Nikkelimetallihydridiparistot (ni mh) kuuluvat alkaliryhmään. Tällaiset kemialliset laitteet tuottavat virtaa, jossa nikkelioksidi toimii katodina ja metallihydridi-vetyelektrodi toimii anodina. Nämä laitteet ovat rakenteeltaan samanlaisia ​​kuin nikkeli-vetylaitteet, mutta ne ylittävät metallihydridilaitteiden kapasiteetin useita kertoja.

Luomisen ja kehityksen historia

Nikkelimetallihydridiakkuja alettiin valmistaa 1900-luvun 60-luvulla. Ja tuotanto alkoi edeltäjiensä - nikkeli-kadmium -laitteiden merkittävien puutteiden vuoksi. Metallihydridiakut voivat käyttää erilaisia ​​metalleja. Erikoiseoksia on kehitetty massatuotantoon, joka voisi toimia huoneenlämmössä.

Vakava massatuotanto alkoi 1980-luvulla. Vaikka tällaisia ​​laitteita parannetaan edelleen tänään. Moderni Nikkelimetallihydridiakut voivat tarjota jopa 500 lataus- ja purkausjaksoa nikkelin ja muiden harvinaisten maametallien seosten käytön ansiosta.

Tällaisissa laitteissa, kuten Krona, jännite on yleensä aluksi 8,2 V. Ajan myötä se laskee vähitellen 7,4 V:iin. Pitkän käytön jälkeen lasku tapahtuu paljon nopeammin. Metallihydridiakuilla on suurempi kapasiteetti (noin 20 % suurempi) kuin kadmiumlaitteilla, mutta niiden käyttöikä on lyhyempi (200–500 lataus-/purkausjaksoa). Niillä on myös korkeampi itsepurkautumisnopeus, noin 1,5-2 kertaa.

Jos puhumme sellaisesta tekijästä kuin "muistiefekti", se on melkein näkymätön täällä. Jos Akku on jatkuvassa käytössä, voit ladata sen vaikka puoliksi ladattuna, mutta kun sitä ei ole käytetty vähään aikaan, se on estettävä tyhjentämällä se kokonaan ja lataamalla se sitten.

Tällaisia ​​virtalähteitä käytetään usein erilaisiin laitteisiin, jotka vaativat itsenäistä toimintaa. Tällaisia ​​tekniikoita käytetään pääsääntöisesti AAA- tai AA-paristoissa, mutta on myös muita vaihtoehtoja, esimerkiksi barathea teollisuudelle. Tällaisten virtalähteiden käyttöalueet ovat paljon suuremmat kuin edeltäjillään. Ni MH -akuissa ei ole myrkyllisiä komponentteja Tästä johtuen niitä käytetään moniin tehtäviin.

Nykyään tällaisia ​​laitteita on 2 tyyppiä:

1. 1500-3000 milliampeeria tunnissa. Tätä ryhmää käytetään laitteissa, jotka ovat lisänneet energiankulutusta lyhyessä ajassa. Videokamerat ja -kamerat, kauko-ohjattavat laitteet ja muut paljon energiaa vaativat laitteet.
2. 300-1000 milliampeeria tunnissa. Tällaisia ​​akkuja käytetään laitteissa, jotka kuluttavat sähköä tietyn ajan kuluttua, esimerkiksi radiopuhelinvalot tai lelut. Ne kuluttavat energiaa hyvin hitaasti.

Voit ladata ne tippamenetelmällä ja nopeasti. Mutta ohjeissa valmistaja ilmoittaa pääsääntöisesti, että lataamista ensimmäisellä menetelmällä ei suositella, koska myöhemmin voi syntyä vaikeuksia määrittää, milloin laitteen virransyöttö pysähtyy.

Jos lataat ne tällä tavalla, voi tapahtua vakava ylilataus, mikä johtaa laitteen osittaiseen hajoamiseen tai sen kapasiteetin heikkenemiseen. Sinun on ladattava ni mh akku nopealla menetelmällä. Tehokkuus on tässä tapauksessa hieman korkeampi kuin tiputusvaihtoehdolla.

Akun latausprosessi voidaan jakaa useisiin kohtiin:

• akun asentaminen laturiin;
• Akkutyyppi;
• ensimmäinen lataus;
• nopea lataus;
• lataus;
• ylläpitolataus.

Jos pikalataus on käynnissä, on toivottavaa, että akulla on hyvä tuki. Nikkeli-kadmiumparistoissa on riittävästi kolmiosäätöä. Ni mh -akuissa on oltava vähintään lämpötila- ja kolmiosäätö.

Nimh-akkujen pitkäaikaiseen käyttöön on tiedettävä ja noudatettava useita vinkkejä, joiden säännöllinen käyttö voi taata pitkäaikaisen käytön. Tätä varten sinun on tiedettävä vain muutama seikka.

Aluksi sinun on varauduttava siihen, että akut eivät saa ylikuumentua, purkaa voimakkaasti tai ladata uudelleen. Näissä olosuhteissa käyttöaikaa voidaan pidentää useita kertoja.

Pitkäaikaisessa käytössä käytetään seuraavia menetelmiä:

Jotta voit laskea oikein nimh-akun latauskaavan, sinun on käytettävä seuraavaa kaavaa: latausaika on yhtä suuri kuin kapasiteetti jaettuna laturin virralla. Esimerkiksi siinä on akku, jonka kapasiteetti on 4000 milliampeeria tunnissa. Laturi sen virta on 1000 milliampeeria tunnissa: 4000 / 1000 = 4.

Tarvittavat säännöt, joita on noudatettava akkukäytön aikana:

1. Tällaiset laitteet ovat erittäin herkkiä ylikuumenemiselle, ja sillä on erittäin huono vaikutus niiden toimintaan. He menettävät virtalähteen ja kyvyn vapauttaa käytettävissä oleva lataus.
2. Ennen akkukennon aktiivista käyttöä sen parhaan suorituskyvyn saavuttamiseksi voit suorittaa useita purku- ja latausjaksoja. Tämä maksimoi kuljetuksen ja varastoinnin aikana menetetyn kapasiteetin tuotannon jälkeen.
3. Pitkäaikaisen käyttämättömän varastoinnin aikana akkua ei saa jättää ladattuna yli 30-40 %:iin sen enimmäiskapasiteetista.
4. Akun lataamisen tai purkamisen jälkeen sinun on annettava sille aikaa jäähtyä.
5. On suositeltavaa ajoittain (8-10 latausjakson välein) purkaa akku 0,98:aan ja ladata se täyteen. Tämä pidentää sen käyttöaikaa.
6. Tällaisten akkujen purkamisen tulee olla enintään 0,98. Jos tämä luku on pienempi, laite voi yksinkertaisesti lopettaa lataamisen.

"Muistiefektiksi" kutsutun ilmiön vuoksi akut menettävät ajoittain käynnistystehoa ja ominaisuuksia. Tämä vaikutus ilmenee toistuvien epätäydellisten lataus- ja purkujaksojen seurauksena.

Akku muistaa pienemmät (ylä- ja alarajat) ja vähentää merkittävästi kapasiteettiaan.

Mutta jos ongelma on jo ilmennyt, sinun on koulutettava ja palautettava akku asianmukaisesti sen ratkaisemiseksi. Seuraavat vaiheet suoritetaan:

• Laturilla tai hehkulampulla sinun on purettava akku 0,801 V:iin;
• ladattu täyteen.

Jos tietylle akulle ei ole tehty tällaista ennaltaehkäisyä pitkään aikaan, on suoritettava useita toimenpiteitä. Lataus- ja purkuharjoituksia kannattaa tehdä 3-4 viikon välein.

NiMh-akkujen valmistajat väittävät, että tällainen vaikutus ei voi viedä enempää kuin 5 % kapasiteetista. Harjoittelussa on tärkeää käyttää latureita, jotka pystyvät purkamaan tietyllä minimikynnyksellä. Tämä on välttämätöntä sen varmistamiseksi, että akku ei tyhjene täysin, koska sitä ei ehkä myöhemmin ladata ollenkaan. Tällainen laturi on erittäin hyödyllinen, kun akun varaustilaa ei tunneta ja sitä on mahdotonta arvioida likimääräisesti.

Jos lataustasoa ei tunneta, purkaus on suoritettava laturin huolellisessa valvonnassa, koska tämä voi johtaa syväpurkaukseen. Kun koko akkua huolletaan, se on ensin ladattava täyteen, jotta kapasiteetti tasaantuu.

Jos akku on jo toiminut pitkään (2-3 vuotta), sen palauttaminen tällä tavalla voi olla hyödytöntä. Tällaiset toimet voivat auttaa vain akun käyttöprosessissa. Akkua käytettäessä muistiefektin lisäksi myös täytetyn elektrolyytin määrä muuttuu alaspäin. On tärkeää huomata, että on parempi huoltaa jokainen elementti erikseen kuin koko akku kerralla. Tämä tehostaa vaikutusta. Tällaiset akut voivat toimia 1-5 vuotta. Tämä riippuu tietystä valmistajasta ja mallista.

