Завдяки вдосконаленню виробництва Ni-Cd-батареї сьогодні застосовуються у більшості портативних електронних пристроїв. Прийнятна вартістьта високі експлуатаційні показникизробили представлений різновид акумуляторів популярним. Такі пристрої сьогодні широко застосовуються в інструментах, фотоапаратах, плеєрах і т. д. Щоб батарея прослужила довго, необхідно дізнатися, як заряджати Ni-Cd-акумулятори. Дотримуючись правил експлуатації таких пристроїв, можна значно продовжити термін служби.

Основні характеристики

Щоб зрозуміти, як заряджати Ni-Cd-акумулятори, необхідно ознайомитися з особливостями таких приладів. Їх винайшов В. Юнгнер ще далекого 1899 року. Проте їхнє виробництво було тоді надто затратним. Технології вдосконалювалися. Сьогодні у продажу представлені прості в експлуатації відносно недорогі батареї нікель-кадмієвого типу.

Представлені пристрої вимагають щоб заряд відбувався швидко, а розряд повільно. При цьому спустошення ємності батареї необхідно виконувати повністю. Підзарядка виконується імпульсними струмами. Ці параметри слід дотримуватися протягом усього терміну експлуатації пристрою. Знаючи, Ni-Cd, можна продовжити термін його служби на кілька років. При цьому подібні батареї експлуатуються навіть у самих важких умовах. Особливістю представлених акумуляторів є ефект пам'яті. Якщо періодично не розряджати батарею повністю, на пластинах її елементів формуватимуться великі кристали. Вони знижують ємність акумулятора.

Переваги

Щоб зрозуміти, як правильно заряджати Ni-Cd-акумулятори шуруповерта, камери, камери та інших портативних приладів, необхідно ознайомитися з технологією цього процесу. Вона проста і не вимагає особливих знань та вмінь від користувача. Навіть після тривалого зберігання батареї можна швидко зарядити знову. Це одна з переваг представлених пристроїв, які роблять їх затребуваними.

Нікель-кадмієві батареї мають велику кількість циклів заряду і розряду. Залежно від виробника та умов експлуатації цей показник може досягати понад 1 тисячу циклів. Перевагою Ni-Cd-батареї є її витривалість та можливість роботи у навантажених умовах. Навіть при експлуатації її на морозі обладнання працюватиме справно. Його ємність у таких умовах не змінюється. При будь-якій мірі заряджання акумулятор можна буде зберігати тривалий час. Важливою перевагою є низька вартість.

Недоліки

Одним із недоліків представлених пристроїв є факт, що користувач обов'язково повинен вивчити, як правильно заряджати Ni-Cd-акумулятори. Представленим батареям, як говорилося вище, властивий «ефект пам'яті». Тому користувач повинен періодично проводити профілактичні заходи щодо його усунення.

Енергетична щільність представлених акумуляторів буде дещо нижчою, ніж у інших різновидів автономних джерел живлення. До того ж під час виготовлення цих приладів застосовуються токсичні, небезпечні для екології та здоров'я людей матеріали. Утилізація таких речовин потребує додаткових витрат. Тому в деяких країнах використання таких акумуляторів обмежене.

Після тривалого зберігання Ni-Cd-батареї вимагають проведення циклу заряду. Це пов'язано з високою швидкістюсаморозряду. Це також є недоліком їхньої конструкції. Однак, знаючи, як правильно заряджати Ni-Cd-акумулятори, правильно їх експлуатувати, можна забезпечити свою техніку автономним джерелом живлення на довгі роки.

Різновиди зарядних пристроїв

Щоб правильно заряджати акумулятор нікель-кадмієвого типу, потрібно використовувати спеціальне обладнання. Найчастіше воно поставляється у комплекті з батареєю. Якщо зарядного пристрою з якихось причин немає, можна придбати його окремо. У продажу сьогодні представлені автоматичні та реверсивні імпульсні різновиди. Застосовуючи перший тип пристроїв, користувачу не обов'язково знати, до якої напруги заряджати Ni-Cd-акумулятори. Процес виконується автоматично. При цьому одночасно можна заряджати або розряджати до 4 батарейок.

За допомогою спеціального перемикача пристрій встановлюється режим розрядки. При цьому колірний індикатор світиться жовтим. Коли ця процедура буде виконана, пристрій самостійно перемикається в режим заряджання. Світиться червоний індикатор. Коли акумулятор набере ємність, пристрій перестане подавати на батарею струм. При цьому індикатор загориться зеленим світлом. Реверсивні належать до групи професійного обладнання. Вони здатні виконувати кілька циклів зарядки та розрядки з різною тривалістю.

Спеціальні та універсальні зарядні пристрої

Багато користувачів цікавить питання про те, як заряджати акумулятор шуруповерта Ni-Cd типу. В цьому випадку не підійде звичайнийприлад, розрахований на пальчикові батареї. У комплекті із шуруповертом найчастіше поставляється спеціальний зарядний пристрій. Саме його слід застосовувати під час обслуговування батареї. Якщо зарядного пристрою немає, слід придбати обладнання для акумуляторів представленого типу. При цьому можна буде зарядити лише батарею шуруповерта. Якщо в експлуатації є батареї різного типу, варто придбати універсальне обладнання. Воно дозволить обслуговувати автономні джерела енергії практично для всіх пристроїв (камери, шуруповерта та навіть АКБ). Наприклад, зможе заряджати Ni-Cd-акумулятори iMAX B6. Це простий та корисний у господарстві прилад.

