะอย่างยิ่งแบตเตอรี่ Ni-Cd นิกเกิล-แคดเมียมมีแคดเมียม ซึ่งเป็นโลหะหนักที่มีความเป็นพิษเพิ่มขึ้น

แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมมีสิ่งที่เรียกว่า "เอฟเฟกต์หน่วยความจำ" ซึ่งเป็นสาระสำคัญที่ทำให้ความจริงที่ว่าเมื่อทำการชาร์จแบตเตอรี่ที่คายประจุออกไม่สมบูรณ์ การคายประจุใหม่จะเป็นไปได้เฉพาะในระดับที่ถูกชาร์จเท่านั้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง แบตเตอรี่จะ "จดจำ" ระดับประจุที่เหลือจากการชาร์จจนเต็ม

ดังนั้น เมื่อชาร์จแบตเตอรี่ Ni-Cd ที่คายประจุไม่หมด ความจุของแบตเตอรี่จะลดลง

มีหลายวิธีในการจัดการกับปรากฏการณ์นี้ เราจะอธิบายเฉพาะวิธีที่ง่ายและน่าเชื่อถือที่สุดเท่านั้น

เมื่อใช้เครื่องมือไร้สายกับ Ni-Cd แบบชาร์จไฟได้ควรปฏิบัติตามแบตเตอรี่ กฎง่ายๆ: ชาร์จเฉพาะแบตเตอรี่ที่คายประจุจนหมด

ขอแนะนำให้เก็บแบตเตอรี่ Ni-Cd Nickel Cadmium ไว้ในสถานะคายประจุ โดยไม่ควรคายประจุลึก มิฉะนั้นอาจทำให้เกิดกระบวนการที่ย้อนกลับไม่ได้ในแบตเตอรี่

ข้อดีของแบตเตอรี่ Ni-Cd Nickel Cadmium

• แบตเตอรี่ Ni-Cd นิกเกิลแคดเมียมราคาถูก
• ความสามารถในการส่งกระแสโหลดสูงสุด
• ความสามารถในการชาร์จแบตเตอรี่อย่างรวดเร็ว
• รักษาความจุของแบตเตอรี่สูงไว้ที่ -20°C
• รอบการปล่อยประจุจำนวนมาก ด้วยการทำงานที่เหมาะสม แบตเตอรี่ดังกล่าวจะทำงานได้อย่างสมบูรณ์และอนุญาตให้มีการชาร์จ-คายประจุได้สูงสุด 1,000 รอบหรือมากกว่านั้น

ข้อเสียของแบตเตอรี่ Ni-Cd Nickel Cadmium

• การคายประจุเองในระดับสูงค่อนข้างสูง - แบตเตอรี่ Ni-Cd นิกเกิล-แคดเมียมสูญเสียความจุประมาณ 8-10% ในวันแรกหลังจากชาร์จเต็ม
• ในระหว่าง ที่เก็บ Ni-Cdแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมจะสูญเสียประจุประมาณ 8-10% ทุกเดือน
• หลังจากเก็บไว้เป็นเวลานาน ความจุของแบตเตอรี่ Ni-Cd Nickel-Cadmium จะถูกเรียกคืนหลังจากรอบการชาร์จ 5 รอบ
• เพื่อยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ Ni-Cd Ni-Cd ขอแนะนำให้คายประจุจนหมดทุกครั้งเพื่อป้องกัน "เอฟเฟกต์หน่วยความจำ"

แบตเตอรี่ Ni-MH นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์

แบตเตอรี่เหล่านี้มีจำหน่ายในท้องตลาดโดยมีความเป็นพิษน้อยกว่า (เทียบกับ Ni-Cd นิกเกิลแคดเมียมแบตเตอรี่) และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้นทั้งในด้านการผลิตและการกำจัด

ในทางปฏิบัติ แบตเตอรี่ Ni-MH Nickel-Metal Hydride แสดงความจุขนาดใหญ่มากโดยมีขนาดและน้ำหนักค่อนข้างเล็กกว่าแบตเตอรี่ Ni-Cd Nickel-Cadmium มาตรฐาน

เนื่องจากมีการกำจัดสารพิษเกือบหมดสิ้น โลหะหนักในการออกแบบแบตเตอรี่ Ni-MH Nickel-Metal Hydride นั้น หลังการใช้งานสามารถกำจัดได้อย่างปลอดภัยและไม่มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์มี "เอฟเฟกต์หน่วยความจำ" ลดลงเล็กน้อย ในทางปฏิบัติ "เอฟเฟกต์หน่วยความจำ" แทบจะมองไม่เห็นเนื่องจากการคายประจุเองสูงของแบตเตอรี่เหล่านี้

เมื่อใช้แบตเตอรี่ Ni-MH Nickel-Metal Hydride ไม่ควรคายประจุแบตเตอรี่จนหมดในระหว่างการใช้งาน

เก็บแบตเตอรี่ Ni-MH NiMH ไว้ในสถานะที่ชาร์จแล้ว สำหรับการหยุดทำงานเป็นเวลานาน (มากกว่าหนึ่งเดือน) ควรชาร์จแบตเตอรี่ใหม่

ข้อดีของแบตเตอรี่ Ni-MH Nickel-Metal Hydride

• แบตเตอรี่ปลอดสารพิษ
• "เอฟเฟกต์หน่วยความจำ" น้อยลง
• ประสิทธิภาพที่ดีที่อุณหภูมิต่ำ
  
• ความจุขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ Ni-Cd Ni-Cad

ข้อเสียของแบตเตอรี่ Ni-MH Nickel-Metal Hydride

• ประเภทแบตเตอรี่ที่มีราคาแพงกว่า
• อัตราการคายประจุเองสูงกว่าแบตเตอรี่ Ni-Cd Ni-Cad ประมาณ 1.5 เท่า
• หลังจาก 200-300 รอบการชาร์จประจุ ความสามารถในการทำงานของแบตเตอรี่ Ni-MH Ni-MH จะลดลงเล็กน้อย
• แบตเตอรี่ Ni-MH Nickel-Metal Hydride มีอายุการใช้งานที่จำกัด

Li-Ion แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ข้อได้เปรียบที่ไม่ต้องสงสัยของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนคือ "เอฟเฟกต์หน่วยความจำ" ที่แทบมองไม่เห็น

ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่นนี้ แบตเตอรี่ Li-Ion จึงสามารถชาร์จหรือชาร์จใหม่ได้ตามต้องการตามความต้องการ ตัวอย่างเช่น คุณสามารถชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่คายประจุบางส่วนก่อนทำงานที่สำคัญ ใช้งานหนัก หรือใช้เวลานาน

น่าเสียดายที่แบตเตอรี่เหล่านี้เป็นแบตเตอรี่ที่แพงที่สุด นอกจากนี้ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีอายุการใช้งานที่จำกัด โดยไม่ขึ้นกับจำนวนรอบการชาร์จ-คายประจุ

โดยสรุป เราสามารถสรุปได้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเหมาะที่สุดสำหรับกรณีที่มีการใช้เครื่องมือไร้สายอย่างเข้มข้นอย่างต่อเนื่อง

ข้อดีของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน Li-Ion

• ไม่มี "เอฟเฟกต์หน่วยความจำ" ดังนั้นจึงสามารถชาร์จและชาร์จแบตเตอรี่ใหม่ได้ตามต้องการ
• แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน Li-Ion ความจุสูง
• แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน Li-Ion น้ำหนักเบา
• บันทึกการปลดปล่อยตัวเองในระดับต่ำ - ไม่เกิน 5% ต่อเดือน
• ความสามารถในการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน Li-Ion ได้อย่างรวดเร็ว

ข้อเสียของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน Li-Ion

• แบตเตอรี่ Li-Ion Li-ion มีราคาสูง
• ลดเวลาการทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์องศาเซลเซียส
  
• อายุการใช้งานจำกัด

บันทึก

จากการฝึกใช้งานแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน Li-Ion ในโทรศัพท์ กล้องถ่ายรูป ฯลฯ สังเกตได้ว่าแบตเตอรี่เหล่านี้มีอายุการใช้งานเฉลี่ย 4 ถึง 6 ปี และทนทานต่อการคายประจุประมาณ 250-300 รอบในช่วงเวลานี้ ในขณะเดียวกัน สิ่งที่สังเกตเห็นได้อย่างชัดเจน: รอบการคายประจุที่มากขึ้น - อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ Li-Ion ลิเธียมไอออนที่สั้นลง!

ติดตามข่าวสารในกลุ่ม Vkontakte ของเรา

เป็นเวลาห้าสิบปีเต็ม อุปกรณ์พกพาสามารถพึ่งพาแหล่งจ่ายไฟจากนิกเกิล-แคดเมียมเพียงอย่างเดียวสำหรับอายุการใช้งานแบตเตอรี่ แต่แคดเมียมเป็นวัสดุที่มีพิษร้ายแรง และในปี 1990 เทคโนโลยีนิกเกิล-แคดเมียมก็ถูกแทนที่ด้วยเทคโนโลยีนิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น เทคโนโลยีเหล่านี้มีความคล้ายคลึงกันมาก และคุณลักษณะส่วนใหญ่ของแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมนั้นสืบทอดมาจากนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ แต่อย่างไรก็ตาม สำหรับการใช้งานบางอย่าง แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมยังคงขาดไม่ได้และยังคงใช้มาจนถึงทุกวันนี้

1. แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม (NiCd)

คิดค้นโดย Waldmar Jungner ในปี 1899 แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมมีข้อดีหลายประการเหนือแบตเตอรี่กรดตะกั่วที่มีอยู่ในขณะนั้น แต่มีราคาแพงกว่าเนื่องจากต้นทุนของวัสดุ การพัฒนาเทคโนโลยีนี้ค่อนข้างช้า แต่ในปี พ.ศ. 2475 มีความก้าวหน้าครั้งสำคัญ - วัสดุที่มีรูพรุนซึ่งมีสารออกฤทธิ์อยู่ภายในถูกใช้เป็นอิเล็กโทรด การปรับปรุงเพิ่มเติมเกิดขึ้นในปี 1947 และแก้ปัญหาการดูดซับก๊าซ ซึ่งทำให้สามารถสร้างแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมแบบปิดผนึกที่ทันสมัยและไม่ต้องบำรุงรักษา

เป็นเวลาหลายปีที่แบตเตอรี่ NiCd เป็นแหล่งพลังงานสำหรับวิทยุสองทาง อุปกรณ์การแพทย์ฉุกเฉิน กล้องวิดีโอระดับมืออาชีพ และเครื่องมือไฟฟ้า ในช่วงปลายทศวรรษ 1980 แบตเตอรี่ NiCd ความจุสูงพิเศษได้รับการพัฒนา ซึ่งทำให้โลกตะลึงด้วยความจุที่สูงกว่าแบตเตอรี่มาตรฐานถึง 60% สิ่งนี้ทำได้โดยการใส่สารออกฤทธิ์จำนวนมากลงในแบตเตอรี่ แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน - ความต้านทานภายในเพิ่มขึ้นและจำนวนรอบการชาร์จ / คายประจุลดลง

มาตรฐาน NiCd ยังคงเป็นหนึ่งในแบตเตอรี่ที่น่าเชื่อถือและไม่ถ่อมตัวที่สุด และอุตสาหกรรมการบินก็ยังคงใช้ระบบนี้ อย่างไรก็ตาม อายุการใช้งานของแบตเตอรี่เหล่านี้ขึ้นอยู่กับการบำรุงรักษาที่เหมาะสม NiCd และแบตเตอรี่ NiMH ในระดับหนึ่งอาจส่งผลต่อ "หน่วยความจำ" ซึ่งทำให้สูญเสียความจุหากแบตเตอรี่ไม่ได้หมุนเวียนเป็นระยะๆ หากโหมดการชาร์จที่แนะนำถูกละเมิด ดูเหมือนว่าแบตเตอรี่จะจำได้ว่าในรอบการทำงานก่อนหน้านี้ใช้ความจุไม่เต็มที่ และเมื่อคายประจุ แบตเตอรี่จะจ่ายกระแสไฟฟ้าในระดับหนึ่งเท่านั้น ( ดู: วิธีซ่อมแบตเตอรี่นิกเกิล). ตารางที่ 1 แสดงข้อดีและข้อเสียของแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมมาตรฐาน

ข้อดี	เชื่อถือได้; จำนวนรอบสูงพร้อมการบำรุงรักษาที่เหมาะสม แบตเตอรี่เพียงหนึ่งเดียวที่สามารถชาร์จได้เร็วเป็นพิเศษด้วยความเครียดที่น้อยที่สุด ลักษณะการโหลดที่ดี ให้อภัยการพูดเกินจริงของพวกเขา อายุการเก็บรักษานาน ความเป็นไปได้ของการจัดเก็บในสถานะปล่อย ไม่มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับการจัดเก็บและการขนส่ง ประสิทธิภาพที่ดีที่อุณหภูมิต่ำ ต้นทุนต่อรอบต่ำที่สุดของแบตเตอรี่ใดๆ มีให้เลือกหลายขนาดและหลายดีไซน์
ข้อบกพร่อง	ความหนาแน่นของพลังงานค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับระบบที่ใหม่กว่า เอฟเฟกต์ "หน่วยความจำ"; ความจำเป็นในการบำรุงรักษาเป็นระยะเพื่อหลีกเลี่ยง แคดเมียมเป็นสารพิษ จำเป็นต้องกำจัดเป็นพิเศษ การปลดปล่อยตัวเองสูง ต้องชาร์จใหม่หลังจากจัดเก็บ เซลล์แรงดันต่ำ 1.2 โวลต์ ต้องสร้างระบบหลายเซลล์เพื่อให้ไฟฟ้าแรงสูง

ตารางที่ 1: ข้อดีและข้อเสียของแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม

2. แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (NiMH)

การวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์เริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2510 อย่างไรก็ตาม ความไม่เสถียรของโลหะไฮไดรด์ขัดขวางการพัฒนา ซึ่งนำไปสู่การพัฒนาระบบนิกเกิล-ไฮโดรเจน (NiH) โลหะผสมไฮไดรด์ชนิดใหม่ที่ค้นพบในทศวรรษที่ 1980 ช่วยแก้ปัญหาด้านความปลอดภัยและทำให้สามารถสร้างแบตเตอรี่ที่มีปริมาณพลังงานเฉพาะสูงกว่านิกเกิล-แคดเมียมมาตรฐานถึง 40%

แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ไม่มีข้อบกพร่อง ตัวอย่างเช่น กระบวนการชาร์จของพวกเขาซับซ้อนกว่าของ NiCd ด้วยการคายประจุเอง 20% ในวันแรก จากนั้นในอัตรา 10% ต่อเดือน ทำให้ NiMH เป็นหนึ่งในผู้นำในระดับเดียวกัน การปรับเปลี่ยนโลหะผสมไฮไดรด์ เป็นไปได้ที่จะบรรลุการลดการปลดปล่อยตัวเองและการกัดกร่อน แต่สิ่งนี้จะเพิ่มข้อเสียของการลดการใช้พลังงานที่เฉพาะเจาะจง แต่ในกรณีของการใช้งานในรถยนต์ไฟฟ้า การดัดแปลงเหล่านี้มีประโยชน์มาก เนื่องจากช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือและเพิ่มอายุการใช้งานแบตเตอรี่

3. ใช้ในส่วนของผู้บริโภค

ปัจจุบันแบตเตอรี่ NiMH เป็นแบตเตอรี่ที่หาซื้อได้ง่ายที่สุด ยักษ์ใหญ่ในอุตสาหกรรม เช่น Panasonic, Energizer, Duracell และ Rayovac ได้ตระหนักถึงความต้องการต้นทุนที่ต่ำและ แบตเตอรี่ที่ใช้งานได้ยาวนานและนำเสนอเครื่องจ่ายไฟแบบนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ในขนาดต่างๆ รวมถึง AA และ AAA ผู้ผลิตกำลังทำงานอย่างหนักเพื่อชิงตลาดบางส่วนจากแบตเตอรี่อัลคาไลน์

ในกลุ่มตลาดนี้ แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์เป็นทางเลือกแทนการชาร์จใหม่ได้ แบตเตอรี่อัลคาไลน์ซึ่งปรากฏในปี 1990 แต่เนื่องจากวงจรชีวิตที่จำกัดและลักษณะการโหลดที่อ่อนแอ จึงไม่ประสบความสำเร็จ

ตารางที่ 2 เปรียบเทียบความเข้มของพลังงานเฉพาะ แรงดันไฟฟ้า การคายประจุเอง และเวลาในการทำงานของแบตเตอรี่และตัวเก็บประจุในกลุ่มผู้บริโภค มีให้เลือกในขนาด AA, AAA และขนาดอื่นๆ พาวเวอร์ซัพพลายเหล่านี้สามารถใช้กับอุปกรณ์พกพาได้ แม้ว่าอาจมีแรงดันไฟฟ้าต่างกันเล็กน้อย แต่สถานะของ Discharge มักจะเกิดขึ้นที่ค่าแรงดันไฟฟ้าจริงเท่ากันที่ 1 V สำหรับทุกคน ช่วงแรงดันไฟฟ้านี้ยอมรับได้เนื่องจากอุปกรณ์พกพามีความยืดหยุ่นในแง่ของช่วงแรงดันไฟฟ้า สิ่งสำคัญคือต้องใช้ประเภทเดียวกันร่วมกันเท่านั้น องค์ประกอบไฟฟ้า. ความกังวลด้านความปลอดภัยและความเข้ากันไม่ได้ของแรงดันไฟฟ้าเป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขนาด AA และ AAA

ตารางที่ 2: การเปรียบเทียบแบตเตอรี่ AA รุ่นต่างๆ

* Eneloop เป็นเครื่องหมายการค้าของ Sanyo Corporation ที่ใช้ระบบ NiMH

อัตราการปลดปล่อยตัวเองสูงของ NiMH เป็นความกังวลของผู้บริโภคอย่างต่อเนื่อง โคมไฟหรือ อุปกรณ์พกพาด้วยแบตเตอรี่ NiMH จะหมดหากไม่ได้ใช้งานเป็นเวลาหลายสัปดาห์ ข้อเสนอในการชาร์จอุปกรณ์ก่อนใช้งานแต่ละครั้งไม่น่าจะเข้าใจได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของไฟฉายซึ่งวางตำแหน่งเป็นแหล่งกำเนิดแสงสำรอง ข้อได้เปรียบของแบตเตอรี่อัลคาไลน์ที่มีอายุการเก็บรักษา 10 ปีดูเหมือนจะปฏิเสธไม่ได้ที่นี่

แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์จาก Panasonic และ Sanyo ภายใต้ชื่อแบรนด์ Eneloop สามารถลดการคายประจุได้อย่างมาก สามารถจัดเก็บ Eneloop โดยไม่ต้องชาร์จใหม่ได้นานกว่า NiMH ทั่วไปถึง 6 เท่า แต่ข้อเสียของแบตเตอรี่ที่ได้รับการปรับปรุงคือความหนาแน่นของพลังงานที่ต่ำกว่าเล็กน้อย

ตารางที่ 3 แสดงข้อดีและข้อเสียของระบบไฟฟ้าเคมีไฟฟ้าแบบนิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์ ตารางนี้ไม่ได้คำนึงถึงคุณลักษณะของ Eneloop และแบรนด์ผู้บริโภคอื่นๆ

ข้อดี	ความจุสูงกว่า NiCd 30-40 เปอร์เซ็นต์ มีแนวโน้มที่จะเกิดผล "ความจำ" น้อยลง สามารถกู้คืนได้ ข้อกำหนดง่ายๆ สำหรับการจัดเก็บและการขนส่ง ขาดระเบียบของกระบวนการเหล่านี้ เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม; มีเฉพาะวัสดุที่เป็นพิษปานกลางเท่านั้น ปริมาณนิกเกิลทำให้การรีไซเคิลเป็นไปอย่างยั่งยืน ช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้าง
ข้อบกพร่อง	อายุการใช้งานจำกัด การคายประจุลึกนำไปสู่การลดลง อัลกอริธึมการชาร์จที่ซับซ้อน ไวต่อการชาร์จไฟเกิน ข้อกำหนดพิเศษสำหรับโหมดเติมเงิน สร้างความร้อนระหว่างการชาร์จและการคายประจุอย่างรวดเร็วด้วยโหลดที่ทรงพลัง การปลดปล่อยตัวเองสูง ประสิทธิภาพของคูลอมบ์ที่ระดับ 65% (สำหรับการเปรียบเทียบสำหรับลิเธียมไอออน - 99%)

ตารางที่ 3: ข้อดีและข้อเสียของแบตเตอรี่ NiMH

4. แบตเตอรี่เหล็ก-นิกเกิล (NiFe)

หลังจากการประดิษฐ์แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมในปี พ.ศ. 2442 วิศวกรชาวสวีเดน Waldmar Jungner ยังคงทำการวิจัยต่อไปและพยายามเปลี่ยนแคดเมียมราคาแพงด้วยเหล็กราคาถูก แต่ประสิทธิภาพการชาร์จที่ต่ำและก๊าซไฮโดรเจนที่มากเกินไปทำให้เขาต้องล้มเลิกการพัฒนาแบตเตอรี่ NiFe ต่อไป เขาไม่ได้จดสิทธิบัตรเทคโนโลยีด้วยซ้ำ

แบตเตอรี่เหล็ก-นิกเกิล (NiFe) ใช้นิกเกิลออกไซด์เป็นแคโทด เหล็กเป็นแอโนด และอิเล็กโทรไลต์เป็น สารละลายน้ำโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ เซลล์ของแบตเตอรี่ดังกล่าวสร้างแรงดันไฟฟ้า 1.2 V. NiFe ทนทานต่อการชาร์จมากเกินไปและการคายประจุลึก สามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานสำรองได้นานกว่า 20 ปี ทนทานต่อแรงสั่นสะเทือนและ อุณหภูมิสูงทำให้ตัวสะสมนี้ถูกใช้มากที่สุดในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ในยุโรป นอกจากนี้ยังพบว่ามีการใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับการส่งสัญญาณทางรถไฟ และยังใช้เป็น แบตเตอรี่ฉุดสำหรับรถตัก สังเกตได้ว่าในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง จรวด V-2 ของเยอรมันถูกใช้เป็นแบตเตอรี่เหล็ก-นิกเกิล

NiFe มีกำลังไฟฟ้าจำเพาะต่ำประมาณ 50 วัตต์/กก. นอกจากนี้ ข้อเสียยังรวมถึงประสิทธิภาพที่ไม่ดีที่อุณหภูมิต่ำและ อัตราสูงปลดปล่อยตัวเอง (20-40 เปอร์เซ็นต์ต่อเดือน) เป็นนี้ร่วมกับ ค่าใช้จ่ายที่สูงการผลิต สนับสนุนให้ผู้ผลิตยึดมั่นในแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด

แต่ระบบเคมีไฟฟ้าของเหล็ก-นิกเกิลกำลังพัฒนาอย่างแข็งขัน และในอนาคตอันใกล้อาจกลายเป็นทางเลือกแทนกรดตะกั่วในบางอุตสาหกรรม แบบจำลองการทดลองของการออกแบบแผ่นลาเมลลาดูมีแนวโน้มที่ดี สามารถลดการคายประจุแบตเตอรี่ได้เอง แทบไม่มีภูมิคุ้มกันต่อผลกระทบที่เป็นอันตรายจากการชาร์จเกินและน้อยเกินไป และคาดว่าอายุการใช้งานจะอยู่ที่ 50 ปี ซึ่งเทียบเคียงได้ ถึงอายุการใช้งาน 12 ปีของแบตเตอรี่กรดตะกั่วในโหมดการทำงานที่มีการคายประจุแบบรอบลึก ราคาที่คาดหวังของแบตเตอรี่ NiFe ดังกล่าวจะเทียบได้กับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน และมีราคาเพียงสี่เท่าของแบตเตอรี่ตะกั่วกรด

