Электрификация

Справочник домашнего мастера

Ni mh как заряжать

Не секрет, что в любой момент можно оказаться в таких условиях, когда возникнет необходимость подзарядки «севших» батареек. К примеру, широко используемые в быту и на производстве Ni-MH аккумуляторы — как заряжать их правильно? Безусловно, можно воспользоваться простейшим зарядным устройством, входящим в комплектацию к предмету любой бытовой техники. Однако сила у них весьма невысока, поэтому такой заряд будет «держаться» очень недолго. Использование более сложных по типу подзарядников помогает добиться того, чтобы АКБ не только работала «на полную мощность», но и использовала при этом все свои возможные ресурсы. К тому же, батареи бывают разные. Их названия и принцип работы напрямую зависят от того, из какого состава они сделаны.

Содержание

Распространенные виды никелевых АКБ, их сходства и различия

Существует много видов аккмуляторов, в состав которых входят различные химические соединения. В бытовом потреблении оптимально использовать никель-металлогидридные, кадмиевые и никель-цинковые элементы. Безусловно, любой батарее нужен определенный уход, поэтому всегда важно соблюдать правила эксплуатации и зарядки.

Ni-MH

Никель-металлогидридные аккумуляторы — это вторичные химические источники тока с гораздо большей емкостью, чем их предшественники — кадмиевые, однако срок службы их меньше. Одна из популярных сфер применения никелевых элементов — моделестроение (кроме авиации, по причине того, что батарея довольно тяжела по весу).

Первые разработки этих элементов начались в 70-х годах ХХ века с целью усовершенствовать Сd аккумуляторы. Спустя 10 лет, в конце 80-х, удалось добиться того, что химические соединения, используемые при создании Ni-MH аккумуляторов, стали более стабильными. К тому же, они гораздо меньше подвержены «эффекту памяти», чем Ni-Cd: не сразу «запоминают» ток заряда, оставшийся внутри в случае, если элемент до использования не был разряжен полностью. Поэтому полный разряд им требуется не так часто.

Ni-Cd

Несмотря на то, что Ni-MH имеют ряд очевидных преимуществ перед Ni-Cd, стоит отметить, что последние не теряют своей популярности. Главным образом потому, что не так сильно нагреваются при зарядке засчет большего сохранения энергии внутри элемента. Как известно, есть различные типы химических процессов, протекающих между веществами.

Если заряжать Ni-MH, реакции будут экзотермическими, а если кадмиевые аккумуляторы — эндотермическими, что и обеспечивает более высокий коэффициент полезного действия. Таким образом, Cd можно зарядить более высоким током, не опасаясь перегрева.

Ni-Zn

В последнее время большое внимание обсуждению в Интернете уделяется батарейкам, в состав которых входит цинк. Они не настолько известны потребителям, как предыдущие, но идеально подходят для использования в качестве элементов питания к цифровым фотоаппаратам.

Главная их особенность — это высокое напряжение и сопротивление, благодаря чему даже к концу цикла «заряд-разряд» не наблюдается резкого падения напряжения, как у заряда Ni. Если в фотоаппарате находятся металлогидридные аккумуляторы, он будет выключаться даже в том случае, если батарея не разряжена до конца, а у Ni-Zn такого нет даже в конце разряда.

В связи со спецификой этих батареек, для них может потребоваться индивидуальное зарядное устройство, либо их можно заряжать на любом универсальном «умном» подзаряднике, например, ImaxB6. Ni-Zn аккумуляторы также прекрасно подходят для применения в электрических детских игрушках и тонометрах.

Быстрая зарядка никель-металлогидридных аккумуляторов и других источников питания

Лучше проводить зарядку АКБ с помощью более сложных моделей соответствующих устройств. Их алгоритмы токов имеют более сложную последовательность. Конечно, сделать это немного сложнее, чем просто вставить батарею в базовый подзарядник, входящий в комплектацию. Но и качество зарядки при использовании «умного» устройства будет на порядок выше. Итак, как заряжать Ni-MH аккумуляторы?

Вначале включается ток и осуществляется проверка напряжения на выводах батареи (параметры тока — 0,1 емкости аккумулятора, или С). Если напряжение превышает 1,8 В, это означает либо отсутствие аккумулятора, либо его повреждение. В данном случае, процесс начинать нельзя. Нужно либо сменить поврежденный элемент на целый, либо вставить в устройство новый.

После проверки напряжения оценивается начальный разряд АКБ. Если U у нее меньше 0,8 В, то нельзя сразу переходить к быстрой зарядке, а если U=0,8 В или больше, то можно. Это так называемая «фаза предзарядки», используемая для подготовки элементов, которые очень сильно разряжены. Значение тока здесь 0,1-0,3 С, а длительность по времени — полчаса, не меньше. Сразу следует отметить, что на всех этапах важно постоянно контролировать температуру. Особенно, если речь идет о том, каким током и как правильно заряжать Ni-MH АКБ. Такие аккумуляторы нагреваются гораздо быстрее, особенно, ближе к концу процесса. Их температура не должна превышать 50°С.

Быстрая зарядка проводится только в том случае, если предыдущие проверки были выполнены правильно. Как зарядить батарею правильно? Итак, изначальное напряжение — 0,8 В или чуть больше. Начинается подача тока. Она осуществляется плавно и осторожно в течение 2-4 минут — до достижения нужного уровня. Оптимальный уровень тока для Ni-MH и Ni-Cd аккумуляторов — 0,5-1,0 С, но иногда рекомендуется не превышать больше 0,75.

Важно определить вовремя момент окончания быстрой фазы во избежание выведения батареи из строя. Самым надежным, в данном случае, является dv-метод, который применяется по-разному при заряде никель-кадмиевых и Ni-MH аккумуляторов. У Ni-Cd напряжение становится все больше и падает к концу зарядки, поэтому сигналом для ее окончания служит момент, когда U снижается до уровня 30 мВ.

Поскольку у Ni-MH падение U заряжаемых элементов гораздо менее выражено, в данном случае, применяется метод dv=0. Засекается период времени в 10 минут, в течение которого U батареи остается стабильным — то есть, с установленным нулевым порогом колебаний напряжения.

В заключении следует небольшая фаза дозарядки. Ток — в пределах 0,1-0,3 С, длительность — до получаса. Это необходимо для того, чтобы батарея зарядилась полностью, а также для выравнивая потенциала заряда в ней.

Важный момент (к нему относится и зарядка Ni-Cd аккумуляторов): если она проводится сразу после быстрой, следует обязательно остудить аккумулятор в течение нескольких минут: нагретый элемент неспособен принимать заряд должным образом.

Кроме быстрой, существует еще и капельная зарядка, которая производится токами малой величины. Некоторые считают, что она «продлевает жизнь» элементам питания, но это не так. По сути, капельная зарядка ничем не отличается от эффекта стандартного зарядного устройства без «серьезной» регулировки показателей тока. Любой элемент питания, если он не используется, рано или поздно теряет накопившуюся энергию, и ему все равно понадобится полноценный процесс зарядки, невзирая на его длительность и «трудоемкость». Такой процесс зарядки для многих привлекателен еще и тем, что показатели тока здесь можно не фиксировать ввиду их малости. Однако «продлить жизнь» элементам питания может только серьезный подход к использованию «умных» зарядных устройств. А также правильное их хранение, с учетом особенностей того или иного вида АКБ.

Температурный фактор и условия хранения

Современные зарядные устройства бывают снабжены специальной системой «оценивания» условий окружающей среды, в том числе и температурных факторов. Такой «зарядник» может сам определить, проводить зарядку в тех или иных условиях, или нет. Уже упоминалось о том, что уровень КПД внутри батареи бывает самым высоким именно в начале процесса, когда аккумуляторы гидридного плана нагреваются не так сильно. В конце процесса зарядки либо ближе к нему КПД резко падает, и вся энергия, превращаясь в тепло вследствие экзотермических химических реакций, выделяется наружу. Важно вовремя прекратить заряжать Ni-MH батарею. И, если есть возможность, обзавестись самым новым зарядным устройством, которое будет точно контролировать этот процесс.

В настоящее время все зарядные устройства, в том числе и Сd аккумуляторы, могут заряжаться током до 1С с установлением норм воздушного охлаждения. Оптимальная температура помещения, в котором проводится зарядка — 20°С. Не рекомендуется начинать процесс при температуре меньше +5 и больше 50°С.

Уникальность Ni-Cd состоит в том, что это единственный вид элементов, которые не пострадают в случае, если их хранить полностью разряженными, в отличие от Ni-MH. Для лучшей отдачи тока заряд никель-кадмиевых аккумуляторов рекомендуется проводить непосредственно перед использованием. Также после длительного хранения им требуется «раскачка»: следует полностью зарядить и разрядить Ni-Cd АКБ за сутки для оптимальной работы.

Никель-металлогидридные элементы, в отличие от своих предшественников, могут легко выйти из строя при глубоком разряде. Поэтому хранить их нужно только заряженными. При этом раз в два месяца следует регулярно проверять напряжение. Минимальный его уровень должен всегда оставаться 1 В, а если оно падает, необходима подзарядка.

Новый Ni-MH аккумулятор нужно перед применением полностью зарядить и разрядить три раза, затем сразу поставить на «базу» в течение 8-12 часов. Позже не будет необходимости долго держать его на зарядке — снимать сразу после указания специального индикатора на зарядном устройстве.

Хотя на смену всем этим элементам питания уже давно пришли более емкие, на основе лития, они активно используются и сейчас. Это и привычнее, и намного дешевле. К тому же, литиевые батареи при низких температурах работают намного хуже.

Рекомендации по зарядке/разрядке Ni-MH аккумуляторов

Для нормальной работы любого аккумулятора нужно всегда помнить «Правило «Трёх П»:

  1. Не перегревать!
  2. Не перезаряжать!
  3. Не переразряжать!

Для вычисления времени зарядки никель-металл-гидридного аккумулятора или батареи из нескольких элементов можно использовать следующую формулу:

Время зарядки (ч) = Емкость аккумулятора (мАч) / Сила тока зарядного устройства (мА)

Пример:
Мы имеем аккумулятор с ёмкостью 2000mAh. Ток заряда в нашем зарядном устройстве — 500mA. Делим ёмкость аккумулятора на ток заряда и получаем 2000/500=4. Это означает, что при токе в 500 миллиампер наш аккумулятор с ёмкостью 2000 миллиамперчасов будет заряжаться до полной ёмкости 4 часа!

А теперь более подробно про правила, которые нужно стараться соблюдать, для нормальной работы никель-металл-гидридного (Ni-MH) аккумулятора:

  1. Храните Ni-MH аккумуляторы с небольшим количеством заряда (30 — 50% от его номинальной ёмкости).
  2. Никель-металлогидридные аккумуляторы более чувствительны к нагреву, чем никель-кадмиевые (Ni-Cd), поэтому не перегружайте их. Перегрузка может отрицательно сказаться на токоотдаче аккумулятора (способности аккумулятора держать и выдавать накопленный заряд). Если у вас есть интелектуальное зарядное устройство с технологией «Delta Peak» (прерывание заряда аккумулятора по достижению пика напряжения), то вы можете заряжать аккумуляторы практически без риска перезарядки и разрушения оных.
  3. Ni-MH (никель-металл-гидридные) аккумуляторы после покупки можно (но не обязательно!) подвергать «тренировке». 4-6 циклов заряда/разряда для аккумуляторов в качественном зарядном устройстве позволяет достичь придела ёмкости, которая была растеряна в процессе перевозки и хранения аккумуляторов в сомнительных условиях после выхода с конвейера завода-производителя. Количество подобных циклов может быть совершенно разным для аккумуляторов от разных производителей. Качественные аккумуляторы достигают предела ёмкости уже после 1-2 циклов, а аккумуляторы сомнительного качества с искусственно завышенной ёмкостью не могут достигнуть своего предела и после 50-100 циклов заряда/разряда.
  4. После разряда или заряда старайтесь дать остыть аккумулятору до комнатной температуры (~20o C). Заряд аккумуляторов при температурах ниже 5oC или выше 50oC может значительно отразиться на сроке службы батареи.
  5. Если хотите разрядить Ni-MH аккумулятор, то не разряжайте его менее, чем до 0.9В для каждого элемента. Когда напряжение никелевых аккумуляторов падает ниже 0.9В на элемент, большинство зарядных устройств, обладающих «минимальным интеллектом», не могут активировать режим заряда. Если Ваше зарядное устройство не может опознать глубоко разряженный элемент (разряженный менее 0.9В), то стоит прибегнуть к помощи более «тупого» зарядника или подключить аккумулятор на короткое время к источнику питания с током 100-150мА до достижения напряжения на аккумуляторе 0.9В.
  6. Если вы постоянно используете одну и ту же сборку из аккумуляторов в электронном устройстве в режиме дозаряда, то иногда стоит разряжать каждый аккумулятор из сборки до напряжения 0,9В и производить его полный заряд во внешнем зарядном устройстве. Подобную процедуру полного циклирования стоит производить один раз на 5-10 циклов дозаряда аккумуляторов.

Таблица заряда типовых Ni-MH аккумуляторов

DJMarti ›
Блог ›
Акумуляторы. Виды. Как правильно заряжать .

Акумы. Виды. Как заряжать.Инструкции на русском.и.т.п.

Акумы. Виды. Как заряжать.и.т.п.

Какие лучше и в чём же разница? На чём остановить свой выбор?
Раньше или позже большинство пользователей ставят перед собой эти вопросы…
В данном обзоре затронуты только типы аккумуляторов, которые на данный момент используются в АEG-ах. На вопрос — «что лучше?», однозначного ответа НЕТ! У всех типов есть свои преимущества и недостатки, поэтому взвесив все ЗА и ПРОТИВ, конечный выбор всё равно за Вами.

Виды аккумуляторов
Разные виды аккумуляторов основаны на использовании разных технологий и от типа «химии» применяемой в каждом виде и зависят их разные свойства и характеристики…
Итак по порядку вхождения в обиход, маркировка типа аккумулятора:

1. Pb — свинцовые
2. Ni-Cd — никель кадмиевые
3. NiMH — никель металл гидридные
4. LI-Io — литий ионные
5. Li-Po — литий полимерные
6. Li-Fe — литий фосфатные, а точнее Li-Fe-Po4 — литий-Ферум-Фосфатные

Свинцовые аккумуляторы имеют пластиковые корпуса в форме параллелепипеда и применительно к нашим условиям имеют 2 существенных недостатка — большой вес и большие габариты, вследствии чего для запитки AEG-ов не используются и в дальнейшем рассматриваться не будут…

Ni-Cd, NiMH, LI-Io, Li-Fe имеют форму цилиндра — штампованный металлический «стакан».
Li-Po — прямоугольные пластины в плёночной оболочке.

Также аккумуляторы можно разделить на так называеме «силовые» (от которых требуется большая токоотдача, и которые допускают заряд большими токами) и «бытовые» (для которых более важные параметры ёмкость и срок службы а не отдаваемый ток (использование в часах, фотоаппаратах, плеерах и т.д.)). Далее о «силовых» аккумуляторах.ТТХ плюсы и минусы.

ТТХ аккумуляторов.
* Под понятием ресурс, в дальнейшем подразумевается усреднённый срок эксплуатации, или же количество рабочих циклов аккумулятора без значительной потери его рабочих характеристик. Однако даже при правильной эксплуатации, возможен преждевременный выход из строя отдельных элементов (у «именитых» производителей реже, у «типа такие же, но значительно дешевле» — значительно чаще…)

Ni-Cd — никель кадмиевые
Плюсы:
— номинальное напряжение 1,2V
— не боятся глубокого разряда
— ресурс до 500 циклов для «силовых»(заряжаемых и разряжаемых большими токами)
Минусы:
— относительно небольшая ёмкость
— значительное падение напряжения от начала к концу цикла разряда
— значительное ухудшение характеристик при минусовых температурах
— необходимость доразряда перед зарядом, ввиду проявления «эффекта памяти» — т.е. необратимое ухудшение характеристик при дозаряде не совсем разряженных аккумуляторов
— после длительного хранения необходима «раскачка» (для полноценной отдачи аккума, после длительного хранения, за сутки до необходимого использования необходимо сделать цикл заряд/разряд)
— для получения наилучших результатов по токоотдаче, желательно заряжать непосредственно перед использованием

NiMH — никель металл гидридные
Плюсы:
— номинальное напряжение 1,2V
— ресурс до 300 циклов для «силовых»(заряжаемых и разряжаемых большими токами)
Преимущества по отношению к Ni-Cd:
— выше ёмкость, при тех же габаритах
— выше средний вольтаж
— большие отдаваемые токи
— менее выражено падения напряжения от начала к концу цикла разряда
— гораздо менее подвержены «эффекту памяти» — т.е. доразряд перед зарядкой желателен после каждых 5-6 циклов
Минусы:
— срок службы около 1,5 лет (даже если эксплуатируется очень редко)
— выход из «строя» при глубоком разряде
— сильный саморазряд
— необходимость периодической подзарядки при длительном хранении (см. 2 предыдущих пункта)
— ухудшение характеристик при минусовых температурах
— для получения наилучших результатов по токоотдаче, желательно заряжать непосредственно перед использованием

LI-Io — литий ионные
— номинальное напряжение 3,6V
— ресурс до 50 циклов, потом заметное ухудшение емкостных характеристик
Преимущества по отношению к Ni-Cd/NiMH:
— очень малый саморазряд
— менее выражено падения напряжения от начала к концу цикла разряда
Минусы:
— малый ресурс
— относительно малые отдаваемые токи
— подвержены «эффекту памяти»
— пожароопасность при перезаряде
— пожароопасность при переразряде
— выход из «строя» при глубоком разряде
— значительное ухудшение характеристик при минусовых температурах.
*Данных, по практическому применению в качестве силовых, нет. Ввиду большого к-ва недостатков и появлении вслед за ними Li-Po (литий полимерных) аккумуляторов, превосходящих их по всем параметрам, должного развития как «силовые» не получили. Сейчас практически не применяются и в дальнейшем рассматриваться не будут.

