2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Мужской сайтВосстановление металлогидридных аккумуляторов

Как восстановить никель металлогидридный аккумулятор

Для продления срока эксплуатации приборов используют разные типы батареек, среди которых значатся кадмиевые и никелевые. Чтобы изделие прослужило дольше, необходимо восстановление Ni MH аккумуляторов. Процедуру восполнения заряда проводят поэтапно, соблюдая все рекомендации.

О чем нужно помнить при эксплуатации Ni MH аккумуляторов

Никель-металлогидридные аккумуляторы (Ni MH АКБ) имеют много преимуществ, но есть и недостатки, которые стоит учитывать во время их использования. По сравнению с никель-кадмиевыми АКБ, стоимость этих изделий выше. Ni MH АКБ отличаются меньшим количеством разрядов и зарядов. Ухудшение состояния батареи появляется через 200-300 циклов разряжения-заряжения.

Этот вид батареек отличается большим саморазрядом. Никель-металлогидридные изделия отдают большой ток, но значение выше 0,5 при разряде может привести к их быстрому разрушению и сокращению количества разрядов-зарядов. Для высоких разрядов тока рекомендуется использовать никель-кадмиевые аккумуляторы, которые можно заряжать зарядным устройством от никель-металлогидридных конструкций, но не наоборот.

Зарядка никель-металлогидридных аккумуляторов

Для восполнения энергетического уровня в никель-металлогидридных АКБ используют прямой и капельный способы. По рекомендации производителя капельным методом пользуются редко, так как сложно определить остановку подачи тока на батарею. Этот процесс может привести к сильному переразряду или поломке изделия. Для зарядки Ni MH аккумулятора в большинстве случаев применяют ускоренный или быстрый вариант. КПД заряда будет выше, чем при капельном заряжении.

Показатель напряжения при этом составляет 0,5-1 С. Процедура включает в себя:

  • определение присутствия АКБ;
  • установка типа батарейки;
  • предварительное заряжение;
  • переход к быстрой зарядке;
  • дозаряд;
  • поддерживающее заряжение.

Для быстрого или ускоренного метода зарядки потребуется качественное зарядное устройство, контролирующее окончание восполнения энергии по критериям, которые не зависят друг от друга.

В случае с никель-металлогидридными изделиями зарядное устройство (ЗУ) нужно контролировать по температуре, дельте и общему времени заряжения.

Восстановление Ni MH аккумуляторов

Для восполнения уровня заряда потребуются:

  • лампочки;
  • ЗУ;
  • опыт работы с электрическими приборами.

Сначала нужно выполнить тренировку элементов аккумулятора с помощью 1-2 циклов полного разряжения и заряжения. Уровень напряжения при разрядке должен опуститься до 1 В. Каждую деталь разряжают отдельно, ведь батарейки различаются способностью принимать ток.

Процесс усиливается при проведении заряжения без тренировки.

Разряжение выполняют в специальном устройстве, предназначенном для индивидуальной обработки каждого элемента АКБ. Если в приборе отсутствует индикатор контроля напряжения, то нужно следить за яркостью лампочки и выполнять разрядку до снижения ее света. Для определения емкости аккумулятора засекают время горения лампочки.

В этом случае пригодится формула, в которой вместительность батареи равна току зарядки, умноженному на время заряжения. Если у пользователя есть АКБ с емкостью в 2500 мА, то он отдает в нагрузку ток 0,75 А за 3,5 часа. Когда на разряжение потребовалось меньше времени, то и остаточная вместительность будет меньше. При заниженном показателе необходимо продолжить тренировку.

Для выполнения разрядки деталей можно использовать прибор, сконструированный из старого зарядного устройства. В нем будут присутствовать 4 лампочки. Когда ток разряжения в ней равен номинальному для аккумулятора или немного меньше него, то лампочку можно применять в качестве индикатора или нагрузки. В других ситуациях лампочку используют вместо индикатора для восстановления АКБ.

На резисторе устанавливают величину так, чтобы общий показатель сопротивления показывал значение около 1,6 Ом. Лампочку запрещается менять на светодиод. Когда каждый элемент будет разряжен полностью, выполняют их заряжение. Процедура занимает 1-10 минут.

Процессы взаимодействия элементов в аккумуляторной батарее

Никель-металлогидридные детали редко используют по отдельности. В большинстве случаев они входят в состав большой батареи. Для АКБ шуруповертов, рабочее напряжение которого составляет 14,4 В, потребуются 10-12 деталей, которые следует фиксировать по очереди. В производстве деталей для аккумулятора каждая из них получает свои характеристики. Одни имеют большую емкость, а другие отличаются небольшой вместительностью энергии.

Постоянная зарядка элементов связки с меньшей емкостью приводит к их перезаряжению. Из-за этого детали в один момент приходят в негодность. Когда в наборе присутствуют короткие батарейки, остальные будут регулярно перезаряжаться. Батареи с маленькой емкостью будут разрушаться и в процессе разряжения, сокращая срок службы. Такие элементы теряют энергию быстрее, чем другие. Дальнейшее снижение заряда может стать причиной переполюсовки или полного разряжения.

Во время использования АКБ нужно следить, чтобы степень заполненности элементов была на одном уровне. Поэтому тренировку деталей периодически проводят отдельно друг от друга. Сложность процедуры заключается в разборке набора. Для этого в зарядных устройствах установили специальный режим, который советуют включать в новых или полностью потерявших заряд АКБ.

Когда балансировка проводится с батареей низкого заряжения, составляющего менее 0,8 В, зарядка должна проходить при токе 0,1 С с постепенным увеличением показателя до 0,3 С на протяжении 4-5 часов. Если аккумулятор долго хранился и не использовался по назначению, то сначала проводят несколько циклов разрядов-зарядов перед эксплуатацией.

