Как нужно проводить восстановление ni─mh аккумулятора и почему это важно?

Возникновение и развитие Ni─MH аккумуляторов

Никель-металлогидридные начали создавать ещё в середине прошлого века. Они разрабатывались с учётом преодолеть те недостатки, которые имели никель-кадмиевые аккумуляторы. Во время проводимых исследований учёные разработали новые никель─водородные батареи, применяемые в космической технике. Им удалось разработать новый способ накопления водорода. В новом типе аккумуляторов водород собирался в определённых материалах, а точнее сплавах некоторых металлов. Эти сплавы могли накапливать объем водорода, в тысячу раз превышающий их собственный объем. В состав сплавов входили 2 или более металлов. Один из них накапливал водород, а другой выступал в роли катализатора, который обеспечивал переход атомов водорода в металлическую решётку.

Методы заряда

Кривая заряда NiMH-аккумулятора

Зарядка производится электрическим током при напряжении на элементе до 1,4—1,6 В. Напряжение на полностью заряженном элементе без нагрузки составляет 1,4 В. Напряжение при нагрузке меняется от 0,9 до 1,4 В. Напряжение без нагрузки на полностью разряженном аккумуляторе составляет 1,0—1,1 В (дальнейшая разрядка может испортить элемент). Для зарядки аккумулятора используется постоянный или импульсный ток с кратковременными отрицательными импульсами (для предотвращения эффекта «памяти», метод заряда аккумуляторов переменным асимметричным током).[источник не указан 669 дней]

Контроль окончания заряда по изменению напряжения

Одним из методов определения окончания заряда является метод -ΔV. На изображении показан график напряжения на элементе при заряде. Зарядное устройство заряжает аккумулятор постоянным током. После того, как аккумулятор полностью заряжен, напряжение на нём начинает падать. Эффект наблюдается только при достаточно больших токах зарядки (0,5C — 1C). Зарядное устройство должно определить это падение и выключить зарядку.

Существует ещё так называемый «inflexion» — метод определения окончания быстрой зарядки. Суть метода заключается в том, что анализируется не максимум напряжения на аккумуляторе, а изменение производной напряжения по времени. То есть быстрая зарядка прекратится в тот момент, когда скорость роста напряжения будет минимальной. Это позволяет завершить фазу быстрой зарядки раньше, когда температура аккумулятора ещё не успела значительно подняться. Однако метод требует измерения напряжения с большей точностью и некоторых математических вычислений (вычисления производной и цифровой фильтрации полученного значения).

Контроль окончания заряда по изменению температуры

При зарядке элемента постоянным током бóльшая часть электрической энергии преобразуется в химическую энергию. Когда аккумулятор полностью заряжен, то подводимая электрическая энергия будет преобразовываться в тепло. При достаточно большом зарядном токе можно определить окончание заряда по резкому увеличению температуры элемента, установив датчик температуры аккумулятора. Максимальная допустимая температура аккумулятора — +60 °C.

Расчёт времени заряда

Для расчёта времени заряда аккумулятора используется следующая формула: t = 1.3*(ёмкость аккумулятора / ток заряда)

Немного истории

Производство Ni-MH аккумуляторов началось в середине двадцатого века. Разрабатывались они с учетом недостатков устаревших никель-кадмиевых батарей. В NiNH могут использоваться разные комбинации металлов. Для их производства были разработаны специальные сплавы и металл, работающие при комнатной температуре и низком водородном давлении.

Промышленное производство началось в восьмидесятых годах. Изготавливаются и совершенствуются сплавы и металл для Ni-MH и сегодня. Современные устройства подобного типа могут обеспечивать до 2 тысяч циклов заряд-разряд. Подобный результат достижим по причине применения никелевых сплавов с редкоземельными металлами.

Особый случай.