Розряджання пресованої батареї

Особливою конструкцією характеризуються пресовані Ni-і виконувати розрядку представлених пристроїв, що залежить від їхнього внутрішнього опору. На цей показник впливають деякі конструкційні особливості. Для тривалої роботиобладнання застосовуються акумулятори дискового типу. Вони мають пласкі електроди достатньої товщини. У процесі розрядки їхня напруга повільно падає до 1,1 В. Це можна перевірити за допомогою побудови графіка кривої.

Якщо батарею продовжити розряджати до показника 1, її розрядна ємність складе 5-10% від початкового значення. Якщо струм збільшити до 0,2, істотно знижується напруга. Також це стосується ємності батареї. Це неможливістю розрядити масу по всій поверхні електрода рівномірно. Тож сьогодні товщину їх знижують. При цьому в конструкції дискової батареї є 4 електроди. Їх можна в цьому випадку розряджати струмом 06 С.

Циліндричні батареї

Сьогодні широко застосовуються батареї з металокерамічними електродами. Вони мають малий опір і забезпечують високі енергетичні показники пристрою. Напруга зарядженого Ni-Cd-акумулятора цього типу утримується на рівні 1,2 В до втрати 90% заданої ємності. Близько 3% її втрачається при наступному розряді з 1,1 до 1 В. Поданий тип батарей допускається розряджати струмом 3-5 °С.

Електроди рулонного типу встановлені у циліндричних акумуляторах. Їх можна розряджати струмом з більш високими показниками, що знаходиться на рівні 7-10 С. Показник ємності буде максимальним за температури +20 ºС. За її збільшення це значення несуттєво змінюється. Якщо температура знизиться до 0 ºС і нижче, розрядна ємність зменшується прямопропорційно до приросту розрядного струму. Як заряджати Ni- Cd-акумулятори, різновидияких представлені у продажу, необхідно докладно розглянути.

Загальні правила заряджання

При зарядженні нікель-кадмієвого акумулятора дуже важливо обмежувати зайвий струм, що надходить на електроди. Це необхідно через зростання всередині пристрою за такого процесу тиску. При зарядці виділятиметься кисень. Це впливає на коефіцієнт використання струму, який знижуватиметься. Існують певні вимоги, які пояснюють, як заряджати Ni- CD-акумулятори. Парамертипроцесу враховують виробники спеціального обладнання. Зарядні пристрої в процесі роботи повідомляють батареї 160% від номінального значення ємності. Інтервал температур протягом всього процесу повинен залишатися в межах від 0 до +40 ºС.

Режим стандартної зарядки

Виробники обов'язково вказують в інструкції, скільки заряджати Ni-Cd-акумулятор і яким струмом це потрібно робити. Найчастіше режим виконання цього процесу є стандартним для більшості різновидів батарей. Якщо акумулятор має напругу 1, його зарядка повинна виконуватися протягом 14-16 годин. При цьому струм має бути 0,1°С.

У деяких випадках характеристики процесу можуть відрізнятися. На це впливають конструкційні особливості пристрою, також збільшена закладка активної маси. Це потрібно для нарощування ємності батареї.

Користувача також може цікавити, яким струмом заряджати акумулятор Ni-Cd. І тут є два варіанти. У першому випадку струм буде постійним протягом усього процесу. Другий варіант дозволяє тривалий час заряджати акумулятор без ризику його пошкодження. Схема передбачає застосування ступінчастого чи плавного зниження струму. На першій стадії він значно перевищуватиме показник 0,1 С.

Прискорена зарядка

Існують і інші способи, які приймають Ni- CD-акумулятори. Як заряджатибатарею цього типу прискореному режимі? Тут є ціла система. Виробники підвищують швидкість цього процесу завдяки випуску спеціальних пристроїв. Вони можуть заряджатися за підвищених показників струму. У цьому випадку прилад має особливу систему контролю. Вона запобігає сильному перезарядженню акумулятора. Таку систему може мати сама батарея, або її зарядний пристрій.

Циліндричні різновиди пристроїв заряджають струмом постійного типу, величина якого становить 0,2 С. Процес при цьому триватиме лише 6-7 годин. У деяких випадках допускається заряджати батарею струмом 0,3 С протягом 3-4 годин. І тут контроль процесу вкрай необхідний. При прискореному виконанні процедури показник перезаряду має становити трохи більше 120-140% ємності. Існують навіть такі акумулятори, які можна буде зарядити повністю лише за 1 годину.

Припинення заряджання

Вивчаючи питання, як заряджати Ni-Cd-акумулятори, необхідно розглянути завершення процесу. Після того, як струм перестає надходити на електроди, всередині батареї тиск все ще продовжує зростати. Цей процес відбувається через окислення на електродах гідроксильних іонів.

Протягом деякого часу відбувається поступове рівняння швидкості виділення кисню та поглинання на обох електродах. Це призводить до поступового зниженнятиску всередині акумулятора. Якщо перезаряд був суттєвим, цей процес буде виконуватися повільніше.

Налаштування режиму

Щоб правильно зарядити Ni-Cd-акумулятор необхідно знати правила налаштування обладнання (якщо вони передбачені виробником). Номінальна ємність батареї повинна мати струм заряду до 2 С. Необхідно вибрати тип імпульсу. Він може бути Normal, Re-Flex чи Flex. Поріг чутливості (зниження тиску) має становити 7-10 мВ. Його ще називають Delta Peak. Його краще виставляти на мінімальному рівні. Струм підкачування потрібно встановити в діапазоні 50-100 мА-год. Щоб повноцінно використовувати потужність акумулятора, потрібно виконувати зарядку великим струмом. Якщо ж потрібно його максимальна потужність, акумулятор заряджають малим струмом нормальному режимі. Розглянувши, як заряджати Ni-Cd-акумулятори, кожен користувач зможе виконати цей процес правильно.