Как восстановить никель металлогидридный аккумулятор

Никель-металлогидридные батареи чувствительны к разряду и заряду, заряжать их нужно специальными устройствами. Со временем происходит саморазряд, поэтому нужно периодически выполнять восстановление Ni-Mh-аккумуляторов. Существует несколько способов увеличения емкости, продлевающих срок службы АКБ.

О чем нужно помнить при эксплуатации Ni-Mh-аккумуляторов

При использовании батареек никель-металлогидридного типа принимают во внимание такие моменты:

  1. Увеличенная стоимость.
    Такие аккумуляторы в 1,5-2 раза дороже никель-кадмиевых. Внедрение новых технологий позволяет постепенно сравнять стоимости. Подобное характерно для стандартных источников питания типа АА или ААА.
  2. Наличие эффекта памяти.
    При регулярном недозаряде батарея перестает полностью восстанавливать мощность. В никель-металлогидридных АКБ этот эффект менее выражен, чем в предыдущих моделях.
  3. Чувствительность к частой зарядке.
    Рабочие качества изделий ухудшаются уже после 300 цикла.
  4. Высокая степень саморазряда.
    Срок хранения батарейки никель-металлогидридного типа в 1,5 раза меньше такового у других видов.
  5. Необходимость правильного выбора силы тока.
    Источник питания подает достаточно высокое напряжение. Однако мощность подаваемого заряда не должна превышать 0,5*С. Несоблюдение этого правила снижает срок эксплуатации никелевых источников электрической энергии. Никель-кадмиевые аккумуляторы менее чувствительны к подаче мощного тока.
  6. Необходимость использования специального зарядного устройства.
    Прибор для Ni-MH-батарей можно использовать для зарядки кадмиевых АКБ, но не наоборот.

Зарядка никель-металлогидридных аккумуляторов

Никель-металлогидридные источники питания можно заряжать капельным или ускоренным методом. Первый способ использовать нежелательно, что объясняется сложностью определения времени прекращения подачи тока.

Аккумулятор может перезарядиться, что приведет к разрушению металлических пластин. Ускоренный метод зарядки обладает более высоким коэффициентом полезного действия. На выводы подается ток силой 0,5-1*С, где С — емкость источника питания.

Процесс восстановления мощности АКБ включает такие этапы:

  • определение типа аккумулятора;
  • предварительный этап;
  • переходная стадия;
  • быстрая зарядка;
  • подача тока слабой силы, обеспечивающая дозарядку;
  • поддержание заряда.

никель-кадмиевых элементов питания достаточно отслеживать кривую напряжения в конце зарядки. При восстановлении мощности металлогидридных элементов нужно контролировать температуру электролита и время подачи тока.

Восстановление Ni-Mh-аккумуляторов

Из-за эффекта памяти такие АКБ при неправильной эксплуатации утрачивают большую часть емкости. Подобное возникает при многократных неполных циклах зарядки.

Батарея запоминает степень разряда, что приводит к уменьшению емкости. Часть компонентов перестает участвовать в электрохимических реакциях.

Устранить эффект памяти помогает восстановление. Для этого АКБ разряжают до 1 В, подключая лампу или зарядное устройство. После этого элемент питания заряжают полностью. Если восстановление не выполнялось слишком долго, потребуется несколько циклов. Тренировку нужно проводить раз в месяц.

При этом учитывают такие моменты:

  1. Эффект памяти способствует снижению емкости на 5-10%. Восстановление этого параметра возможно за 1 цикл разряда и заряда. Вычислить емкость можно, разрядив заряженную батарею. Для этого измеряют время потери заряда и умножают полученный показатель на мощность потребителя энергии. Результат сравнивают с заявленным в инструкции значением. Некоторые ЗУ измеряют все показатели автоматически.
  2. Рекомендуется использовать зарядные устройства с функцией разряда. Прибор должен ограничивать минимальное напряжение. Это помогает избежать критического разряда элемента питания при восстановлении. Без такого устройства не обойтись при невозможности определения остаточной мощности АКБ и расчета предполагаемого времени разряда.
  3. При неизвестной степени заряда разряжать источник питания лампой нужно, непрерывно контролируя напряжение. Иначе батарея станет непригодной к дальнейшей эксплуатации. При восстановлении системы, состоящей из нескольких аккумуляторов, перед началом тренировки выравнивают степени заряженности. Для этого элементы полностью заряжают.
  4. Если аккумулятор функционирует не менее 5 лет, циклический метод восстановления может оказаться неэффективным. Тренировка считается профилактической мерой, направленной на поддержание работоспособности изделия. Вместе со снижением емкости изменяется состав и объем электролита. Поэтому периодически доливают очищенную воду или готовый кислотный раствор.

Процессы взаимодействия элементов в аккумуляторной батарее

Никель-металлогидридные аккумуляторы чаще всего состоят из нескольких элементов. Например, батарея шуруповерта состоит из 10 компонентов, соединяемых поочередно.

Элементы имеют разные характеристики, например большую или меньшую емкость.

Источники питания с небольшой мощностью заряжаются быстрее, что приводит к их разрушению. При коротком замыкании некоторых деталей происходит деградация остальных.

При использовании устройства нужно поддерживать одинаковую степень заряженности компонентов системы. При необходимости выполняется отдельное восстановление элементов. Для этого батарею разбирают, что нередко вызывает затруднения.

Более простым методом является применение зарядных устройств, оснащенных функцией балансировки. Такой режим подходит для новых и критически разряженных источников питания. В течение 4-5 часов ЗУ подает ток силой 0,1*С, далее параметр увеличивается до 0,3*С. При длительном хранении батареи проводят несколько таких циклов.