Внимание!
Производители не гарантируют нормальную работу аккумуляторов 
при зарядных токах превышающих ток ускоренной зарядки
Iзар должен быть меньше емкости
аккумулятора. Так для аккумуляторов емкостью 2500ма*час он должен
быть ниже 2,5А

Бывает, что NiMH элементы после
разрядки имеют напряжение менее 1,1 В. В этом случае необходимо
применить прием описанный в приведенной выше статье в журнале МИР
ПК. Элемент или последовательная группа элементов подключается к
источнику питания через автомобильную лампочку 21 Вт.

Еще раз обращаю Ваше внимание! У таких
элементов обязательно надо проверить саморазряд! В большинстве
случаев именно элементы с пониженным напряжением имеют
повышенный
саморазряд. Эти элементы проще выкинуть

Зарядка предпочтительна индивидуальная для каждого элемента.

Для двух элементов напряжением 1,2 В зарядное напряжение
не должно превышать 5-6В. При форсированной зарядке лампочка
одновременно является индикатором. При снижении яркости лампочки
можно проверить напряжение на NiMH
элементе. Оно будет больше 1,1 В. Обычно, эта начальная, форсированная зарядка
занимает от 1 до 10 минут.

Если NiMH элемент, при форсированной
зарядке в течении нескольких минут не увеличивает напряжение,
греется — это повод снять его с зарядки и отбраковать.

ВЫВОДЫ:

Рекомендую применять зарядные устройства только с возможностью
тренировки (регенерации) элементов при перезарядке. Если нет таких,
то через 5-6 рабочих циклов в аппаратуре, не дожидаясь
полной потери емкости, производить их тренировку и
отбраковывать
элементы имеющие сильный саморазряд.

 И они Вас не
подведут.

В одном из форумов прокомментировали эту статью
«написано тупо, но больше ничего нет
«. Так Вот это не»тупо», а просто и
доступно для выполнения на кухне каждому кто нуждается в
помощи.
Т.е. максимально просто. Продвинутые могут поставить
контроллер, подключить компьютер, …… , но это уже
другая история.

Чтобы не казалось тупо

Существуют «умные» зарядники для
NiMH элементов.

Такой зарядник работает с  каждым аккумулятор
отдельно.

Рис. 5

Он умеет:

1. индивидуально работать с каждым
   аккумулятором в разных режимах,
2. заряжать аккумуляторы в быстром и медленном
   режиме,
3. индивидуальный ЖК дисплей для каздого
   аккумуляторного отсека,
4. независимо заряжать каждый из аккумуляторов,
5. заряжать от одного до четырех аккумуляторов
   разной емкости и типоразмера (АА или ААА),
6. защищать аккумулятор от перегрева,
7. защищать каждый аккумулятор от перезарядки,
8. определение окончание зарядки по падению
   напряжения,
9. определять неисправные аккумуляторы,
10. предварительно разряжать аккумулятор до
    остаточного напряжения,
11. восстанавливать старые аккумуляторы
    (тренировка заряд-разряд),
12. проверять емкость аккумуляторов,
13. отображать на ЖК дисплее: — ток заряда,
    напряжение, отражать текущую емкость.

Самое главное, ПОДЧЕРКИВАЮ,
данного типа устройства позволяют работать индивидуально
с каждым аккумулятором.

По отзывам пользователей такое зарядное устройство
позволяет восстановить большинство запущенных
аккумуляторов, а исправные эксплуатировать весь
гарантированный срок эксплуатации.

К сожалению я таким зарядником не пользовался,
поскольку в провинции его купить просто невозможно, но в
форумах Вы можете найти много отзывов.

Главное не заряжайте на больших токах, не смотря на
заявленный режим с токами 0,7 — 1А, это все же
малогабаритное устройство и может рассеять мощность 2-5
Вт.

Заключение

Любое восстановление NiMh
аккумуляторов строго индивидуальная (с каждым отдельным
элементом) работа. С постоянным контролем и отбраковкой
элементов не принимающих зарядку.