Основне відмінність Ni-Cdакумуляторів та Ni-Mh акумуляторів – це склад. Основа акумулятора однакова – це нікель, він є катодом, а аноди різні. У Ni-Cd акумулятора анодом є металевий кадмій, у Ni-Mh акумулятора анодом є водневий металогідридний електрод.

У кожного типу акумулятора є свої плюси та мінуси, знаючи їх ви, зможете точніше підібрати необхідний вам акумулятор.

	Плюси	Мінуси
Ni-Cd	Низька ціна. Можливість віддавати великий струмнавантаження. Широкий діапазон робочих температур від -50 до +40°C. Ni-Cd акумулятори можуть навіть заряджатися при негативній температурі. До 1000 циклів заряду-розряду, при правильної експлуатації.	Щодо високий рівеньсаморозряду (приблизно 8-10% у перший місяць зберігання) Після тривалого зберігання потрібно 3-4 цикли повного заряду-розряду для повного відновлення акумулятора. Обов'язково повний розряд акумулятора перед заряджанням, щоб запобігти «ефекту пам'яті» Більша вага щодо Ni-Mh акумулятора однакових габаритів та ємності.
Ni-Mh	Велика питома ємність щодо Ni-Cd акумулятора (тобто менша вага за тієї ж ємності). Практично відсутній «ефект пам'яті». Хороша працездатність при низьких температурах, хоч і поступається Ni-Cd акумулятору.	Найдорожчі акумулятори в порівнянні з Ni-Cd. Більше часу заряджання. Найменший робочий струм. Найменша кількість циклів заряду-розряду (до 500). Рівень саморозряду в 1,5-2 рази вищий, ніж у Ni-Cd.

Чи підійде старий зарядний пристрій до нового акумулятора, якщо я зміню Ni-Cd на Ni-Mh акумулятор чи навпаки?

Принцип заряду обох акумуляторів абсолютно однаковий, тому зарядний пристрій можна використовувати від попереднього акумулятора. Основне правило заряджання даних акумуляторів полягає в тому, що їх можна заряджати тільки після повної розрядки. Ця вимога є наслідком того, що обидва типи акумулятора схильні до «ефекту пам'яті», хоча у Ni-Mh акумуляторів ця проблема зведена до мінімуму.

Як правильно зберігати акумулятори Ni-Cd і Ni-Mh?

Найкраще місце для зберігання акумулятора - сухе прохолодне приміщення, оскільки чим вище температура зберігання, тим швидше відбувається саморозряд акумулятора. Зберігати батарею можна в будь-якому стані, крім повного розряду або повного заряду. Оптимальний заряд - 40-60%. Раз на 2-3 місяці слід проводити дозаряд (через присутній саморозряд), розряд і знову заряд до 40-60% ємності. Допустиме зберігання терміном до п'яти років. Після зберігання батарею слід розрядити, зарядити та після цього використовувати у звичайному режимі.

Чи можна використовувати акумулятори більшої чи меншої ємності, ніж акумулятор з початкового комплекту?

Місткість акумулятора – це час роботи електроінструменту від акумулятора. Відповідно для електроінструменту немає жодної різниці по ємності акумулятора. Фактична різниця буде лише в часі заряджання акумулятора та часу роботи електроінструменту від акумулятора. При виборі ємності акумулятора слід відштовхуватися від ваших вимог, якщо потрібно довше працювати, використовуючи один акумулятор - вибір на користь більш ємних акумуляторів, якщо комплектні акумулятори повністю влаштовували, слід зупинитися на акумуляторах рівних або близьких по ємності.

У другій половині ХХ століття одними з кращих перезаряджуваних хімічних джерелструму були акумуляторні батареї, виготовлені за нікель-кадмієвою технологією. Вони досі широко застосовуються в різних сферах завдяки своїй надійності та невибагливості.

Здриження

Що таке нікель кадмієвий акумулятор

Нікель-кадмієві батареї є гальванічними джерелами струму, що перезаряджаються, які були винайдені в 1899 році в Швеції Вальдмаром Юнгнером. До 1932 року їх практичне використання було дуже обмеженим через дорожнечу металів, що використовуються в порівнянні зі свинцево-кислотними АКБ.

Удосконалення технології їх виробництва призвело до значного покращення їх експлуатаційних характеристик та дозволило у 1947 році створити герметичний. необслуговуваний АКБіз відмінними параметрами.

Принцип роботи та влаштування Ni-Cd акумулятора

Електричну енергію ці АКБ виробляють завдяки оборотному процесу взаємодії кадмію (Cd) з оксидом-гідроксидом нікелю (NiOOH) та водою, в результаті якого утворюється гідроксид нікелю Ni(OH)2 та гідроксид кадмію Cd(OH)2, що зумовлює появу електрорушійної сили.

Ni-Cd АКБ випускаються в герметичних корпусах, в яких розміщені електроди, розділені нейтральним сепаратором, що містять нікель і кадмій, що знаходяться в розчині лужного желеподібного електроліту (як правило, гідроксид калію, KOH).