Metallihydridilaitteiden hyvät ja huonot puolet

Jos vertaamme nikkelimetallihydridiakkuja kadmium-akkuihin, niin edellisen energiavarannon merkittävä etu ei ole niiden ainoa etu. Akkuvalmistajat ovat luopuneet kadmiumin käytöstä ja ottaneet suuren askeleen kohti ympäristöystävällisten materiaalien käyttöä.

Tämä helpottaa käytettyjen tuotteiden hävittämisongelman ratkaisemista.

Kestävyyden, ympäristöystävällisyyden, korkean suorituskyvyn ja materiaalien, kuten nikkelin, käytön ansiosta Ni MH -akut yleistyvät päivittäin. Ne ovat myös hyviä, koska säännöllisellä latauksella ja purkauksella ennaltaehkäisevä huolto kapasiteetin palauttamiseksi on suoritettava 3-4 viikon välein.

Niissä on myös haittapuolensa:

1. Tällaisten akkujen valmistajat ovat rajoittaneet yhden sarjan 10 kennoon, koska mahdollisuus laitteen napaisuuden vaihtamiseen kasvaa ajan myötä.
2. Tällaiset akut toimivat kapeammissa lämpötiloissa. Jo -10 °C:ssa tai +40 °C:ssa ne menettävät suorituskykynsä.
3. Tällaisia ​​akkuja ladattaessa ne tuottavat paljon lämpöä, joten ne tarvitsevat erityisiä sulakkeita ylikuumenemisen estämiseksi.
4. Ne purkautuvat usein itsestään tarpeettomasti. Tämä johtuu nikkelielektrodin reaktiosta elektrolyytin vedyn kanssa.

Lataus/purkausjakson aikana kidehilan määrä pienenee ajan myötä. Tämä edistää ruosteen ja halkeamien ilmaantumista vuorovaikutuksessa elektrolyytin kanssa.

Isojen ja pienten säiliöiden edut

Kun ostat tällaisia ​​akkuja, sinun ei aina tarvitse katsoa niiden kapasiteettia. Kun akun kapasiteetti kasvaa, myös sen itsepurkautuminen lisääntyy. Esimerkkinä on akku, jonka kapasiteetti on 2400 mAh ja 1500 mAh. Useiden kuukausien käytön jälkeen vahvempi akku menettää enemmän kapasiteettia kuin heikompi. 2400 mAh akku muutamassa kuukaudessa on kapasiteettiltaan verrattavissa 1500 mAh:n laitteeseen ja hetken kuluttua sen latausvoimakkuus on jopa pienempi kuin heikomman akun.

Jos otamme huomioon tällaisten laitteiden käytön, sitä käytetään laitteissa, jotka vaativat suurta virrankulutusta lyhyessä ajassa. Nämä voivat olla esimerkiksi soittimia, radio-ohjattuja malleja tai videonauhureita.

Nimh-akut ovat virtalähteitä, jotka luokitellaan alkaliparistoksi. Ne ovat samanlaisia ​​kuin nikkelivety-akut. Mutta niiden energiakapasiteetin taso on suurempi.

Ni mh -akkujen sisäinen koostumus on samanlainen kuin nikkeli-kadmium-virtalähteiden koostumus. Positiivisen terminaalin valmistukseen käytetään kemiallista elementtiä, nikkeliä, kun taas negatiivinen pääte valmistetaan seoksella, joka sisältää vetyä absorboivia metalleja.

Nikkelimetallihydridiakkuja on useita tyypillisiä malleja:

• Sylinteri. Johtavien liittimien erottamiseen käytetään erotinta, jolle on annettu sylinterin muoto. Kannessa on hätäventtiili, joka aukeaa hieman paineen noustessa merkittävästi.
• Prisma. Tällaisessa nikkelimetallihydridiakussa elektrodit on keskitetty vuorotellen. Niiden erottamiseen käytetään erotinta. Pääelementtien sijoittamiseksi käytetään muovista tai erityisestä seoksesta valmistettua koteloa. Paineen säätämiseksi kanteen asetetaan venttiili tai anturi.

Tällaisen virtalähteen etuja ovat:

• Virtalähteen ominaisenergiaparametrit kasvavat käytön aikana.
• Kadmiumia ei käytetä johtavien elementtien valmistuksessa. Siksi akun hävittämisessä ei ole ongelmia.
• Eräänlaisen "muistiefektin" puuttuminen. Siksi kapasiteettia ei tarvitse lisätä.
• Purkausjännitteen selvittämiseksi (vähentämiseksi) asiantuntijat purkavat yksikön 1 V:iin 1–2 kertaa kuukaudessa.

Nikkelimetallihydridiakkuja koskeviin rajoituksiin kuuluvat:

• Vakiintuneen käyttövirta-alueen noudattaminen. Näiden arvojen ylittäminen johtaa nopeaan purkautumiseen.
• Tämän tyyppisen virtalähteen käyttö kovissa pakkasissa ei ole sallittua.
• Akun sisään viedään lämpösulakkeet, joiden avulla ne määrittävät yksikön ylikuumenemisen ja lämpötilatason nousun kriittiseen arvoon.
• Taipumus itsepurkautumiseen.

Nikkelimetallihydridiakun lataus

Nikkelimetallihydridiakkujen latausprosessiin liittyy tiettyjä kemiallisia reaktioita. Niiden normaalia toimintaa varten osa laturin toimittamasta energiasta tarvitaan verkosta.

Latausprosessin tehokkuus on se osa energian, jonka virtalähde vastaanottaa, varastoituna. Tämän indikaattorin arvo voi vaihdella. Mutta 100 prosentin tehokkuuden saavuttaminen on mahdotonta.

Ennen kuin lataat metallihydridiakkuja, tutki päätyypit, jotka riippuvat virran suuruudesta.

Tippalataustyyppi

Tämän tyyppistä akkujen latausta on käytettävä huolellisesti, koska se lyhentää käyttöikää. Koska tämäntyyppinen laturi sammutetaan manuaalisesti, prosessi vaatii jatkuvaa valvontaa ja säätöä. Tässä tapauksessa minimivirran ilmaisin asetetaan (0,1 kokonaiskapasiteetista).

Koska ladattaessa ni mh akkuja tällä tavalla, maksimijännitettä ei aseteta, ne keskittyvät vain ajan ilmaisimeen. Arvioi aikaväli käyttämällä purkautuneen virtalähteen kapasiteettiparametreja.

Tällä tavalla ladatun virtalähteen hyötysuhde on noin 65–70 prosenttia. Siksi valmistusyritykset eivät suosittele tällaisten laturien käyttöä, koska ne vaikuttavat akun suorituskykyparametreihin.

Nopea lataus

Määritettäessä, millä virralla voidaan ladata nimh-akkuja pikatilassa, otetaan huomioon valmistajien suositukset. Nykyinen arvo on 0,75 - 1 kokonaiskapasiteetista. Asetetun intervallin ylittämistä ei suositella, koska hätäventtiilit aktivoituvat.

Nimh-akkujen lataamiseksi nopeassa tilassa jännite on asetettu 0,8 - 8 volttiin.

Ni mh -virtalähteiden nopea latausteho saavuttaa 90 prosenttia. Mutta tämä parametri pienenee heti, kun latausaika päättyy. Jos et sammuta laturia ajoissa, akun sisällä oleva paine alkaa nousta ja lämpötila nousee.

Voit ladata ni mh -akun suorittamalla seuraavat vaiheet:

• Esilataus

Tämä tila siirtyy, jos akku on täysin tyhjä. Tässä vaiheessa virta on välillä 0,1 - 0,3 kapasitanssista. Suurten virtojen käyttö on kielletty. Aika on noin puoli tuntia. Heti kun jänniteparametri saavuttaa 0,8 voltin, prosessi pysähtyy.

• Vaihtaa kiihdytettyyn tilaan

Virran lisääminen tapahtuu 3–5 minuutissa. Lämpötilaa tarkkaillaan koko ajan. Jos tämä parametri saavuttaa kriittisen arvon, laturi sammuu.

klo nopea lataus Nikkelimetallihydridiakkujen virta on asetettu 1:ksi kokonaiskapasiteetista. Tässä tapauksessa on erittäin tärkeää irrottaa laturi nopeasti, jotta akku ei vahingoitu.

Käytä jännitteen tarkkailuun yleismittaria tai volttimittaria. Tämä auttaa poistamaan väärät positiiviset tulokset, jotka vaikuttavat haitallisesti laitteen suorituskykyyn.

Jotkut nimh-akkujen laturit eivät toimi vakiovirralla, vaan pulssivirralla. Virtaa syötetään määrätyin väliajoin. Pulssivirran syöttö edistää elektrolyyttisen koostumuksen ja vaikuttavien aineiden tasaista jakautumista.