И лучше всего заниматься их восстановлением с помощью
интеллектуальных зарядных устройств, которые позволяют
индивидуально выполнять отбраковку и цикл заряд — разряд
с каждым элементом. А поскольку таких устройств
автоматически работающих с аккумуляторами любой емкости
не существует, то они предназначены для элементов строго
определенной емкости или должны иметь управляемые токи
зарядки, разрядки!

И я бы не рекомендовал заниматься восстановлением Li-ion аккумуляторов. В критических ситуациях они склонны к разрушению с выделением большого количества энергии и опасных химических компонентов!

Другие статьи на эту тему:

1. Тестирование Ni-MH аккумуляторов АА
   форм-фактора. Автор данной статьи  Propretor.

2. Секреты
   «омоложения» батареи ноутбука, Вадим Логинов, Журнал «Мир ПК», #05, 2006
   год.

А.Сорокин

2011 г.

<<назад>> <<
в начало>>
<<на главную
>>

Конструкция аккумуляторов

Основной выпуск никель металлогидридных аккумуляторов производится в двух формах: призматической и цилиндрической.

Цилиндрические Ni-MH элементы

В конструкцию входят:

• цилиндрический корпус;
• крышка корпуса;
• клапан;
• клапанный колпачок;
• анод;
• коллектор анода;
• катод;
• кольцо диэлектрическое;
• сепаратор;
• изоляционный материал.

Анод с катодом разделены между собой с помощью сепаратора. Данная конструкция свернута рулоном и помещена в корпус аккумулятора. Герметизацию производят при помощи крышки и прокладки. На крышке предусмотрен предохранительный клапан. Он предназначен для того, чтобы при повышении давления внутри аккумулятора до 4 МПа, при срабатывании выпускал излишки летучих соединений, образующихся при химических реакциях.

Многие встречались мокрыми или покрывшимися шапкой источниками питания. Это результат работы клапана при перезаряде. Характеристики меняются и дальнейшая эксплуатация их невозможна. При его отсутствии аккумуляторы просто вспухают и полностью теряют свою работоспособность.

Призматические Ni-MH элементы

В конструкцию входят следующие элементы:

1. прямоугольный корпус;
2. крышка такой же формы;
3. клапан;
4. клапанный колпачок;
5. прокладка изолятор;
6. изолятор;
7. анод;
8. катод;
9. сепаратор.

Призматическая конструкция предполагает поочередное размещение анодов и катодов с разделением их сепаратором. Собранные таким образом в блок, они помещаются в корпус. Корпус изготовляется пластиковым или же металлическим. Крышка герметизирует конструкцию. Для безопасности и контроля за состоянием элемента питания на крышке размещают датчик давления и клапан.

В качестве электролита используется щелочь – смесь гидроксида калия (КОН) и гидроксида лития (LiOH).

Для Ni-MH элементов изолятором выступает полипропилен или же нетканый полиамид. Толщина материала составляет 120–250 мкм.

Для производства анодов производители используют металлокерамику. Но в последнее время для снижения стоимости используют войлок и пенополимеры.

При производстве катодов используются различные технологии:

1. ламельная;
2. пеноникелеванием;
3. фольгованием;
4. вальцеванием;
5. спечением.

Разряд

Полностью заряженный элемент подает в среднем 1,25 В / элемент во время разряда, снижаясь до примерно 1,0–1,1 В / элемент (дальнейший разряд может вызвать необратимые повреждения в случае многоячеечных блоков из-за обратной полярности). При небольшой нагрузке (0,5 ампера) пусковое напряжение свежезаряженного никель-металлгидридного элемента AA в хорошем состоянии составляет около 1,4 вольт.

Чрезмерная разрядка

Полная разрядка многоэлементных блоков может вызвать обратную полярность в одной или нескольких ячейках, что может привести к их необратимому повреждению. Такая ситуация может возникнуть при обычном расположении четырех последовательно соединенных элементов AA в цифровой камере , где один полностью разряжается раньше других из-за небольших различий в емкости между элементами. Когда это происходит, исправные элементы начинают переводить разряженный элемент в обратную полярность (т.е. положительный анод / отрицательный катод). Некоторые камеры, приемники GPS и КПК определяют безопасное конечное напряжение разряда последовательных элементов и выполняют автоматическое отключение, но такие устройства, как фонарики и некоторые игрушки, этого не делают.