Позитивний електрод є сталевою сіткою або фольгою, покритою пастою оксид-гідроксиду нікелю, змішану з провідним матеріалом.

Негативний електрод - це сталева сітка (фольга) із впресованим пористим кадмієм.

Один нікель кадмієвий елементздатний видавати напругу близько 1,2 вольта, тому збільшення напруги і потужності батарей у тому конструкції застосовується безліч паралельно з'єднаних електродів, розділених сепараторами.

Технічні характеристики та які бувають Ni-Cd АКБ

Ni-Cd батареї мають такі технічні характеристики:

• напруга розряду одного елемента – близько 0,9-1 вольт;
• номінальна напруга елемента – 1,2 v, щоб одержати напруг 12v і 24v застосовують послідовне з'єднання кількох елементів;
• напруга повного заряду - 15-18 вольт;
• робоча температура: -50 до +40 градусів;
• кількість циклів заряду-розряду: від 100 до 1000 (у найсучасніших батареях – до 2000), залежно від технології, що використовується;
• рівень саморозряду: від 8 до 30% першого місяця після повного заряду;
• питома енергоємність – до 65 Вт*годину/кілограм;
• термін експлуатації – близько десяти років.

Ni-Cd АКБ випускають у різних корпусах стандартних типорозмірів та у нестандартному виконанні, у тому числі в дисковому, герметичному вигляді.

Де використовуються нікель кадмієві АКБ

Ці батареї застосовуються у пристроях, які споживають великий струм, а також випробовують високі навантаженняпри експлуатації у таких випадках:

• на тролейбусах та трамваях;
• на електрокарах;
• на морському та річковому транспорті;
• у вертольотах та літаках;
• в електроінструментах (шуруповерти, дрилі, електровикрутки та інші);
• електробритви;
• у військовій техніці;
• переносних радіостанціях;
• в іграшках на радіокеруванні;
• у ліхтарях для дайвінгу.

В даний час через посилення екологічних вимогбільшість акумуляторів популярних типорозмірів ( , та інші) випускається за нікель-металогідридною та літій-іонною технологіями. Разом з тим, в експлуатації ще є безліч Ni Cd АКБ різних типорозмірів, випущених кілька років тому.

Ni-Cd елементи мають тривалий термін експлуатації, який часом перевищує 10 років і тому ще можна зустріти цей вид батарей у безлічі електронних пристроїв, крім перерахованих вище.

Плюси та мінуси Ni-Cd акумулятора

Цей вид елементів живлення має такі позитивні характеристики:

• великий термін експлуатації та кількість циклів заряду-розряду;
• тривалий термін служби та зберігання;
• можливість швидкого заряджання;
• здатність витримувати великі навантаження та низькі температури;
• збереження працездатності в самих несприятливі умовиексплуатації;
• невисока вартість;
• можливість зберігати ці батареї у розрядженому стані до 5 років;
• середня стійкість до перезаряду.

У той же час нікель кадмієві джерела живлення мають ряд недоліків:

• наявність ефекту пам'яті, що виявляється у втраті ємності при зарядці АКБ, не чекаючи повного розряду;
• необхідність профілактичних робіт (кілька циклів заряду-розряду) з набору повної ємності;
• повне відновлення АКБ після довготривалого зберігання потребує трьох-чотирьох циклів повного заряду-розряду;
• великий саморозряд (близько 10% перший місяць зберігання), що призводить до практично повного розряду батареї за рік зберігання;
• невисока енергетична густина в порівнянні з іншими елементами живлення;
• висока токсичність кадмію, через яку вони заборонені в низці країн, у тому числі в ЄС, необхідність проводити утилізацію таких АКБ на спеціальному устаткуванні;
• більшу вагу в порівнянні з сучасними батареями.

Відмінність Ni-Cd від Li-Ion чи Ni-Mh джерел

Батареї з активними компонентами, що включають нікель і кадмій, мають ряд відмінностей від більш сучасних літій-іонних та нікель-металогідридних джерел електроенергії:

• Ni-Cd елементи, на відміну і варіантів, мають ефект пам'яті, мають меншу питому ємністю при однакових розмірах;
• NiCd джерела більш невибагливі, зберігають працездатність при дуже низьких температурах, набагато стійкіші до перезаряду і сильного розряду;
• Li-Ion та Ni-Mh акумулятори коштують дорожче, боятися перезаряду та сильного розряду, але мають менший саморозряд;
• термін експлуатації та зберігання Li-Ion акумуляторів (2-3 роки) у рази менший, ніж Ni Cd виробів (8-10 років);
• нікель-кадмієві джерела швидко втрачають ємність при використанні в буферному режимі (наприклад, UPS). Хоча їх можна після цього повністю відновити шляхом глибокого розряду та заряду, краще не використовувати Ni Cd вироби у пристроях, де здійснюється їхня постійна підзарядка;
• однаковість режиму заряду Ni-Cd і Ni-Mh батарей дозволяє використовувати одні й ті самі зарядні пристрої, але при цьому потрібно враховувати той факт, що у нікель-кадмієвих АКБ більш виражений ефект пам'яті.

Виходячи з наявних відмінностей, не можна зробити однозначний висновок про те, які АКБ кращі, оскільки у всіх елементів є сильні і слабкі сторони.

Правила експлуатації

У ході експлуатації в Ni Cd джерелах живлення відбувається ряд змін, які призводять до поступового погіршення характеристик і, зрештою, до втрати працездатності:

• зменшується корисна площа та маса електродів;
• змінюється склад та обсяг електроліту;
• відбувається розпад сепаратора та органічних домішок;
• втрачається вода та кисень;
• з'являються витоку струму, пов'язані зі зростанням дендритів кадмію на пластинах.