• Lisä- ja ylläpitomaksut

Ni mh-akun täyden latauksen täydentämiseksi viimeisessä vaiheessa virtailmaisin pienennetään 0,3:een kapasiteetista. Kesto noin 25-30 minuuttia. Tämän ajanjakson pidentäminen on kiellettyä, koska se auttaa minimoimaan akun käyttöajan.

Nopea lataus

Jotkut nikkeli-kadmium-akkujen laturimallit on varustettu pikalataustilalla. Tätä varten latausvirtaa rajoitetaan asettamalla parametrit 9-10 kapasiteetista. Sinun on vähennettävä latausvirtaa heti, kun akku on ladattu 70 prosenttiin.

Jos akkua ladataan kiihdytetyssä tilassa yli puoli tuntia, virtaa kuljettavien napojen rakenne tuhoutuu vähitellen. Asiantuntijat suosittelevat tämän tyyppisen laturin käyttöä, jos sinulla on kokemusta.

Kuinka ladata virtalähteitä oikein ja poistaa myös ylilatauksen mahdollisuus? Tätä varten sinun on noudatettava näitä sääntöjä:

1. Ni mh akkujen lämpötilan säätö. NIMH-akkujen lataaminen on lopetettava heti, kun lämpötilataso nousee nopeasti.
2. Nimh-virtalähteille on asetettu aikarajat, joiden avulla voit hallita prosessia.
3. Purkaus ni mh uudelleenladattavat patterit ja ne on ladattava 0,98 jännitteellä. Jos tämä parametri laskee merkittävästi, laturit sammutetaan.

Nikkelimetallihydridivirtalähteiden uudelleenvalmistus

Ni mh -akkujen palautusprosessi on poistaa "muistiefektin" seuraukset, jotka liittyvät kapasiteetin menettämiseen. Tämän vaikutuksen todennäköisyys kasvaa, jos yksikkö on usein ladattu epätäydellisesti. Laite kiinnittää alarajan, jonka jälkeen kapasiteetti pienenee.

Ennen kuin palautat virtalähteen, valmistele seuraavat asiat:

• Lamppu tarvittavalla teholla.
• Laturi. Ennen käyttöä on tärkeää selvittää, voidaanko laturia käyttää purkamiseen.
• Volttimittari tai yleismittari jännitteen määrittämiseen.

Lamppu tai sopivalla tilassa varustettu laturi kytketään akkuun omin käsin sen tyhjentämiseksi kokonaan. Tämän jälkeen lataustila aktivoituu. Palautusjaksojen määrä riippuu siitä, kuinka kauan akkua ei ole käytetty. Harjoittelu on suositeltavaa toistaa 1-2 kertaa kuukauden aikana. Muuten, kunnostan tällä tavalla ne lähteet, jotka ovat menettäneet 5–10 prosenttia kokonaiskapasiteetistaan.

Menetetyn kapasiteetin laskemiseen käytetään melko yksinkertaista menetelmää. Joten akku on täysin ladattu, minkä jälkeen se puretaan ja kapasiteetti mitataan.

Tämä prosessi yksinkertaistuu huomattavasti, jos käytät laturia, jolla voit ohjata jännitetasoa. On myös hyödyllistä käyttää tällaisia ​​yksiköitä, koska syväpurkauksen todennäköisyys pienenee.

Jos nikkelimetallihydridiakkujen lataustasoa ei ole määritetty, hehkulamppu on asennettava huolellisesti. Jännitteen tasoa seurataan yleismittarilla. Tämä on ainoa tapa estää täydellinen purkautuminen.

Kokeneet asiantuntijat suorittavat sekä yhden elementin että koko lohkon entisöinnin. Latausjakson aikana olemassa oleva lataus tasataan.

2–3 vuotta käytössä olleen virtalähteen palauttaminen täyteen ladattuna tai purkautuneena ei aina tuota toivottua tulosta. Tämä johtuu siitä, että elektrolyyttinen koostumus ja johtavat liittimet muuttuvat vähitellen. Ennen tällaisten laitteiden käyttöä elektrolyyttinen koostumus palautetaan.

Katso video tällaisen akun palauttamisesta.

Nikkelimetallihydridiakkujen käyttöä koskevat säännöt

Ni mh -akkujen käyttöikä riippuu pitkälti siitä, annetaanko virtalähteen ylikuumentua vai ylilatautua merkittävästi. Lisäksi asiantuntijat neuvovat ottamaan huomioon seuraavat säännöt:

• Riippumatta siitä, kuinka kauan virtalähteitä säilytetään, ne on ladattava. Latausprosentin on oltava vähintään 50 prosenttia kokonaiskapasiteetista. Vain tässä tapauksessa ei ole ongelmia varastoinnin ja huollon aikana.
• Tämän tyyppiset akut ovat herkkiä ylilataukselle ja liialliselle kuumenemiselle. Nämä indikaattorit vaikuttavat haitallisesti käytön kestoon ja virransyötön määrään. Nämä virtalähteet vaativat erityisiä latureita.
• Harjoittelujaksot eivät ole välttämättömiä NiMH-virtalähteille. Todistetun laturin avulla kadonnut kapasiteetti palautetaan. Restaurointijaksojen määrä riippuu pitkälti yksikön kunnosta.
• Muista pitää taukoja palautusjaksojen välillä ja tutkia myös käytetyn akun lataamista. Tämä aika vaaditaan, jotta yksikkö jäähtyy ja lämpötilataso laskee vaaditulle tasolle.
• Latausmenettely tai harjoitussykli suoritetaan vain hyväksyttävällä lämpötila-alueella: +5-+50 astetta. Jos ylität tämän luvun, nopean epäonnistumisen todennäköisyys kasvaa.
• Kun lataat, varmista, että jännite ei laske alle 0,9 voltin. Loppujen lopuksi jotkut laturit eivät lataudu, jos tämä arvo on minimaalinen. Tällaisissa tapauksissa on mahdollista kytkeä ulkoinen lähde virran palauttamiseksi.
• Syklistä kunnostusta tehdään, mikäli kokemusta on. Loppujen lopuksi kaikkia latureita ei voi käyttää akun purkamiseen.
• Säilytysmenettely sisältää useita yksinkertaisia ​​sääntöjä. Virtalähdettä ei saa säilyttää ulkona tai tiloissa, joissa lämpötila laskee 0 asteeseen. Tämä saa aikaan elektrolyyttisen koostumuksen jähmettymisen.

Jos ei yhtä, vaan useampaa virtalähdettä ladataan samanaikaisesti, latausaste säilyy asetetulla tasolla. Siksi kokemattomat kuluttajat suorittavat akun palauttamisen erikseen.

Nimh-akut ovat tehokkaita virtalähteitä, joita käytetään aktiivisesti erilaisten laitteiden ja yksiköiden täydentämiseen. Ne erottuvat tietyistä eduista ja ominaisuuksista. Ennen niiden käyttöä on otettava huomioon käytön perussäännöt.

Video Nimh-akuista

Ni─MH-akkujen lataamisen ominaisuudet, laturivaatimukset ja perusparametrit

Nikkelimetallihydridiakut ovat vähitellen leviämässä markkinoille ja niiden tuotantotekniikkaa parannetaan. Monet valmistajat parantavat vähitellen ominaisuuksiaan. Erityisesti lataus-purkausjaksojen määrä kasvaa ja Ni─MH-akkujen itsepurkautuminen vähenee. Tämäntyyppinen akku on valmistettu korvaamaan Ni─Cd-akkuja, ja se ajaa niitä vähitellen pois markkinoilta. Mutta vielä on joitain käyttöalueita, joilla nikkelimetallihydridiakut eivät voi korvata kadmiumparistoja. Varsinkin kun tarvitaan suuria purkausvirtoja. Molemmat akut vaativat oikean latauksen käyttöiän pidentämiseksi. Olemme jo puhuneet nikkelikadmium-akkujen lataamisesta, ja nyt on vuoro ladata Ni-MH-akkuja.

Latausprosessin aikana akussa tapahtuu sarja kemiallisia reaktioita, jotka käyttävät osan syötetystä energiasta. Toinen osa energiasta muunnetaan lämmöksi. Latausprosessin tehokkuus on se osa syötetystä energiasta, joka jää akun "varaan". Tehokkuusarvo voi vaihdella latausolosuhteiden mukaan, mutta se ei koskaan ole 100 prosenttia. On syytä huomata, että tehokkuus Ni-Cd-akkuja ladattaessa on korkeampi kuin nikkelimetallihydridiakkujen tapauksessa. Ni─MH-akkujen latausprosessi tapahtuu suurella lämmön vapautumisella, mikä asettaa omat rajoituksensa ja ominaisuutensa. Lue lisää tästä linkistä löytyvästä artikkelista.

Latausnopeus riippuu eniten syötetyn virran määrästä. Ni─MH-akkujen latausvirta määräytyy valitun lataustyypin mukaan. Tässä tapauksessa virta mitataan murto-osina Ni─MH-akkujen kapasiteetista (C). Esimerkiksi 1500 kapasiteetilla mAh virta 0,5 C on 750 mA. Nikkelimetallihydridiakkujen latausnopeudesta riippuen erotetaan kolme lataustyyppiä:

• Tippa (latausvirta 0,1C);
• Nopea (0,3 C);
• Kiihdytetty (0,5─1C).

Yleisesti ottaen lataustapoja on vain kaksi: tippuva ja kiihdytetty. Nopea ja kiihdytetty ovat käytännössä sama asia. Ne eroavat toisistaan ​​vain latausprosessin pysäyttämismenetelmässä.

Yleensä kaikki Ni─MH-akkujen lataaminen virralla yli 0,1 C on nopeaa ja vaatii joidenkin kriteerien seurantaa prosessin loppuunsaattamiseksi. Trickle-lataus ei vaadi tätä ja voi jatkua loputtomiin.

Nikkelimetallihydridiakkujen lataustyypit

Katsotaanpa nyt tarkemmin erilaisten lataustyyppien ominaisuuksia.

Ni─MH-akkujen virtalataus

Tässä on syytä sanoa, että tämäntyyppinen lataus ei pidennä Ni─MH-akkujen käyttöikää. Koska pisaralataus ei sammu edes täyden latauksen jälkeen, virta valitaan hyvin pieneksi. Tämä tehdään sen varmistamiseksi, että akut eivät ylikuumene pitkäaikaisessa latauksessa. Ni─MH-akkujen tapauksessa virta-arvo voidaan laskea jopa 0,05 C:een. Nikkeli-kadmiumille 0,1C on sopiva.

Tippalatauksella ei ole ominaista maksimijännitettä ja ainoa rajoitus tämän tyyppiselle lataukselle voi olla aika. Tarvittavan ajan arvioimiseksi sinun on tiedettävä akun kapasiteetti ja alkulataus. Latausajan laskemiseksi tarkemmin sinun on purettava akku. Tämä eliminoi alkulatauksen vaikutuksen. Ni─MH-akkujen tiputuslatauksen hyötysuhde on 70 prosenttia, mikä on muita tyyppejä alhaisempi. Monet nikkelimetallihydridiakkujen valmistajat eivät suosittele valulatausta. Vaikka viime aikoina on ilmestynyt yhä enemmän tietoa siitä, että nykyaikaiset Ni─MH-akkumallit eivät hajoa pisaralatauksen aikana.

Nikkelimetallihydridiakkujen nopea lataus

Ni─MH-akkujen valmistajat suosituksissaan tarjoavat ominaisuudet lataukseen virran arvolla alueella 0,75─1C. Keskity näihin arvoihin valitessasi Ni─MH-akkujen latausvirtaa. Näitä arvoja korkeampia latausvirtoja ei suositella, koska tämä voi saada varoventtiilin avautumaan paineen alentamiseksi. On suositeltavaa ladata nikkelimetallihydridiakut nopeasti 0-40 celsiusasteen lämpötilassa ja 0,8-8 voltin jännitteessä.

Pikalatausprosessin tehokkuus on paljon suurempi kuin tippalatauksen. Se on noin 90 prosenttia. Prosessin loppuun mennessä hyötysuhde kuitenkin laskee jyrkästi ja energia muuttuu lämmön vapautumiseksi. Lämpötila ja paine akun sisällä nousevat jyrkästi. on hätäventtiili, joka voi avautua paineen noustessa. Tässä tapauksessa akun ominaisuudet menetetään peruuttamattomasti. Ja korkea lämpötila itsessään vaikuttaa haitallisesti akkuelektrodien rakenteeseen. Siksi tarvitsemme selkeät kriteerit, joilla latausprosessi pysäytetään.

Esittelemme alla Ni─MH-akkujen laturia (laturia) koskevat vaatimukset. Toistaiseksi huomaamme, että tällaiset laturit latautuvat tietyn algoritmin mukaan. Tämän algoritmin vaiheet ovat yleensä seuraavat:

• akun läsnäolon määrittäminen;
• akun pätevyys;
• esilataus;
• siirtyminen pikalataukseen;
• nopea lataus;
• lataus;
• ylläpitolataus.

Tässä vaiheessa syötetään 0,1C:n virta ja napojen jännite tarkistetaan. Latausprosessin aloittamiseksi jännitteen tulee olla enintään 1,8 volttia. Muuten prosessi ei käynnisty.

On syytä huomata, että akun olemassaolon tarkistaminen suoritetaan muissa vaiheissa. Tämä on tarpeen, jos akku poistetaan laturista.

Jos muistilogiikka määrittää, että jännitearvo on suurempi kuin 1,8 volttia, tämä koetaan akun puuttumiseksi tai sen vaurioitumiseksi.

Akun pätevyys

Täältä voit määrittää likimääräisen arvion akun latauksesta. Jos jännite on alle 0,8 volttia, akun pikalatausta ei voida aloittaa. Tässä tapauksessa laturi ottaa esilataustilan käyttöön. Normaalikäytössä Ni─MH-akut purkautuvat harvoin alle 1 voltin jännitteisiin. Siksi esilataus aktivoituu vain syväpurkauksen yhteydessä ja akun pitkäaikaisen varastoinnin jälkeen.

Esilataus

Kuten edellä mainittiin, esilataus aktivoituu, kun Ni─MH-akut ovat syvästi purkautuneet. Virta tässä vaiheessa on asetettu arvoon 0,1 - 0,3 C. Tämä vaihe on ajallisesti rajoitettu ja kestää noin 30 minuuttia. Jos akku ei tänä aikana palauta jännitettä 0,8 volttiin, lataus keskeytyy. Tässä tapauksessa akku on todennäköisesti vaurioitunut.

Siirtyminen pikalataukseen

Tässä vaiheessa latausvirta kasvaa asteittain. Virta kasvaa tasaisesti 2-5 minuutin aikana. Samanaikaisesti, kuten muissakin vaiheissa, lämpötilaa ohjataan ja lataus katkaistaan ​​kriittisillä arvoilla.

Latausvirta tässä vaiheessa on alueella 0,5─1C. Tärkeintä pikalatausvaiheessa on katkaista virta ajoissa. Tätä varten Ni─MH-akkuja ladattaessa käytetään ohjausta useiden eri kriteerien mukaan.

Niille, jotka eivät ole tietoisia, latauksessa käytetään deltajännitteen ohjausmenetelmää. Latausprosessin aikana se kasvaa jatkuvasti, ja prosessin lopussa se alkaa pudota. Tyypillisesti latauksen loppumisen määrää 30 mV:n jännitehäviö. Mutta tämä ohjausmenetelmä ei toimi kovin hyvin nikkelimetallihydridiakkujen kanssa. Tässä tapauksessa jännitehäviö ei ole niin selvä kuin Ni─Cd:n tapauksessa. Siksi sammutuksen käynnistämiseksi sinun on lisättävä herkkyyttä. Ja lisääntyneen herkkyyden myötä akun melusta johtuvien väärien hälytysten todennäköisyys kasvaa. Lisäksi useita akkuja ladattaessa toiminta tapahtuu eri aikoina ja koko prosessi on epäselvä.

Mutta silti, latauksen lopettaminen jännitteen pudotuksen vuoksi on tärkeintä. Kun lataat 1C virralla, jännitehäviö sammutukseen on 2,5-12 mV. Joskus valmistajat eivät määritä havaitsemista pudotuksen perusteella, vaan jännitteen muutoksen puuttuessa latauksen lopussa.

Tässä tapauksessa latauksen ensimmäisten 5-10 minuutin aikana jännitteen delta-ohjaus kytketään pois päältä. Tämä johtuu siitä, että kun pikalataus alkaa, akun jännite voi muuttua suuresti vaihteluprosessin seurauksena. Siksi ohjaus kytketään alkuvaiheessa pois päältä väärien hälytysten poistamiseksi.

Jännitedeltaan perustuvan latauksen katkaisemisen ei kovin korkean luotettavuuden vuoksi ohjausta käytetään myös muiden kriteerien perusteella.

Ni─MH-akun latausprosessin lopussa sen lämpötila alkaa nousta. Tätä parametria käytetään latauksen sammuttamiseen. Käyttöjärjestelmän lämpötilan arvon poissulkemiseksi valvontaa ei suoriteta absoluuttisella arvolla, vaan deltalla. Tyypillisesti yli 1 asteen minuuttilämpötilan nousu otetaan kriteeriksi latauksen lopettamiselle. Mutta tämä menetelmä ei välttämättä toimi alle 0,5 C:n latausvirroilla, kun lämpötila nousee melko hitaasti. Ja tässä tapauksessa Ni-MH-akku voidaan ladata uudelleen.

On olemassa myös menetelmä latausprosessin seuraamiseksi analysoimalla jännitederivaata. Tässä tapauksessa ei valvota jännitteen deltaa, vaan sen maksimilisäyksen nopeutta. Menetelmän avulla voit lopettaa pikalatauksen hieman ennen kuin lataus on valmis. Mutta tällainen ohjaus liittyy useisiin vaikeuksiin, erityisesti tarkempaan jännitteen mittaukseen.

Jotkut Ni─MH-akkujen laturit käyttävät lataukseen pulssivirtaa tasavirran sijaan. Se toimitetaan 1 sekunnin ajan 20-30 millisekunnin välein. Asiantuntijat mainitsevat tällaisen latauksen etuna aktiivisten aineiden tasaisemman jakautumisen koko akun tilavuudessa ja suurten kiteiden muodostumisen vähenemisen. Lisäksi raportoidaan tarkempia jännitemittauksia virransyöttöjen välillä. Tämän menetelmän kehittämiseksi ehdotettiin Reflex Chargingia. Tässä tapauksessa pulssivirtaa käytettäessä lataus (1 sekunti) ja purkaus (5 sekuntia) vuorottelevat. Purkausvirta on 1─2,5 kertaa pienempi kuin lataus. Etuja ovat alhaisempi lämpötila latauksen aikana ja suurten kidemuodostelmien eliminointi.

Nikkelimetallihydridiakkuja ladattaessa on erittäin tärkeää seurata latausprosessin loppumista eri parametrien avulla. Hätäkatkaisumenetelmät on esitettävä. Tätä tarkoitusta varten voidaan käyttää absoluuttista lämpötila-arvoa. Usein tämä arvo on 45-50 celsiusastetta. Tässä tapauksessa lataus on keskeytettävä ja sitä on jatkettava jäähdytyksen jälkeen. Ni─MH-akkujen kyky vastaanottaa latausta tässä lämpötilassa heikkenee.

On tärkeää asettaa latausaikaraja. Se voidaan arvioida akun kapasiteetin, latausvirran ja prosessin tehokkuuden perusteella. Raja asetetaan arvioituun aikaan plus 5-10 prosenttia. Tässä tapauksessa, jos mikään aiemmista ohjausmenetelmistä ei toimi, lataus sammuu asetettuna aikana.

Latausvaihe

Tässä vaiheessa latausvirta on asetettu arvoon 0,1-0,3C. Kesto noin 30 minuuttia. Pidempää latausta ei suositella, koska se lyhentää akun käyttöikää. Latausvaihe auttaa tasaamaan akun kennojen latauksen. On parasta, jos akut jäähtyvät pikalatauksen jälkeen huoneenlämpöisiksi ja lataus alkaa sitten. Sitten akku palauttaa täyden kapasiteettinsa.

Ni─Cd-akkujen laturit kytkevät akut usein pisaralataustilaan latauksen päätyttyä. Ni─MH-akuille tämä on hyödyllistä vain, jos syötetään hyvin pieni virta (noin 0,005 C). Tämä riittää kompensoimaan akun itsepurkauksen.

Ihannetapauksessa laturin pitäisi mahdollistaa ylläpitolataus, kun akun jännite laskee. Ylläpitolatauksella on järkeä vain, jos akkujen lataamisen ja käytön välillä on riittävän pitkä aika.

Erittäin nopea Ni-MH-akkujen lataus

Ja on myös syytä mainita akkujen erittäin nopea lataus. Tiedetään, että kun nikkelimetallihydridiakku on ladattu 70 prosenttiin kapasiteetistaan, sen latausteho on lähes 100 prosenttia. Siksi tässä vaiheessa on järkevää lisätä virtaa sen kulun nopeuttamiseksi. Tällaisissa tapauksissa virrat rajoitetaan 10 C:een. Suurin ongelma tässä on määrittää ne 70 prosenttia latauksesta, jolla virta tulisi vähentää normaaliin pikalataukseen. Tämä riippuu suuresti purkausasteesta, jolla akku aloitti latauksen. Suuri virta voi helposti johtaa akun ylikuumenemiseen ja sen elektrodien rakenteen tuhoutumiseen. Siksi erittäin nopean latauksen käyttöä suositellaan vain, jos sinulla on asianmukaiset taidot ja kokemus.

Yleiset vaatimukset nikkelimetallihydridiakkujen latureille

Ei ole käytännöllistä purkaa yksittäisiä malleja Ni─MH-akkujen lataamista varten tämän artikkelin puitteissa. Riittää, kun totean, että nämä voivat olla kapeasti kohdennettuja latureita nikkelimetallihydridiakkujen lataamiseen. Heillä on kiinteä latausalgoritmi (tai useita) ja ne toimivat jatkuvasti sen mukaan. Ja on olemassa universaaleja laitteita, joiden avulla voit hienosäätää latausparametreja. Esim, . Tällaisia ​​laitteita voidaan käyttää erilaisten akkujen lataamiseen. Mukaan lukien, jos on sopiva tehoinen virtalähde.

On tarpeen sanoa muutama sana siitä, mitkä ominaisuudet ja toiminnallisuus Ni─MH-akkujen laturilla tulisi olla. Laitteen tulee pystyä säätämään latausvirtaa tai asettamaan se automaattisesti akkutyypistä riippuen. Miksi se on tärkeää?

Nyt on olemassa monia, ja monet saman muototekijän akut voivat vaihdella kapasiteetissa. Vastaavasti latausvirran tulisi olla erilainen. Jos lataat normaalia suuremmalla virralla, tulee lämpöä. Jos se on alle normaalin, latausprosessi kestää odotettua kauemmin. Useimmissa tapauksissa laturien virrat tehdään vakioakkujen "esiasetusten" muodossa. Yleensä Ni-MH-akkujen valmistajat eivät suosittele latauksen aikana asettamaan yli 1,3-1,5 ampeerin virtaa AA-tyypille kapasiteetista riippumatta. Jos jostain syystä joudut nostamaan tätä arvoa, sinun on huolehdittava akkujen pakkojäähdytyksestä.

Toinen ongelma on se, että laturi katkaisee virran latauksen aikana. Tässä tapauksessa, kun virta kytketään päälle, se käynnistyy uudelleen akun tunnistusvaiheesta. Pikalatauksen päättymishetkeä ei määrää aika, vaan monet muut kriteerit. Siksi, jos se on ohi, se ohitetaan, kun se kytketään päälle. Mutta latausvaihe tapahtuu uudelleen, jos se on jo tapahtunut. Tämän seurauksena akku saa ei-toivottua ylilatausta ja ylikuumenemista. Ni-MH-akkujen laturia koskeviin muihin vaatimuksiin kuuluu alhainen purkaus, kun laturi on kytketty pois päältä. Purkausvirta jännitteettömässä laturissa ei saa ylittää 1 mA.

On syytä huomata, että laturilla on toinen tärkeä toiminto. Sen on tunnistettava ensiövirtalähteet. Yksinkertaisesti sanottuna sinkki-mangaani- ja alkaliparistot.

Asennettaessa ja ladattaessa tällaisia ​​akkuja laturiin ne voivat hyvinkin räjähtää, koska niissä ei ole hätäventtiiliä paineen alentamiseksi. Laturin on kyettävä tunnistamaan tällaiset ensisijaiset virtalähteet, eikä se saa aloittaa latausta.

Vaikka tässä on syytä huomata, että paristojen ja ensiövirtalähteiden määrittämisessä on useita vaikeuksia. Siksi muistinvalmistajat eivät aina varusta mallejaan vastaavilla toiminnoilla.

Keksintöjen historia

NiMH-akkujen valmistustekniikan alan tutkimus alkoi 1900-luvun 70-luvulla, ja se toteutettiin yrityksenä korjata puutteet. Tuolloin käytetyt metallihydridiyhdisteet olivat kuitenkin epästabiileja eikä vaadittuja ominaisuuksia saavutettu. Tämän seurauksena NiMH-akkujen kehitys on pysähtynyt. Uusia metallihydridiyhdisteitä, jotka ovat riittävän stabiileja akkukäyttöön, kehitettiin vuonna 1980. 1980-luvun lopulta lähtien NiMH-akkuja on parannettu jatkuvasti, lähinnä energiatiheyden suhteen. Niiden kehittäjät huomauttivat, että NiMH-teknologialla on potentiaalia saavuttaa vielä suurempia energiatiheyksiä.

Vaihtoehdot

• Teoreettinen energiasisältö (Wh/kg): 300 Wh/kg.
• Ominaisenergiaintensiteetti: noin - 60-72 Wh/kg.
• Ominaisenergiatiheys (Wh/dm³): noin - 150 Wh/dm³.
• EMF: 1,25.
• Käyttölämpötila: −60…+55 °C .(-40… +55)
• Käyttöikä: noin 300-500 lataus-/purkausjaksoa.

Kuvaus

Krona-muotokertoimen nikkelimetallihydridiakut, tyypillisesti alkaen 8,4 voltista, laskevat jännitettä vähitellen 7,2 volttiin, ja sitten akun energian loppuessa jännite laskee nopeasti. Tämäntyyppinen akku on suunniteltu korvaamaan nikkelikadmiumparistoja. Nikkelimetallihydridiakkujen kapasiteetti on noin 20 % suurempi samoilla mitoilla, mutta lyhyempi käyttöikä - 200 - 300 lataus-/purkausjaksoa. Itsepurkautuminen on noin 1,5-2 kertaa suurempi kuin nikkeli-kadmium-akkujen.

NiMH-akut ovat käytännössä vapaita "muistiefektistä". Tämä tarkoittaa, että voit ladata akun, joka ei ole täysin tyhjä, jos sitä ei ole säilytetty tässä kunnossa useampaan päivään. Jos akku on osittain tyhjä eikä sitä ole käytetty pitkään aikaan (yli 30 päivään), se on purettava ennen lataamista.

Ympäristöystävällinen.

Edullisin käyttötapa: pieni virtalataus, 0,1 nimelliskapasiteetti, latausaika - 15-16 tuntia (tyypillinen valmistajan suositus).

Varastointi

Akut tulee säilyttää täyteen ladattuina jääkaapissa, mutta ei alle 0 astetta. Varastoinnin aikana on suositeltavaa tarkistaa jännite säännöllisesti (1-2 kuukauden välein). Sen ei pitäisi laskea alle 1,37:n. Jos jännite laskee, akut on ladattava uudelleen. Ainoa purkautuneena säilytettävä akkutyyppi on Ni-Cd-akut.

Matala itsepurkautuva NiMH-akku (LSD NiMH)

Sanyo esitteli ensimmäisen kerran marraskuussa 2005 nikkelimetallihydridiakun (LSD NiMH) itsepurkautuvan Eneloop-tuotemerkin alla. Myöhemmin monet maailmanlaajuiset valmistajat esittelivät LSD NiMH -akkunsa.

Tämän tyyppisissä akuissa on pienempi itsepurkautuminen, mikä tarkoittaa, että sen käyttöikä on pidempi verrattuna perinteiseen NiMH:hen. Paristot myydään "käyttövalmiina" tai "esiladattuina" ja niitä markkinoidaan alkaliparistojen korvikkeina.

Tavallisiin NiMH-akkuihin verrattuna NiMH LSD:t ovat hyödyllisimpiä, kun lataamisen ja akun käytön välillä voi kulua yli kolme viikkoa. Perinteiset NiMH-akut menettävät jopa 10 % latauskapasiteetistaan ​​ensimmäisten 24 tunnin aikana lataamisen jälkeen, minkä jälkeen itsepurkautumisvirta tasaantuu jopa 0,5 %:iin vuorokaudessa. NiMH LSD:n osalta tämä on tyypillisesti välillä 0,04–0,1 % kapasiteettia päivässä. Valmistajat väittävät, että parantamalla elektrolyyttiä ja elektrodia he pystyivät saavuttamaan seuraavat LSD NiMH:n edut verrattuna klassiseen tekniikkaan:

Haitoista on huomattava, että kapasiteetti on suhteellisen hieman pienempi. Tällä hetkellä (2012) LSD:n suurin saavutettu nimelliskapasiteetti on 2700 mAh.

Testattaessa Sanyo Eneloop XX -akkuja, joiden nimikilven kapasiteetti on 2500 mAh (min. 2400 mAh), kävi ilmi, että kaikki 16 kappaleen erän (valmistettu Japanissa, myydään Etelä-Koreassa) akuilla on vielä suurempi kapasiteetti - alkaen 2550 mAh - 2680 mAh. Testattu LaCrosse BC-9009 laturilla.

Osittainen luettelo pitkäikäisistä akuista (pieni itsepurkautuminen):

• Prolife Fujicelliltä
• Vartan Ready2Use Accu
• AccuPowerin AccuEvolution
• Rayovacin esiladattu hybridi, platina ja OPP
• eneloop kirjoittanut Sanyo
• eniTime kirjoittanut Yuasa
• Panasonicin Infinium
• Gold Peakin ReCyko
• Vapexin välitön
• Hybrio Unirossilta
• Cycle Energy Sonylta
• MaxE ja MaxE Plus Ansmannilta
• EnergyOn NexCelliltä
• ActiveCharge/StayCharged/Pre-Charged/Accu Duracellilta
• Kodakin esilataama
• nx-valmis ENIX-energioista
• Imedion alkaen
• Pleomax E-Lock Samsungilta
• Tenergy Centura
• CDR Kingin Ecomax
• R2G Lenmarilta
• LSD käyttövalmis Turnigylta

Muita vähän itsepurkautuvien NiMH-akkujen (LSD NiMH) etuja

Alhaisen itsepurkautumisen nikkelimetallihydridiakkujen sisäinen vastus on tyypillisesti huomattavasti pienempi kuin perinteisillä NiMH-akuilla. Tällä on erittäin myönteinen vaikutus sovelluksissa, joissa virrankulutus on suuri:

• Vakaampi jännite
• Vähentynyt lämmöntuotanto erityisesti pikalataus-/purkaustiloissa
• Korkeampi tehokkuus
• Pystyy korkeaan pulssivirtaan (esimerkki: kameran salama latautuu nopeammin)
• Mahdollisuus pitkäaikaiseen käyttöön laitteissa, jotka kuluttavat vähän virtaa (esimerkiksi kaukosäätimet, kellot.)

Maksutavat

Lataus suoritetaan sähkövirralla elementin jännitteellä 1,4 - 1,6 V. Täysin ladatun elementin jännite ilman kuormitusta on 1,4 V. Kuormituksen alainen jännite vaihtelee 1,4 - 0,9 V. Jännite ilman kuormitusta on täysin tyhjentynyt akku on 1,0 - 1,1 V (lisäpurkautuminen voi vahingoittaa elementtiä). Akun lataamiseen käytetään tasa- tai pulssivirtaa lyhytaikaisilla negatiivisilla pulsseilla ("muisti"-efektin palauttamiseksi "FLEX Negative Pulse Charging" tai "Reflex Charging" -menetelmä).

Varauksen loppumisen valvonta jännitteen muutoksella

Yksi menetelmistä varauksen päättymisen määrittämiseksi on -ΔV-menetelmä. Kuvassa on kaavio kennon ylittävästä jännitteestä latauksen aikana. Laturi lataa akkua vakiovirralla. Kun akku on latautunut täyteen, jännite alkaa laskea. Vaikutus havaitaan vain riittävän suurilla latausvirroilla (0.5C...1C). Laturin pitäisi havaita tämä pudotus ja sammuttaa lataus.

On myös niin kutsuttu "inflexio" - menetelmä pikalatauksen päättymisen määrittämiseksi. Menetelmän ydin on, että ei analysoida akun maksimijännitettä, vaan jännitteen maksimiderivaata ajan suhteen. Eli pikalataus pysähtyy sillä hetkellä, kun jännitteen nousunopeus on suurin. Näin pikalatausvaihe voidaan suorittaa aikaisemmin, kun akun lämpötila ei ole vielä noussut merkittävästi. Menetelmä vaatii kuitenkin jännitteen tarkempaa mittausta ja joitain matemaattisia laskelmia (derivaatan laskeminen ja saadun arvon digitaalinen suodatus).

Latauksen loppumisen seuranta lämpötilan muutosten perusteella

Kun kennoa ladataan tasavirralla, suurin osa sähköenergiasta muunnetaan kemialliseksi energiaksi. Kun akku on ladattu täyteen, syötetty sähköenergia muunnetaan lämmöksi. Riittävän suurella latausvirralla voit määrittää latauksen päättymisen elementin lämpötilan jyrkän nousun avulla asentamalla akun lämpötila-anturin. Akun suurin sallittu lämpötila on 60°C.

Käyttöalueet

Vakiogalvaanikennon vaihto, sähköajoneuvot, defibrillaattorit, raketti- ja avaruustekniikka, autonomiset tehonsyöttöjärjestelmät, radiolaitteet, valaistuslaitteet.

Akun kapasiteetin valinta

NiMH-akkuja käytettäessä ei aina pidä pyrkiä korkeaan kapasiteettiin. Mitä tilavampi akku, sitä suurempi (muiden asioiden ollessa yhtä suuri) sen itsepurkautumisvirta. Harkitse esimerkiksi akkuja, joiden kapasiteetti on 2500 mAh ja 1900 mAh. Täyteen ladatut akut, joita ei käytetä esimerkiksi kuukauteen, menettävät osan sähkökapasiteetistaan ​​itsepurkautumisen vuoksi. Tilavampi akku menettää latausta paljon nopeammin kuin vähemmän kapasiteetti. Siten esimerkiksi kuukauden kuluttua akuissa on suunnilleen sama lataus ja vielä pidemmän ajan kuluttua alunperin tilavampi akku sisältää vähemmän varausta.

Käytännön kannalta suurikapasiteettisia akkuja (1500-3000 mAh AA-akuille) on järkevää käyttää laitteissa, jotka kuluttavat paljon energiaa lyhyen aikaa ja ilman ennakkovarastointia. Esimerkiksi:

• Radio-ohjatuissa malleissa;
• Kamerassa - lisätä suhteellisen lyhyessä ajassa otettujen kuvien määrää;
• Muissa laitteissa, joissa lataus syntyy suhteellisen lyhyessä ajassa.

Pienitehoiset akut (300-1000 mAh AA-akuille) sopivat paremmin seuraaviin tilanteisiin:

• Kun latauksen käyttö ei ala heti latauksen jälkeen, vaan huomattavan ajan kuluttua;
• Satunnaiseen käyttöön laitteissa (käsissä pidettävät taskulamput, GPS-navigaattorit, lelut, radiopuhelimet);
• Pitkäaikaiseen käyttöön laitteessa, jonka virrankulutus on kohtalainen.

Valmistajat

Nikkelimetallihydridiakkuja valmistavat useat yritykset, mukaan lukien:

• Kamelioni
• Lenmar
• Meidän vahvuutemme
• NIAI LÄHDE
• Avaruus

Katso myös

Kirjallisuus

• Khrustalev D. A. Akut. M: Izumrud, 2003.

Huomautuksia

Linkit

• GOST 15596-82 Kemialliset virtalähteet. Termit ja määritelmät
• GOST R IEC 61436-2004 Suljetut nikkelimetallihydridiakut
• GOST R IEC 62133-2004 Ladattavat akut ja akut, jotka sisältävät alkalisia ja muita ei-happoisia elektrolyyttejä. Turvallisuusvaatimukset kannettaville umpinaisille akuille ja niistä valmistetuille akuille kannettavaan käyttöön

Galvaaninen kenno	Galvaaninen kenno Daniel | Alkalinen alkuaine | | Kuiva elementti | Pitoisuuselementti | Sinkki-ilmaelementti | Normaali Weston elementti
Sähköakut	Lyijyhappo | Hopea-sinkki | Nikkeli-kadmium | Nikkelimetallihydridi | Nikkeli-sinkkiakku | Litium-ioni | Litiumpolymeeri | Litiumrautasulfidi | Litiumrautafosfaatti | Litiumtitanaatti | Vanadiini | Rauta-nikkeli
Polttokennot	Suora metanoli | Kiinteä oksidi | Emäksinen
Mallit

Sähköakkujen käyttöalue on melko laaja. Pieniä akkuja käytetään tavallisissa kodinkoneissa, hieman suurempia akkuja autoissa ja erittäin suuria ja suurikapasiteettisia akkuja asennetaan vilkkaille teollisuusasemille. Vaikuttaa siltä, ​​että käyttötarkoituksen lisäksi erityyppisillä paristoilla voi olla jotain yhteistä? Itse asiassa näillä akuilla on kuitenkin enemmän kuin tarpeeksi yhtäläisyyksiä. Ehkä yksi tärkeimmistä mahdollisista samankaltaisuuksista paristojen välillä on niiden toiminnan järjestämisen periaate. Tämän päivän materiaalissa resurssimme päätti tarkastella juuri yhtä näistä. Tarkemmin sanottuna alla puhumme nikkelimetallihydridiakkujen toiminnasta ja toimintasäännöistä.

Nikkelimetallihydridiakkujen ilmestymisen historia

Nikkelimetallihydridiakkujen luominen alkoi herättää huomattavaa kiinnostusta insinöörien edustajien keskuudessa yli 60 vuotta sitten, eli 1900-luvun 50-luvulla. Akkujen fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien tutkimukseen erikoistuneet tutkijat miettivät vakavasti, kuinka voittaa tuolloin suosittujen nikkelikadmiumparistojen puutteet. Ehkä yksi tutkijoiden päätavoitteista oli luoda akku, joka voisi nopeuttaa ja yksinkertaistaa kaikkien vedyn elektrolyyttiseen siirtoon liittyvien reaktioiden prosessia.

Tämän seurauksena asiantuntijat onnistuivat vasta 70-luvun lopulla suunnittelemaan ja sitten luomaan ja testaamaan täysin enemmän tai vähemmän korkealaatuisia nikkelimetallihydridiakkuja. Suurin ero uudentyyppisten akkujen ja sen edeltäjien välillä oli, että siinä oli tiukasti määritellyt paikat suurimman osan vedystä kerääntymiselle. Tarkemmin sanottuna aineen kerääntyminen tapahtui useiden metallien seoksissa, jotka sijaitsevat akkuelektrodeissa. Seosten koostumuksella oli sellainen rakenne, että yksi tai useampi metalli kerääntyi vetyä (joskus useita tuhansia kertoja tilavuuteensa) ja muut metallit toimivat elektrolyyttisten reaktioiden katalyytteinä varmistaen vetyaineen siirtymisen elektrodien metallihilaan.

Tuloksena oleva akku, jossa on vetymetallihydridianodi ja nikkelikatodi, sai lyhenteen "Ni-MH" (johtavien, varastointiaineiden nimestä). Tällaiset akut toimivat alkalisella elektrolyytillä ja tarjoavat erinomaisen lataus-purkaussyklin - jopa 2000 tuhatta yhtä täyttä akkua kohden. Tästä huolimatta tie Ni-MH-akkujen suunnitteluun ei ole ollut helppo, ja tällä hetkellä olemassa olevia näytteitä päivitetään edelleen. Modernisoinnin päävektori on akkujen energiatiheyden lisääminen.

Huomaa, että nykyään nikkelimetallihydridiakut valmistetaan enimmäkseen LaNi5-metalliseoksesta. Ensimmäinen esimerkki tällaisista akuista patentoitiin vuonna 1975, ja sitä alettiin käyttää aktiivisesti laajassa teollisuudessa. Nykyaikaisilla nikkelimetallihydridiakuilla on korkea energiatiheys ja ne on valmistettu täysin myrkyttömästä raaka-aineesta, joten ne on helppo hävittää. Ehkä juuri näiden etujen vuoksi niistä on tullut erittäin suosittuja monilla alueilla, joilla vaaditaan sähkövarauksen pitkäaikaista varastointia.

Nikkelimetallihydridiakun rakenne ja toimintaperiaate

Nikkelimetallihydridiakkuja, kaiken kokoisia, kapasiteettia ja käyttötarkoituksia, valmistetaan kahdessa päämuodossa - prisma- ja sylinterimäisinä. Muodosta riippumatta tällaiset paristot koostuvat seuraavista pakollisista elementeistä:

• metallihydridi- ja nikkelielektrodit (katodit ja anodit), jotka muodostavat verkkorakenteen galvaanisen elementin, joka vastaa sähkövarauksen liikkeestä ja kerääntymisestä;
• erotinalueet, jotka erottavat elektrodit ja osallistuvat myös elektrolyyttisten reaktioiden prosessiin;
• lähtökoskettimet vapauttavat kertyneen varauksen ulkoiseen ympäristöön;
• kansi, jossa on sisäänrakennettu venttiili, joka on tarpeen ylipaineen poistamiseksi akun onteloista (paine yli 2-4 megapascalia);
• lämpöä suojaava ja kestävä kotelo, jossa on yllä kuvatut akkuelementit.

Nikkelimetallihydridiakkujen, kuten monien muiden tämän laitteen tyyppien, suunnittelu on melko yksinkertainen eikä aiheuta erityisiä vaikeuksia. Tämä näkyy selvästi seuraavissa akun suunnittelukaavioissa:

Tarkasteltavien akkujen toimintaperiaatteet, toisin kuin niiden yleinen suunnittelu, näyttävät hieman monimutkaisemmalta. Ymmärtääksemme niiden olemuksen kiinnitämme huomiota nikkelimetallihydridiakkujen vaiheittaiseen toimintaan. Tyypillisessä versiossa näiden akkujen käyttövaiheet ovat seuraavat:

1. Positiivinen elektrodi, anodi, suorittaa oksidatiivisen reaktion vedyn absorption kanssa;
2. Negatiivinen elektrodi, katodi, toteuttaa pelkistysreaktion vedyn absorptiossa.

Yksinkertaisesti sanottuna elektrodiverkko järjestää hiukkasten (elektrodien ja ionien) järjestetyn liikkeen tiettyjen kemiallisten reaktioiden kautta. Tässä tapauksessa elektrolyytti ei osallistu suoraan sähköntuotannon pääreaktioon, vaan se aktivoituu vain tietyissä Ni-MH-akkujen toiminnan olosuhteissa (esimerkiksi latauksen aikana, hapen kiertoreaktion toteuttaminen). Emme tarkastele yksityiskohtaisemmin nikkelimetallihydridiakkujen toimintaperiaatteita, koska tämä vaatii erityistä kemiallista tietämystä, jota monilla resurssiemme lukijoilla ei ole. Jos haluat tutustua akun toiminnan periaatteisiin tarkemmin, kannattaa kääntyä teknisen kirjallisuuden puoleen, joka kattaa mahdollisimman yksityiskohtaisesti kunkin elektrodien päissä tapahtuvan reaktion kulkua sekä akkuja ladattaessa että purettaessa.

Tavallisen Ni-MH-akun ominaisuudet näkyvät seuraavassa taulukossa (keskimmäinen sarake):

Toimintasäännöt

Mikä tahansa akku on suhteellisen vaatimaton laite huoltaa ja käyttää. Tästä huolimatta sen hinta on usein korkea, joten jokainen tietyn akun omistaja on kiinnostunut pidentämään sen käyttöikää. "Ni-MH"-muodostelman akkujen osalta käyttöajan pidentäminen ei ole niin vaikeaa. Tähän riittää:

• Ensinnäkin, noudata akun lataamista koskevia sääntöjä;
• Toiseksi, käytä sitä oikein ja säilytä sitä, kun se ei ole käytössä.

Puhumme akun huollon ensimmäisestä näkökulmasta hieman myöhemmin, mutta nyt keskitytään nikkelimetallihydridiakkujen käyttöä koskevien sääntöjen pääluetteloon. Näiden sääntöjen malliluettelo on seuraava:

• Nikkelimetallihydridiakkuja tulee säilyttää vain ladattuna 30-50 %:n tasolla;
• Ni-MH-akkujen ylikuumentaminen on ehdottomasti kiellettyä, koska tarkastelemamme on paljon herkempiä lämmölle verrattuna samoihin nikkelikadmium-akkuihin. Työn ylikuormitus vaikuttaa negatiivisesti kaikkiin akun onteloissa ja ulostuloissa tapahtuviin prosesseihin. Erityisesti nykyinen tuotanto kärsii;
• Älä koskaan lataa nikkelimetallihydridiakkuja. Noudata aina tässä artikkelissa kuvattuja tai akun teknisissä asiakirjoissa kuvattuja lataussääntöjä;
• Harjoittele akkua vähäisen käytön tai pitkäaikaisen varastoinnin aikana. Usein säännöllisin väliajoin suoritettava lataus-purkausjakso (noin 3-6 kertaa) riittää. Uusille Ni-MH-akuille on myös suositeltavaa suorittaa vastaava "koulutus";
• Nikkelimetallihydridiakut tulee säilyttää huoneenlämmössä. Optimaalinen lämpötila on 15-23 astetta;
• Yritä olla purkamatta akkua minimirajaan asti - jännite alle 0,9 volttia kullekin katodi-anodiparille. Nikkelimetallihydridiakut voidaan tietysti palauttaa, mutta on suositeltavaa olla viemättä niitä "kuolleeseen" tilaan (puhumme myös akun palauttamisesta alla);
• Tarkkaile akun suunnittelun laatua. Vakavat viat, elektrolyytin puute ja vastaavat eivät ole sallittuja. Suositeltu akun tarkastustiheys on 2-4 viikkoa;
• Suuria kiinteitä akkuja käytettäessä on myös tärkeää noudattaa seuraavia sääntöjä:
  • niiden nykyinen korjaus (vähintään kerran vuodessa):
  • pääoman palauttaminen (vähintään kerran 3 vuodessa);
  • akun luotettava kiinnitys käyttöpaikalla;
  • valaistuksen saatavuus;
  • käyttämällä oikeita latureita;
  • ja tällaisten akkujen käyttöä koskevien varotoimien noudattaminen.

Kuvattuja sääntöjä on tärkeää noudattaa paitsi siksi, että tällainen lähestymistapa nikkelimetallihydridiakkujen toimintaan pidentää merkittävästi niiden käyttöikää. Ne takaavat myös akun turvallisen ja yleensä ongelmattoman käytön.

Lataussäännöt

Aikaisemmin todettiin, että käyttösäännöt eivät ole ainoa asia, jota nikkelimetallihydridiakkujen maksimikäyttöiän saavuttamiseksi vaaditaan. Oikean käytön lisäksi on erittäin tärkeää ladata tällaiset akut oikein. Yleensä kysymykseen "Kuinka Ni-MH-akku ladataan oikein?" vastaaminen on melko vaikeaa. Tosiasia on, että jokainen akkuelektrodeissa käytettävä metalliseos vaatii tiettyjä sääntöjä tälle prosessille.

Yhteenvetona ja keskiarvoistamalla voimme korostaa seuraavia nikkelimetallihydridiakkujen lataamisen perusperiaatteita:

• Ensinnäkin on noudatettava oikeaa latausaikaa. Useimmille Ni-MH-akuille se on joko 15 tuntia latausvirralla noin 0,1 C tai 1-5 tuntia latausvirralla 0,1-1 C akuilla, joissa on erittäin aktiiviset elektrodit. Poikkeuksena ovat ladattavat akut, joiden lataaminen voi kestää yli 30 tuntia;
• Toiseksi on tärkeää seurata akun lämpötilaa latauksen aikana. Monet valmistajat eivät suosittele 50-60 celsiusasteen enimmäislämpötilan ylittämistä;
• Ja kolmanneksi, latausmenettely on otettava huomioon. Tätä lähestymistapaa pidetään optimaalisena, kun akku puretaan nimellisvirralla 0,9-1 voltin lähtöjännitteeseen, jonka jälkeen se ladataan 75-80 prosenttiin maksimikapasiteetistaan. On tärkeää ottaa huomioon, että pikalatauksessa (syöttövirta yli 0,1) on tärkeää järjestää esilataus korkealla virransyötöllä akulle noin 8-10 minuutin ajaksi. Tämän jälkeen latausprosessi tulisi järjestää nostamalla tasaisesti akkuun syötetty jännite 1,6-1,8 volttiin. Muuten, nikkelimetallihydridiakun normaalin latauksen aikana jännite ei usein muutu ja on normaalisti 0,3-1 volttia.

Huomautus! Yllä mainitut akkujen lataussäännöt ovat luonteeltaan keskimääräisiä. Älä unohda, että tietyn nikkelimetallihydridiakun merkkien kohdalla ne voivat vaihdella hieman.

Akun palautus

Ni-MH-akuilla on korkeiden kustannusten ja nopean itsepurkautumisen lisäksi toinen haittapuoli - selvä "muistivaikutus". Sen olemus piilee siinä, että kun järjestelmällisesti ladataan ei täysin tyhjentynyttä akkua, se näyttää muistavan tämän ja menettää ajan myötä merkittävästi kapasiteettiaan. Tällaisten riskien neutraloimiseksi tällaisten akkujen omistajien on ladattava mahdollisimman tyhjentyneet akut sekä ajoittain "koulutettava" niitä palautusprosessin läpi.

Nikkelimetallihydridiakut on palautettava "harjoittelun" aikana tai kun ne ovat vakavasti tyhjentyneet seuraavasti:

1. Ensinnäkin sinun on valmistauduttava. Palauttaaksesi tarvitset:
   • korkealaatuinen ja mieluiten älykäs laturi;
   • työkalut jännitteen ja virran mittaamiseen;
   • mikä tahansa laite, joka pystyy kuluttamaan energiaa akusta.
2. Valmistelun jälkeen voit jo ihmetellä, kuinka akku palautetaan. Ensin sinun on ladattava akku kaikkien sääntöjen mukaisesti ja purettava se sitten akun lähtöjännitteen mukaan 0,8-1 volttia;
3. Sitten alkaa itse restaurointi, joka on jälleen suoritettava kaikkien nikkelimetallihydridiakkujen lataamista koskevien sääntöjen mukaisesti. Normaali palautusprosessi voidaan suorittaa kahdella tavalla:
   • Ensimmäinen on, jos akussa on "elämän" merkkejä (yleensä kun se on purettu 0,8-1 voltin tasolla). Lataus tapahtuu nostamalla jatkuvasti syötettyä jännitettä 0,3:sta 1 volttiin 0,1 C:n virralla 30-60 minuutin ajan, jonka jälkeen jännite pysyy muuttumattomana ja virta kasvaa 0,3-0,5 C:een;
   • Toinen on, jos akussa ei ole merkkejä "elämästä" (kun purkaus on alle 0,8 volttia). Tässä tapauksessa lataus suoritetaan 10 minuutin esilatauksella suurella virralla 10-15 minuutin ajan. Tämän jälkeen suoritetaan edellä kuvatut vaiheet.

On syytä ymmärtää, että nikkelimetallihydridiakkujen palauttaminen on toimenpide, joka on suoritettava määräajoin ehdottomasti kaikille akuille (sekä "eläville" että "elottomille"). Vain tämä lähestymistapa tämäntyyppisten akkujen käyttöön auttaa sinua saamaan niistä kaiken irti.

Ehkäpä tämän päivän tarina voi päättyä tähän. Toivomme, että yllä esitetystä materiaalista oli sinulle hyötyä ja se vastasi kysymyksiisi.

Jos sinulla on kysyttävää, jätä ne kommentteihin artikkelin alla. Me tai vieraamme vastaamme niihin mielellämme