Необратимое повреждение из-за смены полярности представляет особую опасность, даже когда используется автоматический выключатель по низкому порогу напряжения, когда температура элементов меняется. Это связано с тем, что емкость значительно снижается при охлаждении ячеек. Это приводит к более низкому напряжению под нагрузкой более холодных ячеек.

Саморазряд

Исторически у NiMH-элементов была несколько более высокая скорость саморазряда (эквивалент внутренней утечки), чем у NiCd-элементов. Скорость саморазряда сильно зависит от температуры, при этом более низкая температура хранения приводит к более медленной разрядке и увеличению срока службы батареи. Саморазряд составляет 5–20% в первый день и стабилизируется на уровне 0,5–4% в день при комнатной температуре . Но при 45 ° C он примерно в три раза выше.

Низкий саморазряд

Саморазряда никель — металлгидридные батареи с низким ( LSD NiMH ) имеет значительно более низкую скорость саморазряда. Нововведение было представлено в 2005 году компанией Sanyo под своим брендом Eneloop . Производители заявляют, что благодаря использованию улучшенного сепаратора электродов и улучшенного положительного электрода элементы сохраняют 70–85% своей емкости при хранении в течение одного года при 20 ° C (68 ° F) по сравнению с половиной для обычных NiMH аккумуляторов. В остальном они похожи на другие NiMH аккумуляторы и могут заряжаться в обычных зарядных устройствах NiMH. Эти элементы продаются как «гибридные», «готовые к использованию» или «предварительно заряженные» аккумуляторные батареи. Сохранение заряда в значительной степени зависит от сопротивления утечки батареи (чем выше, тем лучше), а также от ее физического размера и емкости заряда.

Сепараторы разделяют два электрода, чтобы замедлить электрический разряд, позволяя транспортировать ионные носители заряда, которые замыкают цепь во время прохождения тока . Высококачественные сепараторы имеют решающее значение для производительности аккумулятора.

Толстые сепараторы — это один из способов уменьшить саморазряд, но они занимают место и уменьшают емкость, тогда как тонкие сепараторы имеют тенденцию повышать скорость саморазряда. Некоторые батареи могли преодолеть этот компромисс, используя тонкие сепараторы с более точным производством и используя сепаратор из сульфированного полиолефина, что является дальнейшим улучшением по сравнению с гидрофильным полиолефином на основе этиленвинилового спирта .

Ячейки с низким уровнем саморазряда имеют меньшую емкость, чем стандартные NiMH элементы, из-за большего объема сепаратора. Аккумуляторы AA с самой высокой емкостью и низким уровнем саморазряда имеют емкость 2500 мАч по сравнению с 2700 мАч для NiMH элементов AA высокой емкости.

Приложения

Мощный Ni – MH аккумулятор Toyota NHW20 Prius , Япония.

Никель-металлгидридный аккумулятор 24 В производства VARTA , Museum Autovision , Альтлуссхайм , Германия

Бытовая электроника

Никель-металл-гидридные батареи заменили никель-кадмиевые во многих сферах, особенно в небольших перезаряжаемых батареях. Батареи NiMH обычно доступны в виде батареек размера AA ( размер фонарика). Они имеют номинальную зарядную емкость ( C ) 1,1–2,8 Ач при 1,2 В, измеренную при скорости разряда элемента за 5 часов. Полезная разрядная емкость — это функция уменьшения скорости разряда, но до скорости примерно 1 × C (полная разрядка за 1 час) она не отличается существенно от номинальной емкости. Батареи NiMH номинально работают при 1,2 В на элемент, что несколько ниже, чем у обычных элементов на 1,5 В, но могут работать со многими устройствами, рассчитанными на это напряжение .

Электрические транспортные средства

Батарейный модуль GM Ovonic NiMH

NiMH аккумуляторы часто использовались в электрических и гибридно-электрических транспортных средствах предыдущего поколения; по состоянию на 2020 год были почти полностью заменены литиевыми батареями в полностью электрических и сменных гибридных автомобилях, но они по-прежнему используются в некоторых гибридных автомобилях (например, Toyota Highlander 2020 года). До полностью электрических подключаемых транспортных средств входили General Motors EV1 , Toyota RAV4 EV первого поколения , Honda EV Plus , Ford Ranger EV и скутеры Vectrix . Каждый гибридный автомобиль первого поколения использовал аккумуляторные батареи NIMH, в первую очередь Toyota Prius и Honda Insight , а также более поздние модели, включая Ford Escape Hybrid , Chevrolet Malibu Hybrid и Honda Civic Hybrid .

Патентные вопросы

Стэнфорд Р. Овшински изобрел и запатентовал популярное усовершенствование никель-металлгидридной батареи и в 1982 году основал компанию Ovonic Battery Company. В 1994 году General Motors приобрела патент Ovonics. К концу 1990-х годов никель-металлгидридные батареи успешно использовались во многих полностью электрических транспортных средствах, например General Motors EV1 и минивэн.

Это поколение электромобилей, хотя и было успешным, было внезапно снято с рынка.

В октябре 2000 года патент был продан Texaco , а неделю спустя Texaco была приобретена Chevron . Дочерняя компания Chevron Cobasys поставляет эти батареи только крупным OEM-заказам. General Motors , сославшись на отсутствие батареи в качестве главного препятствия. Компания Cobasys, контролирующая никель-металлгидридные аккумуляторы, создала препятствия для патентования крупных автомобильных никель-металлгидридных аккумуляторов.

NI-MH аккумуляторы с низким саморазрядом

Это достаточно новая технология. Иногда применяется аббревиатура LSD. Что в переводе с английского “low self-discharge” – низкий саморазряд.

В продаже такие батареи появились чуть больше 10 лет назад и зарекомендовали себя очень хорошо. По сравнению с обычными аккумуляторами, они имеют более низкое внутреннее сопротивление и как следствие большие токи разряда. Ёмкость у них несколько ниже, чем у обычных NI-MH батарей. Но за счёт того, что у обычной батареи саморазряд в первые сутки около 10%, показывают себя не менее эффективно.

Отличить такой аккумулятор от обычного, достаточно несложно. На упаковке и на самом элементе будет присутствовать надпись “ready to use” т.е. “готово к использованию”. Продаются такие элементы уже заряженные. Это оптимальный выбор для любительской фотосъёмки, когда не стоит задача сделать несколько тысяч кадров за один день.

Виды АКБ для шуруповертов и их особенности

В современных аккумуляторных шуруповертах и дрелях используются три типа батарей:

1. Никель-кадмиевые (NiCd, Ni-Cd).
2. Никель-металлогидридные (Ni-MH или NiMH).
3. Литий-ионные (Li-ion).

Рассмотрим особенности каждого из типов аккумуляторов подробно.

Никель-кадмиевые

Этот тип источников энергии, пожалуй, самый старый. Появились кадмиевые аккумуляторы в 70-х годах, и это был настоящий прорыв. По сравнению с кислотно-свинцовыми и щелочными батареями никелевые оказались намного компактнее при той же электрической емкости и имели умеренную цену.

Как и свинцово-кислотные, Ni-Cd элементы могут отдавать довольно большой ток в нагрузку и выдерживать до 1 000 циклов заряд/разряд. Причем такое количество циклов – всего лишь гарантия производителя. Фактически батарея продолжает служить и по достижении этой цифры.

Время зарядки Ni-Cd батареи в среднем составляет 6-8 часов, что, к сожалению, многовато, но все же меньше, чем у его кислотных и щелочных собратьев. Отличаются никелевые АКБ и своей «морозоустойчивостью» — они отлично работают при температурах до -20 градусов Цельсия. Дополнительно кадмиевая технология допускает глубокую разрядку, а срок службы батареи зависит в основном от количества циклов заряд/разряд. Храниться же такая батарейка может долго – до 7-8 лет.