Li-Po — литий полимерные
Плюсы:
— номинальное напряжение 3,7V
— ресурс — 300 циклов ? (на данный момент уже эксплуатируются до 2-х лет, при интенсивном использовании…)
Преимущества по отношению к Ni-Cd/NiMH:
— значительно выше ёмкость
— большие отдаваемые токи
— очень малый саморазряд
— гораздо меньший вес и размеры
— не имеют «эффекта памяти» — т.е. можно дозаряжать в любой стадии заряженности
— незначительный нагрев при зарядах и разрядах большими токами
Минусы:
— выход из «строя» при глубоком разряде
— «боится» механических повреждений
— плохо работают при минусовых температурах (уже при «-5» отдают не более 70% ёмкости) и сильно падает напряжение
— при неправильном использовании могут быть пожароопасны.
* — В первую очередь касается «дешёвых производителей» пытающихся пробиться на рынок за счёт низкой цены. Последние поколения полимеров используемые «дорогими» производителями НЕ ГОРЯТ!

Li-Fe — литий-фосфатные (точнее Li-Fe-Po4)
— номинальное напряжение 3,3V
— ресурс — не менее 500 циклов (или не менее 3-х лет)
Преимущества по отношению к Ni-Cd/NiMH:
— большие отдаваемые токи
— очень малый саморазряд
— меньший вес
— не имеют «эффекта памяти» — т.е. можно дозаряжать в любой стадии заряженности
— незначительный нагрев при зарядах и разрядах большими токами
Преимущества по отношению к Li-Po:
— не боятся умеренных перезарядов и переразрядов
— абсолютно пожаробезопасны
— нормально работают при температурах до минус 20˚С
Недостатки:
— относительно низкая ёмкость
— большой «провал» по напряжению под нагрузкой

Недавно появились Li-Fe-Po в плёночной упаковке прямоугольной формы, внешне похожие на Li-Po

Ni-Cd и NiMH (чтобы не вводить народ в заблуждения) — номинальное напряжение при полном заряде — 1.25 В. Силовые (оба типа) могут разряжаться большими токами, но настоятельно не рекомендуется ЗАРЯЖАТЬ большими токами (иначе падает емкость и уменьшается количество циклов зарядаразряда). Максимальные токи заряда — до 0.3 С (0.3 от ёмкости от аккумулятора, в отличии от всяких Li у которых до 1-5С ). Напряжения разряженных аккумуляторов, на одном элементе, у NiMH — 1 В, у NiCD — 0.9 В. Опускание ниже данного порога грозит преждевременным выходом из строя данного элемента или всей батареи в целом.

Заряд аккумуляторов.
Что бы получить от аккумуляторов полноценную отдачу, необходимо их правильно зарядить. Базовые зарядные устройства (входящие в комплекты, где «всё включено», представляют из себя в сущности просто блок питания, с небольшими зарядными токами) заряжают весьма посредственно, соответственно и аккумы ведут себя так же.

Более дорогие зарядники уже имеют более сложные алгоритмы зарядных токов, соответственно и заряжают более качественно. Ибо у каждой «внутренней химии» свои признаки заряженности, качество контроля которых и зависит от уровня точности зарядника. Но зарядные устройства — это уже отдельная тема.

Итак, в зависимости от типа аккумулятора, и заряжать их надо соответствующим образом.

Режим «авто» применять весьма неправильно, т.к. при таком алгоритме заряда используются некоторые усреднённые параметры батарей, а гораздо правильнее на зарядном устройстве установить конкретный тип аккумулятора и необходимые для него параметры. Только иногда, владелец «умной» зарядки, становится в тупик — какие же выбрать параметры заряда, для заряда конкретного аккумулятора…
В этом посте будут освещены зарядные режимы, рекомендуемые для каждого вида аккумуляторов. Условия и особенности хранения и обслуживания будут рассмотрены в следующем посте…

Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторы.
При заряде, напряжение на них растёт до определённой величины, потом некоторое время стабилизируется и при наступлении полной заряженности начинает снижаться. Процесс отслеживания окончания заряда называется Delta Peak (дельта пик, или дельта V). И чем оно (падение напряжения) точнее будет отслежено, тем раньше будет остановлен процесс заряда. Соответственно качественне будет заряжен аккумулятор и недопущен перезаряд.

Рекомендуемые режимы

Для обоих выше указанных типов следует помнить:

Не допускайте во время заряда, перегрева аккумуляторов свыше 50˚С.
Если Вы хотите максимально использовать возможности вашего аккумулятора, выставляйте на зарядном верхнее значение Delta Peak. Если же закачка последних 50mAh не так существенна и хотите поберечь свой аккумулятор — выставляйте минимальное значение Delta Peak.
* Если Вы полноценно хотите использовать мощность аккумулятора, то их следует заряжать большим током (ускоренный заряд), если же для Вас важнее полноценно использовать ёмкость — то следует заряжаться малым током (так называемый, нормальный заряд), при котором ток = 1/10С, а время заряда составляет 14 часов для Ni-Cd и 16 часов для Ni-MH.
** Ступенчатый заряд (позволяет ускоренно зарядить аккумуляторы) — заряд линейным током 1С 10% ёмкости, затем 1,5С — до 80% ёмкости и окончательная докачка 0,5С.

LI-Io, Li-Po, Li-Fe
Для контроля заряда данных типов аккумуляторов используется специальный процесс называемый CV-CC, в котором контроль заряда осуществляется по достижении определённого для каждого типа аккумуляторов напряжения. Полным током «забивается» до 80% ёмкости (или при приближении вольтажа на батарее к конечному), а потом зарядное устройство начинает постепенно уменьшать ток, заканчивая процесс заряда током примерно 30-50 mAh. Влиять на процесс, пытаясь увеличить ток (если зарядное уже начало его понижать) невозможно, всё происходит автоматически. Можно только его уменьшать…

Рекомендуемые режимы
Для всех трёх типов аккумуляторов:
рекомендуемый зарядный ток 1С*

*для Li-Po допускается до 2С (3С для нового поколения), для Li-Fe допустимо до 5С (правда ещё нет данных, о реальном сроке службы после таких форсированных зарядов).

Важно!
Цитата:Для предотвращения преждевременного выхода из строя, при заряде батарей данных типов, собранных из последовательно соединённых элементов, настоятельно рекомендуется пользоваться специальным дополнительным устройствам — балансиром (если такового не имеет само зарядное устройство), которое в поцессе заряда выравнивает напряжение на каждом элементе батареи.

Кто хочет следить за своими аккумами и заряжать их (а главное и правильно разряжать их) на «умной» зарядке типа Imax B6. У неё, если не выставить минимальное напряжения разряда аккумулятора, может проскочить момент нижнего порога разряда и аккум резко будет терять в своих свойствах ( до 300 заявленных циклов (ага, на 3 года аккума хватит) Вы никак не дотянете, максимум до 50 ).

Рекомендуемый ток заряда для всех никелей — 0.1С
Самый большой недостаток никелей — большой ток саморазряда. Их, в отличии от литиевых, нельзя зарядить за неделю до игры. Но, при должном уходе, они Вас будут радовать не один сезон игр 🙂 и литиевые аккумуляторы не есть панацеей. :). При глубоком разряде — есть возможность восстановить их до, хотя бы, ёмкости в 0.5 от номинала.

LiIo — количество циклов до 50 при условии заряда током в 1С . При заряде уже в 0.5С — гарантировано 80 циклов. При заряде в 0.1 С — до 500 циклов.

LiFePo4 — «провал» напруги очень мал, изначально разрабатывались именно под большие токи (почему и называются — А123 — токоотдача на стендовом аккумуляторе 123 Ампера (при таком токе и чуть большей напруге и троллейбус можно сдвинуть с места, с пассажирами ). На данный момент являются самыми перспективными и во всех смыслах безопасными. Как и ВСЕ литии очень бояться глубокого разряда и восстановлению после этого, как правило, не подлежат.

Свинцовые аккумуляторные батарей не используются в страйке из-за малой токоотдачи. (не более 10С). Т.е. для мотора «магнум» на 130 пружине нужен аккум не менее 7 Ампер часов, а то и больше, а это очень большие габариты.

Хранение, обслуживание и эксплуатация.
Любые, даже самые хорошие аккумуляторы, можно испортить не только неправильным зарядом, но и просто неправильным хранением или обслуживанием. И как правило, изменения, которые происходят внутри аккумулятора, при неправильной эксплуатации, уже необратимы… Легенды, об «умерших, а потом оживлённых» на умных зарядках аккумуляторах — всего лиш легенды. Иногда можно улучшить показатели аккума, но всё равно он уже никогда не будет таким, как если бы вы его изначально обслуживали правильно.

Ni-Cd
Новые Ni-Cd аккумуляторы, имеют минимальную заряженность, т.е. продаются практически пустыми. Как правило, после первого заряда могут вообще «отдать» 10-20% от номинальной ёмкости. Особенно если лежали долго. Это нормально, для данного типа аккумуляторов… В начале эксплуатации, для выхода на нормальные рабочие режимы, данный тип аккумуляторов требует так называемой «раскачки» и выходит на свои параметры после 4-й — 5-й цикла разряда.

Процедура «раскачки» производится один раз, в начале эксплуатации.

1. Доразрядите аккумулятор, выставив порог разряда, из рассчёта 0,8V на каждый элемент батареи. Ток разряда по возможности минимальный, желательно 50 mAh.
Если в Вашем зарядном устройстве нет функции разряда, то желательно приобрести специальный разрядник.
Самый неправильный метод — разряд автомобильной лампочкой, всё же применимый для Ni-Cd батарей (лампа должна быть не мощной, и разряжаем — пока свечение спирали не перейдёт в накал).

2. Зарядите аккумулятор током 0,1С, 14 часов. Желательно с контролем по Delta Peak. Если зарядное устройство прекратит заряд, не закачав аккумулятор полностью, ни в коем случае не дозаряжайте аккумулятор.

3. Разряжаем или «отстреливаем» аккум и доразряжаем.

4. Даём аккуму час «отдохнуть» и можно опять заряжать. Но уже можно током 1С.

Каждый следующий цикл, лучше проводить на следующий день. Или, хотя бы надо придерживаться следующей схемы, как при раскачке, так и при дальнейшей эксплуатации:
Если хотите аккум использовать 2 раза в день, сделайте перерыв между зарядами 2 часа. Если 3 раза в день — то перерывы 3 часа.
Как правило, после 5-го цикла, аккумулятор должен «отдавать» свою номинальную ёмкость.

Ещё несколько советов и напоминаний:

1. НИКОГДА не заряжайте не доразряженные Ni-Cd аккумуляторы.

2. Храним Ni-Cd аккумуляторы разряженными, т.е. после использования желательно сразу доразрядить! Иначе станут «ленивыми» — не будут отдавать большой ток.

3. После длительного хранения (более 2-х недель), за сутки до желаемого использования, надо сделать цикл заряд-разряд.

4. Заряжаем (на «боевой» заряд) непосредственно перед использованием. Чем более давно заряжен аккум — тем «ленивее» он отдаёт большие токи.

5. Не используйте аккумуляторы более 3-х раз в день.

*Если аккумулятор спаян так, что нет возможности контролировать напряжение на каждом элементе отдельно, периодически надо производить уравнивающий разряд.
Т.к. в пакете банки соединены последовательно, то мы можем контролировать только суммарное напряжение на пакете (усреднённое, по сумме напряжений отдельных элементов). Т.е. какие то элементы уже могут быть разряжены ниже номинала, а на каких то ещё вольтаж выше. Поэтому Ni-Cd пакеты, периодически, раз на 6-8 циклов, рекомендуется разряжать «глубже» — до 0,3-0,4V под нагрузкой 50-100mAh (это называется уравнивающий разряд). Совсем в «0» всё же разряжать нежелательно.

Ni-MH
Ni-MH разряжаем до 0,9V на элемент, опять же под небольшой нагрузкой. Аккумы последних выпусков, с ёмкостями 4200, 4500 и 4600 — самые «капризные» в линейке металл-гидридов, и для них порог разряда 1,0V. При этом, т.к. они не могут долго лежать разряженные (из-за большого саморазряда), то разряжать их желательно непосредственно перед зарядом. Потом дать им час «отдохнуть» и заряжаем. Т.к. их нельзя «подравнивать» глубоким разрядом, то для Ni-MH применяют так называемый «уравнивающий» заряд — это когда последние 20% ёмкости заряжаем очень малым током — порядка 100mAh.

Посмотрите внимательнее на параметры зарядки — там в вашем описании есть запятая! Так вот до запятой, 230 V — 50 Hz 70 mA — это параметры потребления. А после запятой — 9V _ _ _ 500 mA — это параметры на выходе зарядки. Т.е. она заряжает током 0,5А (500 mA). Теоретически, если заряжать током 500 mA 18 часов, то уже на третьем часу может рвануть. Очень часто, «медленные» недорогие зарядки, стандартно комплектуемые во многие изделия имеют недостаточный вольтаж для перезаряда аккумов. А именно: заряд идёт, пока напряжение выдаваемое зарядкой выше чем у аккума. По мере заряда, напряжение на аккуме поднимается, разница напряжений исчезает, зарядный ток сильно падает и процесс заряда замедляется или даже прекращается, из-за чего аккумулятор часто остаётся недозаряженным. По этой же причине они и не заряжают аккум, к которому пытаются добавить дополнительную «банку», для поднятия вольтажа.

Все «умные» зарядки, имеющие вход 12V, в стационарных условиях запитываются от блоков питания, имеющих на выходе не менее 12V и могущие выдать ток не менее того, какой максимальный вы будете применять при заряде батарей. Если блок питания по амперажу слабый, то и большой ток на выходе зарядника Вы не получите. Ну и естественно, в походных условиях, запитываетесь от аккума автомобиля.

Типоразмеры применяемых элементов.
В настоящее время существует множество типоразмеров аккумуляторов каждого типа, и уж из них собираются аккумуляторные батареи с необходимыми для потребителя параметрами.
Каждый типоразмер имеет своё обозначение. Не «мизинчиковые», «пальчиковые», «средние» и «большие», а соответственно ААА, АА, С и D. Эти типоразмеры соответствуют аналогичным размерам обычных батареек, полностью повторяют их форму и предназначены для их замены в бытовой технике. Такие аккумуляторы не рассчитаны на большие токи, для них главное ёмкость и долговечность.

Следующая группа аккумуляторов, так называемые промышленные, внешне отличается отсутствием выступающего «носика» на положительном полюсе и предназначены для сборки батарей методом контактной сварки. Их также можно разделить на 2 подгруппы, причём в одном размере могут быть как обычные (применяются, опять же, в бытовой технике), так и силовые (или «горячие»), для которых большие зарядные и особенно разрядные токи, нормальное явление. Вот этим то и обьясняется, почему внешне одинаковые аккумуляторы, иногда значительно отличаются по цене…
Все типоразмеры аккумуляторов перечислять нет смысла, а будут затронуты лиш наиболее часто употребляемые для «запитки» АEG-ов.