Для того, щоб максимально зменшити пошкодження батареї, що виникають при її експлуатації та зберіганні, необхідно уникати несприятливих впливів на АКБ, які пов'язані з такими факторами:

• заряд не повністю зарядженої батареї призводить до оборотної втрати її ємності через зменшення загальної площі активної речовинив результаті кристалоутворення;
• регулярний сильний перезаряд, який призводить до перегріву, збільшеного газоутворення, втрати води в електроліті та руйнує електроди (особливо анод) та сепаратор;
• недозаряд, що призводить до передчасного виснаження батареї;
• довготривала експлуатація при дуже низьких температурах призводить до зміни складу та обсягу електроліту, збільшується внутрішній опірАКБ і погіршуються її експлуатаційні характеристики, зокрема, падає ємність.

При сильному збільшенні тиску всередині батареї в результаті швидкого заряду великим струмом і сильної деградації кадмієвого катода в АКБ може виділятися надлишковий водень, що призводить до різкого збільшення тиску, що може деформувати корпус, порушує щільність складання, збільшує внутрішній опір та зменшує робочу напругу.

У АКБ, обладнаних аварійним клапаном скидання тиску, небезпеку деформації можна запобігти, але незворотних змін хімічного складу батареї уникнути неможливо.

Заряджання Ni Cd акумуляторів потрібно проводити струмом 10% (при необхідності швидкого заряду в спеціальних АКБ – струмом до 100% за 1 годину) величини їхньої ємності (наприклад, 100 мА при ємності 1000 mAh) протягом 14-16 годин. Самий найкращий режимїх розряду - струмом, що дорівнює 20% від ємності батареї.

Як відновити Ni Cd акумулятор

Нікель кадмієві джерела живлення у разі втрати ємності можна повністю відновити за допомогою повного розряду (до 1 вольта на елемент) і наступного заряду в стандартному режимі. Таке тренування акумуляторів можна повторити кілька разів для повного відновлення їх ємності.

У разі неможливості зробити відновлення АКБ шляхом розряду та заряду, можна спробувати їх відновити за допомогою впливу короткими струмовими імпульсами (завбільшки в десятки разів) більше ємностіелемента, що відновлюється) протягом декількох секунд. Це вплив усуває внутрішнє замикання в елементах батареї, що виникає через наростання дендритів шляхом випалювання сильним струмом. Існують спеціальні промислові активатори, які здійснюють такий вплив.

Повне відновлення початкової ємності таких батарей неможливе через незворотну зміну складу та властивостей електроліту, а також деградацію пластин, але дає можливість продовжити термін експлуатації.

Методика відновлення у домашніх умовах полягає у проведенні наступних дій:

• проводом перетином не менше 1,5 квадратних міліметрів з'єднують мінус відновлюваного елемента з потужним катодом батареї, наприклад автомобільної або з UPS;
• до анода (плюсу) однієї з батарей надійно прикріплюється другий провід;
• протягом 3-4 секунд вільним кінцем другого дроту швидко торкаються вільної плюсової клеми (з частотою 2-3 торкання на секунду). При цьому необхідно не допускати приварювання дротів у місці з'єднання;
• вольтметром проводиться перевірка напруги на відновлюваному джерелі, за його відсутності робиться ще один відновлювальний цикл;
• при появі електрорушійної сили на АКБ вона ставиться на зарядку;

Крім того, можна спробувати зруйнувати дендрити в АКБ шляхом їх заморозки на 2-3 години з подальшим їх різким відстукуванням. При заморожуванні дендрити стають крихкими і руйнуються від ударного впливу, що теоретично може допомогти позбутися їх.

Існують і екстремальні способи відновлення, пов'язані з додаванням дистильованої води в старі елементи шляхом висвердлювання їх корпусу. Але повноцінне забезпечення герметичності таких елементів надалі дуже проблематичне. Тому не варто заощаджувати і наражати на ризик отруєння сполуками кадмію через виграш кількох циклів роботи.

Зберігання та утилізація

Зберігати нікель кадмієвих батарей краще в розрядженому стані при низькій температурі в сухому місці. Чим менша температура зберігання таких АКБ, тим менше саморозряд. Якісні моделі можуть зберігатися до 5 років без істотних збитків технічним характеристикам. Для введення їх в експлуатацію достатньо провести їхню зарядку.

Шкідливі речовини, що містяться в одній батареї АА, можуть забруднити близько 20 квадратних метрів території. Для безпечної утилізації Ni Cd акумуляторів їх потрібно здавати в пункти переробки, звідки їх переправляють на заводи, де їх повинні руйнувати в спеціальних герметизованих печах, обладнаних фільтрами, що вловлюють токсичні речовини.

Вам також може бути цікаво

Кожна людина тією чи іншою мірою використовує різні батарейки. Вони можуть бути, як

Заміна акумулятора в автомобілі проводиться планово або у разі його поломки. Звісно, ​​можна підібрати

Акумулятори навіть за умови правильної експлуатації мають обмежений термін служби. Щоб не зменшувати

Сучасні акумулятори з маркуванням 14250 є оптимальним рішеннямдля харчування різної техніки. Завдяки інноваційним

Купив новий шуруповерт і вирішив глибше розібратися, як правильно експлуатувати його нікель-кадмієві акумулятори.
Ціль - активна роботашуруповерт зі зміною акумуляторів (АкБ) без ризику зіпсувати акумулятори раніше часу.
Довідка:
У даного шуруповерта:
- Акумуляторна батарея- 12В.
- Кількість елементів – 10.
- Ємність батареї - 1,2 години.
- ЕРС зарядженої АкБ – 13,6В.
особливості:
- Вважається, що максимальна ЕРС повністю розрядженої АкБ – 10В.
- Усі Ni Cd акумулятори мають ефект "пам'яті", тобто. якщо їх не розряджати до кінця, то вони втрачають свою ємність.
- У Ni Cd акумуляторів є великий саморозряд.
- Кількість циклів заряд-розряд у будь-яких акумуляторів обмежена.
- Вважається, що єдиним критерієм повного заряду Ni Cd акумуляторів (при струмах більших, ніж 0,1С) є їх температура приблизно приблизно 40*С.
Що я зробив:
1. По-перше, вивчив мат. частина (файл доданий).
2. По-друге, провів серію вимірів.
3. По-третє, пропрацював і зробив зарядно-розрядний пристрій для надшвидкого заряду та автоматичного відключенняза номінального розряду.
Отже, за пунктами:

1. Читайте теорію (файл).
2. Проміряв зарядні струми та температури АкБ при двох сильно різних струмахі зіставив їх з "теорією".

2А. "Швидкий" заряд більшим початковим струмом (більшим, ніж 2,5 Ампера).
Повністю розряджену АкБ заряджав, забраним від старого ноутбука зарядним пристроєм з ЕРС 15 Вольт без додаткових обмежувачів струму/напруги, тобто. - Прямо. Взагалі, це називається "заряд постійною напругою".
Результат:
За перші 15 хвилин АкБ прийняла 50% своєї ємності, причому зарядний струмзнизився до 1,4А. Температура АкБ майже змінилася.
Далі протягом наступних 45 хвилин струм асимптотично наблизився до 0,22А (підвищилася до 30 * С). Потім майже 1 година струм залишався на рівні 0,22А (в кінці - 34 * С) і ще через 30 хвилин я відключив заряд при явно вираженому автоматичному вирівнюванні заряду елементів (у відповідності з "теорією") - при підвищенні струму до 0, 35А та температури до 38*С.
Висновок: повний заряд великим струмом можна робити за 2,5 години. А до 50% – за 15 хвилин.Про проблеми з недозарядом я ніде не читав. Проблеми тільки - з недо разпоряд. Ну, і, звичайно, - з пере запоряд (а точніше - з перегрівом через перезаряд).
2Б. Повільний заряд малим струмом (0,1С, тобто – 120мА). Режим - близький до "краплинного".
Повністю розряджену АкБ заряджав, зарядним пристроєм іншого шуруповерта (менш потужним, ніж штатне) без додаткових обмежувачів струму/напруги, тобто. теж безпосередньо.
За перші 15 хвилин зарядний струм впав із 310мА до 120мА і далі залишався більш-менш стабільним, а температура за 15 годин заряду піднялася до 37*С.
При цьому температура 36-37*С стабілізувалася вже після 10,5 годин заряду.
Висновок: Заряд струмом близьким, але з більше, ніж 0,1С можна проводити без обмеження в часі, тобто. - не боятися перегріву/перезарядження АкБ.Грубо кажучи - увімкнув "на ніч" і потім як прокинувся, почухав і відключив. Це корисно, якщо у АкБ відсутній відключаючий термоелемент.

3. З зарядного блокувід старого шуруповерта я зробив зарядно-розрядний пристрій (ЗРУ).

Ну, заряд там - безпосередньо від будь-якого з двох описаних вище зарядних пристроїва розряд - через потужний резистор (24 Ома) зі схемкою на реле. Реле – автоматично відключає розряд при досягненні напруги 9-10 Вольт.
Навіщо примусовий розряд? Він необхідний, щоб ємність АкБ не знижувалась, тобто, щоб ліквідувати ефект "пам'яті" (див. "теорію" у файлі). Тобто, коли користувач вважає, що АкБ треба міняти, він вставляє підлозі розряджену АкБ в ЗРУ в режим розряду і, займаючись своєю справою, чекає, коли згасне світлодіод. Після цього переводить перемикач в положення заряд і, за наявності в цій АкБ термоелемента, що відключає заряд при підвищенні температури до 40-45 * С - "забуває" про нього. Причому, використовувати АкБ, що заряджається, він може вже через 15 хвилин (при швидкому заряді). Якщо термоелемента немає, то для вимкнення можна використовувати добовий електромеханічний таймер.

Примітка 1.В принципі можна розряджати АкБ і самим шуруповертом, але мені це не сподобалося. Контроль рівня номінального розряду приблизно такий: якщо патрон, що ледве обертається без навантаження, зупинити рукою і він після цього сам уже не почне обертатися, то - розряд близький у номінальному.
Примітка 2.При будь-якому реальному струмі заряду про закінчення заряду Ni Cd акумуляторів можна і потрібно судити за температурою АкБ - краще близько 40 * С (при кімнатній температурі!).
Примітка 3.На основі сказаного можна зробити рекомендації щодо зберігання АкБ. Мета рекомендацій – максимальний ресурс АкБ.
Я би виділив два різних режимівексплуатації шуруповерта:
- Рідко. Одна батарея нехай лежить у тому стані, що залишилося після останньої роботи, а іншу – зберігати розрядженою. На початку роботи першою користуватися (до разрядити в процесі роботи), а другу в цей час можна заряджати.
- Часто. Зберігати одну - у зарядженому стані, а іншу - у будь-якому, що залишилося після останньої роботи. Ну, а якщо - дуже часто (щодня), то можна і обидві зберігати у зарядженому стані.
***
Розумію, що не всі мають ЗУ для швидкого заряду, як і повільного (штатні зазвичай дають середній між ними струм). Однак, все-таки, їх нескладно зробити/знайти. У будь-якому випадку сподіваюся, що написане тут допоможе комусь трохи розібратися з такими "своєрідними" акумуляторами Ni Cd.

На сучасному етапі існує безліч акумуляторів, які мають різний хімічний складі, через присутність у них тих чи інших елементів, свої характерні особливостіта переваги в експлуатації. Нікель-кадмієві акумулятори з'явилися давно. Але досі є популярними та потрібними у різних сферах людської діяльності.

З історії створення

Перші лужні Ni-CD акумулятори з'явилися ще наприкінці ХХ століття. Їх винайшов шведський учений Вальдмар Юнгнер, як позитивний заряд використовувавши нікель, а кадмій - як негативний. Незважаючи на очевидну користь цього винаходу, на ті часи масове виробництво таких батарей було дуже дорогим та енергоємним. Тому було відкладено на проміжок майже 50 років.

30-ті роки минулого століття чудові тим, що саме тоді було створено техніку впровадження хімічно активних матеріалів пластин на пористий електрод, покритий нікелем. Масове виробництво Ni-Cd акумуляторів почалося після 50-х років.

Основні характеристики та переваги

Нікель-кадмієві акумулятори, як правило, мають циліндричну форму. Тому в народі їх часто називають «банками». Є й плоскі Ni батареї – наприклад, для годинника. Всі зарядні елементи такого типу мають порівняно невелику ємність, якщо зіставляти їх із (Ni-MH), що з'явилися значно пізніше з метою удосконалення акумуляторів Ni-Cd.

Проте нижчі показники ємності не є тим недоліком, який міг би стати причиною того, щоб старий добрий кадмієвий акумуляторбув остаточно знятий із виробництва. Один з його безперечних плюсів - це те, що при експлуатації він нагрівається не так швидко, як MH. Це значно знижує ризик його перегріву та передчасного виходу з ладу.

Повільніший процес нагрівання Ni-Cd обумовлений тим, що хімічні реакції, що протікають усередині, є ендотермічними. Іншими словами, тепло, що виділяється під час реакцій, поглинається всередині. Що стосується MH, вони відрізняються від кадмієвих екзотермічних реакцій з виділенням великої кількості тепла. У зв'язку з цим MH нагріваються набагато швидше і можуть перегоріти, якщо вчасно не припинити їх використання.

Ni-Сd акумулятори мають щільний металевий корпус, що відрізняється підвищеною міцністю та гарною герметичністю. Вони здатні встояти за будь-яких хімічних реакцій усередині і витримати великий тиск газів навіть у найгірших умовах. До зниження температури до -40°С. Нікель кадмієві-акумулятори не схильні до ризику самозаймання, на відміну від сучасних.

Серед них є потужні та надійні промислові акумулятори Ni, які можуть повноцінно працювати протягом 20-25 років. І, незважаючи на те, що на зміну цим АКБ вже давно прийшли MH і літієві з більшою ємністю, акумулятори Ni-Cd продовжують активно застосовуватися і до цього дня.

Якщо говорити про цінової категоріївартість Ni-Cd значно нижча, ніж у інших батарей. Це також є одним із їхніх основних плюсів.

Сфера використання

Невеликі Ni-Cd акумулятори широко використовуються для різного живлення. побутової технікита апаратури, переважно, у тих випадках, коли той чи інший прилад споживає велику кількість струму. Стандартні «банки» досі забезпечують роботу електродрилів та шуруповертів. Елементи великих розмірівнезамінні в громадському транспорті. Наприклад, у тролейбусах чи трамваях з метою живлення ланцюгів їх управління, у судноплавній справі та особливо у сфері авіації як бортові вторинні джерела струму.

Особливості експлуатації

Оскільки Ni-Cd акумулятори помітно нагріваються, тільки якщо вони заряджені повністю, більшість пристроїв «розуміє» це як сигнал, яким слід припиняти процес зарядки. Для того щоб вони працювали довше, їх рекомендується швидко заряджати, а використовувати до повного розряду: на відміну від MH, нікель-кадмієві акумулятори глибокої розрядки не бояться.

Цей вид АКБ - єдиний з елементів живлення, які рекомендується зберігати повністю розрядженими, тоді як MH слід зберігати повністю зарядженими, і їм періодично потрібна перевірка напруги на виході. Така різниця, за суттєвої відмінності в експлуатації, безумовно, є ще одним очевидним пунктом на користь Ni-Cd.

При тривалому зберіганні без використання у розрядженому вигляді з батарейками не станеться нічого страшного. Але, щоб привести їх у робочий стан, потрібно двічі-тричі провести їм повний цикл"заряд-розряд". Краще робити це незадовго до застосування, можна за добу, і тоді нікель-кадмієві акумулятори працюватимуть з оптимальною струмовіддачею.

Будь-який Ni-Cd, що застосовується в побуті, при його живленні струмом невеликої величини та періодичною неповною розрядкою може значно втратити ємність, що створює враження повного виходуАКБ із ладу. Якщо Ni-Cd тривалий час знаходився на підзарядці, наприклад, у пристрої постійним харчуванням, він також позбудеться певного показника ємності, хоча рівень його напруги, причому, буде вірним.

Це означає, що використовувати Ni-Cd у режимі постійного підживлення та «недорозряду» не варто, а якщо таке все ж таки сталося з батарейкою, одного циклу глибокої розрядки з наступним повним зарядом буде достатньо для того, щоб ємність була відновлена.

Такий ефект називається «ефектом пам'яті» і виникає, коли не до кінця розряджена батарея підзаряджається раніше, ніж вона розрядиться повністю. Справа в тому, що при виробництві нікель-кадмієвих акумуляторів використовуються так звані пресовані електроди. Це дуже зручно, тому що «пресування» високотехнологічне і обходиться дешевше. Але саме її хімічний склад схильний до "ефекту пам'яті" - іншими словами, до появи в електрохімічному складі АКБ "зайвого" подвійного електричного шару у вигляді великих кристалів, що зумовлює зниження напруги.

Саме тому Ni-Cd елементи так «люблять» повний і глибокий розряд, після якого, «очистивши пам'ять», вони можуть довго працювати повноцінно.

Відновлення нікель-кадмієвого акумулятора

Відновлення водою

Можна спробувати провести відновлення працездатності Ni-Cd акумуляторів за допомогою звичайнісінького електроліту у вигляді дистильованої води.

Для цього знадобиться кілька нехитрих інструментів та пристроїв:

• паяльна кислота ;
• одноразовий шприц ;
  паяльник;
• трохи дистильованої води .

Зазвичай акумуляторний блок, що знаходиться всередині дриля або шуруповерта, виглядає як зв'язка з кількох металевих «банок», обгорнутих цупким папером. Щоб зрозуміти, яка «банку» у зв'язці найслабша, потрібно спочатку виміряти напругу на полюсах кожного елемента. Як перевірити напругу? Дуже просто, за допомогою мультиметра чи тестера. Найчастіше показник напруги у найслабших «банок» близький або дорівнює нулю.

Щоб розпочати процес відновлення, потрібно просвердлити в батарейці невеликий отвір, попередньо звільнивши її від паперу або етикетки. Зробити це можна за допомогою шуруповерта, використовуючи гострий шуруп №16. Важливо подбати про те, щоб не пошкодити начинку акумулятора, а просвердлити тільки його зовнішню оболонку.

У даному випадкуВарто відзначити ще одну безперечну перевагу: в таких батареях, внаслідок їх конструкції, підвищеної герметичності та особливості протікають хімічних реакцій, не відбувається мимовільного займання. Тому аматорські методи повернення нікель-кадмієвих елементів до життя є безпечними, на відміну від проведення таких маніпуляцій із сучасними літієвими батареями, схильними до вибухів та здуття.

В одноразовий шприц набирається 1 мл дистильованої води і АКБ поступово заповнюється нею. При цьому важливо не поспішати, стежити, щоб вода поступово проникала всередину батареї. Дистильована вода потрібна для повернення та створення необхідної густини електроліту всередині АКБ. Після того як вода буде залита, отвір закривається паяльною кислотою, яка береться на сірник, і запаюється добре розігрітим паяльником.

Деякі умільці стверджують, що якщо замість дистильованої води залити всередину батареї електроліт від шахтарських ліхтариків, АКБ працюватиме набагато краще і довше.

На закінчення потрібно знову провести вимірювання напруги мультиметром і поставити акумулятор на зарядку. Звичайно, паяна батарея прослужить недовго, але це допоможе виграти якийсь час перед придбанням нової.

Відновлення методом запзапінгу

Для нікель-кадмієвих акумуляторів існує перевірений, але дуже ризикований метод відновлення, який називається запзаппінг. Суть його полягає в тому, що батареї піддаються коротким розрядам дуже високих струмів, що в десятки разів перевищують норму. Кожен елемент у буквальному значенні слова «пропалюється» короткосекундними струмовими імпульсами 10, 20 ампер і вище.

Запзаппінг вимагає хорошої підготовки любителя електроніки та дотримання техніки безпеки у вигляді захисних окулярів та, бажано, спецодягу. Стверджується, що він відновлює елементи, які не вживалися 20 років і більше. Слід пам'ятати про те, що запзаппінг застосовується виключно до нікель-кадмієвих акумуляторів. Відновлення Ni-MH акумуляторів у такий спосіб проводити не рекомендується.

Цикл розряд-заряд

Щоб усунути «ефект пам'яті» , потрібно розрядити АКБ до 0,8-1 вольт, після чого повністю зарядити її знову . Якщо батарея не відновлювалася протягом тривалого часу, таких циклів можна провести кілька, а для мінімізації ефекту пам'яті тренувати батарею таким чином бажано раз на місяць.

Що ж до популярного «шкільного» методу, що передбачає заморожування NiСd або NiMH акумуляторів у морозильній камері - незважаючи на те, що ефективність цього способу дуже сумнівна, в мережі можна знайти велику кількість інформації про «відновлення» батарейок шляхом поміщення їх у холодильник. Насправді, краще застосувати спосіб відновлення елементів дистильованою водою – принаймні в даному випадку шансів реанімувати їх буде набагато більше.

Отже, нікель-кадмієві акумулятори не поступаються сучасним батареям за рядом переваг своїх технічних характеристик. Вони, як і раніше, надійні, міцні, недорогі та максимально безпечні у застосуванні.