Но есть у этого типа аккумуляторов и недостатки, причем существенные. Один из них – большой саморазряд, который может достигать 10% в месяц. Таким образом, если шуруповерт пролежал без дела, скажем, полгода, то перед использованием его придется зарядить.

Еще один недостаток – так называемый «эффект памяти». Если батарею постоянно подзаряжать, не разряжая в ноль, то она «запомнит», до какого уровня ее разряжали и по достижении этого порога просто откажется работать, «сказав», что разряжена. Именно поэтому аккумуляторы данного типа нужно периодически «гонять» — полностью разряжать и тут же заряжать до 100%.

Никель-металлогидридные

Этот тип аккумуляторов появился чуть позже – в начале 90-х годов прошлого века. Ni-MH элементы обладают сходными с кадмиевыми характеристиками, но эффект памяти проявляется у них намного слабее (но все же проявляется) и, главное, в таких аккумуляторах отсутствует кадмий.

Ni-MH батарея аккумуляторов для шуруповерта

Никель-металлогидридная батарея способна отдавать приличный ток, хорошо работает на морозе, а ее саморазряд составляет те же 7-10% в месяц. Что касается стоимости, аккумуляторы этого типа несколько дороже кадмиевых, количество же циклов заряд/разряд, от которого зависит срок службы, составляет всего 300-500 раз, что является существенным минусом. Срок хранения таких элементов – 6-7 лет. Соотношение габариты/емкость, как и время заряда — до 8 часов, сходны с кадмиевыми. Металлогидридные элементы, как и кадмиевые, хорошо переносят глубокий разряд.

Литий-ионные

Li-Ion технология на сегодняшний день является передовой. Литиевые элементы намного компактнее и легче предыдущих при той же электрической емкости и, что очень удобно, могут заряжаться повышенным током. При этом время полной зарядки литий-ионных АКБ может быть сокращено до 1-2 часов.

Li-Ion батарея аккумуляторов для шуруповерта

Большим преимуществом батареек этого типа является и практически полное отсутствие эффекта памяти – инструмент можно подзаряжать когда угодно и до любого уровня. Саморазряд Li-Ion батарейки относительно невелик и составляет примерно 2-3% емкости в месяц.

Что касается недостатков, то до относительно недавнего времени это были высокие степени пожаро- и взрывоопасности. При неправильной эксплуатации батарея могла загореться, а то и взорваться. Причем горящий элемент практически невозможно потушить водой – это только усиливает горение.

Еще один серьезный недостаток элементов этого типа – они не терпят глубокого разряда и перезаряда. В первом случае АКБ тут же выходит из строя, во втором — может загореться. Но эту проблему тоже легко решили все тем же контроллером, который отключает элемент питания от нагрузки при критическом разряде и от зарядного устройства, если АКБ зарядилась.

Обычный ресурс Li-Ion батареек составляет 600 циклов заряд/разряд, но он также сильно зависит и от «возраста». Храниться литий-ионная АКБ может не более 2-3 лет независимо от того, работает она или просто лежит в столе.

Выбирая инструмент с такими элементами питания, следует учитывать, что они будут плохо вести себя на морозе (сильное снижение емкости, которая, впрочем, восстановится в тепле). В дополнение они не смогут отдать большой ток при любой температуре, а значит, не обеспечат большой крутящий момент, необходимый для работы с плотными материалами. И стоимость Li-Ion элементов намного выше, чем у никелевых собратьев.

Зарядка аккумулятора никель металлгидридного

Процесс зарядки никель металлогидридных аккумуляторов связан с определенными химическими реакциями. Для их нормального протекания требуется часть энергии, которая подается зарядником, от сети.