Ni-Cd/NiMH
По спецификациям производителей, слева направо — типоразмеры А, 2/3А и Sub C. Все прочие названия — жаргон и диалекты…

Типоразмер А — Ø17мм, L-49мм.
В линейке Ni-Cd ёмкость 1100, 1400 и максимально 1700 mAh.
Вес батарей не указываю, т.к. чем выше ёмкость, тем больший вес в каждом типоразмере.
Дальнейшего развития в виде NiMH не получили, хотя и существуют…
Лучшими для потребителя, по совокупности параметров, в этом типоразмере можно назвать Ni-Cd 1700 mAh.

Типоразмер 2/3А — Ø17мм, L-29мм.
Ni-Cd — ёмкость 600, 800 mAh
NiMH — ёмкости от 1100 до 1600 mAh
В этом типоразмере, пожалуй лучшие представители NiMH 1600 mAh. Хоть они и проигрывают Ni-Cd по сроку службы, но гораздо выше ёмкость при незначительной цене…

Типоразмер Sub C — Ø23мм, L-43мм.
Наиболее обширная группа по номинальным ёмкостям:
Ni-Cd — ёмкость от 1200 до 2400 mAh.
NiMH — ёмкость от 2400 и до 4600 mAh.
По данной группе аккумуляторов хочется предостеречь пользователей — не «гонитесь» за самыми большими ёмкостями, уж очень у них небольшой срок службы (опять — предел технологий). На каком-то этапе лучшими были 3700, потом появились 4200-4600. Используются в технических видах спорта, где на уровнях Чемпионатов Мира нужны рекорды скорости (соответственно огромная токоотдача), а о сроках службы вообще не задумываются. Спортсмены аккумы 4600 называют «одноразовыми» (после нескольких циклов ёмкость падает до 3600-3700 и при этом очень большой % вообще выхода из строя отдельных элементов)…
Для основной массы потребителей это важно, поэтому потом появились, менее ёмкие аккумуляторы 4000 mAh, даже в названии которых прописано Longlife — «длинная жизнь». На данный момент они действительно лучшие по совокупности ёмкость/срок службы.

Li-Po
Тут всё проще. Представляют из себя пластины прямоугольной формы, затянутые в плёночную оболочку.
Ёмкость напрямую зависит от обьёма, т.е. чем выше ёмкость, тем больше размер. Ну а качество уже зависит от производителя…
Ёмкость одного элемента (используемых в нашем деле ) — до 3300 mAh. Все большие ёмкости собираются параллельным соединением элементов. Но об этом поговорим позже…

Ну и для сравнения, ещё аргумент в пользу лития:
Ni-Cd 7,2V 1800 mAh — 270 грамм,
Li-Po 7,4V 1800 mAh — 82 грамма

Li-Fe-Po4
Разработаны относительно недавно и по своим типоразмерам не «попадают» в устоявшиеся стандарты.
Оригинальные — А123 systems:
1100 mAh — Ø19мм, L-65мм, вес 39 гр.
2300 mAh — Ø26мм, L-65мм, вес 70 гр.

Ну и «Братья» китайцы вовсю развивают технологию Li-Fe.
Пока на наш рынок попали 4 типоразмера:
950 и 1000 mAh — в размере Sub-С,
1600 mAh — в размере 1,5 Sub-С — Ø22,5мм, L-65мм,
2300 mAh аналогичные по размерам 2300 А123 systems.

И совсем недавно немецкая модельная фирма LRP заявила Li-Fe-Po прямоугольной формы, в плёночной оболочке, как у Li-Po.

militarist.com.ua

Инструкции на «умные» зарядки на русском языке для зарядки следующих видов аккумуляторов: Lilo/LiPo/LiFe/NiCd/NiMn/Pb
Как правило зарядки как оригиналы так и подделки работают по одному принципу и функции у них схожи.
(TURNIGY ACCUCELL-6, Imax B6 и др.)

Для тех кому сложно считать банки-амперы-ток, просто сложно, я заряжаю на умной зарядке по таким параметрам:
Аккум
Зарядник
Tenergy
2400
NiCd
8 банок
NiCd Charge Man 0,5A
NiCd Discharge 1,0A 6,4V
Sanyo
1200
NiCd
8 банок
NiCd Charge Man 0,2A
NiCd Discharge 0,8A 6,4V
Premium

1400
NiMH
8 банок
NiMH Charge Man 0,3A
NiMH Discharge 1,0A 6,4V
Premium

На все NiCd и NiMH ток заряда 20% от емкости АКБ.
Разрежать до напряжения с расчета 0,8Вольт на одну банку (к примеру 8 банок, значит разряжать до 6,4Вольта)

Ni-MH-аккумуляторы: основные параметры

Современные устройства постепенно вытесняют устаревшие модели, однако Ni-MH-аккумуляторы продолжают применяться до сих пор. Это объясняется доступной ценой и наличием некоторых преимуществ. Такие источники питания часто устанавливаются в роботы-пылесосы. При правильном обслуживании они могут проработать дольше, чем литийионные (Li-ion) батареи.

Аккумуляторная батарея Ni-MH типа.

Что представляет собой Ni-MH-аккумулятор

Этот элемент питания пришел на смену кадмиевым батареям, разработанным в XX в. Конструкция и принцип работы почти не отличаются от характеристик предшественника.

Понимание строения и технических характеристик помогает узнать, как работает никелевый элемент питания.

Схема батареи включает такие детали:

  • отрицательный электрод, состоящий из металлогидрида;
  • положительный электрод, выполненный из оксида никеля;
  • электролит – калия гидроксид.

Ni-MH аккумуляторы – конструкция: батарейки и аккумуляторной батареи.

При производстве металлогидридного анода используют фольговую технологию. Пастообразный сплав и связующий компонент наносят на пористый материал. Конструкцию просушивают и прессуют. При производстве катода применяют никелевый порошок, наносимый на решетку из того же металла. При прогревании сетки вещество спекается.

В состав батареек входят также церий, празеодим. Технические характеристики аккумулятора зависят от типа впитывающего водород сплава.

Схема, иллюстрирующая работу Ni-MH аккумулятора.

Основные параметры и характеристика

Все NiMH-батареи являются перезаряжаемыми. Существуют элементы питания разных размеров. Некоторые модели сейчас применяются редко, например батарейка “Крона”. Этот источник питания выдавал напряжение 9 В.

Сейчас применяются такие аккумуляторы:

  1. Пальчиковые (АА). Емкость достигает 2900 мА/ч.
  2. Мизинчиковые (AAA). Помечаются надписью MN2400 или MX2400. Мощность источников питания достигает 1000 мА/ч.
  3. Средние (С). От пальчиковых батареек отличаются большими размерами. Емкость достигает 6000 мА/ч.
  4. Большие (D). Имеют самую большую мощность – до 11500 мА/ч.

Металлогидридные источники выдают напряжение 1,5 или 1,2 В. При последовательном соединении 10 батареек можно добиться напряжения 15 В.

Сравнение характеристик никелевых аккумуляторов.

Как хранить Ni-MH-аккумуляторы

При отправке на хранение аккумуляторы полностью заряжают. После длительного пребывания батареи в нерабочем состоянии нужно проверить ее напряжение. При снижении этого параметра до 1 В элемент разряжают. Пользоваться им можно будет только после восстановления заряда.

Если отказаться от проведения такой процедуры, изделие выйдет из строя.

Некоторые специалисты советуют хранить аккумуляторы в холодильнике. Считается, что это продлевает срок эксплуатации. Температура корпуса батареи не должна принимать отрицательные значения. Учитывают и рекомендуемое время хранения.

Достоинства и недостатки

Пользователи отмечают такие преимущества никель-металлогидридных аккумуляторов:

  1. Отсутствие эффекта памяти. Их не нужно полностью разряжать и заряжать, как источники питания старого образца. Однако кадмиевые батарейки не нагреваются при зарядке, поэтому от их применения пока не отказываются. Отсутствие эффекта памяти у никелевых элементов объясняется наличием особого вещества в отрицательном электроде.
  2. Безопасность для окружающей среды. В состав батарейки входит меньше вредных веществ, кроме того, они не содержат кадмия.
  3. Увеличенная емкость. При тех же размерах никель-металлогидридные аккумуляторы дольше держат заряд.

К отрицательным качествам относят следующие:

  1. Небольшой срок службы. Емкость начинает постепенно снижаться после 300 циклов зарядки.
  2. Способность к возгоранию. Если устройство, снабженное аккумулятором, постоянно находится подключенным к электросети, батарея может взорваться или воспламениться.
  3. Быстрый саморазряд. Применение никелевого сплава позволило снизить этот показатель до значений, свойственных кадмиевым батареям.

Зарядка никель-металлгидридного аккумулятора

Аккумуляторы такого типа заряжают стандартными или быстрыми способами.

Характеристики и рекомендации по методам заряда Ni-MH аккумуляторов.

Капельный тип

Этот способ зарядки не изменяет технические характеристики элемента питания. Процесс не прекращается даже после восстановления мощности. При этом выбирается наименьшая сила тока, это препятствует перегреву и возгоранию. Зарядное устройство для NiMH-аккумуляторов должно выдавать силу, равную 0,05С (С – емкость батареи).

Время зарядки рассчитывается на основании начальной мощности и номинальной емкости.

Быстрая подзарядка

Процесс быстрой зарядки включает такие этапы:

Временная характеристика Ni-MH аккумуляторов при быстрой зарядке.

  1. Подготовка. На этой стадии подается ток минимальной силы, определяется напряжение на контактах. Если показатель составляет более 1,8 В, зарядка не начинается. Проверка наличия батарейки осуществляется на всех стадиях, если изделие извлекается из ЗУ.
  2. Классификация элемента питания. На этом этапе определяют уровень заряда. При напряжении менее 0,8 В подзарядку не начинают. В таком случае запускается процесс предзарядки. Этот режим предназначен для восстановления мощности критически разряженного аккумулятора.
  3. Предзарядка. На этой стадии подается ток силой 0,1-0,3С. Предзарядка длится полчаса. Если напряжение аккумулятора не определяется, процесс прекращается, батарейка считается непригодной к дальнейшей эксплуатации.
  4. Переходный этап. Сила тока медленно растет в течение 2-5 минут. При этом отслеживают температуру. При критических показателях зарядное устройство отключают.
  5. Быстрая зарядка. Подается ток силой 0,5-1С. Важным является своевременное прекращение процесса, поэтому состояние батареи контролируют по нескольким параметрам.

Ускоренная зарядка

На первых стадиях зарядки подают ток силой 10С. Показатель снижают до 1С после достижения уровня заряда в 70%. Длительность первого этапа зависит от степени разряда.

При длительной подаче тока высокой силы батарея легко выходит из строя, поэтому применять ускоренную зарядку можно только при наличии навыков.

Рекомендации по разрядке и зарядке АКБ

Чтобы предотвратить перегрев или перезаряд батареи, выполняют такие рекомендации:

  1. Процесс восстановления прекращают при минимальном нагреве корпуса. Температуру контролируют постоянно.
  2. Использование метода максимального времени. Время набора заряда высчитывается заранее.
  3. Оценка напряжения во время заряда. Изменение этого показателя подскажет, когда нужно прекращать зарядку.
  4. Использование автоматических ЗУ. Такой прибор самостоятельно оценивает все параметры и отключается при необходимости.
  5. Контроль силы тока. Показатель не должен превышать 1С – это приводит к срабатыванию контроллера, аварийному снижению давления и выходу заряжаемого аккумулятора из строя.

Восстановление никель-металлогидридных источников питания

Для восстановления емкости батарею разряжают до 1В, после чего полностью заряжают. Тренировку проводят 1 раз в месяц. Для зарядки новых АКБ используют ЗУ с функцией разрядки. Подключение потребителей энергии приводит к критической потере заряда.

Автоматическое ЗУ не сможет распознать элемент, подающий напряжение менее 0,9 В – устройство сигнализирует о том, что батарея в гнезде отсутствует.

Правила использования аккумуляторных батарей

При эксплуатации никель-металлогидридных аккумуляторов соблюдают такие рекомендации:

  1. При отправке на хранение батарею заряжают до 50% емкости.
  2. Не используют зарядные устройства, предназначенные для кадмиевых элементов питания. NiMH-аккумуляторы более чувствительны к повышению температуры и перезаряду.
  3. Тренировочные разряды-заряды проводить необязательно. Использование качественного зарядного устройства помогает батарее восстановить емкость за несколько циклов зарядки.
  4. После зарядки источник питания оставляют на несколько минут. Нельзя заряжать АКБ при температуре ниже -5 °С и выше +50 °С. Это снижает срок службы изделия.

При частом выполнении дозарядки аккумулятор нужно периодически разряжать и полностью заряжать.

Ni-MH аккумуляторы (никель-металлогидридные) входят в группу щелочных. Представляют собой источники тока химического типа, где в качестве катода выступает оксид никеля, анода — водородный металлгидридный электрод. Щелочь является электролитом. Они похожи на никель-водородные аккумуляторы, но превосходят их по энергоемкости.

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.

Как используются эти устройства

Никель-металлогидридные аппараты широко используются для питания разного вида электроники, которая функционирует в автономном режиме. Обычно они делаются в виде ААА либо АА батарей. Имеются и другие исполнения. Например, промышленные батареи. Сфера использования Ni-MH аккумуляторов немного шире, чем у никель-кадмиевых, потому что в их составе нет токсичных материалов.

В данный момент реализуемые на отечественном рынке никель-металлогидридные батареи по емкости делятся на 2 группы — 1500-3000 мАч и 300-1000 мАч:

  1. Первая применяется в устройствах, имеющих повышенное энергопотребление за короткое время. Это всевозможные плееры, модели с радиоуправлением, фотоаппараты, видеокамеры. В общем, приборы, быстро расходующие энергию.
  2. Вторая используется при расходе энергии, который начинается после определенного интервала времени. Это игрушки, фонари, рации. На аккумуляторе работают приборы, умеренно употребляющие электроэнергию, находящиеся в автономном режиме продолжительное время.

Зарядка Ni-MH устройств

Зарядка бывает капельной и быстрой. Изготовители не рекомендуют первую, потому что при ней появляются сложности с точным определением прекращения подачи тока на устройство. По этой причине может возникнуть мощный перезаряд, что приведет к деградации аккумулятора. Заряжается Ni-MH аккумулятор при помощи быстрого варианта. Коэффициент полезного действия тут несколько выше, чем у капельного вида зарядки. Ток выставляется — 0,5-1 С.

Как заряжается гидридный аккумулятор:

  • определяется наличие батареи;
  • квалификация устройства;
  • предварительная зарядка;
  • быстрая зарядка;
  • дозарядка;
  • поддерживающая зарядка.

При быстрой зарядке нужно иметь хорошее ЗУ. Оно должно контролировать окончание процесса по разным, независимым друг от друга критериям. К примеру, у Ni-Cd аппаратов достаточно контроля по дельте напряжения. А у NiMH нужно, чтобы аккумулятор следил за температурой и дельтой как минимум.

Контроль и рекомендации по зарядке-разрядке

Для правильной работы Ni-MH следует помнить «Правило трех П»: «Не перегревать», «Не перезаряжать», «Не переразряжать».

Чтобы предупредить перезарядку батарей, используются такие методы контролирования:

  1. Прекращение заряда по скорости изменения температуры. При использовании данной методики во время зарядки температура батареи находится под постоянным контролем. Когда показатели поднимаются быстрее, чем нужно, зарядка прекращается.
  2. Метод прекращения заряда по максимальному его времени.
  3. Прекращение заряда по абсолютной температуре. Тут температура аккумуляторной батареи контролируется в процессе заряда. При достижении максимального значения быстрый заряд прекращается.
  4. Метод прекращения по отрицательной дельте напряжения. Перед завершением зарядки батареи при осуществлении кислородного цикла повышается температура NiMH устройства, что приводит к понижению напряжения.
  5. Максимальное напряжение. Метод используется для отключения заряда устройств с повышенным внутренним сопротивлением. Последнее появляется в конце срока службы батареи по причине недостатка электролита.
  6. Максимальное давление. Метод применяется для призматических аккумуляторов большой емкости. Уровень разрешенного давления в таком устройстве зависит от его размера и конструкции и находится в интервале 0,05-0,8 МПа.

Для уточнения времени зарядки Ni-MH аккумулятора с учетом всех характеристик можно применить формулу: время зарядки (ч) = емкость (мАч) / сила тока зарядного устройства (мА). Например, имеется аккумулятор с емкостью 2000 миллиамперчасов. Ток заряда в ЗУ — 500 мА. Емкость делится на ток и получается 4. То есть батарея будет заряжаться 4 часа.