แบตเตอรี่ NiFe เช่นเดียวกับ NiCdและ NiMHต้องใช้กฎการชาร์จพิเศษ - เส้นโค้งแรงดันไฟฟ้ามีรูปร่างเป็นไซน์ ดังนั้นให้ใช้เครื่องชาร์จสำหรับ กรดตะกั่วหรือ ลิเธียมไอออนแบตเตอรี่จะไม่ออกมา มันสามารถเป็นอันตรายได้ เช่นเดียวกับแบตเตอรี่นิกเกิลทั้งหมด NiFe กลัวการชาร์จมากเกินไป - ทำให้เกิดการสลายตัวของน้ำในอิเล็กโทรไลต์และนำไปสู่การสูญเสีย

ความจุของแบตเตอรี่ดังกล่าวซึ่งลดลงอันเป็นผลมาจากการใช้งานที่ไม่เหมาะสม สามารถกู้คืนได้โดยใช้กระแสไฟที่ปล่อยออกมาสูง (เทียบเท่ากับค่าความจุของแบตเตอรี่) ขั้นตอนนี้จะต้องดำเนินการถึงสามครั้งโดยมีระยะเวลาการปล่อย 30 นาที คุณควรตรวจสอบอุณหภูมิของอิเล็กโทรไลต์ - ไม่ควรเกิน 46 ° C

5. แบตเตอรี่นิกเกิล-สังกะสี (NiZn)

แบตเตอรี่นิกเกิล-สังกะสีคล้ายกับแบตเตอรี่นิกเกิล-แคดเมียมตรงที่ใช้อิเล็กโทรไลต์อัลคาไลน์และอิเล็กโทรดนิกเกิล แต่ต่างกันที่แรงดันไฟฟ้า NiZn ให้ 1.65 โวลต์ต่อเซลล์ ในขณะที่ NiCd และ NiMH มี 1.20 โวลต์ต่อเซลล์ จำเป็นต้องชาร์จแบตเตอรี่ NiZn ด้วยกระแสคงที่ด้วยค่าแรงดันไฟฟ้า 1.9 V ต่อเซลล์ นอกจากนี้ยังควรจำไว้ว่าแบตเตอรี่ประเภทนี้ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อทำงานในโหมดชาร์จ การใช้พลังงานเฉพาะคือ 100W/kg และจำนวนรอบที่เป็นไปได้คือ 200-300 ครั้ง NiZn ไม่มีวัสดุที่เป็นพิษและสามารถรีไซเคิลได้ง่าย มีหลายขนาดรวมถึง AA

ในปี พ.ศ. 2444 โทมัส เอดิสันได้รับสิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาสำหรับแบตเตอรี่นิกเกิล-สังกะสีแบบชาร์จไฟได้ ต่อมา การออกแบบของเขาได้รับการทำให้สมบูรณ์แบบโดยเจมส์ ดรัมม์ นักเคมีชาวไอริช ผู้ซึ่งติดตั้งแบตเตอรี่เหล่านี้บนรถรางที่วิ่งไปตามเส้นทางดับลิน เบร ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2475 ถึง พ.ศ. 2491 NiZn ไม่ได้รับการพัฒนาที่ดีเนื่องจากการปลดปล่อยตัวเองที่แข็งแกร่งและวงจรชีวิตสั้นซึ่งเกิดจากการก่อตัวของเดนไดรต์ ซึ่งมักจะนำไปสู่การลัดวงจร แต่การปรับปรุงองค์ประกอบของอิเล็กโทรไลต์ได้ลดปัญหานี้ลง ซึ่งทำให้ต้องพิจารณา NiZn อีกครั้งสำหรับ ใช้ในเชิงพาณิชย์. ต้นทุนต่ำ กำลังขับสูง และ หลากหลายอุณหภูมิในการทำงานทำให้ระบบไฟฟ้าเคมีนี้น่าสนใจเป็นอย่างยิ่ง

6. แบตเตอรี่นิกเกิล-ไฮโดรเจน (NiH)

เมื่อการพัฒนาแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์เริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2510 นักวิจัยต้องเผชิญกับความไม่เสถียรของเมทัลไฮไดรต์ ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนไปสู่การพัฒนาแบตเตอรี่นิกเกิล-ไฮโดรเจน (NiH) เซลล์ของแบตเตอรี่ดังกล่าวประกอบด้วยอิเล็กโทรไลต์ที่ห่อหุ้มอยู่ในภาชนะบรรจุ นิกเกิลและไฮโดรเจน (ไฮโดรเจนบรรจุอยู่ในกระบอกเหล็กภายใต้แรงดัน 8207 บาร์) อิเล็กโทรด

ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 บางแบบชาร์จไฟได้ดีที่สุด แหล่งสารเคมีปัจจุบันเป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ที่ผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีนิกเกิลแคดเมียม พวกเขายังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่าง ๆ เนื่องจากความน่าเชื่อถือและไม่โอ้อวด

การซ่อมบำรุง

แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมคืออะไร

แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมเป็นแหล่งกระแสไฟฟ้าที่สามารถชาร์จไฟได้ซึ่งคิดค้นขึ้นในปี พ.ศ. 2442 ในสวีเดนโดย Waldmar Jungner จนถึงปี 1932 การใช้งานจริงมีข้อจำกัดมาก เนื่องจากโลหะที่ใช้มีราคาสูงเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด

การปรับปรุงเทคโนโลยีการผลิตทำให้ประสิทธิภาพการทำงานดีขึ้นอย่างมาก และทำให้ในปี 1947 สามารถสร้างกล่องปิดผนึกได้ แบตเตอรี่ที่ไม่ต้องบำรุงรักษาด้วยการตั้งค่าที่ยอดเยี่ยม

หลักการทำงานและอุปกรณ์ของแบตเตอรี่ Ni-Cd

แบตเตอรี่เหล่านี้ผลิตพลังงานไฟฟ้าเนื่องจากกระบวนการผันกลับได้ของปฏิกิริยาของแคดเมียม (Cd) กับนิเกิลออกไซด์-ไฮดรอกไซด์ (NiOOH) และน้ำ ซึ่งส่งผลให้เกิดการก่อตัวของนิกเกิลไฮดรอกไซด์ Ni (OH) 2 และแคดเมียมไฮดรอกไซด์ Cd (OH) 2 ทำให้เกิดลักษณะ แรงเคลื่อนไฟฟ้า.

แบตเตอรี่ Ni-Cd ผลิตขึ้นในกล่องปิดผนึก ซึ่งมีอิเล็กโทรดคั่นด้วยตัวแยกที่เป็นกลางซึ่งมีนิกเกิลและแคดเมียม ซึ่งอยู่ในสารละลายของอิเล็กโทรไลต์อัลคาไลน์ที่มีลักษณะคล้ายเยลลี่ (ปกติคือโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์, KOH)

อิเล็กโทรดขั้วบวกคือตาข่ายเหล็กหรือฟอยล์ที่เคลือบด้วยนิเกิลออกไซด์ไฮดรอกไซด์เพสต์ผสมกับวัสดุนำไฟฟ้า

ขั้วลบเป็นตาข่ายเหล็ก (ฟอยล์) ที่มีแคดเมียมที่มีรูพรุน

เซลล์นิกเกิลแคดเมียมหนึ่งเซลล์สามารถส่งแรงดันไฟฟ้าได้ประมาณ 1.2 โวลต์ ดังนั้น เพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าและพลังงานของแบตเตอรี่ จึงมีการใช้อิเล็กโทรดที่เชื่อมต่อแบบขนานจำนวนมากที่แยกจากกันโดยตัวแยกในการออกแบบ

ข้อมูลจำเพาะและแบตเตอรี่ Ni-Cd คืออะไร

แบตเตอรี่ Ni-Cd มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

• แรงดันดิสชาร์จขององค์ประกอบหนึ่งมีค่าประมาณ 0.9-1 โวลต์
• แรงดันไฟฟ้าเล็กน้อยขององค์ประกอบคือ 1.2 v เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้า 12v และ 24v จะใช้การเชื่อมต่อแบบอนุกรมขององค์ประกอบต่างๆ
• แรงดันไฟเต็ม - 1.5-1.8 โวลต์
• อุณหภูมิในการทำงาน: จาก -50 ถึง +40 องศา;
• จำนวนรอบการปล่อยประจุ: จาก 100 ถึง 1,000 (ในแบตเตอรี่ที่ทันสมัยที่สุด - มากถึง 2,000) ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่ใช้
• ระดับการปลดปล่อยตัวเอง: จาก 8 ถึง 30% ในเดือนแรกหลังจากชาร์จเต็ม
• ความเข้มของพลังงานเฉพาะ - สูงสุด 65 W*h/กิโลกรัม
• อายุการใช้งานประมาณ 10 ปี

แบตเตอรี่ Ni-Cd ผลิตขึ้นในกรณีต่างๆ ที่มีขนาดมาตรฐานและในรุ่นที่ไม่ได้มาตรฐาน รวมถึงแบตเตอรี่ที่มีลักษณะเป็นแผ่นกลมและปิดสนิท

แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมใช้ที่ไหน?

แบตเตอรี่เหล่านี้ใช้ในอุปกรณ์ที่ดึงกระแสไฟจำนวนมากและยังได้รับประสบการณ์อีกด้วย โหลดสูงระหว่างดำเนินการในกรณีดังต่อไปนี้

• บนรถรางและรถราง
• บนรถยนต์ไฟฟ้า
• ในการขนส่งทางทะเลและแม่น้ำ
• ในเฮลิคอปเตอร์และเครื่องบิน
• ในเครื่องมือไฟฟ้า (ไขควง สว่าน ไขควงไฟฟ้า และอื่น ๆ );
• เครื่องโกนหนวดไฟฟ้า
• ในเทคโนโลยีทางทหาร
• สถานีวิทยุแบบพกพา
• ในของเล่นบังคับวิทยุ
• ไฟดำน้ำ

ปัจจุบัน เนื่องจากข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดขึ้น แบตเตอรี่ส่วนใหญ่ที่มีขนาดยอดนิยม (และอื่นๆ) จึงผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์และลิเธียมไอออน ในเวลาเดียวกัน ยังมีแบตเตอรี่ Ni Cd หลายขนาดที่วางจำหน่ายเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา

เซลล์ Ni-Cd มีอายุการใช้งานยาวนาน บางครั้งอาจเกิน 10 ปี ดังนั้นคุณจึงยังคงพบแบตเตอรี่ประเภทนี้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ นอกเหนือจากที่ระบุไว้ข้างต้น

ข้อดีและข้อเสียของแบตเตอรี่ Ni-Cd

แบตเตอรี่ประเภทนี้มีคุณสมบัติในเชิงบวกดังต่อไปนี้:

• อายุการใช้งานยาวนานและจำนวนรอบการจ่ายไฟ
• อายุการใช้งานและการเก็บรักษาที่ยาวนาน
• ความเป็นไปได้ของการชาร์จอย่างรวดเร็ว
• ความสามารถในการทนต่องานหนักและอุณหภูมิต่ำ
• รักษาประสิทธิภาพการทำงานในสภาวะการทำงานที่เลวร้ายที่สุด
• ราคาถูก;
• ความสามารถในการจัดเก็บแบตเตอรี่เหล่านี้ในสถานะคายประจุได้นานถึง 5 ปี
• ความต้านทานโดยเฉลี่ยต่อการชาร์จมากเกินไป

ในเวลาเดียวกัน แหล่งจ่ายไฟนิกเกิลแคดเมียมมีข้อเสียหลายประการ:

• การปรากฏตัวของเอฟเฟกต์หน่วยความจำซึ่งแสดงออกมาในการสูญเสียความจุเมื่อชาร์จแบตเตอรี่โดยไม่ต้องรอการคายประจุเต็ม
• ความต้องการงานป้องกัน (รอบการปล่อยประจุหลายรอบ) เพื่อให้เต็มประสิทธิภาพ
• การกู้คืนแบตเตอรี่ให้สมบูรณ์หลังจากการจัดเก็บระยะยาวต้องใช้รอบการชาร์จและคายประจุเต็มสามถึงสี่รอบ
• การคายประจุเองในปริมาณมาก (ประมาณ 10% ในเดือนแรกของการจัดเก็บ) นำไปสู่การคายประจุแบตเตอรี่เกือบหมดสำหรับการจัดเก็บหนึ่งปี
• ความหนาแน่นของพลังงานต่ำเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่อื่น
• ความเป็นพิษสูงของแคดเมียมเนื่องจากถูกแบนในหลายประเทศรวมถึงสหภาพยุโรปจำเป็นต้องกำจัดแบตเตอรี่ดังกล่าวโดยใช้อุปกรณ์พิเศษ
• มีน้ำหนักมากกว่าแบตเตอรี่สมัยใหม่

ความแตกต่างระหว่างแหล่ง Ni-Cd และ Li-Ion หรือ Ni-Mh

แบตเตอรี่ที่มีส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่ ได้แก่ นิกเกิลและแคดเมียม มีความแตกต่างหลายประการจากแหล่งพลังงานไฟฟ้าลิเธียมไอออนและนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ที่ทันสมัยกว่า:

• องค์ประกอบ Ni-Cd ตรงกันข้ามกับตัวแปร มีเอฟเฟกต์หน่วยความจำ มีความจุเฉพาะที่ต่ำกว่าโดยมีขนาดเท่ากัน
• แหล่งที่มาของ NiCd นั้นไม่โอ้อวดมากกว่า, ยังคงใช้งานได้ที่อุณหภูมิต่ำมาก, มีความทนทานต่อการชาร์จไฟมากเกินไปและการปล่อยประจุแรง
• แบตเตอรี่ Li-Ion และ Ni-Mh มีราคาแพงกว่า พวกเขากลัวการชาร์จมากเกินไปและการคายประจุที่รุนแรง แต่มีการคายประจุเองต่ำกว่า
• อายุการใช้งานและอายุการเก็บรักษาของแบตเตอรี่ Li-Ion (2-3 ปี) นั้นน้อยกว่าผลิตภัณฑ์ Ni Cd (8-10 ปี) หลายเท่า
• แหล่งนิกเกิลแคดเมียมจะสูญเสียความจุอย่างรวดเร็วเมื่อใช้ในโหมดบัฟเฟอร์ (เช่น ใน UPS) แม้ว่าจะสามารถกู้คืนได้อย่างสมบูรณ์โดย การปลดปล่อยลึกและการชาร์จจะเป็นการดีกว่าที่จะไม่ใช้ผลิตภัณฑ์ Ni Cd ในอุปกรณ์ที่มีการชาร์จอย่างต่อเนื่อง
• โหมดการชาร์จเดียวกันสำหรับแบตเตอรี่ Ni-Cd และ Ni-Mh ช่วยให้คุณใช้เครื่องชาร์จเดียวกันได้ แต่คุณต้องคำนึงถึงความจริงที่ว่าแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมมีผลหน่วยความจำที่เด่นชัดกว่า

จากความแตกต่างที่มีอยู่เป็นไปไม่ได้ที่จะสรุปอย่างชัดเจนว่าแบตเตอรี่ชนิดใดดีกว่าเนื่องจากองค์ประกอบทั้งหมดมีทั้งจุดแข็งและจุดอ่อน

กฎการดำเนินงาน

ระหว่างการทำงาน มีการเปลี่ยนแปลงหลายอย่างเกิดขึ้นในอุปกรณ์จ่ายไฟ Ni Cd ซึ่งส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลงทีละน้อย และท้ายที่สุดคือสูญเสียประสิทธิภาพ:

• พื้นที่ใช้งานและน้ำหนักของอิเล็กโทรดลดลง
• องค์ประกอบและปริมาตรของอิเล็กโทรไลต์เปลี่ยนแปลง
• มีการสลายตัวของตัวคั่นและสิ่งสกปรกอินทรีย์
• การสูญเสียน้ำและออกซิเจน
• มีการรั่วไหลในปัจจุบันที่เกี่ยวข้องกับการเติบโตของแคดเมียมเดนไดรต์บนจาน

เพื่อลดความเสียหายต่อแบตเตอรี่ระหว่างการทำงานและการเก็บรักษา จำเป็นต้องหลีกเลี่ยงผลกระทบที่จะเกิดกับแบตเตอรี่ ซึ่งเกี่ยวข้องกับปัจจัยต่อไปนี้:

• การชาร์จแบตเตอรี่ที่ชาร์จไม่สมบูรณ์นำไปสู่การสูญเสียความสามารถที่ย้อนกลับได้เนื่องจากการลดลงของพื้นที่รวมของสารออกฤทธิ์อันเป็นผลมาจากการก่อตัวของผลึก
• การอัดประจุมากเกินไปเป็นประจำซึ่งนำไปสู่ความร้อนสูงเกินไป การก่อตัวของก๊าซที่เพิ่มขึ้น การสูญเสียน้ำในอิเล็กโทรไลต์และทำลายขั้วไฟฟ้า (โดยเฉพาะขั้วบวก) และตัวคั่น
• การชาร์จน้อยเกินไปทำให้แบตเตอรี่หมดก่อนเวลาอันควร
• การทำงานระยะยาวที่อุณหภูมิต่ำมากจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบและปริมาตรของอิเล็กโทรไลต์ ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้น และประสิทธิภาพการทำงานจะลดลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งความจุจะลดลง

ด้วยแรงดันที่เพิ่มขึ้นอย่างมากภายในแบตเตอรี่อันเป็นผลมาจากการชาร์จอย่างรวดเร็วด้วยกระแสไฟสูงและการสลายตัวของแคโทดแคดเมียมอย่างรุนแรง ไฮโดรเจนส่วนเกินสามารถถูกปล่อยออกสู่แบตเตอรี่ ซึ่งนำไปสู่แรงดันที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งอาจทำให้เคสเสียรูปทรงได้ ละเมิดความหนาแน่นของแอสเซมบลี เพิ่มความต้านทานภายใน และลดแรงดันไฟฟ้า

ในแบตเตอรี่ที่ติดตั้งวาล์วระบายแรงดันฉุกเฉิน ความเสี่ยงของการเสียรูปสามารถป้องกันได้ แต่การเปลี่ยนแปลงที่ย้อนกลับไม่ได้ องค์ประกอบทางเคมีไม่สามารถหลีกเลี่ยงแบตเตอรี่ได้

การชาร์จแบตเตอรี่ Ni Cd ควรทำด้วยกระแส 10% (หากคุณต้องการการชาร์จอย่างรวดเร็วในแบตเตอรี่พิเศษ - ด้วยกระแสสูงถึง 100% ใน 1 ชั่วโมง) ของความจุ (เช่น 100 mA ที่มีความจุ 1,000 มิลลิแอมป์ชั่วโมง) นาน 14-16 ชม. ที่สุด โหมดที่ดีที่สุดการคายประจุ - ด้วยกระแสเท่ากับ 20% ของความจุของแบตเตอรี่

วิธีคืนค่าแบตเตอรี่ Ni Cd

แหล่งจ่ายไฟนิกเกิลแคดเมียมในกรณีที่สูญเสียความจุสามารถกู้คืนได้เกือบทั้งหมดโดยใช้การคายประจุทั้งหมด (สูงสุด 1 โวลต์ต่อเซลล์) และการชาร์จที่ตามมาในโหมดมาตรฐาน การฝึกอบรมแบตเตอรี่นี้สามารถทำซ้ำได้หลายครั้งเพื่อการฟื้นฟูความจุที่สมบูรณ์ที่สุด

หากไม่สามารถกู้คืนแบตเตอรี่ได้โดยการคายประจุและการชาร์จ คุณสามารถลองกู้คืนได้โดยการสัมผัสกับพัลส์กระแสไฟฟ้าสั้น (มากกว่าความจุขององค์ประกอบที่กู้คืนหลายสิบเท่า) เป็นเวลาหลายวินาที ผลกระทบนี้จะกำจัดวงจรภายในเซลล์แบตเตอรี่ ซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการเติบโตของเดนไดรต์โดยการเผาพวกมันออกด้วยกระแสไฟแรง มีตัวกระตุ้นทางอุตสาหกรรมพิเศษที่สร้างผลกระทบดังกล่าว

การฟื้นฟูความจุดั้งเดิมของแบตเตอรี่ดังกล่าวเป็นไปไม่ได้เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบและคุณสมบัติของอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่สามารถย้อนกลับได้รวมถึงการเสื่อมสภาพของเพลต แต่ทำให้สามารถยืดอายุการใช้งานได้

วิธีการกู้คืนที่บ้านคือการดำเนินการต่อไปนี้:

• ลวดที่มีหน้าตัดอย่างน้อย 1.5 ตารางมิลลิเมตรเชื่อมต่อกับลบขององค์ประกอบที่ได้รับการบูรณะด้วยแคโทดของแบตเตอรี่ที่ทรงพลังเช่นแบตเตอรี่รถยนต์หรือจาก UPS
• สายที่สองติดแน่นกับขั้วบวก (บวก) ของแบตเตอรี่ก้อนใดก้อนหนึ่ง
• เป็นเวลา 3-4 วินาที ปลายสายที่สองที่ว่างจะแตะขั้วบวกที่ว่างอย่างรวดเร็ว (ด้วยความถี่ 2-3 สัมผัสต่อวินาที) ในกรณีนี้จำเป็นต้องป้องกันการเชื่อมสายไฟที่ทางแยก
• โวลต์มิเตอร์ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าที่แหล่งที่มาที่กำลังกู้คืน หากไม่มีอยู่ จะมีการสร้างวงจรการกู้คืนใหม่ ;;
• เมื่อแรงเคลื่อนไฟฟ้าปรากฏขึ้นบนแบตเตอรี่ จะมีการชาร์จแบตเตอรี่

นอกจากนี้ คุณสามารถลองทำลายเดนไดรต์ในแบตเตอรี่ได้ด้วยการแช่แข็งเป็นเวลา 2-3 ชั่วโมง ตามด้วยการกรีดที่แหลมคม เมื่อถูกแช่แข็ง เดนไดรต์จะเปราะและถูกทำลายจากแรงกระแทก ซึ่งในทางทฤษฎีสามารถช่วยกำจัดพวกมันได้

นอกจากนี้ยังมีวิธีการบูรณะที่รุนแรงมากขึ้นที่เกี่ยวข้องกับการเติมน้ำกลั่นให้กับองค์ประกอบเก่าโดยการเจาะกล่องออก แต่การจัดเตรียมความรัดกุมขององค์ประกอบดังกล่าวอย่างเต็มที่ในอนาคตนั้นเป็นปัญหามาก ดังนั้นจึงไม่คุ้มค่าที่จะประหยัดและทำให้สุขภาพของคุณเสี่ยงต่อการเป็นพิษจากสารประกอบแคดเมียมเนื่องจากการทำงานหลายรอบ

การจัดเก็บและการกำจัด

เป็นการดีกว่าที่จะเก็บแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมในสถานะคายประจุที่อุณหภูมิต่ำในที่แห้ง ยิ่งอุณหภูมิในการจัดเก็บของแบตเตอรี่ต่ำลงเท่าใด การคายประจุเองก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น โมเดลคุณภาพสูงสามารถเก็บไว้ได้นานถึง 5 ปีโดยไม่มีความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณสมบัติทางเทคนิค ในการนำไปใช้งานก็เพียงพอแล้วที่จะเรียกเก็บเงิน

สารอันตรายที่อยู่ในแบตเตอรี่ AA หนึ่งก้อนสามารถก่อมลพิษในพื้นที่ประมาณ 20 ตารางเมตร สำหรับการทิ้งแบตเตอรี่ Ni Cd อย่างปลอดภัย จะต้องนำไปที่ศูนย์รีไซเคิล จากจุดที่ขนส่งไปยังโรงงาน ซึ่งจะต้องทำลายในเตาอบที่ปิดสนิทแบบพิเศษซึ่งมีตัวกรองที่ดักจับสารพิษ

คุณอาจจะสนใจ

ทุกคนใช้แบตเตอรี่ในระดับหนึ่ง พวกเขาสามารถเป็นเหมือน

มีการเปลี่ยนแบตเตอรี่ในรถยนต์ตามแผนหรือในกรณีที่แบตเตอรี่เสีย แน่นอนคุณสามารถเลือกได้

แบตเตอรี่แม้ว่าจะใช้งานอย่างถูกต้อง แต่ก็มีอายุการใช้งานที่จำกัด เพื่อไม่ให้ลด

แบตเตอรี่สมัยใหม่ที่มีข้อความว่า 14250 คือ ทางออกที่ดีที่สุดสำหรับจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ต่างๆ ขอบคุณนวัตกรรม