КПД зарядного процесса представляет собой часть получаемой источником питания энергии, которая запасается. Величина этого показателя может разниться. Но при этом получить 100-процентное КПД невозможно.

Перед тем как заряжать металлогидридные аккумуляторы, изучают основные виды, которые зависят от величины тока.

Капельный тип зарядки

Применять этот вид зарядки для аккумуляторов необходимо осторожно, поскольку он приводит к уменьшению периода эксплуатации. Так как отключение зарядника этого типа осуществляется вручную, процесс нуждается в постоянном контроле, регулировании

В этом случае устанавливается минимальный показатель тока (0,1 от общей емкости).

Поскольку при такой зарядке ni mh аккумуляторов максимальное напряжение не устанавливается, ориентируются только на временной показатель. Для оценки временного промежутка используют параметры емкости, которые имеет разряженный источник питания.

КПД заряженного таким способом источника питания составляет около 65–70 процентов. Поэтому компании-изготовители не советуют пользоваться такими зарядниками, поскольку они влияют на эксплуатационные параметры аккумуляторной батареи.

Быстрая подзарядка

Определяя, каким током можно заряжать ni mh батарейки в быстром режиме, учитываются рекомендации производителей. Величина тока – от 0,75 до 1 от общей емкости. Превышать установленный интервал не рекомендуется, так как аварийные клапана включаются.

КПД быстрой зарядки ni mh источников питания достигает 90 процентов. Но этот параметр уменьшается, как только время зарядки заканчивается. Если своевременно не отключить зарядник, то внутри батарейки начнет увеличиваться давление, возрастет температурный показатель.

Дабы зарядить ni mh акб, выполняют такие действия:

Предварительная зарядка

Этот режим вводят в том случае, если батарейка полностью разряжена. На этом этапе ток составляет от 0,1 до 0,3 от емкости. Пользоваться большими токами запрещено. Временной промежуток – около получаса. Как только параметр напряжения достигает 0,8 вольт, то процесс прекращается.

Переход на ускоренный режим

Процесс наращивания тока осуществляется в течение 3–5 минут. В течение всего временного промежутка контролируется температура. Если этот параметр достигает критического значения, то зарядник отключается.

При быстрой зарядке никель металлогидридные батареек ток устанавливается на уровне 1 от общей емкости

При этом очень важно быстро отключить заряжающее устройство, дабы не нанести вред аккумулятору

Для контроля напряжения используют мультиметр или вольтметр. Это способствует исключению ложных срабатываний, которые пагубно влияют на работоспособность устройства.

Часть зарядных устройств для ni mh аккумуляторов работают не при постоянном, а при импульсном токе. Подача тока осуществляется с установленной периодичностью. Подача импульсного тока способствует равномерному распределению электролитического состава, активных веществ.

Дополнительная и поддерживающая зарядка

Для восполнения полного заряда ni mh аккумулятора на последнем этапе показатель тока снижается до 0,3 от емкости. Продолжительность – около 25–30 минут. Увеличивать этот временной промежуток запрещено, поскольку это способствует минимизации периода эксплуатации АКБ.

Ускоренная зарядка

Некоторые модели зарядных устройств для никель кадмиевых аккумуляторов оснащены режимом ускоренной зарядки. Для этого ток зарядки ограничивают, устанавливая параметры на уровне 9–10 от емкости. Снижать ток заряда нужно, как только батарея будет заряжена до 70 процентов.

Если аккумуляторная батарея заряжается в ускоренном режиме более получаса, то структура токопроводящих выводов постепенно разрушается. Специалисты рекомендуют пользоваться такой зарядкой, если вы обладаете определенным опытом.

Рекомендации по разрядке и зарядке АКБ

Как правильно заряжать источники питания, а также исключить вероятность перезарядки? Для этого следует соблюдать такие правила:

1. Контроль температурного режима ni mh аккумуляторов. Прекращать зарядку nimh аккумуляторов необходимо, как только уровень температуры стремительно повышается.
2. Для nimh источников питания установлены временные ограничения, которые позволяют контролировать процесс.
3. Разряжать ni mh аккумуляторные батареи и заряжать их необходимо при напряжении, которое равно 0,98. Если этот параметр существенно снижается, то выполняется отключение зарядников.

Методы заряда

Кривая заряда NiMH-аккумулятора

Зарядка производится электрическим током при напряжении на элементе до 1,4—1,6 В. Напряжение на полностью заряженном элементе без нагрузки составляет 1,4 В. Напряжение при нагрузке меняется от 0,9 до 1,4 В. Напряжение без нагрузки на полностью разряженном аккумуляторе составляет 1,0—1,1 В (дальнейшая разрядка может испортить элемент). Для зарядки аккумулятора используется постоянный или импульсный ток с кратковременными отрицательными импульсами (для предотвращения эффекта «памяти», метод заряда аккумуляторов переменным асимметричным током).[источник не указан 669 дней]

Контроль окончания заряда по изменению напряжения

Одним из методов определения окончания заряда является метод -ΔV. На изображении показан график напряжения на элементе при заряде. Зарядное устройство заряжает аккумулятор постоянным током. После того, как аккумулятор полностью заряжен, напряжение на нём начинает падать. Эффект наблюдается только при достаточно больших токах зарядки (0,5C — 1C). Зарядное устройство должно определить это падение и выключить зарядку.

Существует ещё так называемый «inflexion» — метод определения окончания быстрой зарядки. Суть метода заключается в том, что анализируется не максимум напряжения на аккумуляторе, а изменение производной напряжения по времени. То есть быстрая зарядка прекратится в тот момент, когда скорость роста напряжения будет минимальной. Это позволяет завершить фазу быстрой зарядки раньше, когда температура аккумулятора ещё не успела значительно подняться. Однако метод требует измерения напряжения с большей точностью и некоторых математических вычислений (вычисления производной и цифровой фильтрации полученного значения).

Контроль окончания заряда по изменению температуры

При зарядке элемента постоянным током бóльшая часть электрической энергии преобразуется в химическую энергию. Когда аккумулятор полностью заряжен, то подводимая электрическая энергия будет преобразовываться в тепло. При достаточно большом зарядном токе можно определить окончание заряда по резкому увеличению температуры элемента, установив датчик температуры аккумулятора. Максимальная допустимая температура аккумулятора — +60 °C.

Расчёт времени заряда

Для расчёта времени заряда аккумулятора используется следующая формула: t = 1.3*(ёмкость аккумулятора / ток заряда)

Преимущества и недостатки аккумуляторов

Основными недостатками никель гидридных аккумуляторов являются:

• срок службы, после 300 циклов, емкость снижается:
• способность к возгоранию;
• во время зарядки выделяется тепло. Возникает необходимость в использовании реле или предохранителях;
• из-за реакции водорода с оксидно-никелевым электродом повышается саморазряд.

Преимущества никель металл гидридных аккумуляторов:

• экологичность, в состав входит меньше вредных веществ, чем в других батареях;
• увеличенная емкость;
• отсутствие «эффекта памяти», нет необходимости полностью разряжать и заряжать, как старые образцы.

После появления на рынке никель металл гидридных аккумуляторов, многие страны вытеснили производство и использование кадмиевых батарей. Хотя по своим возможностям к совершенствованию металлогидридные аккумуляторы вычерпали себя, все, что можно было изменили, лимит улучшений закончен. Перспектива в литиевых аккумуляторах. Перед покупкой аккумулятора рекомендовано определиться с емкостью. Чем выше емкость, тем выше саморазряд.

Практически выгодно использовать никель магниевые аккумуляторы высокой емкости (до 3000 м А/ч) в тех устройствах, где идет большое потребление энергии за короткое время без предварительного хранения. С низкой емкостью (до 1000 мА/ч) рекомендовано использовать аккумуляторы, когда в заряде после зарядки сразу нет необходимости, а через время; для периодического использования; в устройстве с умеренным потреблением для длительного пользования.