Обязательные правила, которых нужно придерживаться для правильного функционирования никель-металлогидридного устройства:

  1. Эти аккумуляторы гораздо чувствительнее к нагреву, нежели никель-кадмиевые, перегружать их нельзя. Перегрузка отрицательно скажется на токоотдаче (способности держать и выдавать накопленный заряд).
  2. Металлогидридные аккумуляторы после приобретения можно «потренировать». Сделать 3-5 циклов зарядки/разрядки, что позволит достигнуть придела емкости, потерянной при перевозке и хранении устройства после выхода с конвейера.
  3. Хранить нужно аккумуляторы с небольшим количеством заряда, примерно 20-40% от номинальной емкости.
  4. После разрядки либо зарядки следует дать устройству остыть.
  5. Если в электронном устройстве используется одинаковая сборка аккумуляторов в режиме дозаряда, то время от времени нужно разряжать каждый из них до напряжения 0,98, а потом полностью заряжать. Эту процедуру циклирования рекомендуется выполнять один раз на 7-8 циклов дозарядки аккумуляторов.
  6. Если нужно разрядить NiMH, то следует придерживаться минимального показателя 0,98. Если напряжение упадет ниже 0,98, то он может перестать заряжаться.

Восстановление Ni-MH аккумуляторов

Из-за «эффекта памяти» данные устройства иногда теряют некоторые характеристики и большую часть емкости. Это происходит при многократных циклах неполной разрядки и последующей зарядке. В результате такой работы устройство «запоминает» меньшую границу разрядки, по этой причине понижается его емкость.

Чтобы избавиться от данной проблемы, нужно постоянно выполнять тренировку и восстановление. Лампочкой либо зарядным устройством разряжается до 0,801 вольта, далее батарея полностью заряжается. Если долгое время аккумулятор не проходил процесс восстановления, то желательно произвести 2-3 подобных цикла. Тренировать его желательно раз в 20-30 дней.

Изготовители аккумуляторов Ni-MH утверждают, что «эффект памяти» отнимает примерно 5% емкости. Восстановить ее можно с помощью тренировок. Важным моментом при восстановлении Ni-MH является наличие у ЗУ функции разрядки с контролем минимального напряжения. Что нужно для недопущения сильного разряда устройства при восстановлении. Это незаменимо, когда неизвестна начальная степень заряда, и предположить ориентировочное время разряда невозможно.

Если неизвестна степень заряженности батареи, разряжать ее следует под полным контролем напряжения, иначе подобное восстановление приведет к глубокой разрядке. При восстановлении целой батареи сначала рекомендуется провести полную зарядку, чтобы выровнять степень заряда.

Если аккумулятор отработал несколько лет, то восстановление зарядом и разрядом может быть бесполезным. Полезно оно для профилактики в процессе работы устройства. При эксплуатации NiMH вместе с появлением «эффекта памяти» происходит изменения объема и состава электролита. Стоит помнить, что разумнее восстанавливать элементы аккумулятора по отдельности, чем всю батарею целиком. Срок годности аккумуляторов — от одного года до пяти (зависит от конкретной модели).

Значительное повышение энергетических параметров никель-металлогидридных аккумуляторов не является единственным их достоинством перед кадмиевыми. Отказавшись от использования кадмия, производители начали использовать более экологически чистый металл. Гораздо легче решаются вопросы с утилизацией.

Благодаря этим достоинствам и тому, что в изготовлении используется металл — никель, производство Ni-MH устройств резко выросло, если сравнивать с никель-кадмиевыми аккумуляторами. Удобны они и тем, что для уменьшения разрядного напряжения при длительных перезарядках проводить полную разрядку (до 1 вольта) надо раз в 20-30 дней.

Немного о недостатках:

  1. Изготовители ограничили Ni-MH батареи десятью элементами, потому что с увеличением циклов заряд-разряд и срока службы появляется опасность перегрева и переполюсовки.
  2. Эти аккумуляторы работают в более узком температурном диапазоне, нежели никель-кадмиевые. Уже при -10 и +40°С они теряют свою работоспособность.
  3. При зарядке Ni-MH аккумулятора выделяют много тепла, поэтому нуждаются в предохранителях либо температурных реле.
  4. Повышенный самозаряд, наличие которого обусловлено реакцией оксидно-никелевого электрода с водородом из электролита.

Деградация Ni-MH батарей определяется понижением сорбирующей способности отрицательного электрода при циклировании. В цикле разрядки-зарядки происходит изменение объема кристаллической решетки, что способствует образованию ржавчины, трещин во время реакции с электролитом. Появление коррозии происходит при поглощении батареей водорода и кислорода. Это приводит к уменьшению количества электролита и повышению внутреннего сопротивления.

Нужно учитывать, что характеристики батарей зависят от технологии обработки сплава отрицательного электрода, его структуры и состава. Металл для сплавов тоже имеет значение. Все это заставляет производителей очень внимательно выбирать поставщиков сплавов, а потребителей — завод-изготовитель.

Тестирование Ni-MH аккумуляторов формата AA

Олег Артамонов
Дата: 04.12.2008
Все фото статьи

Введение

Несмотря на широкое распространение литий-ионных аккумуляторов в малогабаритных устройствах – плеерах, мобильных телефонах, дорогих беспроводных мышках – обычные батарейки формата AA пока не собираются сдавать позиции. Они дёшевы, их можно купить в любом киоске, наконец, сделав питание от стандартных батареек, производитель устройства может переложить заботу об их смене (или, в случае аккумуляторов, зарядке) на пользователя и тем самым сэкономить ещё несколько долларов.
Батарейки формата AA используются в большинстве недорогих беспроводных мышек, практически во всех беспроводных клавиатурах, в пультах дистанционного управления, в недорогих фотоаппаратах-«мыльницах» и дорогих профессиональных фотовспышках, в фонарях и детских игрушках… в общем, перечислять можно долго.
И всё чаще эти батарейки заменяются аккумуляторами, как правило – никель-металлгидридными, имеющими паспортную ёмкость от 2500 до 2700 мА*ч и рабочее напряжение 1,2 В. Идентичные с батарейками габариты и близкое напряжение позволяют без проблем устанавливать их практически в любое устройство, изначально рассчитанное на батарейки. Выгода очевидна: мало того, что один аккумулятор выдерживает несколько сотен циклов перезарядки, так ещё и ёмкость его при хоть сколь-нибудь серьёзной нагрузке оказывается ощутимо выше, чем у батареек. А значит, вы не только сэкономите деньги, но ещё и получите более «долгоиграющее» устройство.
В сегодняшней же статье мы рассмотрим – и проверим на практике – 16 аккумуляторов разных производителей и с разными параметрами, чтобы определиться, какие же из них стоит покупать. В частности, не останутся без внимания и не столь давно появившиеся в продаже аккумуляторы с уменьшенным током саморазряда, способные месяцами лежать в заряженном состоянии – и оставаться готовыми к использованию в любую минуту.
Напомним нашим читателям, что устройство и базовые особенности различных типов элементов питания, а также вопросы выбора зарядных устройств для Ni-MH аккумуляторов мы уже описывали ранее.

Методика тестирования

Подробное описание методики можно найти в отдельной статье, целиком посвящённой этой теме: «Методика тестирования аккумуляторов и батареек».
Если же говорить вкратце, то для тестирования аккумуляторов нами используется зарядное устройство Sanyo MQR-02 (четыре независимых канала заряда, ток 565 мА), четырёхканальная стабилизированная нагрузка собственного изготовления, позволяющая испытывать одновременно четыре аккумулятора, а также самописец Velleman PCS10, с помощью которого строится график зависимости напряжения на аккумуляторах от времени.
Все аккумуляторы перед испытаниями проходят тренировку – два полных цикла заряд-разряд. Измерение ёмкости аккумуляторов начинается сразу после зарядки – за исключением теста на ток саморазряда, перед которым аккумуляторы выдерживаются в течение недели при комнатной температуре без нагрузки. В большинстве тестов каждая модель представлена двумя экземплярами, но в некоторых случаях – на аккумуляторах GP и Philips, показавших неожиданно плохие результаты – мы перепроверяли измерения на четырёх аккумуляторах. Впрочем, каких-либо серьёзных расхождений между разными экземплярами не было ни в одном из тестов.
Так как кривые напряжения у большинства аккумуляторов схожи – исключением в сегодняшней статье стала лишь продукция NEXcell – мы приводим результаты измерения только в ампер-часах (А*ч). Перевод их в ватт-часы по указанной причине на расстановку сил не повлияет.

Ansmann Energy Digital (2700 мА*ч)

Открывает нашу статью марка аккумуляторов, не очень часто встречающаяся в магазинах, но при этом достаточно известная и пользующаяся хорошей репутацией среди фотографов.
График разряда постоянным током 500 мА
График разряда постоянным током 2500 мА
График импульсного разряда с амплитудой тока 2500 мА
Тем не менее, выступили аккумуляторы Ansmann не более чем средне – в общем зачёте ни в одном из тестов они не поднялись даже до середины итоговой таблицы. Отставание от лидеров по ёмкости составило около 15–20 %. Впрочем, других проблем с ними не было.

Ansmann Energy Digital (2850 мА*ч)

Более ёмкая версия предыдущих аккумуляторов, внешне, на первый взгляд, отличающаяся только надписью на корпусе.
Впрочем, при внимательном рассмотрении отличия оказались более существенными:
Как вы видите на фотографии, корпус у старшей модели немного крупнее, нежели у младшей, а плюсовой контакт сделан, наоборот, короче, чтобы сохранить общие габариты аккумулятора неизменными. К сожалению, в некоторых устройствах, в которых плюсовой контакт в батарейном отсеке утоплен (чтобы не допустить случайной переполюсовки аккумуляторов), Ansmann Energy Digital 2850 могут просто не заработать – они упрутся в корпус устройства и попросту не достанут до его плюсового контакта. К слову, одним из таких устройств оказался наш тестовый стенд: чтобы протестировать эти аккумуляторы, пришлось подкладывать металлические пластинки под плюсовой контакт.
График разряда постоянным током 500 мА
График разряда постоянным током 2500 мА
График импульсного разряда с амплитудой тока 2500 мА
Но стоит ли овчинка выделки?.. По результатам тестов, аккумуляторы Ansmann Digital Energy 2850 хоть и опередили младшую модель этой же компании, но в общем зачёте выше четвёртого места подняться не смогли, да и четвёртое-то заняли в довольно специфическом тесте.

Ansmann Energy Max-E (2100 мА*ч)

Сравнительно маленькая ёмкость этих аккумуляторов объясняется тем, что они относятся к новому классу элементов питания – Ni-MH аккумуляторам с уменьшенным током саморазряда. Как известно, у обычных аккумуляторов при хранении ёмкость плавно снижается, так что, полежав несколько месяцев, они разрядятся до нуля. Max-E же должны держать заряд на протяжении куда большего времени, то есть месяцев, а то и лет – это позволяет, во-первых, эффективно использовать их в устройствах с маленьким энергопотреблением (например, часах, пультах дистанционного управления и так далее), во-вторых, при необходимости использовать сразу после покупки, без предварительной зарядки.
Внешне аккумуляторы вполне обычные. Габариты – стандартные, проблем совместимости с какими-либо устройствами у них не будет.
График разряда постоянным током 500 мА
График разряда постоянным током 2500 мА
График импульсного разряда с амплитудой тока 2500 мА
График разряда «свежего» аккумулятора (без предварительной зарядки)
К обычному набору тестов мы добавили ещё один: разрядку аккумулятора током 500 мА без предварительной зарядки. Трудно сказать, сколько времени они добирались от производителя до магазина, а потом лежали в магазине перед тем, как их купили мы – но результат налицо: только что купленные аккумуляторы имели остаточную ёмкость около 1,5 А*ч. Обычные аккумуляторы такой тест просто не проходили: без предварительной зарядки их ёмкость оказывалась близкой к нулю.

Camelion High Energy NH-AA2600 (2500 мА*ч)

Нет, в заголовке не опечатка: несмотря на число «2600» в названии, на самом деле паспортная типовая ёмкость этих аккумуляторов – 2500 мА*ч.
На корпусе аккумуляторов это указано прямым текстом – правда, очень мелким шрифтом.
График разряда постоянным током 500 мА
График разряда постоянным током 2500 мА
График импульсного разряда с амплитудой тока 2500 мА
Более того, в большинстве тестов аккумуляторы Camelion уверенно заняли последнее место, продемонстрировав реальную ёмкость менее 2000 мА*ч (мы тестировали два аккумулятора Camelion одновременно – результат у них получился одинаковым). На разрядных кривых при этом нет ничего необычного – они выглядят ровно так, как должны выглядеть графики для аккумулятора с ёмкостью 2000 мА*ч. Попытки с лупой найти на этикетке ещё более мелкий шрифт, объясняющий полученный результат, успехом не увенчались.

Duracell (2650 мА*ч)

Марка Duracell на рынке элементов питания известна прекрасно – вряд ли будет легко найти человека, который бы про неё не слышал. Однако, судя по конструкции аккумуляторов, Duracell делает их не сам – они чрезвычайно похожи на продукцию Sanyo.
График разряда постоянным током 500 мА
График разряда постоянным током 2500 мА
График импульсного разряда с амплитудой тока 2500 мА
Результат аккумуляторы Duracell показали неплохой: несмотря на не самую высокую паспортную ёмкость, в одном случае они смогли даже добраться до тройки лидеров.

Energizer (2650 мА*ч)

Ровно такая же конструкция, и даже дизайн этикетки в чём-то похож – перед нами снова аккумуляторы производства Sanyo, но на этот раз продающиеся под маркой Energizer.
График разряда постоянным током 500 мА
График разряда постоянным током 2500 мА
График импульсного разряда с амплитудой тока 2500 мА
Результат оказался потрясающим: несмотря на участие в тестировании моделей аккумуляторов с паспортной ёмкостью вплоть до 2850 мА*ч, аккумуляторы Energizer с их, казалось бы, скромными 2650 мА*ч в двух нагрузочных тестах из трёх заняли первое место!

GP «2700 Series» 270AAHC (2600 мА*ч)

Ещё одна «не опечатка» в заголовке: несмотря на двукратный намёк на ёмкость 2700 мА*ч, на самом деле аккумуляторы GP 270AAHC имеют паспортную типовую ёмкость 2600 мА*ч.
Как водится, об этом написано мелким шрифтом – немного ниже большого, почти во весь корпус, числа «2700».
График разряда постоянным током 500 мА
График разряда постоянным током 2500 мА
График импульсного разряда с амплитудой тока 2500 мА
Результат же в общем зачёте оказался невелик: восьмое место в тестах с большой нагрузкой и лишь предпоследнее, с ёмкостью, едва превышающей 2000 мА*ч, – при нагрузке 500 мА.

GP ReCyko+ 210AAHCB (2050 мА*ч)

ReCyko+ – ещё одна серия аккумуляторов с небольшим током саморазряда, готовых к использованию сразу после покупки и подходящих для работы в устройствах с маленьким энергопотреблением.
Паспортная ёмкость аккумулятора отличается от указанной в его наименовании («210AAHCB») на 50 мА*ч в меньшую сторону.
График разряда постоянным током 500 мА
График разряда постоянным током 2500 мА
График импульсного разряда с амплитудой тока 2500 мА
График разряда «свежего» аккумулятора (без предварительной зарядки)
Обещанное уменьшение тока саморазряда в тестах подтвердилось: новенький, только из магазина, аккумулятор смог отдать около 1,7 А*ч без предварительной зарядки. Напомним читателям, что несколько попробованных нами «обычных» аккумуляторов в таких условиях не смогли отдать вообще ничего, сразу «просев» под нагрузкой до нуля.

NEXcell (2300 мА*ч)

Продукция не слишком известной компании NEXcell привлекает своей низкой ценой: упаковка из четырёх штук стоит меньше двухсот рублей.
Формально никаких подвохов нет: значение 2300 мА*ч прямо указано в качестве типичной паспортной ёмкости аккумуляторов.
График разряда постоянным током 500 мА
График разряда постоянным током 2500 мА
График импульсного разряда с амплитудой тока 2500 мА
Увы, в реальности картина печальнее. Во всех случаях аккумуляторы NEXcell оказались в последней тройке, а в самом тяжёлом тесте, с постоянной нагрузкой 2,5 А, – и вовсе на последнем месте, причём с катастрофическим отставанием: по сравнению с нагрузкой 500 мА ёмкость аккумулятора «просела» более чем вдвое. При этом у других аккумуляторов ёмкость от нагрузки зависела весьма слабо.
Объясняется это просто: у аккумуляторов NEXcell очень большое внутреннее сопротивление. Посмотрите на график импульсного разряда: верхняя граница полосы на нём соответствует напряжению без нагрузки, нижняя – при нагрузке 2,5 А. Соответственно, ширина линии равна падению напряжения аккумулятора под нагрузкой, которое определяется его внутренним сопротивлением – и если у остальных аккумуляторов падение составляет около 0,1 В, то у NEXcell оно вдвое больше. Из-за этого при большой нагрузке напряжение на аккумуляторе сильно проседает, и в результате быстро оказывается ниже предельно допустимого значения, равного 0,9 В.
Так что, хотя под средней нагрузкой (500 мА) аккумуляторы NEXcell выступили более-менее приемлемо, с более серьёзными токами они либо не смогут работать вообще, либо сильно потеряют в ёмкости. А скажем, для фотовспышек такие характеристики аккумуляторов будут означать заметно большее время зарядки высоковольтного конденсатора.