Простые способы восстановить NiMH аккумулятор

Элементы с высокой энергоемкостью, которые не боятся холода, — вот как позиционируются NiMH аккумуляторы. Эти батареи, по заверениям производителей, лишены недостатков кадмиевых аналогов. Производство и переработка таких аккумуляторов происходит значительно проще. Однако некоторые минусы у них все-таки есть. Вот почему важно знать, как восстановить NiMH аккумулятор.

Читать еще:  Снимаем прикипевшие форсунки

Проблемы подобных батарей

Есть несколько причин, по которым этот тип АКБ невозможно назвать идеальным. Их немного, но они существенные:

  1. Так называемый эффект памяти никуда не делся.
  2. Для зарядки нужны продвинутые устройства.
  3. Высокая чувствительность к режимам разрядки и зарядки.
  4. Наконец, необходимо периодически производить восстановление NiMH аккумуляторов, ведь это поможет продлить срок службы устройства.

Кроме того, эти аккумуляторы дороже, чем кадмиевые. Впрочем, этот минус со временем исчезнет, чего нельзя сказать о меньшем числе циклов заряд-разряд.

Сразу после 200 циклов уже могут наблюдаться ухудшения в их работе. К тому же саморазряд превышает оный у кадмиевых в 1,5 раза.

Правила восстановления АКБ

Поскольку память у этих элементов теряется, они могут в значительной степени потерять емкость. Да, это не столь серьезная проблема, как на кадмиевых аккумуляторах, однако она дает о себе знать.

Данный эффект проявляется в случае, если аккумулятор много раз не полностью заряжался. Таким образом и происходит запоминание новой границы заряда, и емкость сокращается. Естественно, это уменьшает потенциал батареи, ее эффективность.

Однако восстановление никель-металл-гидридных аккумуляторов помогает обеспечить полную реализацию потенциала подобных батарей.

Для этого нужно:

  1. Лампочкой или зарядным устройством разрядить батарею до диапазона от 0,8 Вольта до 1 Вольта.
  2. Произвести полный процесс зарядки.
  3. В случае если восстановление не производилось долгий период времени, стоит сделать несколько циклов.

Рекомендуется производить этот процесс один раз в течение месяца.

Обычно емкость сокращается не более чем на 5%. В таком случае восстановление NiMH аккумуляторов — вполне оправданный процесс. Главное — использовать зарядное устройство, обладающее контролем по минимальному напряжению, чтобы разряд не был глубоким. Правильно производить этот процесс с каждым элементом батареи по отдельности.

Эффективность процедуры

Если аккумулятор отработал уже несколько лет, то данная процедура может оказаться бесполезной. Восстановление металлогидридных аккумуляторов помогает, скорее, не как универсальное решение проблемы, а как постоянная ее профилактика, длящаяся на протяжении всего процесса эксплуатации.

Восстановить NiMH аккумулятор самостоятельно не составит труда. Главное — не забывать о том, что зарядное устройство должно иметь контроль по минимальному напряжению. Не следует производить одновременное восстановление аккумулятора целиком.

Опыт автолюбителей

При восстановлении лучше повторяйте несколько циклов заряда и разряда, даже если выполняли эту процедуру совсем недавно. Только так можно добиться гарантированного результата. Но ни в коем случае не допускайте полного разряда. Это не только сделает операцию бессмысленной, но может также испортить батарею.

Не забывайте про контроль по минимальному напряжению, иначе можно испортить устройство. Однажды я так потерял почти новую аккумуляторную батарею, ей было всего три года. Пришлось брать новую, теперь никогда не допускаю подобных оплошностей. Отказываться от этой процедуры все равно не стоит, ведь если пренебрегать ей, то это сильно скажется на продолжительности службы АКБ.

Когда друзья просили помочь с их автомобилями из-за проблем с АКБ, всегда начинал ремонт с восстановления батареи. Кому-то это помогает, другим — нет. Чтобы устройство прослужило больше семи лет, нужно всегда за ним ухаживать, а не только при возникновении трудностей. Как минимум надо проверять, что параметры исходящего тогда не поменялись.

Несколько лет пользовался батареей и ничего с ней не делал. Когда автомобиль стал плохо заводиться, понял, что проблема вызвана нарушением функциональности АКБ. Неоднократно проводил восстановление, но ситуация не изменилась. Более опытный друг пояснил, что это связано с неправильной эксплуатацией — батарею нужно было регулярно тренировать, тогда бы такого не случилось. Еще полгода катался с ней, а потом купил новую.

Если вовремя проводить тренировку, то никаких особых проблем не будет. Надо просто бережно ухаживать за устройством и следить за изменение параметров, своевременно измерять плотность. А также лучше не допускать полного разряда батареи. Хотя состав NiMH нормально переносит подобные ситуации, будет лучше, если удастся их избежать.

Как нужно проводить восстановление Ni─MH аккумулятора и почему это важно?

Ni─MH аккумуляторы рекламируются производителями, как батареи с большой энергоёмкостью, устойчивые к холоду, и лишённые недостатков кадмиевых. Действительно, этот тип батарей не имеет в своём составе такого вредного вещества, как кадмий. Производство и переработка Ni─MH аккумуляторов не имеют тех сложностей, что для Ni─Cd. Но некоторые недостатки кадмиевых батарей у них остались. К примеру, сохранился «эффект памяти». Да и вообще, Ni─MH очень чувствительны к режимам зарядки и разрядки. Для заряда никель─металлогидридных аккумуляторов требуются продвинутые устройства. Кроме того, чтобы продлить срок службы таких элементов, нужно их периодически восстанавливать. Поговорим о том, как это можно сделать.

О чём нужно помнить при эксплуатации Ni─MH аккумуляторов?

Несмотря на преимущества никель─металлогидридных аккумуляторов перед никель─кадмиевыми, у них имеется ряд недостатков. И их нужно учитывать при эксплуатации.

Никель─металлогидридные аккумуляторные батареи имеют меньшее количество циклов заряд-разряд. Первые ухудшения их эксплуатационных характеристик наблюдаются уже после 200─300 циклов заряд-разряд. Этот тип аккумуляторов имеет больший саморазряд по сравнению с Ni─Cd батарейками (примерно в 1,5 раза).

Стоит отметить и ещё один момент. Никель─металлогидридные батарейки могут отдавать большой ток, но не рекомендуется при разряде устанавливать значения, больше 0,5*С. Это приводит к значительному сокращению числа циклов заряд-разряд и уменьшению срока службы. Пока там, где требуются высокие разрядные токи, по-прежнему используются Ni─Cd аккумуляторы.

Не забывайте о том, что зарядное устройство для Ni─MH аккумуляторов будет без проблем работать с никель─кадмиевыми, но не наоборот.
Вернуться к содержанию

Зарядка никель─металлогидридных аккумуляторов

Зарядка никель─металлогидридных аккумуляторов бывает капельная и быстрая. Капельная зарядка не рекомендуется производителями из-за того, что при ней возникает сложность с определением прекращения подачи тока на аккумулятор. В результате может идти сильный перезаряд и деградация аккумуляторов. Как правило, заряд Ni─MH аккумуляторов выполняется при помощи быстрого или ускоренного варианта зарядки. При этом КПД зарядки выше, чем при капельной. Ток заряда в этом случае ставится 0,5─1С.

  • определение наличия батарейки;
  • квалификация аккумулятора;
  • предварительная зарядка;
  • переход к быстрой зарядке;
  • быстрая зарядка;
  • дозарядка;
  • поддерживающая зарядка.

В случае быстрой или ускоренной зарядки нужно иметь качественное ЗУ, которое может вести контроль окончания зарядки по нескольких независимым друг от друга критериям. В случае Ni─Cd аккумуляторов вполне достаточно контроля по дельте напряжения в конце заряда. В случае с никель─металлогидридными желательно, чтобы устройство вело контроль по температуре и её дельте, а также по общему времени заряда. Рекомендуем также прочитать статью о том, как заряжать Ni-MH аккумуляторы.
Вернуться к содержанию

Восстановление Ni─MH аккумуляторов

Из-за «эффект памяти» никель─металлогидридные элементы могут терять значительную часть своей ёмкости. Он проявляется меньше, чем в никель─кадмиевых, но все равно присутствует. Эффект памяти проявляется при многократных циклах неполного разряда и последующего заряда. В результате такой эксплуатации аккумулятор «запоминает» всё меньшую нижнюю границу разряда, из-за чего уменьшается ёмкость. Часть активной массы аккумуляторной батареи выпадает из процесса.

Процесс деградации Ni─MH аккумуляторов

Производители Ni─MH аккумуляторов заявляют, что «эффект памяти» отнимает около 5 процентов ёмкости. Восстановление такого количества ёмкости в результате тренировки вполне реально. В принципе, это можно измерить, разрядив полностью заряженный аккумулятор. Для этого нужно будет засечь время разрядки и умножить его на ток разряда. Это и будет ёмкость, которую нужно сравнить с номиналом. Некоторые устройства, например, iMAX B6, проводят измерения в автоматическом режиме.

Важным моментом при восстановлении Ni─MH аккумуляторов является наличие у зарядного устройства функции разряда батареи с контролем по минимальному напряжению. Это нужно для того, чтобы не допустить глубокого разряда аккумулятора при восстановлении (ниже 0,8─1 вольта). Это незаменимо для тех случаев, когда вам неизвестна начальная степень заряда батарейки, и прикинуть примерное время разряда не представляется возможным.

Когда вы не знаете степень заряженности аккумуляторной батареи, разряжать лампочкой или другим сопротивлением его нужно под постоянным контролем напряжения. Иначе такое восстановление аккумуляторной батареи кончится её глубоким разрядом. Если вы делаете восстановление целой батареи, последовательно соединённых элементов, то сначала лучше провести их полную зарядку для выравнивания степени заряженности.

Вообще, по восстановлению никель─металлогидридных аккумуляторных батарей нужно отметить следующий момент. Если батарейка уже отработала несколько лет, то подобное восстановление полным разрядом и зарядом может оказаться бесполезным. Такое восстановление полезно в качестве периодической профилактики в процессе эксплуатации батареи. Дело в том, что в процессе эксплуатации Ni─MH аккумуляторов параллельно с возникновением «эффекта памяти» происходит изменение состава и объёма электролита. Для никель─кадмиевых батарей есть примеры восстановления с помощью доливки в элементы дистиллированной воды. Об этом говорилось в статье о восстановлении и ремонте Ni─Cd аккумуляторов.

Также хотелось бы отметить, что лучше всего проводить восстановление элементов по отдельности, а не всей аккумуляторной батареи целиком.
Вернуться к содержанию

Процессы взаимодействия элементов в аккумуляторной батарее

В заключение стоит рассмотреть состояние элементов в аккумуляторной батарее. Вы, наверняка, знаете, что никель─металлогидридные аккумуляторные батареи редко используются по одному элементу. Чаще они используются в наборе какой-нибудь аккумуляторной батареи. Например, аккумулятор для шуруповёрта с рабочим напряжением 14,4 вольта может набираться из 10─12 отдельных элементов, соединяемых последовательно.

Аккумуляторная батарея шуруповёрта Bosch

Батарейки с меньшей ёмкостью будут деградировать и при разрядке. Они разряжаются раньше, чем остальные элементы. Дальнейшая разрядка приводит к их глубокому разряду, а иногда переполюсовке. Поэтому, ремонт аккумулятора шуруповёрта часто делается простым набором исправных элементов из основной и запасной батареи.

При эксплуатации по возможности нужно стремиться к тому, чтобы степень заряженности отдельных батареек была одинаковой. Так, что при периодическом восстановлении можно проводить тренировку элементов по отдельности. Поскольку для этого требуется разбирать сборку, могут возникнуть сложности. Поэтому продвинутые зарядные устройства оснащаются режимом балансировки или выравнивания. Её можно рекомендуется проводить для новых и глубоко разряженных щелочных аккумуляторов.

Читать еще:  Азы тюнинга легковых автомобилей своими руками

При балансировке, если аккумуляторная батарея сильно разряжена (менее 0,8 вольта), проводится зарядка до напряжения 1 вольт током 0,1*С. Далее ведётся зарядка током 0,3*С, ограниченная по времени 4─5 часов. Несколько циклов заряд-разряд рекомендуется делать в случае длительного хранения аккумулятора перед тем, как его использовать.

Никель-Металлогидридный аккумулятор

Среди прочих элементов питания часто используются аккумуляторы Ni Mh. Эти батареи отличаются высокими техническими характеристиками, которые позволяют максимально эффективно их использовать. Применяется такой тип АКБ практически повсеместно, ниже мы рассмотрим все особенности таких батарей, а также разберем нюансы эксплуатации и широко известных производителей.

Что такое никель-металлгидридный аккумулятор

Для начала стоит отметить, что никель-металлгидридный относится к вторичным источникам питания. Он не производит энергию, перед работой требуется подзарядка.

Состоит он из двух компонентов:

  • анод – гидрид никель-литий или никель-лантан;
  • катод – оксид никеля.

Также используется электролит для возбуждения системы. Оптимальным электролитом считается гидроксид калия. Это щелочной источник питания по современной классификации.

Этот тип батарей пришел на смену никель-кадмиевым АКБ. Разработчикам удалось минимизировать недостатки характерные для более ранних типов аккумуляторов. Первые промышленные образцы были поставлены на рынок в конце 80-х годов.

На данный момент удалось значительно повысить плотность запасаемой энергии в сравнении с первыми прототипами. Некоторые специалисты считают, что предел плотности еще не достигнут.

Принцип работы и устройство Ni Mh аккумулятора

Для начала стоит рассмотреть, как работает NiMh-батарея. Как уже упоминалось, состоит этот элемент питания из нескольких компонентов. Разберем их более подробно.

Анодом тут является водородо-абсорбирующий состав. Он способен принимать в себя большое количество водорода, в среднем количество поглощенного элемента может превышать объем электрода в 1000 раз. Для достижения полной стабилизации в сплав добавляют литий или лантан.

Катоды производятся из оксида никеля. Это позволяет получить качественный заряд между катодом и анодом. На практике могут применяться самые разные типы катодов по техническому исполнению:

  • ламельные;
  • металлокерамические;
  • металловойлочные;
  • прессованные;
  • пеноникель (пенополимер).

Наибольшей емкостью и сроком службы отличаются пенополимерные и металловойлочные катоды.

Проводником между ними является щелочь. Тут использован концентрированный гидроксид калия.

Конструкция батареи может отличатся в зависимости от целей и задач. Чаще всего, это свернутые рулоном анод и катод, между которых находится сепаратор. Также встречаются варианты, где пластины размещаются поочередное, переложенные сепаратором. Обязательным элементом конструкции является предохранительный клапан, он срабатывает при аварийном повышении давления внутри АКБ до 2-4 МПа.

Какие бывают Ni-Mh АКБ и их технические характеристики

Все никель-металл гидридные аккумуляторы — Rechargeable Battery (переводится, как аккумуляторная батарея). АКБ данного типа производятся разных видов и форм. Все они предназначаются для самых разных целей и задач.

Есть такие батареи, которые на данный момент почти не применяются, или используются ограниченно. К таким АКБ можно отнести тип «Крона» ее маркировали 6KR61, раньше они применялись повсеместно, сейчас встретить их можно только в старом оборудовании. Батареи типа 6KR61 имели напряжение 9v.

Мы же разберем основные типы батарей и их характеристики, которые применяются сейчас.

  • АА.Пальчиковые аккумуляторы. Емкость колеблется в пределах 1700-2900 мА/ч.
  • ААА.Мизинчиковые аккумуляторы. Иногда маркируются MN2400 или MX2400. Емкость – 800-1000 мА/ч.
  • С. Средние по размерам батареи. Имеют емкость в пределах 4500-6000 мА/ч.
  • D. Наиболее мощный тип батарей. Емкость от 9000 до 11500 мА/ч.

Все перечисленные батареи имеют напряжение 1,5v. Также есть некоторые модели с напряжением 1,2v. Максимальное напряжение 12v (за счет соединения 10 батареек 1,2v).

Плюсы и минусы Ni-Mh аккумулятора

Как уже упоминалось, этот тип АКБ пришел на смену более старым разновидностям. В отличие от аналогов, значительно снизили «эффект памяти». Также снизили количество используемых вредных для природы веществ в процессе создания.

Аккумуляторный блок из 8 батареек на 1,2v

К плюсам можно отнести следующие нюансы.

  • Хорошо работают при низких температурах. Особенно это важно для оборудования, эксплуатируемого на улице.
  • Сниженный «эффект памяти». Но, все же он присутствует.
  • Нетоксичные батареи.
  • Более высокая емкость в сравнении с аналогами.

Также у аккумуляторов этого типа имеются и недостатки.

  • Более высокая величина саморазряда.
  • Дороже в производстве.
  • Примерно через 250-300 циклов заряд/разряд емкость начинает снижаться.
  • Ограниченный срок эксплуатации.

Где применяются никель металлгидридные АКБ

Благодаря большой емкости использовать подобные батареи можно повсеместно. Будь-то шуруповерт, или сложный измерительный прибор, в любом случае подобный аккумулятор без проблем обеспечит его энергией в должном количестве.

В быту чаще всего такие батареи используются в портативных осветительных приборах и радиоаппаратуре. Тут они показывают хорошие показатели, сохраняя оптимальные потребительские свойства длительное время. Причем могут использоваться как одноразовые элементы, так и многоразовые, регулярно подзаряжаемые от внешних источников питания.

Еще одно применение – приборы. Благодаря достаточной емкости их можно применять в том числе в переносном медицинском оборудовании. Они хорошо работают в тонометрах и глюкометрах. Так как не возникает скачков напряжения, никакого влияния на результат измерения не оказывается.

Многие измерительные приборы в технике приходится применять на улице, в том числе и зимой. Тут металлгидридные батареи просто незаменимы. Благодаря малой реакции на отрицательные температуры, они могут использоваться в самых сложных условиях.

Правила эксплуатации

Нужно учитывать, что у новых батарей достаточно большое внутреннее сопротивление. Чтобы добиться некоторого снижения этого параметра следует в начале использования несколько раз «в ноль» разрядить АКБ. Для этого следует применять зарядные устройства с такой функцией.

Внимание! Это не относится к одноразовым элементам питания.

Часто можно услышать вопрос до скольких вольт можно разряжать никель-металлогидридный аккумулятор. На самом деле его можно разряжать практически до нулевых параметров, в этом случае напряжения будет недостаточно до поддержания работы подключенного прибора.

Даже рекомендуется иногда дожидаться полного разряда. Это позволяет снизить «эффект памяти». Соответственно продлевается срок службы батареи. В остальном эксплуатация элементов питания данного типа не отличается от аналогов.

Нужно ли раскачивать Ni-Mh аккумуляторы

Важным этапом эксплуатации является раскачка АКБ. Никель-металлгидридные батареи также требуют такой процедуры. Особенно это важно после длительного хранения, чтобы восстановить емкость и максимальное напряжение.

Для этого необходимо разряжать до нуля элемент питания. Обратите внимание, что требуется разряжать током. В итоге, вы должны получить минимальное напряжение. Так можно оживить АКБ, даже если с даты изготовления прошло достаточно много времени. Чем дольше лежала батарея, тем больше циклов раскачки требуется. Обычно, чтобы восстановить емкость и сопротивление требуется 2-5 цикла.

Как восстановить Ni Mh аккумулятор

Несмотря на все преимущества и особенности у таких элементов питания все же присутствует «эффект памяти». Если батарея стала терять показатели, значит следует ее восстановить.

Перед началом работы требуется проверить емкость батареи. Иногда оказывается, что практически невозможно добиться улучшения характеристик, в таком случае требуется просто заменить аккумулятор. Также проверяем батарею на предмет неисправности.

Непосредственно сама работа схожа с раскачкой. Но, тут добиваются не полного разряда, а просто снижения напряжения до уровня в 1v. Требуется сделать 2-3 цикла. Если за это время не удалось добиться оптимального результата, стоит признать батарейку негодной. При зарядке нужно выдерживать параметр Дельта Пик для конкретного АКБ.

Хранение и утилизация

Стоит хранить АКБ при температуре, приближенной к 0°C. Это оптимальное состояние. Также необходимо учитывать, что хранение должно происходить только в течение срока годности, эти данные указаны на упаковке, но у разных производителей расшифровка может отличаться.

Этот тип батареек перерабатывается. Рекомендуется не выбрасывать аккумуляторы, а сдавать их на переработку, так редкие элементы попадут на вторичную переработку.

Производители на которых стоит обратить внимание

Выпускают Ni-Mh аккумуляторы все производители элементов питания. В списке ниже можно увидеть наиболее известные компании предлагающие подобную продукцию.

Если смотреть на качество, у всех оно примерно одинаковое. Но, можно выделить батарейки Varta и Panasonic, у них соотношение цены и качества наиболее оптимальное. В остальном можно использовать любые из перечисленных аккумуляторов без всяких ограничений.

Принцип работы никель-металлогидридных аккумуляторов и возможности их замены

Сфера применения электрических аккумуляторов довольно-таки широка. Небольшими батареями комплектуются привычные для всех бытовые приборы, АКБ слегка больших размеров оснащаются автомобили, ну а уж очень крупные и ёмкостные аккумуляторы монтируют в нагруженные работой промышленные станции. Казалось бы, что помимо пользовательского назначения у разных видов АКБ может быть общего? Однако на самом деле сходств у подобных батарей более чем достаточно. Пожалуй, одним из основных среди возможных сходств аккумуляторов является принцип организации их работы. В сегодняшнем материале наш ресурс решил рассмотреть именно один из таковых. Если быть точнее, то ниже речь пойдет о функционировании и правилах эксплуатации никель-металлогидридных батарей.

История появления никель-металлогидридных АКБ

Создание никель-металлогидридных аккумуляторов начало вызывать немалый интерес у представителей инженерии более 60 лет назад, то есть в 50-х годах 20 века. Ученые, специализирующиеся на изучение физико-химических свойств АКБ, всерьёз задумались над тем, как преодолеть недостатки популярных на то время никель-кадмиевых батарей. Пожалуй, одной из основных целей ученых было создание такого аккумулятора, который мог бы ускорить и упростить процесс протекания всех реакций, связанных с электролитической передачей водорода.

В итоге, специалистам лишь к концу 70-х годов удалось сначала спроектировать, а затем создать и полноценно испытать более-менее качественные никель-металлогидридные батареи. Главное отличие нового типа АКБ от предшественников заключалось в том, что он имел строго определённые места для скопления основной массы водорода. Говоря точнее, скопление вещества происходило в сплавах нескольких металлов, находящихся на электродах аккумулятора. Состав сплавов имел такую структуру, что один или несколько металлов накапливали водород (иногда в несколько тысяч раз превышающих их объём), а другие металлы выступали в роли катализаторов электролитических реакций, обеспечивая переход водородного вещества в металлическую решётку электродов.

Читать еще:  Белый цвет авто плюсы и минусы

Сделанный аккумулятор, имеющий водородно-металлогидридный анод и никелевый катод, получил аббревиатуру «Ni-MH» (от названия токопроводящих, накапливающих веществ). Работают подобные АКБ на щелочном электролите и обеспечивают отличный цикл «заряд-разряд» — до 2 000 тысяч для одной полноценной батареи. Несмотря на это, путь к проектировке аккумуляторов Ni-MH был нелёгок, а существующие на данный момент образцы до сих пор модернизируются. Основной вектор модернизации направлен на увеличение энергетической плотности батарей.

Отметим, что сегодня никель-металлогидридные АКБ в большинстве своём производятся на основе сплава металлов «LaNi5». Первый образец подобных аккумуляторов был запатентован в 1975 году и стал активно использоваться в широкой промышленности. Современные никель-металлогидридные батареи имеют высокую энергетическую плотность и состоят из совершенно нетоксичного сырья, что упрощает их утилизацию. Пожалуй, именно из-за данных преимуществ они стали очень популярны во многих сферах, где требуется долгое хранение электрического заряда.

Устройство и принцип работы никель-металлогидридной батареи

Никель-металлогидридные аккумуляторы всех размерностей, ёмкостей и предназначений выпускают в двух основных типах форм – призматической и цилиндрической. Вне зависимости от формы, подобные АКБ состоят из следующих обязательных элементов:

  • металлогидридных и никелевых электродов (катодов и анодов), образующих гальванический элемент сеточной структуры, который отвечает за движение и накопление электрического заряда;
  • сепараторных областей, разделяющих электроды и также участвующих в процессе электролитических реакций;
  • выводных контактов, отдающих во внешнюю среду накопленный заряд;
  • крышки с вмонтированным в неё клапаном, необходимой для сброса излишнего давления из полостей аккумулятора (давления свыше 2-4 мегапаскаль);
  • термозащитного и крепкого корпуса, вмещающего описанные выше элементы батареи.

Конструкция никель-металлогидридных аккумуляторов, как и многих других типов данного устройства, довольно-таки проста и особых сложностей в рассмотрении не представляет. Наглядно это показано на следующих конструктивных схемах АКБ:

Принципы работы рассматриваемых АКБ, в отличие от их общей конструктивной схемы, выглядят слегка сложнее. Для понимания их сути давайте обратим внимание на поэтапное функционирование никель-металлогидридных аккумуляторов. В типовом варианте этапы работы у данных батарей следующие:

  1. Положительный электрод – анод, осуществляет окислительную реакцию с абсорбцией водорода;
  2. Отрицательный электрод – катод, реализует восстановительную реакцию в дисабсорбицией водорода.

Говоря простым языком, электродная сетка организует упорядоченное движение частиц (электродов и ионов) посредством конкретных химических реакций. При этом непосредственно электролит в основной реакции выделения электричества не участвует, а включается в работу лишь при определённых обстоятельствах функционирования аккумуляторов Ni-MH (например, при перезарядке, реализуя реакцию циркуляции кислорода). Более подробно рассматривать принципы работы никель-металлогидридных АКБ не будем, так как для этого требуются специальные химические знания, которых у многих читателей нашего ресурса нет. При желании узнать о принципах работы батарей в больших подробностях стоит обратиться к технической литературе, которая максимально подробно освещает течение каждой реакции на концах электродах как при заряде батарей, так и при их разряде.

Характеристики стандартного АКБ Ni-MH можно увидеть в следующей таблице (столбец посередине):

Правила эксплуатации

Любой аккумулятор – относительно неприхотливое в обслуживании и эксплуатации устройство. Несмотря на это, его стоимость зачастую высока, поэтому каждый владелец той или иной батареи заинтересован в увеличении её срока службы. Относительно АКБ формации «Ni-MH» продлить эксплуатационный период не столь сложно. Для этого достаточно:

  • Во-первых, соблюдать правила зарядки аккумулятора;
  • Во-вторых, правильно его эксплуатировать и хранить при простое.

О первом аспекте обслуживания АКБ поговорим чуть позже, ну а сейчас обратим внимание на основной перечень правил эксплуатации никель-металлогидридных батарей. Шаблонный список данных правил таков:

  • Хранение никель-металлогидридных аккумуляторов должно осуществляться только в их заряженном состоянии на уровне 30-50 %;
  • Строго запрещается перегревать АКБ Ni-MH, так как по сравнению с теми же никель-кадмиевыми батареями, рассматриваемые нами намного чувствительней к нагреву. Перегруженность работой отрицательно сказывается на всех процессах, протекающих в полостях и на выходах аккумулятора. Особенно страдает токоотдача;
  • Никогда не перезаряжайте никель-металлогидридные батареи. Всегда придерживайтесь правил зарядки, описанных в настоящей статье или отражённых в технической документации к аккумулятору;
  • В процессе слабой эксплуатации или длительном хранении «тренируйте» АКБ. Зачастую хватает периодически проводимого цикла «заряд-разряд» (порядка 3-6 раз). Также подобной «тренировке» желательно подвергать новые батареи Ni-MH;
  • Хранить аккумуляторы никель-металлогидридной формации требуется в комнатном температурном режиме. Оптимальная температура – 15-23 градусов по Цельсию;
  • Старайтесь не разряжать аккумулятор до минимальных пределов – напряжение, меньшее 0,9 Вольт для каждой пары «катод-анод». Восстановлению никель-металлогидридные АКБ, конечно, поддаются, но желательно их не доводить до «мёртвого» состояния (о том, как восстановить батарею, также поговорим ниже);
  • Следите за конструктивным качеством батареи. Не допускается наличие серьёзных дефектов, недостаток электролита и тому подобные вещи. Рекомендуемая периодичность проверки АКБ равняется 2-4 неделям;
  • В случае с использованием больших, стационарных батарей также важно придерживаться правил:
    • их текущего ремонта (не менее раза в год):
    • капитального восстановления (не менее раза в 3 года);
    • надёжного крепления АКБ в месте использования;
    • наличия освещения;
    • использования правильных зарядных устройств;
    • и соблюдения техники безопасности использования подобных аккумуляторов.

Придерживаться описанных правил важно не только потому, что подобный подход к эксплуатации никель-металлогидридных АКБ существенно продлить их срок службы. Также они гарантируют безопасное и, в целом, беспроблемное, использование батареи.

Правила зарядки

Раннее было отмечено, что правила эксплуатации – это далеко не единственное, что требуется для достижения максимального эксплуатационного срока никель-металлогидридных АКБ. Помимо грамотного использования, подобные батареи крайне важно грамотно заряжать. Вообще, ответить на вопрос – «Как правильно заряжать аккумулятор Ni-MH?», довольно-таки сложно. Дело в том, что каждый тип сплавов, используемый на электродах батареи, требует определённых правил данного процесса.

Обобщив и усреднив их, можно выделить следующие фундаментальные основы зарядки никель-металлогидридных аккумуляторов:

  • Во-первых, требуется соблюдать правильное время зарядки. Для большинства АКБ Ni-MH оно составляет либо 15 часов при зарядном токе около 0,1 С, либо 1-5 часов при зарядном токе в пределах 0,1-1 С для батарей с высокоактивными электродами. Исключениями являются восстанавливаемые аккумуляторы, которые могут заряжаться более 30 часов;
  • Во-вторых, важно отслеживать температуру батареи в процессе зарядки. Многие производители не рекомендуют превышать температурный максимум в 50-60 градусов по Цельсию;
  • И в-третьих, следует учитывать непосредственно порядок проведения зарядки. Оптимальным считается такой подход, когда АКБ разряжается номинальным током до напряжения на выходах в 0,9-1 Вольт, после чего заряжается на 75-80 % от своей максимальной ёмкости. При этом важно учитывать, что при быстрой зарядке (подаваемый ток более 0,1) важно организовать предзарядку с подачей высокого тока на аккумулятор около 8-10 минут. После этого процесс зарядки стоит организовать с плавным повышением подаваемого на АКБ напряжения до 1,6-1,8 Вольт. К слову, при обычной подзарядке никель-металлогидридного аккумулятора напряжение зачастую не изменяется и в норме составляет 0,3-1 Вольт.

Примечание! Отмеченные выше правила зарядки батарей носят усреднённый характер. Не забывайте, что для конкретной марки никель-металлогидридной АКБ они могут слегка отличаться.

Восстановление аккумулятора

Наряду с дороговизной и быстрым саморазрядом, у аккумуляторов Ni-MH есть ещё один недостаток – ярко выраженный «эффект памяти». Его суть заключается в том, что при систематичной зарядке не полностью разряженной батареи она как бы запоминает это и с течением времени существенно теряет в своей ёмкости. Для нейтрализации подобных рисков владельцам подобных АКБ требуется заряжать максимально разряженные батареи, а также периодически «тренировать» их путём процесса восстановления.

Восстанавливать никель-металлогидридные аккумуляторы при «тренировке» или при их сильном разряде необходимо следующим образом:

  1. В первую очередь, необходимо подготовиться. Для восстановления потребуются:
    • качественный и, желательно, умный зарядный прибор;
    • инструменты для замера напряжения и сила тока;
    • любое устройство, способное потреблять энергию с АКБ.
  2. После подготовки можно уже задаться вопросом по поводу того, как восстановить батарею. Сначала необходимо по всем правилам зарядить аккумулятор, а затем его разрядить по напряжения на выходах батареи в 0,8-1 Вольт;
  3. Затем начинается непосредственно восстановление, которое, опять же, должно проводится в соответствии со всеми правилами зарядки никель-металлогидридных аккумуляторов. Стандартный процесс восстановления может быть проведён двумя способами:
    • Первый – если АКБ подаёт признаки «жизни» (как правило, при разряде на уровне 0,8-1 Вольт). Зарядка проходит с постоянным увеличением подаваемого напряжение с 0,3 до 1 Вольта с силой тока 0,1 С в течение 30-60 минут, после чего вольтаж остаётся неизменным, а сила тока увеличивается до 0,3-0,5 С;
    • Второй – если АКБ не подаёт признаков «жизни» (при разряде менее 0,8 Вольт). В таком случае зарядка осуществляется с 10-минутной пред-зарядкой высоким током на протяжении 10-15 минут. После этого проводятся описанные выше действия.

Стоит понимать, что восстановление никель-металлогидридных АКБ – это процедура, которую требуется периодически проводить для абсолютно всех аккумуляторов (и «живых», и «неживых»). Только такой подход к эксплуатации данного типа батарей поможет «выжать» из них максимум.

Пожалуй, на этом повествование по сегодняшней теме можно завершать. Надеемся, представленный выше материал был для вас полезен и дал ответы на интересующие вопросы.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector