Ni mh аккумуляторы: устройство, подзарядка, выбор моделей

Методы восстановления NiMH

Существует несколько способов зарядки, которые можно использовать с никель-металлогидридными батареями. Они, как и NiCds, требуют источника постоянного тока. Скорость обычно указывается на корпусе ячейки. Она не должна превышать технологические нормы. Пределы границ зарядки четко регламентированы производителями. Перед эксплуатацией батарей нужно четко знать, каким током заряжать NiMH аккумуляторы. Существует несколько методов, которые используются для предотвращения сбоя:

1. Зарядка по таймеру. Использование времени для определения окончания процесса — самый простой способ. Часто электронный таймер встроен в устройство, хотя многие приборы не имеют этой функции. Подход предполагает, что элемент заряжаются от известного состояния, например, когда он полностью разряжен.
2. Тепловое обнаружение. Определение конца процесса осуществляется путем наблюдения за температурой элемента. Несмотря на то, что при чрезмерной зарядке устройство нагревается, сложно точно оценить повышение температуры, поскольку в центре батареи она будет намного горячее, чем снаружи.
3. Обнаружение отрицательного дельта-напряжения. NiMH выявляет падение напряжения (5 мВ). Перед тем как заряжать NiMH аккумуляторы, для надежной фиксации такого падения вводится фильтрация шума, чтобы гарантировать, что «паразитный» датчик и другие шумы не приводят к окончанию зарядки.

Мультиметром

Первый и самый верный способ: с помощью мультиметра. Для начала можно провести тест без нагрузки, сразу исключив из общего количества непригодные батарейки. Мультиметр включается, выбирается режим для измерения напряжения, устанавливается граничный предел 20V. Далее прикладываем щупы к контактам батареи и смотрим, какое значение высветилось на экране.

Проверка мультиметром без нагрузки

Остаточный ресурс элемента питания определяется показаниями тестера:

• напряжение более 1,35 В — батарейку можно ставить в любой домашний электроприбор;
• показатели находятся в диапазоне 1,2 В – 1,35 В — элемент подойдет для менее требовательных устройств;
• значение меньше 1,2 В — продукт остается только выбросить, под нагрузкой его тестировать бессмысленно.

Очевидно, нет никаких сложностей в том, как проверить батарейку тестером. Также просто выполняется процедура с нагрузкой, например, с применением лампочки. Тест покажет вольтаж изделия, если вставить ее в электрическое устройство. Это поможет определить, в каком приборе источник энергии еще сможет принести пользу.

Рассмотрим по порядку, как проверить батарейки тестером под нагрузкой:

• Необходимо приложить щупы мультиметра к контактам исследуемого модуля питания.
• Параллельно подсоединить нагрузку (можно небольшую лампочку) и подождать секунд 30.
• Посмотреть результат.
• Сортировать батарейки по следующим признакам: с зарядом 1,1V и ниже только утилизировать, с зарядом до 1,3V можно применить в фонарике, пульте ДУ. Если в батарее заряд составляет 1,35V, то ее можно использовать в часах, плеерах, фотоаппаратах и других устройствах.

Проверка мультиметром с нагрузкой

Схема зарядного устройства с таймером

Чтобы не допустить перезарядки аккумулятора можно ограничить время зарядки. На рисунке 2 показана схема зарядной приставки со встроенным таймером на популярной микросхеме CD4060B.

Ключом, включающим зарядку аккумулятора служит полевой ключевой транзистор VT2. В открытом состоянии сопротивление его канала в данной схеме можно с уверенностью считать равным нулю. Поэтому никакого влияния на ток зарядки, в открытом состоянии, он не оказывает.

Рис. 2. Схема зарядного устройства с ограничением времени заряда, приставка к адаптеру на +5В.

Стартом для зарядки служит включение питания (подключение к универсальному зарядному устройству для сотового телефона). В этот момент цепь C1-R7 обнуляет (или предварительно устанавливает в нуль) счетчик микросхемы D1. На её выходе, выводе 3, ноль.

Транзистор VT1 закрыт и на затвор VT2 поступает открывающее напряжение через резистор R6. VT2 открывается и подает ток на зарядную схему на А1.

Затем счетчик микросхемы D1 начинает счет импульсов от встроенного генератора. RC-цепь встроенного генератора С2-R8-R9 подобрана таким образом, чтобы логическая единица на выводе 3 D1 появлялась примерно через 12 часов после включения.

Как только это происходит диод VD1 останавливает счетчик в этом положении, транзистор VT1 открывается и напряжение на затворе VГ2 падает. Что приводит к закрытию VT2. Зарядка прекращается, и светодиод HL1 гаснет.

Растоков П. РК-03-18.

Виды зарядных устройств 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. Часто есть функция полного разряда аккумуляторов перед зарядкой для сброса эффекта памяти.

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;
• измерения внутреннего сопротивления батарей;
• режим сброса эффекта памяти у никелевых аккумуляторов.

Какие батарейки можно заряжать

Прежде чем заряжать аккумуляторы, определимся с терминами. Одиночный элемент, который можно многократно заряжать, именуется аккумулятором. Несколько таких элементов, соединенных тем или иным образом, – аккумуляторная батарея. Те элементы, которые нельзя заряжать, называются гальваническими элементами, а несколько соединенных элементов – батарея гальванических элементов.

На фото слева аккумулятор (аккумуляторная батарейка), справа гальванический элемент (одноразовая батарейка)

Итак, аккумуляторы или аккумуляторные батарейки можно заряжать, а гальванические элементы или просто батарейки нельзя – они одноразовые. Разрядились – и выбросил.

Как отличить батарейку от аккумулятора

Прежде чем браться за зарядку аккумуляторных батареек, необходимо убедиться, что в руках у нас действительно перезаряжаемый источник тока. Это несложно. Особенности аккумуляторов представлены ниже.

Емкость. На аккумуляторах производитель почти всегда указывает их электрическую емкость. На батарейках такой информации не найти.

Аккумуляторные батарейки формата “АА” имеют емкость 3 000 mAh

Пометка на возможность перезарядки. На аккумуляторах можно найти надпись «Rechargeable» (перезаряжаемая, англ.). На гальванических элементах такой надписи нет или стоит «Do not recharge» (не перезаряжать).

Сверху мы видим аккумулятор, снизу – гальванический элемент

Обозначение типа. На всех элементах питания указывается технология, по которой они выполнены. Батарейки бывают солевыми (код R) и щелочными (LR). После буквы ставится цифра, обозначающая типоразмер.

Пальчиковые аккумуляторы в зависимости от используемых материалов и технологий изготовления помечаются так:

• Ni-Mh – никель-металл-гидридный;
• Ni-Cd – никель-кадмиевый;
• Ni-Zn – никель-цинковый.

Напряжение. Практически все цилиндрические гальванические элементы имеют начальное напряжение 1.5 В. Аккумуляторы в зависимости от типа выдают 1.2 В (Ni-Mh и Ni-Cd) или 1.6 В (Ni-Zn).

Никель-металл-гидридный аккумулятор с выходным напряжением 1.2 В

Чем Никель Кадмиевый АКБ лучше Литий Ионного

Батареи NiCd могут быть собраны в батарейные блоки или использоваться отдельно. Такие батарейки являются маленькими и миниатюрными, поэтому их возможно применять в быту, например, в фонариках, портативной электронике, фото- и видеокамерах, а также в игрушках. При малых размерах никель-кадмиевые батарейки лучше обеспечивают высокие импульсные токи с относительно низким внутренним сопротивлением, что делает их предпочтительным выбором для дистанционно управляемых электрически управляемых моделей самолетов, лодок, автомобилей, для беспроводных электроинструментов, а также для питания фотовспышек, когда длительность срока службы и значение ёмкости в mah особой роли не играют.

Большие Ni-Cd АКБ используются для воздушных стартеров, электромобилей и в качестве источников резервной мощности.

Схема защиты рассчитана на ограничение значений пикового напряжение в период зарядки аккумулятора или батарейки. Она исключает возможность пониженного напряжения, которое может наблюдаться при разрядке источника питания. Для предотвращения экстремальных температур и повышения безопасности применения температура внутри корпуса также контролируется. Всё это увеличивает стоимость и повышает габариты литий-ионной АКБ.

Какой тип батареи выбрать для автомобиля

При изготовлении АКБ используются различные материалы, особенные технологии, что оказывает серьёзное влияние на качество изделий и гарантийный срок. Какой аккумулятор выбрать? Условно АКБ делятся на несколько видов.

Сурьмянистые

Этот химический элемент Sb использовали в старых технологиях. Вещество (добавка 5–7 %) делало мягкий свинец, из которого изготавливают пластины, более прочным, жёстким. Когда такой аккумулятор ставят на зарядку, при достижении напряжения 12,7 В начинается кипение – вода испаряется. Достоинство сурьмянистых АКБ – высокая прочность пластин, хорошо противостоящих глубокому разряду (осыпания не происходит). Минус заключается в необходимости постоянного контроля за уровнем электролита. Есть и иные отрицательные стороны:

• саморазряд до 2 % за день;
• невозможность герметизации батареи из-за риска взрыва, что обусловлено бурным выделением газов при зарядке.

Здесь же стоит упомянуть малосурьмянистые батареи, где Sb всего 2–4 %. Какой тогда выбрать аккумулятор для автомобиля? Малосурьмянистые изделия не так сильно кипят, но пластины у них менее прочные. Тем не менее, уровень электролита в таких аккумуляторах тоже нужно проверять, хотя и реже.

Кальциевые

Технология с применением Ca считается более современной. Здесь вместо сурьмы при изготовлении свинцовых пластин стали добавлять кальций. На этикетке такой батареи есть обозначение Ca/Ca. Это значит, что и минусовые, и плюсовые пластины содержат данный элемент. Кальций препятствует испарению воды из банок (по крайней мере, уменьшает). Плюс к этому иногда при изготовлении пластин используют серебро. Такая добавка снижает внутреннее сопротивление аккумулятора, повышает значение пускового тока и увеличивает ёмкость. Плюсы:

• батарея необслуживаемая;
• малый саморазряд (не более 1–1,4 % в сутки);
• большая ёмкость в небольшом корпусе, так как пластин используется больше, а воды меньше.

Перед тем как выбрать аккумулятор на авто, нужно знать и отрицательные моменты. Здесь стоит отметить нетерпимость АКБ к сильным разрядам. Достаточно сделать это 3–4 раза, и батарею можно сдавать в утиль. Также не порадует и стоимость, которая выше, чем у, например, малосурьмянистых АКБ в 2–3 раза.

Гибридные

Это соединение сурьмянистой и кальциевой технологий. Наклейка на подобных АКБ имеет маркировку Hybrid battery, Sb/Ca либо Ca+. Особенность аккумуляторов: одна пластина имеет добавки в виде сурьмы, другая разбавляется кальцием. В итоге получается батарея с усреднёнными параметрами. Например, утечка воды есть, но она незначительная, сильным разрядам сопротивляемость хорошая. Стоимость гибридных аккумуляторов посередине между сурьмянистыми и кальциевыми изделиями.

AGM и EFB

Это наиболее современные типы батарей. Как выбрать из них хороший аккумулятор? В первом случае имеется в виду технология Absorbent Glass Mat. В соответствии с ней батарея тоже является свинцово-кислотной, но с гораздо лучшими характеристиками. Особенность в волокнистом сепараторе, имеющем микропоры, и абсорбированном электролите. В батарее AGM происходит рекомбинация кислорода и водорода. Они уходят от минусовой и плюсовой пластины, а затем вновь объединяются в связанной среде, не покидая пределов АКБ. Пакет пластин очень плотно сжат, благодаря чему свинец не осыпается, а сама батарея функционирует даже вверх ногами. При этом она равнодушна к глубоким разрядам: их число может быть любым. AGM пока не получили широкого распространения из-за высокой стоимости. Но очевидно, что с развитием технологии, увеличением конкуренции цена будет снижаться и постепенно такие АКБ вытеснят с рынка обычные свинцово-кислотные батареи.

EFB переводится с английского как «улучшенная батарея с жидким электролитом»

Если брать во внимание технические параметры, то батареи AGM и EFB похожи. Как подобрать аккумулятор на автомобиль и в чём же разница между этими АКБ? Главное отличие: в «улучшенной батарее» имеется текучая субстанция – электролит

В AGM он тоже есть, но упрятан в пористое стекловолокно. Все достоинства FEB такие же, что и у AGM, дополнительно можно отметить наличие специальных воронок внутри конструкции, которые способствуют перемешиванию электролита. Есть и минус – нетерпимость к сильному перезаряду. Если ваш реле-регулятор накроется, сохранность аккумулятора останется под вопросом. И ещё один неприятный момент – высокая цена.

Положительные и отрицательные стороны

Как говорилось выше, никель-металлогидридная технология пришла на смену никель-кадмиевой. Здесь стоит сделать акцент на возрастании удельных энергетических характеристик и отказе от применения токсичного кадмия. Подобное решение дало возможность производителям наносить меньше вреда окружающей среде при изготовлении Ni-Mh. Также существенно была упрощена технология утилизации электробатарей пришедших в негодность.

Плюсы

Эффект памяти хоть и присутствует, но в отличие от никель-кадмия, он всё-таки значительно ниже.

В структуре нет токсичных материалов.

Увеличенный показатель удельной ёмкости по сравнению с конкурентами. Превосходство доходит до 40% от стандартной ёмкости никель-кадмия и при этом Ni-Mh меньше весит.

Безопасная транспортировка — авиакомпании без проблем берут как груз.

Минусы

В процессе зарядки никель-металл-гидрид греется больше чем предшественник, из-за этого появляется надобность внедрения реле температуры либо предохранителей. Разработчики устанавливают данные компоненты на стенке по центру электронакопителя.

Риск переполюсовки и перегрева составляющих возрастает с увеличением срока службы и числа циклов. Поэтому инженеры устанавливают в такие аккумуляторные блоки не больше 10 элементов.

Ni-Mh имеет весьма заметный самостоятельный разряд. Он в пару раз выше чем у Ni-Cd (20% в течении первых суток и дальше идёт рост на 10% каждый месяц). Подобное недоразумение присутствует по причине реакции оксидно-никелевого электрода с водородом электролита. В нынешних вариациях Ni-Mh данную проблему решают путём изменения сплавов минусовых электродов. Результат получается конечно не идеальный, но достаточно приемлемый.

Ni-Mh могут нормально функционировать в более узком диапазоне температур. При показателе за бортом в -10 градусов, такие устройства теряют свою работоспособность. Отказ работать можно наблюдать и при температуре выше +40 градусов. Однако на рынке есть линейки Ni-Mh, для которых производитель расширяет диапазон рабочих температур посредством внедрения легирующих добавок.

АКБ безвозвратно теряют ёмкость минусового электрода, когда разряжаются на 100%. Поэтому, никель-металл-гидридные источники питания более требовательны к процессу разряда, чем их старшие братья — Ni-Cd. Сами разработчики советуют разряжать элемент до 1 V в накопителях с низким напряжением или до 1,1 V в аккумуляторах состоящих из 7-10 элементов.

Служат относительно не долго — до 600-800 полных циклов, но и эта цифра может сократиться в значительной степени если постоянно доводить устройство до глубокого разряда.

Снижение ёмкости уже через 250-300 циклов.

Ni-Mh более дорогие в изготовлении чем Ni-Cd.

Требуется специальное ЗУ со стадийным алгоритмом и отслеживанием перезаряда.

Усложнённый алгоритм зарядного процесса. Он более длительный и вдобавок Ni-Mh аппаратура восприимчива к перезаряду.

Зарядка аккумулятора никель металлгидридного

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

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

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

Капельный тип зарядки

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

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

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

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

Быстрая подзарядка

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

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

Дабы зарядить ni mh акб, выполняют такие действия:

Предварительная зарядка

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

Переход на ускоренный режим

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

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

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

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

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

Дополнительная и поддерживающая зарядка

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

Ускоренная зарядка

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

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

Рекомендации по разрядке и зарядке АКБ

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

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

Плюсы и минусы

Никель-металлогидридные элементы питания в сравнении с другими характерны повышенной емкостью. В отличие от кадмиевых аккумуляторов, в этих не используется кадмий – опасное вещество. Вместе с этим проще решить вопрос утилизации, тем не менее, выбросить отслужившую батарею как лом нельзя.

Опять же, сравнивая с кадмиевыми АКБ, NiMH, сделанные из никеля, как более экологического металла, быстро набрали популярность. Рассматривая плюсы и минусы, положительной чертой выступает и другой момент – чтобы уменьшить разрядное напряжение, аккумулятор надо полностью разрядить до 1 В. Процедуру повторяют каждые 20 – 30 дней.

Что до недостатков:

• в конструкции – десять элементов. Если больше, то со временем батарея бы перегревалась или менялась бы полярность;
• уступают никель-кадмиевым аналогам в плане диапазона рабочих температур. Чтобы источник питания не потерял своих свойств, его не используют при -10 или при +40°. В остальном диапазоне свойства стабильны;
• чтобы зарядить изделие, надо специальное зарядное устройство. Батареи быстро нагреваются, поэтому в их конструкции предусмотрены предохранители или температурное реле;
• высокий саморазряд. Если неправильно хранить АКБ, за месяц она потеряет 20 – 30 % от изначальной емкости.

Если часто разряжать и заряжать источник питания, в его корпусе будут проходить необратимые реакции. Изменение объема кристаллической решетки приведет к снижению уровня электролита, вместе с этим повысится внутреннее сопротивление.

Типы зарядных устройств

Ответ на вопрос, как правильно заряжать пальчиковые аккумуляторы, начинается с выбора зарядного устройства. Есть 2 типа ЗУ, существенно отличающихся по функционалу:

1. Обычные. Такие модели часто поставляются в комплекте с аккумуляторами. Они полностью совместимы с элементами питания, с которыми поставляются. Но при зарядке такими ЗУ других аккумов могут возникнуть проблемы.

Характерными особенностями обычных ЗУ являются:

1. работа по жесткому циклу с фиксированными параметрами зарядки – без возможности изменения силы тока или времени подзарядки;
2. неконтролируемый заряд – хотя в конце процесса подзарядки загорается зеленый светодиод, чаще всего это происходит по таймеру (по прошествии положенного времени);
3. отсутствие защиты на случай перепутанной полярности;
4. возможность подзарядки элементов только по 2 – в итоге один аккум может оказаться недозаряженным, а регулярный недозаряд быстро приводит элементы питания в негодность.
5. «Умные» или «интеллектуальные» (микропроцессорные).

Такие модели дороже, но и функционал у них гораздо лучше:

1. предусмотрена возможность настройки оптимальной силы тока для каждого элемента;
2. независимость каналов позволяет заряжать и один аккумулятор, и несколько, причем с нужными им параметрами;
3. реализована защита от смены полярности и перегрева – «умные» ЗУ просто не включаются, если ячейки вставлены неправильно, и выключаются в случае их критического нагрева;
4. предусмотрены специальные режимы, в т. ч. полезный режим «тренировка», позволяющий восстановить емкость аккумуляторов при помощи последовательных циклов заряд-разряд;
5. наличие дисплея – на нем отображаются сведения о накопленной емкости, силе тока, напряжении.

Различие батарей по основным техническим характеристикам

Аккумуляторные батареи, как и любой электрический элемент имеют основные технические показатели, согласно которым можно оценить достоинства того или иного вида. Рассмотрим некоторые характеристики

Напряжение работы и разряда

Значение рабочего напряжения для элементов питания является постоянным показателем и может лишь незначительно меняться в процессе снижения заряда в ходе работы. Nicd или nimh батареи имеют одинаковый номинальный вольтаж равный 1,2 В, а также показание при разряде 0,9 В. У литиевых такие показания значительно отличаются в результате применения активных элементов в своем составе. Рабочее напряжение составляет 3,6 В, при разряде 3 В.

Диапазон рабочих температур

Рабочая температура является важным показателем в ходе эксплуатации элементов питания. Не всегда есть возможность применения электрического оборудования в помещении и в летний период. Для никелевых батарей температурный диапазон довольно широкий, связано это с тем, что в качестве электролита применяется щелочной состав пониженным значением замерзания от -50°С. У литиевого аккумулятора этот показатель несколько выше от -20°С.

Значение высокого предела температур у всех видов практически одинаков и составляет +50°С, +60°С.

Средства защиты и контроля

Ni mh и li ion аккумуляторные батареи имеют в своей конструкции специальные защитные составляющие. В процессе производства устанавливаются датчики температуры и давления, а также предохранительные клапаны.

Хранение

Условия хранения для различных элементов питания:

• никель кадмиевые аккумуляторы могут храниться при полном разряде, и сразу восстанавливают свои характеристики при восполнении заряда;
• никель металлгидридные батареи полностью не рекомендуют разряжать;
• литиевые имеют ограниченный срок службы, в связи с этим производителями рекомендуется активное применение, если же требуется хранение элемент питания разряжают наполовину.

Немного истории

Первые аккумуляторы появились в 19 столетии. Они изготавливались из никеля и кадмия. Поэтому такие батареи получили соответствующее название. Первоначально их работа вполне удовлетворяла пользователей. Но со временем возникла потребность в более долговечных батареях. К тому же специалисты, занятые в области разработки электрических приборов, стали задумываться о том, чтобы ускорить процесс зарядки. Материалами, которые способны обеспечить аккумуляторам наличие таких характеристик, были признаны никель и металлогидрид.

Но процесс создания нового типа батарей затянулся на несколько десятилетий. Впервые об аккумуляторах нового поколения заговорили в пятидесятые годы двадцатого века, а пробные их образцы появились только в конце семидесятых.

Что представляет собой ni mh аккумулятор?

Для начала разберемся, тип аккумулятора что это такое?

Аккумулятор ni mh (никель-металл-гидридный) — это аккумулятор, пришедший ещё в прошлом веке на смену кадмиевому аккумулятору, о котором можно почитать в статье.

Эволюция аккумуляторных поколений вовсе не означает полный и безоговорочный отказ от батарей предыдущего поколения.

Просто эксплуатация более ранних моделей со временем приобретает узкоспециализированный характер с учетом достоинств и заслуг предшественников.

Конструкция никель-металл-гидридной аккумуляторной батареи:

1. анод — водородный металлогидридный,
2. катод — оксид никеля,
3. электролит — гидроксид калия.

Понимание конструкции и рабочих принципов — это ключ к уразумению эксплуатации никель-металлгидридных аккумуляторов.

Одна из применяемых схем отрицательного металлогидридного электрода фольговая, при этом паста в составе сплава и связующего вещества наносится на пористую фольгу, после чего высушивается и спрессовывается.

Другая схема предполагает наличие никелевого порошка, напрессовывающегося на никелевую сетку. Затем сетку очень сильно разогревают, и никель после этого спекается.

Также церий празеодим имеется в никель-металл-гидридных батареях.

Основной компонент, предопределяющий свойства Ni-MH аккумулятора, это водород-абсорбирующий сплав.

Основные параметры никельметаллогидридных аккумуляторов:

1. Теоретическая энергоёмкость
2. Удельная энергоёмкость
3. Удельная энергоплотность
4. ЭДС
5. Рабочая температура
6. Срок службы
7. Саморазряд

Среди основных характеристик, которые отличают никельметаллогидридные аккумуляторные батареи, можно назвать емкость.

Тип аккумулятора никель-металл-гидридный применяется на данный момент, например, для детских игрушек и для моделей авто и самолетов.

Это происходит в том числе потому, что этот тип аккумулятора сравнительно недорогой относительно новейших литий-ионных Li‐ion, о которых можно почитать в статье

Литий-ионный — аккумулятор нового поколения

.

Также широко применяются элементы ni mh в современных электрокарах, в передовой аппаратах дл я исследования космоса, радиоаппаратуре, осветительных приборах и бытовой технике.

Тренировка NiMH элементов

Все написанное ниже не относится к
элементам аккумуляторной батареи имеющим сильный саморазряд
.
Их можно только выбросить, опыт показывает, тренировке они не
поддаются.

Тренировка NiMH элементов заключается в
нескольких (1-3) циклах разрядки — зарядки.

Разрядка выполняется до снижения напряжения на аккумуляторном
элементе до 1В.
Желательно разряжать элементы индивидуально. Причина в том, что
способность принимать заряд может быть различна. И она усиливается
при зарядке без тренировки. Поэтому происходит к преждевременное срабатывание
защиты по напряжению вашего устройства  (плеера, фотоаппарата,
…) и последующей зарядке неразряженного элемента. Результат этого
нарастающая потеря емкости.

Разрядку необходимо выполнять в специальном
устройстве (Рис.3), которое позволяет выполнять ее
индивидуально для каждого элемента. Если нет контроля
напряжения, то разрядка выполнялась до заметного
снижения яркости лампочки.

А если Вы засечете время горения лампочки вы сможете
определить емкость аккумулятора, она вычисляется по формуле:

Емкость = Ток разрядки х Время
разрядки = I х t
(А *
час)

Аккумулятор емкостью 2500 ма час способен отдавать в нагрузку ток
0,75 А в течении 3,3 часа, если полученное в результате разрядки
время меньше, соответственно и меньше остаточная емкость. И при
уменьшении емкости Вам необходимой надо продолжить тренировку аккумулятора.

Сейчас для разрядки элементов аккумуляторов я применяю устройство
изготовленное по схеме показанной на рис.3.

Рис.3

Оно изготовлено из старого зарядного устройства и выглядит так:

Рис.4

Только теперь лампочек 4 штуки, как в рис.3. О лампочках надо
сказать отдельно. Если лампочка имеет ток разрядки равный
номинальному для данного аккумулятора или несколько меньший ее можно
использовать как нагрузку и индикатор, иначе лампочка только индикатор.
Тогда резистор должен иметь
такую величину, чтобы суммарное сопротивление El_1-4и параллельного ей резистора R_1-4 было порядка 1,6 Ом.Замена
лампочки на светодиод недопустима.

Пример лампочки которая может быть использована в качестве
нагрузки — это криптоновая лампочка для карманного фонаря на 2,4 В.