NEXcell (2600 мА*ч)

Следующая модель аккумуляторов NEXcell – ёмкостью 2600 мА*ч и ценой 220 рублей за четыре штуки.
Внешних отличий нет никаких, но будут ли отличаться результаты тестов?..
График разряда постоянным током 500 мА
График разряда постоянным током 2500 мА
График импульсного разряда с амплитудой тока 2500 мА
Состояние пациента, как говорят медики, стабильно тяжёлое: во всех тестах – места в конце турнирной таблицы. Результат не так катастрофичен, как у модели на 2300 мА*ч, но проблема с завышенным вдвое внутренним сопротивлением никуда не делась: под большой нагрузкой аккумулятор заметно «проседает».
Вообще говоря, сейчас в продаже появились аккумуляторы NEXcell ёмкостью 2700 мА*ч, однако, ещё раз поглядев на результаты двух описанных выше моделей, мы решили не тратить время на их тестирование. В качестве дешёвых аккумуляторов для устройств с относительно небольшим энергопотреблением продукция NEXcell подойдёт, но для чего-то более серьёзного использовать её не стоит.

Philips MultiLife (2600 мА*ч)

Аккумуляторы Philips смогли нас удивить сразу – к сожалению, в негативном ключе. Они имеют тот же недостаток, что и рассмотренные выше Ansmann Energy Digital 2850: увеличенные габариты корпуса, из-за чего в некоторых устройства они просто не достают до плюсового контакта. И если в случае с Ansmann можно было хотя бы сослаться на большую паспортную ёмкость, то для аккумуляторов Philips заявлены довольно скромные 2600 мА*ч.
График разряда постоянным током 500 мА
График разряда постоянным током 2500 мА
График импульсного разряда с амплитудой тока 2500 мА
При этом каких-либо успехов аккумуляторы Philips в тестах не продемонстрировали, в нагрузочных тестах стабильно занимая места в середине списка. Какой-либо резон в покупке MultiLife, таким образом, найти трудно: средняя ёмкость и потенциальные проблемы совместимости из-за увеличенных габаритов корпуса.

Philips MultiLife (2700 мА*ч)

Новая версия аккумуляторов MultiLife на 100 мА*ч увеличила паспортную ёмкость, но при этом сохранила нестандартные габариты корпуса – и, соответственно, потенциальные проблемы совместимости.
Интересно, что на обеих сериях аккумуляторов MultiLife указана одна и та же минимальная ёмкость – 2500 мА*ч. Иначе говоря, увеличилась не только типовая паспортная ёмкость, но и разброс параметров между разными экземплярами.
График разряда постоянным током 500 мА
График разряда постоянным током 2500 мА
График импульсного разряда с амплитудой тока 2500 мА
Впрочем, во всех тестах Philips MultiLife 2700 мА*ч показали лучший результат, нежели их 2600-мА*ч собратья по серии, а при нагрузке 500 мА смогли даже выбраться на третье место. Хотя финальный вердикт от этого и не меняется: нестандартные габариты могут привести к несовместимости с конкретными устройствами, так что от покупки этих аккумуляторов лучше воздержаться.

Sanyo HR-3U (2700 мА*ч)

Компания Sanyo – один из крупнейших производителей аккумуляторов, и выше мы уже протестировали её продукцию, продающуюся под марками Duracell и Energizer. Однако, то были аккумуляторы с паспортной ёмкостью 2650 мА*ч, сейчас же мы держим в руках модель на 2700 мА*ч. Что это, просто округление числа – или другой аккумулятор?
Габариты Sanyo HR-3U имеет совершенно стандартные, что после аккумуляторов Philips приятно радует – не надо больше подкладывать металлические пластинки, чтобы обеспечить надёжный контакт аккумулятора с нагрузкой в нашей тестовой установке.
Обратите внимание, что при типовой паспортной ёмкости 2700 мА*ч минимальная может быть на 200 мА*ч ниже – из-за разброса параметров между разными экземплярами.
График разряда постоянным током 500 мА
График разряда постоянным током 2500 мА
График импульсного разряда с амплитудой тока 2500 мА
Занятно, но в нагрузочных тестах с большими токами Sanyo 2700 мА*ч ощутимо отстали от аккумуляторов Energizer и Duracell ёмкостью 2650 мА*ч, по сути, произведённых той же Sanyo, – а вот на токе 500 мА все три показали одинаковые результаты.

Varta Power Accu (2700 мА*ч)

Компания Varta – весьма заслуженный и известный производитель элементов питания, который, к сожалению, редко встречается в продаже в российских магазинах. Впрочем, нам повезло, и три модели аккумуляторов Varta мы купить смогли.
Varta Power Accu имеют паспортную ёмкость 2700 мА*ч и, как уверяет нас этикетка, рассчитаны на быстрый заряд (под таковым, надо полагать, понимается 15-минутный заряд большим током – способ не лучший, но удобный, если вам надо максимально быстро получить готовые к использованию аккумуляторы). Довольно необычна конструкция крышечки плюсового контакта – у аккумуляторов других фирм она выглядит значительно проще. Впрочем, технической разницы никакой нет, в любом случае поблизости от контакта находятся отверстия для сброса избыточного внутреннего давления при неправильной зарядке аккумулятора.
График разряда постоянным током 500 мА
График разряда постоянным током 2500 мА
График импульсного разряда с амплитудой тока 2500 мА
В двух нагрузочных тестах аккумуляторы Varta Power Accu заняли почётное второе место, отстав от аккумуляторов Energizer буквально на 10 мА*ч – это меньше погрешности измерения. В третьем же, при токе 500 мА, они и вовсе стали первыми.

Varta Professional (2700 мА*ч)

При той же паспортной ёмкости, название следующей серии аккумуляторов Varta намекает, что они должны быть в чём-то лучше, чем «простые» Power Accu.
Внешние отличия, впрочем, сводятся к разным этикеткам.
График разряда постоянным током 500 мА
График разряда постоянным током 2500 мА
График импульсного разряда с амплитудой тока 2500 мА
Результаты несколько обескураживают: во всех тестах Varta Professional хоть и продемонстрировали хороший результат, но от Power Accu немного отстали. Разница невелика, так что в принципе эти серии можно считать идентичными по реальным характеристикам.

Varta Ready2Use (2100 мА*ч)

Завершают же наши тестирование ещё одни «долгожители» – аккумуляторы с уменьшенным током саморазряда, на этот раз производства Varta.
График разряда постоянным током 500 мА
График разряда постоянным током 2500 мА
График импульсного разряда с амплитудой тока 2500 мА
График разряда «свежего» аккумулятора (без предварительной зарядки)
Результат их, впрочем, мало отличается от двух аналогичных моделей, рассмотренных выше – GP ReCyko+ и Ansmann Max-E. Разброс емкостей между этими тремя моделями невелик, и каждая из них заняла первое место по одному разу – в трёх нагрузочных тестах.
Без предварительной зарядки – сразу после покупки – Ready2Use смогли отдать на нагрузке 500 мА немногим более 1,6 А*ч, тем самым подтвердив, что действительно готовы к использованию.

Нагрузочные тесты

Рассмотрев аккумуляторы по отдельности, давайте обобщим результаты измерений на диаграммах – так проще понять и расстановку сил среди конкретных участников, и различные общие тенденции. На всех диаграммах три модели с уменьшенным саморазрядом будут выделены в отдельную группу.
Самый, пожалуй, актуальный с практической точки зрения тест: нагрузка 500 мА, по порядку величины соответствующая многим устройствам, в которых аккумуляторы используются – фонарикам, детским игрушкам, фотоаппаратам…
В лидерах два аккумулятора Varta, за ними плотной группой идут четыре модели, три из которых – производства Sanyo. Аккумуляторы Ansmann, несмотря на самую большую паспортную мощность среди представленных моделей, заметного успеха не достигли. Абсолютный аутсайдер – аккумулятор Camelion, непосредственно перед ним идут GP, NEXcell и младшая модель Ansmann.
Все три аккумулятора с уменьшенным саморазрядом довольно близки друг к другу: разница между ними меньше пяти процентов.
Надо заметить, что ни одна модель не показала паспортной ёмкости, но из этого в общем-то не следует, будто все производители нас обманывают: измеренная ёмкость в некоторой степени зависит от условий, в которых эти измерения производились.
При большом нагрузочном токе – 2,5 А – в лидеры выходят аккумуляторы Energizer (Sanyo), с минимальным отрывом за ними идёт Varta, а замыкает тройку снова Sanyo, но уже под этикеткой Duracell. При этом, что интересно, «родные» аккумуляторы Sanyo на 2700 мА*ч довольно заметно отстали от лидеров.
Аккумуляторы GP смогли отчасти восстановить свою репутацию, поднявшись ближе к середине списка. Camelion лишний раз подтвердили, что их настоящая ёмкость довольно далека от обещанных 2500 мА*ч (обратите внимание, что с увеличением тока в 5 раз, с 500 до 2500 мА, их результат поменялся слабо – это говорит об отсутствии каких-либо серьёзных внутренних проблем, иначе говоря, аккумуляторы хорошие… просто они не на ту ёмкость, которая указана на этикетке). Обе модели NEXCell же сильно «просели» из-за очень высокого внутреннего сопротивления – вот это как раз является внутренней проблемой аккумулятора, и означает, что для больших нагрузок он не предназначен вообще.
Аккумуляторы с пониженным саморазрядом опять показывают близкие результаты, причём, по сравнению с 500-мА тестом, лидер и аутсайдер поменялись местами. Но, повторимся, разница между ними мала, и на неё можно закрыть глаза.

Импульсный разряд – при котором между 2,25-секундными импульсами тока с амплитудой 2,5 А у аккумулятора есть 6 секунд на восстановление – диспозицию меняет слабо. В лидерах опять Varta и Energizer, на четвёртое место поднялся Ansmann. Несколько удивляют и расстраивают результаты Sanyo HR-3U, продукция же NEXcell и Camelion заняла привычные последние места.
Интересно, что такой режим разряда в целом оказался для аккумуляторов самым лёгким: результаты по сравнению с предыдущими тестами подросли, некоторые модели даже превысили свою паспортную ёмкость.

Саморазряд аккумуляторов за 1 неделю

Рассматривая выше модели с пониженным током саморазряда, способные месяцами лежать без дела, почти не теряя ёмкость, мы уже упоминали, что все они были готовы к использованию сразу после распаковки, без предварительной зарядки – при паспортной ёмкости около 2 А*ч в такой ситуации они отдавали 1,5–1,7 А*ч. Из этого очевидно, что заявления производителей – не пустой звук, такие аккумуляторы, как Ansmann Max-E, GP ReCyko+ и Varta Ready2Use, действительно могут храниться месяцами в заряженном состоянии, а также использоваться в устройствах с маленьким энергопотреблением.
Ради чистоты эксперимента мы также попробовали нагрузить током 500 мА несколько свежекупленных «обычных» Ni-MH аккумуляторов с паспортными емкостями 2600–2700 мА*ч. Результат получился ожидаемый: без предварительной подзарядки они работать не могут, под любой сколь-нибудь заметной нагрузкой напряжение почти моментально падает ниже 1 В.
Однако при каких сроках хранения начнёт ощущаться разница между разными типами аккумуляторов? Ведь три вышеупомянутые модели имеют не только меньший ток саморазряда, но и меньшую паспортную ёмкость.
Чтобы выяснить это, мы в течение недели выдерживали заряженные аккумуляторы, после чего измеряли их ёмкость под нагрузкой 500 мА – и сравнивали с ёмкостью сразу после зарядки.
В процентном исчислении два первых места заняли модели с малым саморазрядом, и только Ansmann Max-E подвёл, потеряв 10 % ёмкости. Примерно половина «обычных» аккумуляторов потеряла от 7 до 10 % ёмкости, неожиданно плохо выступили аккумуляторы Philips MultiLife 2600, потерявшие более четверти заряда. Неудачно выступили и аккумуляторы GP.
Обратите внимание, что в двух случаях более ёмкие аккумуляторы демонстрировали и большие потери: это Ansmann Energy Digital и NEXcell.
Иначе говоря, если сразу после зарядки Ansmann на 2850 мА*ч имеет действительно большую ёмкость, чем Ansmann на 2700 мА*ч, то спустя несколько дней ситуация уже не столь однозначна. Посмотрим на таблицу с емкостями аккумуляторов через неделю выдержки:
Все лидирующие позиции плотно оккупированы моделями Varta (первые два места) и Sanyo (места с третьего по пятое) – здесь, в общем, даже нечего обсуждать, успех этих компаний абсолютно очевиден.
А вот между парами аккумуляторов одного производителя, но разной ёмкости ситуация сложилась интересная. Philips 2700 смог обойти Philips 2600, но это и не удивительно – учитывая, насколько провальный результат показал последний, обогнав по току саморазряда всех и вся. А вот в парах Ansmann 2700/2850 и NEXcell 2300/2600 после недельного отдыха на первое место вышли модели с меньшей паспортной ёмкостью.
Отдельно же стоит отметить, что за одну неделю аккумуляторы с пониженным током саморазряда какого-либо решающего преимущества не продемонстрировали, на них стоит ориентироваться, если вам нужен существенно больший интервал между подзарядками.

Что же, пора подводить итоги и давать рекомендации. Сначала пройдёмся по производителям…
Безусловно, лидерами тестирования среди моделей с ёмкостью 2500 мА*ч и выше были аккумуляторы Varta и Sanyo (в том числе продающиеся под марками Energizer и Duracell, а также некоторыми другими – например, Sony). По частоте попаданий в первую тройку с ними не смог соперничать никто, а в тесте на недельный саморазряд они единолично заняли первые пять мест.
Старшие модели аккумуляторов Ansmann Energy Digital (2850 мА*ч) и Philips MultiLife (2700 мА*ч) в основном держались в середине, по одному разу выбившись на третье место. И можно было бы их и назвать середнячками, в принципе не сильно отстающими от лидеров и вполне стоящими своих денег, если бы не одно «но» – увеличенные габариты корпуса. Из-за этого данные модели могут оказаться просто несовместимы с некоторым устройствами, и потому мы советуем не рисковать и обратить внимание на другие аккумуляторы.
Довольно плохо выступили аккумуляторы GP. Мало того, что их производитель вводит покупателей в заблуждение маркировкой (типовая паспортная ёмкость серии «2700» – не 2700, как можно было бы подумать, а 2600 мА*ч), так и реальные результаты не впечатляют: невысокая ёмкость и большой ток саморазряда.
В случае с Camelion мало того, что крупная надпись «2600» не соответствует их паспортной ёмкости (равной 2500 мА*ч), так на практике они и вовсе чрезвычайно напоминают аккумуляторы с ёмкостью порядка 2000 мА*ч. У них небольшой ток саморазряда, маленькое внутреннее сопротивление, но, покупая эти аккумуляторы, надо помнить – к 2500 мА*ч никакого отношения они не имеют.
Продукция NEXcell – единственная, продемонстрировавшая в наших тестах наличие принципиальных проблем, а не просто несправедливую маркировку. У этих аккумуляторов внутреннее сопротивление вдвое выше, чем у всех прочих протестированных моделей, а потому с большой нагрузкой они справляются из рук вон плохо.
И, наконец, три модели аккумуляторов с пониженным саморазрядом – Varta Ready2Use, GP ReCyko+ и Ansmann Max-E – выступили примерно наравне. Да, ими действительно можно пользоваться сразу после покупки, без предварительной зарядки.
На что ориентироваться в целом, выбирая аккумуляторы? Дадим несколько советов:
Не гонитесь за большой паспортной ёмкостью. Реальная ёмкость аккумуляторов, как показали наши измерения, сильнее зависит от их производителя, чем от цифр на этикетке – Sanyo (2650 мА*ч) и Varta (2700 мА*ч) уверенно обогнали Ansmann (2850 мА*ч).
Не гонитесь за большой паспортной ёмкостью. Аккумуляторы с большей ёмкостью часто обладают и большим током саморазряда, а это значит, что если вы используете их не сразу после зарядки, а в течение нескольких дней – то аккумуляторы с меньшей паспортной ёмкостью могут оказаться эффективнее.
При покупке обращайте внимание на габариты аккумулятора. Три из протестированных нами моделей – два аккумулятора Philips и один Ansmann – имели увеличенные габариты корпуса, из-за чего работали не во всех устройствах.
Заранее прикиньте, насколько интенсивно вы будете использовать аккумуляторы. Если вы планируете заряжать их не реже раза в неделю – то внимание стоит обращать на модели с паспортной ёмкостью порядка 2700 мА*ч. Если аккумуляторы должны долго (существенно дольше недели) лежать заряженными «на всякий случай» или использоваться в устройствах с небольшим потреблением, например, пультах дистанционного управления или часах, то предпочтение надо отдать моделям с пониженным током саморазряда, несмотря на их меньшую паспортную ёмкость.
P.S. Несколько же слов о том, на основании чего выбирать между аккумуляторами и обычными одноразовыми батарейками, можно прочитать в нашей предыдущей статье.

Другие материалы по данной теме

Тестирование батареек формата AA
Методика тестирования аккумуляторов и батареек

Рекомендации по работе с Ni-MH аккумуляторами

Первое использование

Для того чтобы аккумуляторы вышли на свою максимальную емкость, перед первым их необходимо сначала разрядить до напряжения 0,9В, а затем полностью зарядить.
Эту процедуру рекомендуется повторить 3-5 раз.
Новые купленные аккумуляторы из упаковки должны иметь напряжение более 1В. Меньшее напряжение говорит о том, что аккумуляторы хранились слишком долго без подзаряда, либо хранились при неоптимальной температуре и за счет саморазряда их напряжение снизилось. При снижении напряжения ниже 0,9В в аккумуляторе начинаются необратимые процессы, которые ведут к снижению емкости и увеличению внутреннего сопротивления.

Существуют зарядные устройства с функциями доразряда, тренировки аккумуляторов (циклирования) и измерения емкости и напряжения, например ROBITON ProCharger1000, MasterCharger Pro, MasterCharger 2B/Pro

Номинальная емкость

Номинальная емкость — количество электричества в ампер-часах, которое способен отдать полностью заряженный аккумулятор при разряде в строго определенных условиях.
Для измерения номинальной емкости производители используют следующую методику:
заряд током 0,2С в течение 16 часов (где С — емкость аккумулятора), перерыв 1 час, разряд током 0,15-0,20С до 0,9В. Температура 18-22*С.
При несоблюдении этих условий емкость ваших аккумуляторов может отличаться от заявленной. Но зачастую хорошие аккумуляторы сохраняют те же показатели емкости и при значительном увеличении тока заряда и разряда.

Точное значение номинальной емкости можно узнать в спецификации на данный аккумулятор. Емкость, указанная на этикетке, может отличаться от номинальной.

Большинство зарядных устройств, которые обладают функцией замера емкости — не калиброваны и имеют погрешность до 5%. Это означает, что один и тот же аккумулятор емкостью 2500мАч, может показать различную емкость при измерении: от 2375мАч до 2625мАч.

Эффект памяти

Эффект памяти — потеря емкости, имеющая место в некоторых типах электрических аккумуляторов при подзаряде не полностью разрядившегося аккумулятора.
Когда говорят, что Ni-MH не обладают «эффектом памяти», имеют ввиду, что выражен он значительно слабее, чем у Ni-Cd аккумуляторов. Так сложилось исторически, так как Ni-Cd аккумуляторы появились первыми и обладали сильновыраженным «эффектом памяти»
Примерно 1 раз в два месяца необходимо полностью разряжать Ni-MH аккумуляторы (до 0,9В), чтобы поддерживать емкость аккумулятора на уровне заявленной производителем.

Название «эффект памяти» связано с внешним проявлением эффекта: аккумулятор как будто «помнит», что в предыдущие циклы работы его ёмкость не была использована полностью, и при разряде отдаёт только до «запомненной границы»

Количество циклов

Ni-MH аккумуляторы могут выдержать более 500 циклов заряд/разряд.
Количество циклов измеряется просто — аккумулятор заряжается/разряжается до тех пор, пока его емкость не снизится до уровня 80% от номинальной емкости. После 500-го цикла аккумулятор не «умирает», а продолжает работать, но его емкость уже будет ниже на 20% от изначальной емкости.

Температура

Стандартный заряд: От 0 до 45ºС

Быстрый заряд: От 10 до 45ºС

Разряд: От -20 до 65ºС

Зачастую перегрев происходит при заряде аккумуляторов большим током. Температура при заряде током более 0,5С (где С — емкость) может достигать 65*С, поэтому при использовании быстрых зарядных устройств неизбежно ускоренное старение аккумуляторов.

Некоторые зарядные устройства имеют охлаждающий куллер, либо систему защиты от перегрева – они прекращают процесс заряда при превышении некоторого температурного порога.

Хранение

Максимальный срок хранения Ni-MH аккумуляторов достигается при уровне заряженности примерно 50%. С производства Ni-MH аккумуляторы выходят именно в таком состоянии. Оптимальная температура хранения от -20 до +30*С.

Саморазряд

Стандартные Ni-MH аккумуляторы, как и все другие элементы питания подвержены саморазряду. Это означает, что с течением времени их запасенная энергия снижается.
Скорость саморазряда стандартных Ni-MH аккумуляторов составляет до 40% в течение месяца. При этом 15-20% своей запасенной энергии аккумулятор теряет в первые сутки после заряда и по 10-15% от остаточной запасенной энергии теряется в течение каждого следующего месяца.
Это означает, что стандартные Ni-MH аккумуляторы необходимо подзаряжать непосредственно перед использованием.

Существуют Ni-MH аккумуляторы с низким саморазрядом, обычно с отметкой READY To USE или LOW SelfDischarge. За год их запасенная энергия снижается всего на 15%. Такие аккумуляторы выходят с производства полностью заряженными, они готовы к использованию сразу после покупки.

Время заряда Ni-MH аккумуляторов

Для аккумуляторов любой емкости формула расчета времени заряда проста:
Время (в часах) = Емкость аккумулятора (в мАч) * 1,2 / Ток зарядного устройства (в мА)

Например, если аккумулятор емкостью 2500мАч поставить на заряд током 700мА, то время заряда составит: 2500 * 1,2 / 700 = 4,3 часа

Формула применима для полностью разряженных аккумуляторов

Ток заряда Ni-MH аккумуляторов

Все Ni-MH аккумуляторы поддерживают стандартный и быстрый заряд.
Некоторые модели аккумуляторов могут поддерживать сверхбыстрый заряд.
Ток заряда выражается через С — емкость аккумулятора.
Например, ток заряда 0,3С для аккумулятора 2500мАч это 2500 * 0,3=750мА

Стандартный заряд: ток заряда <0,2C

Время заряда аккумуляторов контролируется пользователем. Перед зарядом аккумуляторов необходимо вычислить приблизительное время заряда по формуле.

Быстрый заряд: ток заряда 0,2C-0,5С

При этом токе возможно автоматическое определение момента окончания заряда. Аккумуляторы можно заряжать в автоматическом режиме, если используется автоматическое зарядное устройство. В случае использования стандартных зарядных устройств, время заряда контролируется пользователем и вычисляется предварительно по формуле.
В процессе заряда возможен небольшой нагрев аккумуляторов, это нормально.

Сверхбыстрый заряд: ток заряда 0,5-1C

При этом токе возможно автоматическое определение момента окончания заряда. Можно заряжать в автоматическом режиме, если у вас автоматическое з/у, а если нет, то нужно вычислить время по приведенной выше формуле.

Возможен сильный нагрев аккумуляторов, это нормально. Если нагрев выше 55*С, необходимо отключить заряд и подождать их остывания. Примерно температуру можно оценить по тактильным ощущениям при длительном прикосновении к аккумуляторам — если есть ощущение жжения и продолжительно удерживать контакт невозможно, значит температура 55-60*С.

Помните, что не все аккумуляторы поддерживают сверхбыстрый заряд.

Ni mh аккумуляторы: основные параметры

Щелочные Ni-Mh аккумуляторы, оборудованные корпусами герметичной конструкции, предназначены для питания электронных устройств бытового и промышленного назначения. Устройства отличаются повышенными характеристиками плотности запасаемой энергии, что позволяет применять изделия в приборах с увеличенным потреблением электроэнергии.

Виды Ni-Mh аккумуляторы.

Что представляет собой Ni-Mh аккумулятор

Никель-металлогидридная батарея представляет собой источник постоянного тока, допускающий многократную подзарядку. Устройства появились в 70-е годы прошлого столетия в рамках работ по усовершенствованию аккумуляторов на базе никеля и кадмия.

Производители выпускают батареи цилиндрической конфигурации (например, стандарта АА или AAA), в форме прямоугольного параллелепипеда (для сотовых телефонов) или в виде сложных геометрических фигур (для фототехники или специального оборудования).

Конструкция никель-металл-гидридной аккумуляторной батареи

Никель-металлогидридный аккумулятор оборудован герметичным металлическим корпусом, между полюсами установлена прокладка из диэлектрического материала. Положительный сигнал подается от электрода, выполненного из гидрида сплава никеля с лантаном или литием.

Катод (отрицательный вывод) выполнен из оксида никеля. Между анодом и катодом находится загущенный щелочной электролит на основе гидроксида калия. В конструкцию батареи введен предохранительный клапан, который срабатывает при повышении давления газов до 4 МПа.

Встречаются изделия с катодами, изготовленными по 5 технологиям:

  1. Ламельная конструкция, основанная на металлической сетке из никеля. Сверху поверхность покрывается порошкообразным оксидом никеля, который затем сжимается прессом.
  2. Пеноникеливая схема, в основе конструкции лежит пористый элемент из никеля. Полости заполняются специальной пастой, состоящей из оксида никеля и дополнительных присадок.
  3. Фольгированная конструкция, построенная на базе фольги из никеля или сплава никеля со сталью. На поверхность материала наносится оксид никеля, который затем прокатывается и сушится.
  4. Вальцованные детали, оксид никеля крепится на металлическом (медном или никелевом) основании путем прокатки.
  5. Элементы, выполненные методом спекания порошка оксида никеля и металлического основания. Процедура выполняется в атмосфере, состоящей из чистого водорода, при температурах от 1500°С.

Материал анода обладает способностью сохранять ионы водорода, объем абсорбируемого вещества превышает емкость электрода в 10³ раз. Введение небольшого количества металлического лития или лантана в состав материала анода позволяет стабилизировать работу аккумулятора и увеличивает срок службы изделия.

Разные объемы Ni-Mh аккумуляторы.

Внутри корпуса размещен сепаратор, обеспечивающий разделение анода и катода.

Схема аккумулятора не зависит от внешней конфигурации корпуса, на части изделий применяются дополнительные выводы (зависит от типа устройства, в которое устанавливается батарея).

Технические параметры никель-металлогидридных батарей:

  • номинальное напряжение (через 24 часа после зарядки) — не менее 1,3 В;
  • напряжение при разрядке током 0,2 А — до 1,25 В;
  • удельная энергетическая емкость — 50-80 Вт*ч/кг;
  • интенсивность саморазряда — 20-40% емкости за 28 суток;
  • температура эксплуатации — от -40° до 60°С;
  • количество циклов зарядки и разрядки — до 2000;
  • срок годности изделий — до 5 лет.

Как хранить Ni-Mh аккумуляторы

Рекомендации по хранению аккумуляторных батарей:

  • изделие хранится вне электрического прибора;
  • место складирования не должно подвергаться воздействию влаги;
  • перед началом хранения аккумулятор заряжается на 40-50%;
  • в процессе хранения проводится проверка состояния изделия и периодическая подзарядка;
  • запрещается нагревать аккумуляторы (длительное повышение температуры до 45°С вызывает деградацию химических веществ и снижает число рабочих циклов на 60%);
  • для снижения явления саморазряда допускается хранение устройств при температуре около 0°С.

Преимущества никель-металлогидридных аккумуляторов:

  1. Отсутствует явный «эффект памяти», пагубно влияющий на емкость и рабочие параметры батареи.
  2. Низкая стоимость изделий (по сравнению с Li-Ion аккумуляторами).
  3. Нет проблем с утилизацией отслуживших или вышедших из строя изделий.

Недостатки никель-металлогидридных батарей:

  1. Узкий диапазон рабочего тока (по сравнению с изделиями на основе никеля и кадмия). Проблема возникает из-за ограничения скорости выделения водорода при повышенной интенсивности разряда.
  2. Температура эксплуатации деталей лежит в диапазоне от -10° до +40°С. Существуют специальные серии аккумуляторов, рассчитанных на расширенный интервал температур.
  3. В процессе восстановления заряда наблюдается интенсивное выделение тепла (выше, чем у других типов никелевых аккумуляторов). Для предотвращения повреждения батарейки или воспламенения корпуса зарядного устройства от перегрева предусматривается биметаллический предохранитель, расположенный в корпусе аккумулятора.
  4. Еще один вид аккумулятора.

    Не рекомендуется создание батареи из более чем 10 элементов питания, поскольку повышается риск локального перегрева полученной аккумуляторной банки.
    При разрядке одного из элементов возникает вероятность переполюсовки и разрушения устройства.

  5. Склонность к саморазряду, поэтому при длительном хранении требуется периодическая подзарядка изделий. В ходе эксплуатации следует учитывать, что после 270-300 циклов заряда и разряда начинается естественное старение аккумулятора, которое сопровождается падением емкости.
  6. Потеря емкости отрицательного вывода при глубоком разряде. Из-за этой особенности требуется проводить жесткий подбор элементов, которые будут собраны в банку.
  7. Деформация и растрескивание поверхности катода и анода в процессе работы устройства, что приводит к коррозии деталей из-за воздействия приникающего в поры агрессивного электролита. Протекающие химические процессы приводят к поглощению газообразного кислорода и водорода. Из-за падения объема электролита растет внутреннее сопротивление батареи и падает напряжение.

Новые батареи, а также изделия после долговременного хранения следует несколько раз разрядить до минимального уровня. Для зарядки изделий применяются стандартные зарядные приспособления или специальные блоки, контролирующие рабочий процесс.

Длительность эксплуатации аккумулятора зависит от интенсивности зарядки и алгоритма завершения восстановления емкости. В процессе зарядки требуется избегать коротких замыканий, не рекомендуется припаивать к контактным площадкам дополнительные проводники.

Методика предусматривает компенсацию саморазряда батареи путем подачи тока малой величины (до 5% от номинальной емкости изделия), который не позволит нагреться корпусу элемента питания. Используемое зарядное устройство для Ni-Mh элементов должно оснащаться электронным контроллером. Устройство фиксирует момент полной зарядки батареи и автоматически отключает подачу напряжения на клеммы батареи. КПД устройства с электронным управлением не превышает 75%.

Если используется устройство с ручным управлением, то производится ручная корректировка параметров (с соответствующим снижением КПД до 40-50% и ниже). Применение упрощенного оборудования приводит к снижению ресурса батареи, поэтому изготовители источников тока не рекомендуют использовать капельную методику.

Если в прибор, предназначенный для зарядки источников большой емкости, установить батареи с уменьшенной емкостью, то происходит перегрев изделий выше допустимой температуры.

При чрезмерном занижении токовых параметров происходит увеличение времени восстановления заряда до нескольких суток или недель. При коммутации устройства с повышенной емкость в маломощное зарядное устройство складывается ситуация, при которой источник тока полностью не зарядится никогда (из-за постоянного саморазряда). При длительном подключении батареи к зарядному устройству начинается деградация изделия, заключающаяся в падении емкости.

Аккумулятор Ni-MH 3,6В 65мАч диам. 16×18мм 3 выв.

При быстрой подзарядке требуется установить токовые параметры в диапазоне 0,75-1,0 от номинальной емкости батареи. Производитель рекомендуют устанавливать минимальное значение параметра, что позволит снизить вероятность перегрева элемента питания и выброса излишка газа и электролита из корпуса (через дренажный предохранительный клапан).

Температура заряжаемых изделий должна находиться в интервале от 0° до 40°С, а напряжение на выводах — в диапазоне от 0,8 до 1,8 В.

На начальном этапе зарядки КПД устройства достигает 90%, что обеспечивает пониженный нагрев корпуса. По мере восполнения емкости начинается падение эффективности работы устройства, сопровождаемое повышением тепловых потерь.

При чрезмерном нагреве корпуса возможно срабатывание предохранительного клапана, приводящее к падению эффективности работы батареи и снижению срока службы. При использовании блока с ручным управлением время окончания зарядки определяет оператор (по времени зарядки или температуре корпуса).

Алгоритм работы электронного блока быстрой подзарядки включает этапы:

  1. Фиксация установки аккумулятора в полость зарядного устройства. Микропроцессор измеряет токовые параметры и напряжение на клеммах, определяя состояние установленного элемента питания. Включение питания производится только после определения напряжения ниже запрограммированного порога (0,8 В).
    В процессе выполнения зарядки производится периодический опрос напряжения, что позволяет выключить устройство при досрочной выемке аккумулятора.
  2. Грубая оценка состояния заряда батареи. При фиксации напряжения ниже 0,8 В включается режим предварительного восстановления параметров. Ток в цепи не превышает 10-25% от номинальной емкости, время восстановления не более 30 минут. Контроллер проверяет напряжение на клеммах батареи, если параметр не увеличивается, а происходит нагрев корпуса, то изделие считается непригодным к дальнейшей эксплуатации.
  3. Фаза быстрой зарядки начинается с плавного повышения токовых параметров. Контроллер отслеживает температуру корпуса и напряжение на выходах аккумулятора. При завершении зарядки наблюдается снижение напряжения, после чего фаза быстрого заряда подходит к концу.
  4. Дозарядка аккумулятора, которая занимает до 30 минут. Фаза позволяет выровнять параметры элементов, установленных параллельно или последовательно в общую банку. Заряженные батареи теряют в первые сутки до 15% емкости из-за эффекта саморазряда, затем процесс замедляется (за месяц потеря заряда не превышает 10-15%).
    Существуют зарядные устройства, предназначенные для хранения аккумуляторов. Микропроцессор автоматически включает питание, компенсируя саморазряд батареи.

Ni-Mh аккумуляторы размера D (R20) Soshine RTU на 11000 mAh c низким саморазрядом.

Методика ускоренной зарядки основана на подаче тока, в несколько раз превышающего номинальную емкость батареи.

Бесконечно увеличивать токовые характеристики невозможно из-за ограничений, накладываемых скоростью протекания химических процессов в батарее.

КПД зарядного оборудования составляет до 100%, после восполнения заряда на 2/3 емкости начинается падение эффективности работы, сопровождаемое нагревом аккумулятора.

К минусам методики относят:

  • трудности с определением момента прекращения зарядки;
  • проблемы с восстановлением аккумуляторных банок, поскольку степень разряда элементов различна;
  • дополнительные тепловые нагрузки на точках контакта корпуса аккумулятора и металлических пластин зарядного приспособления.

В процессе эксплуатации изделий следует соблюдать правила:

  • не допускать перегрева батареи при зарядке;
  • запрещается осуществлять перезаряд изделия;
  • не допускается глубокий разряд аккумулятора.

При многократных циклах частичной зарядки и разрядки никель-металлогидридные аккумуляторы теряют емкость, «запоминая» меньшую границу разрядки. Для устранения дефекта применяется цикл тренировки с последующим восстановлением заводских характеристик.

Процедура начинается со снижения напряжения на клеммах батареи до 0,801 В (путем установки малогабаритной лампы или нагрузочного сопротивления). Если изделие долгое время не восстанавливалось, то рекомендуется произвести 2-3 цикла полной разрядки с последующим набором емкости.

Для тренировки АКБ рекомендуется использовать зарядное приспособление, поддерживающее функцию разряда аккумулятора. Если пользователь не знает степень разряда элемента питания, то рекомендуется подключение лампы и вольтметра.

При установке такого изделия в зарядное устройство для тренировки возможен чрезмерный разряд, приводящий к выходу аккумулятора из строя. Со временем электролит, залитый в батарею, теряет свои характеристики, восстановление подобных изделий невозможно.

Для обеспечения заявленного заводом срока службы NiMh батарей требуется произвести стартовую «раскачку» изделий, одновременно обеспечивающую достижение расчетной емкости.

Изделие заряжается на зарядном устройстве, а затем разряжается при помощи встроенного в блок сопротивления. Допускается разряжать аккумулятор путем установки нагрузки с максимально допустимой мощностью. В зависимости от состояния батареи проводится до 5-6 подобных циклов подряд.

Для восстановления емкости разрешается использовать штатный зарядный блок или устройство, рекомендованное изготовителем батарей. В процессе эксплуатации не требуется разряжать батареи на 100% (из-за риска выхода из строя), максимальный ресурс достигается при снижении емкости на 85-90%.

В процессе восстановления параметров учитывается время зарядки, рабочий ток и температура корпуса аккумулятора. Извлекать из зарядного блока батарею с частично восстановленной емкостью не рекомендуется.

Никель-кадмиевые и никель-металлогидридные аккумуляторы – два основных вида щелочных химических источников тока для автономного питания различной аппаратуры. Они сходны по своей структуре. В качестве электролита используется щёлочь, в качестве катода — оксид никеля.

Первым был изобретён Ni-cd. Этой технологии более ста лет. NI-MH широко применятся в бытовых устройствах, начали только в 90-х годах двадцатого века. Массовое появление на рынке более ёмких (NI-MH) батарей поначалу вызвало настоящий фурор. Но потом выявились и недостатки.

Особенности и применение Ni-cd батарей

По сравнению с металлогидридными батареями, Ni-cd имеют два главных недостатка. Это меньшая ёмкость и эффект памяти. Эффектом памяти называют “запоминание” батареей нижнего предела разряда. Той есть, если такую батарею разрядить не полностью, длительность работы в следующем цикле будет меньше на эту самую величину от полного разряда до того предела, который “запомнил” аккумулятор. Чтобы “сбросить” память , нужно два-три раза полностью зарядить-разрядить такую батарею.

Казалось бы, при таких свойствах, этот тип батарей должен уйти в небытие. Но этого не происходит. Благодаря двум другим свойствам этого типа батарей – высокая токоотдача и способность хорошо работать при отрицательных температурах.

Приблизительно 90% Ni-cd на сегодняшний день, это аккумуляторные сборки для электроинструмента, детских игрушек, электробритв, автономных пылесосов, медицинского оборудования и т.д. Применение в бытовом сегменте (вместо обычных первичных батареек) практически сведено к нулю.

Некоторые страны законодательно ограничивают использование Ni-cd элементов в связи с токсичностью кадмия. В новых устройствах их место занимают литий-ионные аккумуляторы с большой токоотдачей.

Зарядка ni cd аккумуляторов

Один элемент имеет номинальное напряжение 1,2V. При работе это значение может меняться от 1,35V (полностью заряжен) до 1V (полный разряд). У этих элементов есть одна интересная особенность, на которой завязан режим отключения в зарядном устройстве (если оно автоматическое). После набора ёмкости, напряжение на выводах несколько снижается на 50-70 mV. Такой скачок обозначают ΔV(дельта V). Зарядное реагирует на такое снижение и отсекает ток заряда.

На практике срабатывать по ΔV умеют только зарядные устройства среднего и продвинутого уровня. И часто приходится вручную просчитывать, как заряжать ni cd аккумуляторы.

Напряжение заряда любая зарядка будет выдавать из расчёта 1,5-1,6v на один элемент. А вот ток заряда может быть разным. Его всегда можно посмотреть на самом зарядном устройстве (как правило, с тыльной стороны).

Ёмкость аккумулятора нужно поделить на ток заряда и умножить на коэффициент потерь 1,4. Например, 1000mAh/200mA=5 часов*1,4 = 7 часов. Каким током заряжать? Номинальный ток заряда 0,1С, где С- ёмкость батареи. Для 1000mAh номинальным является ток 100mA. Время заряда в таком случае составит 14 часов. Не очень удобно. Почти всегда используется ускоренный режим 0,2-0,5С. Это несколько сокращает срок службы аккумуляторов, но повышает удобство использования.

Важно! Средний срок службы никель-кадмиевых аккумуляторов составляет 500 циклов заряд-разряд. Производитель заявляет, как правило, ДО 1000. Таких показателей можно достичь только в идеальных условиях и чётко выдерживая номинальные режимы работы.

Основные правила заряда никель кадмиевых аккумуляторов

  • перед зарядом аккумуляторы обязательно разрядить;
  • подключить зарядное устройство (или установить в него аккумуляторы при бытовом исполнении) и дождаться отключения при полном заряде;
  • в случае если зарядное не обеспечивает автоотключение, рассчитать необходимое время заряда и по его истечении произвести отключение;
  • хранить ni cd аккумуляторы в разряженном состоянии.

Особенности и применение NI MH аккумуляторов

Область применения металлогидридных батарей напрямую связана с их свойствами. Максимальная ёмкость при минимальном объёме позволила им занять место в той электронике, где одноразовые батарейки приходится менять очень часто. Это фотоаппараты, беспроводные мыши и клавиатуры, радиопульты, детские игрушки.

В основном используется два размера таких элементов – это АА и ААА. Использовать такие элементы можно в любом месте, где используются одноразовые батарейки. Но часто это не имеет экономического смысла (в том случае, если одноразовая батарейка служит в устройстве годами)

Номинальное напряжение ni mh аккумулятора 1,2v. С незначительным отклонением под нагрузкой такое напряжение держится в течение всего цикла работы батареи. Напряжение одноразовой батарейки в работе плавно падает от 1,5 до 1 вольта. Той есть 1,2-среднее значение. Это позволяет аккумулятору отлично заменять одноразовую батарейку в 99% случаев. Случаи, когда необходимо именно 1,5v для работы устройства единичные и часто “лечатся” сменой режима в меню устройства “батарейка/аккумулятор”.

Внимание! Максимальная ёмкость (физический предел) для аккумулятора АА составляет 2700mAh,для ААА 1000mAh.В случае, если на этикетке большее значение и “загадочное” название фирмы-изготовителя, перед вами гарантированный обман.

Эффект памяти при заряде никель металлогидридных аккумуляторов менее заметен, чем у Ni-cd элементов. Первые несколько лет массовых продаж производители размещали надпись “без эффекта памяти”. Впоследствии эту надпись убрали. Рекомендация “заряд после разряда” актуальна и для металлогидридных аккумуляторов.

Заряд никель металлогидридных аккумуляторов

Напряжение зарядки ni mh такое же, как и у никель-кадмиевых батарей. Зарядное устройство будет подавать на один элемент 1,5-1,6v. Ток заряда ni mh аккумуляторов может меняться от 0,1 до 1С. Но любой производитель бытовых батарей обязательно указывает на них свою рекомендацию этого параметра. Рекомендация производителей составляет 0,1С. Например для 2500mAh номинальный ток заряда ni mh аккумуляторов составляет 250mA. Время заряда номинальным током 14 часов. По той же формуле. Ёмкость/ток заряда, результат умножить на 1,4. При таком режиме можно рассчитывать на заявленное производителем, количество циклов. При ускоренном режиме срок службы уменьшается.

Металлогидридные батареи плохо переносят перегрев, глубокий разряд, сильный перезаряд. Перегрев может возникнуть при большом токе заряда, повышенном внутреннем сопротивлении. При сильном нагреве заряд следует прекратить. Глубокий разряд возникает при длительном неиспользовании элемента. При бездействии в течение года и более, аккумулятор, скорее всего, придётся заменить. Избыточный перезаряд случается при использовании зарядного устройства без функции отключения или неправильно просчитанном времени заряда.

Зарядные устройства и методы заряда

Зарядных устройств в продаже представлено огромное количество. В них реализованы разные схемы отключения или отключение не реализовано вообще. Можно легко их разделить на подвиды по внешнему виду.

  1. Простейшие. Включили в розетку — заряд пошёл, выключили – заряд закончен. Контроль над временем заряда лежит на пользователе. Такие устройства имеют право на существование с целью экономии средств. Необходимо лишь выбрать из них такое, которое будет заряжать каждый элемент отдельно. Если каналы заряда спарены, возникает перекос. Такой режим сокращает срок службы батарей. Отличить несложно. Количество светодиодных индикаторов должно совпадать с количеством каналов заряда.
  2. С надписью AUTO. Такая надпись говорит о том, что здесь реализовано отключение по таймеру. Обычно от 6 до 12 часов. Не самый плохой вариант. Перезаряда точно не будет. Но скорее всего не будет и полного заряда. В таком случае можно подобрать аккумуляторы именно под это зарядное устройство. Но корректной работа зарядного устройства будет первые 100-200 циклов.
  3. ΔV контроль. Если у производителя реализована эта функция, он обязательно напишет это на упаковке. Если надписи нет, зарядное устройство относится к пункту 2. С наличием ΔV контроля, зарядное устройство уже полноценно автоматическое. Не забываем о раздельной зарядке каждого канала (популярные лет 10-12 назад зарядные с индексом 508 имеют контроль ΔV, но воспринимают установленные в него аккумуляторы как одну батарею).
  4. С жидкокристаллическим дисплеем. Как правило, его наличие говорит о том, что реализовано всё, что перечислено выше и плюс температурный контроль. Зарядные устройства с дисплеем начального уровня не предполагают программирование режима и тока заряда, но со своей функцией — правильно заряжать ni mh батареи, справляются отлично.
  5. Зарядка – комбайн. Больше размером, чем в пункте 4. Предполагают программирование пользователем режимов и тока заряда. Если ничего не программировать в режиме “по умолчанию” заряжают батареи минимальным током и отключают заряд по ΔV контролю.

Чем более функциональное зарядное устройство, тем оно дороже. Но даже в дорогом исполнении, стоимость равна примерно 50 щелочным батарейкам. Окупаемость наступает достаточно быстро. Зарядное устройство такого класса обычно универсальное. И позволяет заряжать кроме никелевых аккумуляторов, ещё и литиево-ионные батареи. А также имеет функции измерения ёмкости, внутреннего сопротивления батарей, режим сброса эффекта памяти у никелевых 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.

Правила заряда NI MH

Ответ на вопрос — как заряжать ni mh аккумуляторы зависит, прежде всего, от того, какое у пользователя зарядное устройство. Для того, чтобы заряжать правильно, достаточно придерживаться простых норм.

  • Перед зарядом, аккумуляторы желательно разрядить. Это не строгая норма в отличие от Ni-cd батарей, но желательная.
  • Температура окружающего воздуха должна быть не ниже 5oC. Верхний предел температуры 50oC. Такая температура может возникнуть летом при попадании прямых солнечных лучей.
  • Изучить функции зарядного устройства. Если оно не обеспечивает автоматическое отключение, рассчитать время заряда.
  • Установить батареи в зарядное устройство и подключить его к сети. Через некоторое время проверить степень нагрева аккумуляторов. В случае сильного нагрева, заряд прекратить.
  • Отключить зарядное устройство либо по истечении расчётного времени, либо после включения соответствующей индикации (зависит от типа зарядного устройства).
  • Хранить Ni-MH элементы заряженными на 10-20% ёмкости. Напряжение не должно падать ниже, чем 0,9v.

При правильном заряде никель металлогидридных аккумуляторов, служат они достаточно долго. От 500 до 1000 циклов заряд-разряд. Основная причина преждевременного выхода из строя – длительное неиспользование и как следствие глубокий разряд. Часто желание пользователей отказаться от технологии Ni-MH или Ni-cd и перевести всю свою технику на литий ионные батареи, совершенно не оправдано. Эти батареи прочно занимают своё место, как в бытовом сегменте, так и в промышленности.

Что нужно знать о Ni-MH аккумуляторах

Nimh аккумуляторы – источники питания, которые относят к щелочным АКБ. Они схожи с никель-водородными аккумуляторными батареями. Но уровень их энергетической емкости больше.

Характерные особенности и преимущества

Внутренний состав аккумуляторов ni mh схож с составом никель-кадмиевых источников питания. Для подготовки плюсового вывода используют такой химический элемент, никель, минусового – сплав, который включает водородные металлы поглощающего типа.

Выделяют несколько типовых конструкций никель металл гидридных АКБ:

  • Цилиндр. Для разделения токопроводящих выводов использован сепаратор, которому задана форма цилиндра. На крышке сосредоточен аварийный клапан, который приоткрывается при существенном повышении давления.
  • Призма. В таком никель металл гидридном аккумуляторе электроды сосредоточены поочередно. Для их разделения применен сепаратор. Для размещения основных элементов используется корпус, подготовленный из пластика или специального сплава. Для контроля давления в состав крышки вводят клапан либо датчик.

Среди достоинств такого источника питания выделяют:

  • Удельные энергетические параметры источника питания возрастают в процессе эксплуатации.
  • При подготовке токопроводящих элементов не используется кадмий. Поэтому проблем с утилизацией АКБ не возникает.
  • Отсутствие своеобразного «эффекта памяти». Поэтому необходимости в увеличении емкости нет.
  • Дабы справиться с разрядным напряжением (снизить его), специалисты выполняют разрядку агрегата до 1 В 1–2 раза в месяц.

Среди ограничений, которые имеют отношение к аккумуляторам никель металлгидридным, выделяют:

  • Соблюдение установленного интервала рабочих токов. Превышение этих показателей приводит к стремительному разряду.
  • Эксплуатация источник питания этого типа в сильные морозы не допускается.
  • В состав АКБ вводят термические предохранители, с помощью которых определяют перегрев агрегата, повышение уровня температуры до критического показателя.
  • Склонность к саморазряду.

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.

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.

Для заряда nimh аккумуляторов в быстром режиме устанавливается напряжение от 0,8 до 8 вольт.

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.

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.

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.

Восстановление никель металлогидридных источников питания

Процесс восстановления ni mh аккумуляторов заключается в ликвидации последствий «эффекта памяти», которые связаны с потерей емкости. Вероятность возникновения такого эффекта увеличивается, если часто осуществлять неполную зарядку агрегата. Аппаратом фиксируется нижняя граница, после чего емкость снижается.

Перед тем как восстановить источник питания, подготавливаются такие предметы:

  • Лампочка требуемой мощности.
  • Зарядник. Перед применением важно уточнить, можно ли использовать зарядник для разрядки.
  • Вольтметр или мультиметр для установления напряжения.

К аккумуляторной батареи своими руками подводят лампочку либо же зарядник, который оснащен соответствующим режимом, дабы полностью ее разрядить. После этого включается режим зарядки. Численность циклов восстановления зависит от того, в течение какого срока не эксплуатировалась АКБ. Процесс тренировки рекомендуют повторять 1–2 раза в течение месяца. Кстати, восстанавливаю таким способом те источники, которые потеряли 5–10 процентов от общей емкости.

Для вычисления утраченной емкости используют достаточно простой способ. Так, аккумуляторную батарею полностью заряжают, после чего его разряжают и измеряют емкость.

Этот процесс существенно упроститься, если пользоваться зарядным устройством, с помощью которого можно контролировать и уровень напряжения. Такие агрегаты выгодно использовать еще и потому, что вероятность глубокого разряда сокращается.

Если степень заряженности никелевых металлогидридных батарей не установлена, то подводить лампочку необходимо осторожно. С помощью мультиметра контролируется уровень напряжения. Только так предотвращается вероятность полного разряда.

Опытные специалисты проводят, как восстановление одного элемента, так и целого блока. В период зарядки проводят выравнивание имеющегося заряда.

Восстановление источника питания, который эксплуатировался в течение 2–3 лет, при полном заряде, разряде не всегда приносит ожидаемый результат. Все потому, что электролитический состав и токопроводящие выводы постепенно меняются. Перед применением таких устройств выполняется восстановление электролитического состава.

Просмотрите видео про восстановление такого аккумулятора.

Правила использования никель-металлогидридных аккумуляторных батарей

Продолжительность эксплуатации ni mh аккумуляторов во многом зависит от того, не допускается ли перегрев или существенный перезаряд источника питания. Дополнительно мастера советуют учитывать следующие правила:

  • Вне зависимости от того, сколько будут храниться источники питания, их обязательно заряжают. Процент заряда должен составлять не менее 50 от общей емкости. Только в этом случае проблем во время хранения и обслуживания не будет.
  • Аккумуляторные батареи такого типа отличаются чувствительностью к перезарядке, к чрезмерному нагреву. Эти показатели пагубно сказываются на продолжительности использования, величине токоотдачи. Для этих источников питания требуются специальные зарядники.
  • Проводить тренировочные циклы для никель-металлогидридных источников питания необязательно. При помощи проверенного зарядника потерянная емкость восстанавливается. Численность восстановительных циклов во многом зависит от того, в каком состоянии агрегат.
  • Между циклами восстановления обязательно делают перерывы, а также изучают, как зарядить АКБ эксплуатируемое. Этот временной промежуток требуется, дабы агрегат остыл, уровень температуры опустился до требуемого показателя.
  • Процедура подзарядки или тренировочного цикла проводится только в приемлемом температурном режиме: +5-+50 градусов. Если превышать этот показатель, то вероятность стремительного выхода из строя повышается.
  • При подзарядке следят за тем, чтобы напряжение не опускалось ниже, чем 0,9 вольта. Ведь некоторые зарядники не осуществляют зарядку, если это значение минимальное. В таких случаях допускается подведение внешнего источника для восстановления питания.
  • Циклическое восстановление проводят при условии, что есть определенный опыт. Ведь не все зарядные устройства можно использовать для разрядки аккумулятора.
  • Процедура хранения включает ряд простых правил. Не допускается хранение источника питания на открытом воздухе или в помещениях, в которых уровень температуры снижается до 0 градусов. Это провоцирует застывание электролитического состава.

Если единовременно осуществляется зарядка не одного, а нескольких источников питания, то степень заряженности поддерживается на установленном уровне. Поэтому неопытные потребители осуществляют восстановление АКБ отдельно.

Nimh аккумуляторы – эффективные источники питания, которыми активно пользуются для комплектации различных устройств и агрегатов. Они выделяются определенными преимуществами, особенности. Перед их эксплуатацией обязателен учет основных правил использования.

Видео про Nimh аккумуляторы

Зарядное устройство для NiMH аккумулятора

Недавно получил комплект никель-металлогидридных аккумуляторных (NiMH) батарей для шуруповерта «Bosch» 14.4V, 2.6Ah. Аккумуляторы фактически имели малую емкость, хотя эксплуатировались под нагрузкой лишь незначительное время и имели малое число циклов разряд(работа) — заряд. По этой причине решил разобрать батареи, выполнить их поэлементные замеры для определения характеристик и возможного восстановления, использования «выживших» элементов в других самоделках требующих отдачи большого тока в короткое время. Эта работа поэтапно описана в заметке «Автоматическое устройство для разряда аккумулятора».
После разборки батареи
был выполнен подготовительный разряд элементов на указанном устройстве, с контролем по минимальному остаточному напряжению 0,9…1,0 вольт, для исключения глубокого разряда. Далее потребовалось простое и надежное зарядное устройство для их полной зарядки.
Требования к зарядному устройству
Производители NiMH аккумуляторов рекомендуют выполнять заряд с величиной тока в интервале 0,75-1,0С. При этих режимах, КПД процесса зарядки, большую часть цикла, максимально высокий. Но к моменту окончания процесса зарядки, КПД резко снижается и энергия переходит в выделение тепла. Внутри элемента резко растёт температура и давление. Аккумуляторы имеют аварийный клапан, который может открыться при увеличении давления. При этом свойства аккумулятора будут безвозвратно потеряны. Да и сама высокая температура оказывает негативное влияние на структуру электродов батарейки.
По этой причине, для никель-металлогидридных аккумуляторов очень важным является контроль режимов и состояния батареи при зарядке, момента окончания процесса зарядки, для исключения перезаряда или разрушения аккумулятора.
Как указывалось, в конце процесса заряда NiMH аккумуляторной батареи её температура начинает расти. Это является основным параметром для отключения заряда. Обычно в качестве критерия прекращения заряда берётся рост температуры более чем на 1 градус за минуту. Но при небольших токах заряда (менее 0,5С), когда температура растёт достаточно медленно, это обнаружить сложно. Для этого может быть использовано абсолютное значение температуры. Таким значением принимают 45-50°C. В этом случае заряд должен быть прерван, и возобновлён (при необходимости) после остывания элемента.
Также необходимо установить ограничение по времени заряда. Его можно рассчитать по емкости батареи, величине тока зарядки и КПД процесса, плюс 5-10 процентов. В этом случае, при нормальной температуре процесса, зарядное устройство отключают по установленному времени.
При глубоком разряде NiMH аккумулятора (менее 0,8В) ток заряда, предварительно, устанавливается на уровне 0,1…0,3С. По времени этот этап ограничен и составляет около 30 минут. Если за это время аккумулятор не восстанавливает напряжения 0,9…1,0В, то элемент беспереспективен. В положительном случае, далее выполняют заряд с увеличенной величиной тока в интервале 0,5-1,0С.
И еще, о сверхбыстром заряде аккумуляторных батарей. Известно, что при заряде до 70% своей ёмкости никель-металлогидридный аккумулятор имеет КПД зарядки близкий к 100 процентам. Поэтому, на этом этапе возможно увеличить ток для ускоренного его прохождения. Токи в таких случая ограничивают значением 10С. Высокий ток легко может привести к перегреву аккумулятора и разрушению структуры его электродов. Поэтому использование сверхбыстрого заряда рекомендуется только при постоянном контроле процесса зарядки.
Процесс изготовления зарядного устройства для NiMH аккумулятора рассмотрен ниже.
1. Установление исходных данных.
— Зарядка элемента постоянной величиной тока 0,5…1,0С до номинальной емкости.
— Выходной ток (регулируемый) – 20…400 (800) ma.
— Стабилизация выходного тока.
— Выходное напряжение 1,3…1,8 В.
— Входное напряжение — 9…12 В.
— Входной ток — 400 (1000) ma.
2. В качестве источника питания для ЗУ выбираем мобильный адаптер 220/9 вольт, 400 ma. Возможна замена на более мощный (например, 220/1,6…12В, 1000 ma). Изменений в конструкции ЗУ при этом не потребуется.
3. Рассмотрим схему зарядного устройства
Вариант конструкции зарядного устройства аккумулятора представляет собой узел стабилизации и ограничения тока и выполнен на одном элементе операционного усилителя (ОУ) и мощном составном n-p-n транзисторе КТ829А. ЗУ дает возможность регулировки тока заряда. Стабилизации установленного тока происходит за счет повышения или понижения выходного напряжения.
В точке соединения резистора R1 и стабилитрона VD1 образуется стабильное опорное напряжение. Изменяя величину напряжения, снятого с потенциометра R2 резисторного делителя, на неинвертирующем входе операционного усилителя (вывод 3), изменяем величину выходного напряжения (вывод 6), а следовательно и ток через VТ1. Резистором R5 ограничиваем ток в цепи заряжаемого аккумулятора. Изменение падения напряжения на R5 при отклонении зарядного тока, через обратную связь (ООС) на инвертирующий вход ОУ (вывод 2), корректирует и стабилизирует выходной ток ЗУ. Установленный R2 ток будет стабилен до конца зарядки этого и последующих однотипных аккумуляторов.
Данная схема стабилизатора тока весьма универсальна и может применяться для ограничения тока в различных конструкциях. Схема легка в повторении, состоит из простых и доступных радиокомпонентов и при верном монтаже сразу начинают работать.
Особенностью данной схемы является возможность применить имеющиеся в наличии операционные усилители с напряжением питания на уровне 12В, например, К140УД6, К140УД608, К140УД12, К140УД1208, LM358, LM324, TL071/081. Транзистор КТ829А — основной силовой элемент и весь ток проходит по нему, поэтому обязательно устанавливается на теплоотвод. Выбор транзистора определяется необходимым зарядным током установленным для зарядки аккумулятора.
4. Выбираем корпус для зарядного устройства. Он определит форму, конструкцию, условия теплоотвода и внешний вид ЗУ. В данном случае выбран алюминиевый аэрозольный баллон. Удаляем его верхнюю часть.
5. Отрезаем от универсальной монтажной платы часть, равную по ширине внутреннему диаметру баллона. Желательно плотное, без качки, вхождение платы в баллон.
6. Комплектуем ЗУ деталями согласно схемы. Аэрозольный колпачок по размеру хорошо подходит в качестве ручки потенциометра.
7. Закрепляем транзистор на радиаторе и устанавливаем радиатор на краю платы, согласно фото.
8. Припаиваем выводы транзистора к контактным площадкам платы.
9. Распаиваем сопротивление, ограничивающее максимально возможный ток заряда аккумулятора. Так как весь ток заряда проходит через резистор R5, то для лучшего охлаждения резистора, он набран из широко распространенных (МЛТ-1) четырех паралельно соединенных резисторов по 22 ома, мощностью по 1 вт. Дополнительно, последовательно установлен резистор на 1,8 ома мощностью 5 вт. Общее сопротивление R5 составило около 7 ом ( средней мощностью 4 вт). Сопротивление и комплектация резисторов зависят от планируемого тока зарядки и наличия деталей у изготовителя.
10. Соберем управляющую часть ЗУ на макетной монтажной плате. Присоединим изготовленную силовую часть ЗУ и подключим нагрузку – заряжаемый аккумулятор. Для проверки работы и отладки режимов, подключим ЗУ к регулируемому блоку питания. Проверяем диапазон регулировки зарядного тока, при необходимости подбираем величину резисторов R2 и R3.
11. Переносим управляющую часть ЗУ на рабочую платку
и присоединяем ее к силовой части.
12. На плате, сбоку, устанавливаем гнездо для подключения блока питания ЗУ (адаптера или другого БП).
13. Устанавливаем ЗУ в корпус, расположив радиатор в его верхней (открытой) части.
Предварительно сверлим в нижней цилиндрической части корпуса ряд отверстий диаметром 6 мм. Рабочее положение корпуса ЗУ вертикальное, поэтому в нем, аналогично печной трубе, создается естественная тяга. Воздух, нагреваемый резисторами и радиатором поднимается из корпуса вверх, затягивая холодный в нижние отверстия. Такая вентиляция работает эффективно, потому что значительный нагрев радиатора при 2-х, 3-х часовой работе ЗУ, практически не ощущается нагревом корпуса.
14. Зарядное устройство собрано рабочим комплектом и испытано под нагрузкой, полной зарядкой десятка аккумуляторов. ЗУ работает стабильно. При этом периодически ведётся контроль расчетного времени зарядки, а также температуры аккумулятора для отключения ЗУ при критических значениях. Использование «крокодильчиков» для подключения аккумулятора позволяет подключить к ЗУ контрольный амперметр (мультиметр) для регулировки зарядного тока. При зарядке последующих однотипных элементов, амперметр не нужен.
Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. .

На этот раз речь пойдет о конструировании простейшего USB-зарядника для Ni-Cd и Ni-Mh аккумуляторных батарей.

Схема довольно хорошего зарядника проста и может быть реализована с бюджетом всего в 20 рублей. Это уже дешевле, чем любая китайская зарядка. Сердцем нашего зарядного устройства всем хорошо знакомая микросхема линейного стабилизатора LM317.

микросхема линейного стабилизатора LM317

На вход схемы подается напряжение 5 В от любого USB-порта.

Схема

Микросхема стабилизирует напряжение до уровня 1,5 В. Это напряжение полностью заряженного Ni-Mh аккумулятора.

А работает устройство очень просто. Аккумулятор будет заряжаться напряжением 1,5-1,6 Вольт от микросхемы. Резистор R1 в качестве датчика тока одновременно ограничивает ток заряда. Путем его подбора ток можно уменьшить или увеличить.

Когда на выход схемы подключен аккумулятор, на резисторе R1 образуется падение напряжения. Его достаточно для срабатывания транзистора, в коллекторную цепь которого подключен светодиод. Последний загорается и по мере заряда аккумулятора будет потухать до полного отключения. Это произойдет в конце зарядного процесса.

Таким образом, диод горит, когда аккумулятор заряжается, и тухнет, когда последний полностью заряжен. Одновременно по мере заряда аккумулятора будет снижаться сила тока, и в конце ее значение будет равно 0.

Из этого следует, что перезаряд и выход из строя аккумулятора невозможны.

Микросхема LM317 работает в линейном режиме, поэтому небольшой теплоотвод не помешает. Хотя при токе 300 мА нагрев микросхемы в пределах нормы. Светодиод желательно подобрать с минимальным рабочим напряжением. Цвет абсолютно не важен. Вместо BC337 допускается использование любого маломощного транзистора обратной проводимости, хоть на КТ315. Желательная мощность резистора R1 0,5-1 Ватт. Все оставшиеся резисторы – 0,25 и даже 0,125 Ватт. Поскольку диапазон напряжений очень узкий, то даже погрешность резисторов может повлиять на работу схемы. Поэтому резистор R2 настоятельно рекомендуется заменить на многооборотный сопротивлением 100 Ом.

С его помощью можно очень точно отрегулировать нужное выходное напряжение.

Сперва нужно найти все необходимые компоненты, а также слот для батареек.

Устройство может заряжать аккумуляторы практически любого стандарта, если приспособить соответствующий слот. При сборке можно не использовать печатную плату. Монтаж делается навесным способом. Компоненты приклеиваются под слот батареек и заливаются термоклеем, поскольку схема очень надежна в работе.

Распиновка USB:

Распиновка выводов микросхемы:

Собранное устройство выглядит примерно так:

Собранное устройство

Но может выглядеть гораздо лучше.

Только необходимо подобрать светодиод с минимально возможным напряжением свечения, в противном случае он может вообще не светиться. По этой схеме можно заряжать несколько аккумуляторов, но рекомендуется использовать только для заряда одного.

USB-зарядник для Ni-Mh аккумуляторов своими руками

АКА КАСЬЯН

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх