Bateria hidride nikel-metal. Bateri hidride metalike nikel

09.09.2019 Siguria

Ky artikull në lidhje me bateritë Nikel Metal Hidride (Ni-MH) ka qenë prej kohësh një klasik në internetin rus. Unë rekomandoj të lexoni ...

Bateritë hidride nikel-metal (Ni-MH) në dizajnin e tyre janë analoge me bateritë nikel-kadmium (Ni-Cd), dhe për sa i përket proceseve elektrokimike - bateritë nikel-hidrogjen. Energjia specifike e baterive Ni-MH është dukshëm më e lartë se energjia specifike e baterive Ni-Cd dhe hidrogjenit (Ni-H2)

VIDEO: Bateritë Nikel Metal Hidride (NiMH).

Karakteristikat krahasuese të baterive

Parametrat	Ni-Cd	Ni-H2	Ni-MH
Tensioni nominal, V	1.2	1.2	1.2
Energjia specifike: Wh / kg \| Wh / L	20-40 60-120	40-55 60-80	50-80 100-270
Jeta e shërbimit: vite \| cikle	1-5 500-1000	2-7 2000-3000	1-5 500-2000
Vetë-shkarkimi,%	20-30 (për 28 ditë)	20-30 (për 1 ditë)	20-40 (për 28 ditë)
Temperatura e punës, ° С	-50 — +60	-20 — +30	-40 — +60

*** Shpërndarja e madhe e disa parametrave në tabelë është shkaktuar nga qëllimi (dizajni) i ndryshëm i baterive. Për më tepër, tabela nuk përfshin të dhëna për bateritë moderne me vetëshkarkim të ulët.

Historia e baterisë Ni-MH

Zhvillimi i baterive të rikarikueshme të hidridit të metalit të nikelit (Ni-MH) filloi në vitet '50 dhe '70 të shekullit të kaluar. Rezultati ishte një mënyrë e re e ruajtjes së hidrogjenit në bateritë nikel-hidrogjen që përdoreshin në anijen kozmike. Në elementin e ri, hidrogjeni u grumbullua në lidhjet e metaleve të caktuara. Lidhjet që thithin 1000 herë vëllimin e tyre të hidrogjenit u gjetën në vitet 1960. Këto lidhje përbëhen nga dy ose më shumë metale, njëri prej të cilëve thith hidrogjenin dhe tjetri është një katalizator që nxit përhapjen e atomeve të hidrogjenit në rrjetën metalike. Numri i kombinimeve të mundshme të metaleve të përdorura është praktikisht i pakufizuar, gjë që bën të mundur optimizimin e vetive të lidhjes. Për të krijuar bateri Ni-MH, ishte e nevojshme të krijoheshin lidhje që janë efikase në presion të ulët të hidrogjenit dhe në temperaturën e dhomës. Aktualisht, puna për krijimin e lidhjeve dhe teknologjive të reja për përpunimin e tyre vazhdon në të gjithë botën. Lidhjet e nikelit me metale të rralla mund të sigurojnë deri në 2000 cikle ngarkimi-shkarkimi të baterisë me një ulje të kapacitetit të elektrodës negative me jo më shumë se 30%. Bateria e parë Ni-MH, në të cilën aliazhi LaNi5 u përdor si materiali kryesor aktiv i një elektrode hidridi metalik, u patentua nga Bill në 1975. Në eksperimentet e hershme me lidhjet e hidridit të metaleve, bateritë e hidridit të nikelit-metal ishin të paqëndrueshme dhe kërkesat e kërkuara kapaciteti i baterisë nuk mund të arrihet. Prandaj, përdorimi industrial i baterive Ni-MH filloi vetëm në mesin e viteve '80 pas krijimit të aliazhit La-Ni-Co, i cili lejon thithjen e kthyeshme elektrokimike të hidrogjenit për më shumë se 100 cikle. Që atëherë, dizajni i baterive të rikarikueshme Ni-MH është përmirësuar vazhdimisht drejt rritjes së densitetit të energjisë së tyre. Zëvendësimi i elektrodës negative bëri të mundur rritjen e ngarkimit të masave aktive të elektrodës pozitive me 1.3-2 herë, gjë që përcakton kapacitetin e baterisë. Prandaj, akumulatorët Ni-MH kanë karakteristika energjetike specifike shumë më të larta në krahasim me akumulatorët Ni-Cd. Suksesi i shpërndarjes së baterive hidride nikel-metal u sigurua nga dendësia e lartë e energjisë dhe jotoksiciteti i materialeve të përdorura në prodhimin e tyre.

Proceset bazë të baterive Ni-MH

Në bateritë Ni-MH, një elektrodë e oksidit të nikelit përdoret si elektrodë pozitive, si në një bateri nikel-kadmium, dhe një elektrodë aliazhi i tokës së rrallë me nikel që thith hidrogjen përdoret në vend të një elektrode negative kadmiumi. Në elektrodën pozitive oksid-nikel të baterisë Ni-MH, reagimi vazhdon:

Ni (OH) 2 + OH- → NiOOH + H 2 O + e - (ngarkesë) NiOOH + H 2 O + e - → Ni (OH) 2 + OH - (ngarkesë)

Në elektrodën negative, metali me hidrogjen të përthithur shndërrohet në një hidrid metalik:

M + H 2 O + e - → MH + OH- (ngarkesë) MH + OH - → M + H 2 O + e - (shkarkim)

Reagimi i përgjithshëm në një bateri Ni-MH shkruhet si më poshtë:

Ni (OH) 2 + M → NiOOH + MH (ngarkesë) NiOOH + MH → Ni (OH) 2 + M (ngarkesë)

Elektroliti nuk merr pjesë në reaksionin kryesor të formimit të rrymës. Pas raportimit të 70-80% të kapacitetit dhe kur mbingarkohet, oksigjeni fillon të evoluojë në elektrodën e oksidit të nikelit,

2OH- → 1 / 2O 2 + H2O + 2e - (mbimbushje)

e cila restaurohet në elektrodën negative:

1 / 2O 2 + H 2 O + 2e - → 2OH - (rimbushet)

Dy reaksionet e fundit sigurojnë një cikël të mbyllur të oksigjenit. Kur oksigjeni zvogëlohet, sigurohet një rritje shtesë në kapacitetin e elektrodës së hidridit të metalit për shkak të formimit të grupit OH.

Projektimi i elektrodave të baterive Ni-MH

Elektroda e hidrogjenit metalik

Materiali kryesor që përcakton karakteristikat e një baterie Ni-MH është një aliazh që thith hidrogjen, i cili mund të thithë 1000 herë vëllimin e tij të hidrogjenit. Më të përhapurat janë lidhjet e tipit LaNi5, në të cilat një pjesë e nikelit zëvendësohet me mangan, kobalt dhe alumin për të rritur qëndrueshmërinë dhe aktivitetin e aliazhit. Për të ulur koston, disa kompani prodhuese përdorin mish metali në vend të lantanit (Mm, që është një përzierje e elementeve të rralla të tokës, raporti i tyre në përzierje është i përafërt me atë në mineralet natyrore), i cili përveç lantanit përfshin edhe cerium. , praseodymium dhe neodymium. Gjatë ciklit të ngarkesës-shkarkimit, rrjeta kristalore e lidhjeve absorbuese të hidrogjenit zgjerohet dhe tkurret me 15-25% për shkak të përthithjes dhe desorbimit të hidrogjenit. Ndryshime të tilla çojnë në formimin e çarjeve në aliazh për shkak të rritjes së stresit të brendshëm. Plasaritja shkakton një rritje të sipërfaqes, e cila gërryhet kur ekspozohet ndaj elektrolitit alkalin. Për këto arsye, kapaciteti i shkarkimit të elektrodës negative zvogëlohet gradualisht. Në një bateri me një sasi të kufizuar elektroliti, kjo krijon probleme që lidhen me rishpërndarjen e elektrolitit. Korrozioni i lidhjes çon në pasivitet kimik të sipërfaqes për shkak të formimit të oksideve dhe hidroksideve rezistente ndaj korrozionit, të cilat rrisin mbitensionin e reaksionit kryesor të formimit të rrymës së elektrodës hidride metalike. Formimi i produkteve të korrozionit ndodh me konsumimin e oksigjenit dhe hidrogjenit nga zgjidhja e elektrolitit, e cila, nga ana tjetër, shkakton një ulje të sasisë së elektrolitit në bateri dhe një rritje të rezistencës së saj të brendshme. Për të ngadalësuar proceset e padëshiruara të shpërndarjes dhe korrozionit të lidhjeve, të cilat përcaktojnë jetëgjatësinë e baterive Ni-MH, përdoren dy metoda kryesore (përveç optimizimit të përbërjes dhe mënyrës së prodhimit të aliazhit). Metoda e parë konsiston në mikrokapsulimin e grimcave të aliazhit, d.m.th. në mbulimin e sipërfaqes së tyre me një shtresë të hollë poroze (5-10%) - nga pesha e nikelit ose bakrit. Metoda e dytë, e cila ka gjetur përdorimin më të përhapur aktualisht, konsiston në përpunimin e sipërfaqes së grimcave të aliazhit në solucione alkaline me formimin e filmave mbrojtës të përshkueshëm nga hidrogjeni.

Elektroda e oksidit të nikelit

Në prodhimin masiv, elektrodat e oksidit të nikelit prodhohen në modifikimet e mëposhtme të dizajnit: lamelare, lamelare të sinteruara (cermet) dhe të shtypura, duke përfshirë tabletën. Vitet e fundit kanë filluar të përdoren elektroda lamelare të ndjesisë dhe shkumës.

Elektroda lamelare

Elektrodat lamelare janë një grup kutish të shpuara të ndërlidhura (lamela) të bëra nga një shirit i hollë (0,1 mm i trashë) prej çeliku të nikeluar.

Elektroda të sinterizuara (cermet).

elektrodat e këtij lloji përbëhen nga një bazë poroze (me porozitet të paktën 70%), në poret e së cilës ndodhet masa aktive. Baza është bërë nga pluhur nikel karbonil i shpërndarë imët, i cili, në një përzierje me karbonat amonit ose ure (60-65% nikel, pjesa tjetër është një mbushës), shtypet, mbështillet ose spërkatet mbi një rrjetë çeliku ose nikel. Pastaj rrjeta me pluhur i nënshtrohet trajtimit të nxehtësisë në një atmosferë reduktuese (zakonisht në një atmosferë hidrogjeni) në një temperaturë prej 800-960 ° C, ndërsa karbonati i amonit ose ureja dekompozohet dhe avullohet, dhe nikeli sinterizohet. Bazat e përftuara në këtë mënyrë kanë trashësi 1-2,3 mm, porozitet 80-85% dhe rreze pore 5-20 μm. Baza është e ngopur në mënyrë alternative me një zgjidhje të përqendruar të nitratit të nikelit ose sulfatit të nikelit dhe një zgjidhje alkali të ngrohur në 60-90 ° C, e cila shkakton reshjet e oksideve dhe hidroksideve të nikelit. Aktualisht, përdoret edhe metoda elektrokimike e ngopjes, në të cilën elektroda i nënshtrohet trajtimit katodik në një zgjidhje të nitratit të nikelit. Për shkak të formimit të hidrogjenit, tretësira në poret e pllakës alkalizohet, gjë që çon në depozitimin e oksideve dhe hidroksideve të nikelit në poret e pllakës. Elektrodat me fletë metalike konsiderohen si një shumëllojshmëri e elektrodave të sinteruara. Elektrodat prodhohen duke aplikuar në një shirit të hollë (0,05 mm) nikel të shpuar në të dyja anët, me metodën e pluhurizimit, një emulsion alkoolik të pluhur karbonil nikelit që përmban lidhës, sinterim dhe impregnim të mëtejshëm kimik ose elektrokimik me reagentë. Trashësia e elektrodës është 0,4-0,6 mm.

Elektroda të shtypura

Elektrodat e shtypura bëhen duke shtypur masën aktive nën një presion prej 35-60 MPa mbi një rrjetë ose shirit çeliku të shpuar. Masa aktive përbëhet nga hidroksidi i nikelit, hidroksidi i kobaltit, grafiti dhe një lidhës.

Elektroda të ndjerë metalike

Elektrodat e ndjesisë metalike kanë një bazë shumë poroze të bërë nga fibra nikeli ose karboni. Poroziteti i këtyre bazave është 95% ose më shumë. Elektroda e ndjerë është bërë në bazë të polimerit të nikeluar ose ndjesisë së karbonit-grafit. Trashësia e elektrodës, në varësi të qëllimit të saj, është në intervalin 0.8-10 mm. Masa aktive futet në ndjesi me metoda të ndryshme, në varësi të densitetit të saj. Në vend të ndjerë mund të përdoret shkumë nikel të marra nga nikelimi i shkumës poliuretani me pjekje të mëvonshme në një mjedis reduktues. Në një mjedis shumë poroz, një pastë që përmban hidroksid nikeli dhe një lidhës zakonisht aplikohet duke përhapur. Pas kësaj, baza me pastë thahet dhe rrotullohet. Elektrodat e feltit dhe shkumës karakterizohen nga kapaciteti i lartë specifik dhe jetëgjatësia e gjatë e shërbimit.

Dizajni i baterisë Ni-MH

Bateritë cilindrike Ni-MH

Elektrodat pozitive dhe negative, të ndara nga një ndarës, janë mbështjellë në formën e një rrotull, e cila futet në strehë dhe mbyllet me një kapak mbyllës me një copë litari (Figura 1). Mbulesa ka një valvul sigurie që aktivizohet me një presion prej 2-4 MPa në rast të dështimit të baterisë.

Fig. 1. Dizajni i baterisë së hidridit metalik të nikelit (Ni-MH): 1-këllëf, 2-mbulesë, kapak me 3 valvula, 4-valvula, kolektor me 5 elektroda pozitive, unazë 6-izoluese, elektrodë 7-refuzuese, 8-ndarëse, 9- elektrodë pozitive, 10-izolator.

Bateritë prizmatike Ni-MH

Në bateritë prizmatike Ni-MH, elektrodat pozitive dhe negative vendosen në mënyrë alternative, dhe midis tyre vendoset një ndarës. Blloku i elektrodës futet në një strehë metalike ose plastike dhe mbulohet me një mbulesë mbyllëse. Një valvul ose sensor presioni zakonisht instalohet në kapak (Figura 2).

Fig. 2. Dizajni i baterisë Ni-MH: 1-këllëf, 2-mbulesë, kapak me 3 valvula, 4-valvula, copë litari 5-izolues, 6-izolues, elektrodë 7-negative, 8-ndarës, elektrodë 9-pozitive.

Bateritë Ni-MH përdorin një elektrolit alkalik të përbërë nga KOH me shtimin e LiOH. Polipropileni jo i endur dhe poliamidi me trashësi 0,12-0,25 mm, të trajtuar me një agjent lagështues, përdoren si ndarës në bateritë Ni-MH.

Elektroda pozitive

Bateritë Ni-MH përdorin elektroda pozitive të oksidit të nikelit të ngjashme me ato të përdorura në bateritë Ni-Cd. Në bateritë Ni-MH, përdoren kryesisht elektroda të sinteruara, dhe vitet e fundit - elektroda të ndjerë dhe shkumë polimer (shih më lart).

Elektroda negative

Pesë modele të një elektrodeje hidrohidridi metalik negativ (shih më lart) kanë gjetur zbatim praktik në bateritë Ni-MH: - lamelare, kur pluhuri i një lidhjeje që thith hidrogjenin me ose pa një lidhës shtypet në një rrjet nikeli; - shkumë nikeli, kur një pastë me një aliazh dhe një lidhës futet në poret e bazës së shkumës së nikelit, dhe më pas thahet dhe shtypet (mbështjellë); - fletë metalike, kur një pastë me një aliazh dhe një lidhës aplikohet në fletë metalike të shpuar të nikelit ose nikelit prej çeliku, dhe pastaj thahet dhe shtypet; - i mbështjellë, kur pluhuri i masës aktive, i përbërë nga një aliazh dhe një lidhës, aplikohet duke rrokullisur (rrokullisur) në një rrjet nikeli shtrirës ose rrjetë bakri; - i sinterizuar, kur pluhuri i aliazhit shtypet në një rrjetë nikeli dhe më pas shkrihet në një atmosferë hidrogjeni. Kapacitetet specifike të elektrodave hidride metalike të dizajneve të ndryshme janë të afërta në vlerë dhe përcaktohen kryesisht nga kapaciteti i lidhjes së përdorur.

Karakteristikat e baterive Ni-MH. Karakteristikat elektrike

Tensioni i qarkut të hapur

Vlera e tensionit të qarkut të hapur Ur.ts. Është e vështirë të përcaktohen me saktësi sistemet Ni-MH për shkak të varësisë së potencialit të ekuilibrit të elektrodës oksid-nikel nga gjendja e oksidimit të nikelit, si dhe varësia e potencialit të ekuilibrit të elektrodës hidride metalike nga shkalla e tij. ngopja me hidrogjen. 24 orë pas karikimit të baterisë, voltazhi i qarkut të hapur të baterisë së ngarkuar Ni-MH është në intervalin 1,30-1,35 V.

Tensioni i vlerësuar i shkarkimit

Në një rrymë shkarkimi të normalizuar Iр = 0.1-0.2C (C është kapaciteti nominal i baterisë) në 25 ° C është 1.2-1.25 V, voltazhi i zakonshëm përfundimtar është 1V. Tensioni zvogëlohet me rritjen e ngarkesës (shih figurën 3)

Fig. 3. Karakteristikat e shkarkimit të një baterie Ni-MH në një temperaturë prej 20 ° C dhe rryma të ndryshme të vlerësuara të ngarkesës: 1-0,2 C; 2-1C; 3-2C; 4-3C

Kapaciteti i baterisë

Me një rritje të ngarkesës (ulje në kohën e shkarkimit) dhe me një ulje të temperaturës, kapaciteti i baterisë Ni-MH zvogëlohet (Figura 4). Efekti i uljes së temperaturës në kapacitet është veçanërisht i dukshëm në shkallë të lartë shkarkimi dhe në temperatura nën 0 ° C.

Fig. 4. Varësia e kapacitetit të shkarkimit të një baterie Ni-MH nga temperatura në rryma të ndryshme shkarkimi: 1-0,2C; 2-1C; 3-3C

Siguria dhe jeta e shërbimit të baterive Ni-MH

Gjatë ruajtjes, bateria Ni-MH shkarkohet vetë. Pas një muaji në temperaturën e dhomës, humbja e kapacitetit është 20-30%, dhe me ruajtje të mëtejshme, humbja ulet në 3-7% në muaj. Shkalla e vetëshkarkimit rritet me rritjen e temperaturës (shih Figurën 5).

Fig. 5. Varësia e kapacitetit të shkarkimit të baterisë Ni-MH nga koha e ruajtjes në temperatura të ndryshme: 1-0 ° C; 2-20 ° C; 3-40 ° C

Ngarkimi i baterisë Ni-MH

Koha e funksionimit (numri i cikleve të shkarkimit-karikimit) dhe jeta e shërbimit të një baterie Ni-MH përcaktohen kryesisht nga kushtet e funksionimit. Koha e funksionimit zvogëlohet me rritjen e thellësisë dhe shkallës së shkarkimit. Koha e funksionimit varet nga shkalla e karikimit dhe mënyra e kontrollit të përfundimit të saj. Në varësi të llojit të baterive Ni-MH, mënyrës së funksionimit dhe kushteve të funksionimit, bateritë ofrojnë nga 500 deri në 1800 cikle shkarkimi në një thellësi shkarkimi prej 80% dhe kanë një jetëgjatësi shërbimi (mesatarisht) nga 3 deri në 5 vjet.

Për të siguruar funksionimin e besueshëm të një baterie Ni-MH gjatë periudhës së garantuar, duhet të ndiqen rekomandimet dhe udhëzimet e prodhuesit. Vëmendja më e madhe duhet t'i kushtohet regjimit të temperaturës. Këshillohet që të shmangen shkarkimet e tepërta (nën 1V) dhe qarqet e shkurtra. Rekomandohet përdorimi i baterive Ni-MH për qëllimin e tyre të synuar, shmangni përzierjen e baterive të përdorura dhe të papërdorura, mos lidhni telat ose pjesë të tjera direkt në bateri. Bateritë Ni-MH janë më të ndjeshme ndaj mbingarkesës sesa bateritë Ni-Cd. Mbingarkimi mund të çojë në largim termik. Ngarkimi zakonisht kryhet me rrymë Ic = 0.1C për 15 orë. Rimbushja kompensuese kryhet me rrymë Ic = 0.01-0.03C për 30 orë ose më shumë. Karikimet e përshpejtuara (në 4 - 5 orë) dhe të shpejta (në 1 orë) janë të mundshme për bateritë Ni-MH me elektroda shumë aktive. Me ngarkesa të tilla, procesi kontrollohet duke ndryshuar temperaturën ΔΤ dhe tensionin ΔU dhe parametra të tjerë. Karikimi i shpejtë përdoret, për shembull, për bateritë Ni-MH që fuqizojnë laptopët, telefonat celularë dhe mjetet elektrike, megjithëse laptopët dhe telefonat celularë tani përdorin kryesisht bateri litium-jon dhe litium-polimer. Rekomandohet gjithashtu një metodë karikimi me tre faza: faza e parë e një karikimi të shpejtë (1C dhe më lart), një karikim me një shpejtësi prej 0.1C për 0.5-1 orë për rimbushjen përfundimtare dhe një karikim me një shpejtësi prej 0.05- 0.02C si një ngarkesë rrjedhëse. Informacioni se si të ngarkoni bateritë Ni-MH zakonisht përmbahen në udhëzimet e prodhuesit dhe rryma e rekomanduar e karikimit tregohet në kutinë e baterisë. Tensioni i karikimit Uc në Ic = 0.3-1C është në intervalin 1.4-1.5V. Për shkak të lëshimit të oksigjenit në elektrodën pozitive, sasia e energjisë elektrike e shpërndarë gjatë karikimit (Qc) është më e madhe se kapaciteti i shkarkimit (Cp). Në këtë rast, kthimi i kapacitetit (100 Cp / Qc) është përkatësisht 75-80% dhe 85-90%, për disqet dhe bateritë cilindrike Ni-MH.

Kontrolli i ngarkimit dhe shkarkimit

Për të shmangur mbingarkimin e baterive Ni-MH, metodat e mëposhtme të kontrollit të karikimit mund të përdoren me sensorë të përshtatshëm të instaluar në bateri ose karikues:

metoda e përfundimit të ngarkesës bazuar në temperaturën absolute Tmax. Temperatura e baterisë monitorohet vazhdimisht gjatë procesit të karikimit dhe kur arrihet vlera maksimale, ngarkimi i shpejtë ndërpritet;
metoda e përfundimit të ngarkesës me shkallën e ndryshimit të temperaturës ΔT / Δt. Me këtë metodë, pjerrësia e kurbës së temperaturës së baterisë monitorohet vazhdimisht gjatë procesit të karikimit, dhe kur ky parametër ngrihet mbi një vlerë të caktuar të caktuar, ngarkimi ndërpritet;
metoda e përfundimit të ngarkesës në delta të tensionit negativ -ΔU. Në fund të ngarkimit të baterisë, gjatë ciklit të oksigjenit, temperatura e saj fillon të rritet, duke çuar në një ulje të tensionit;
metoda e përfundimit të ngarkesës në kohën maksimale të karikimit t;
Metoda e përfundimit të ngarkesës në presionin maksimal Pmax. Zakonisht përdoret në akumulatorët prizmatikë me madhësi dhe kapacitet të madh. Niveli i presionit të lejuar në një akumulator prizmatik varet nga dizajni i tij dhe shtrihet në intervalin 0,05-0,8 MPa;
Metoda e përfundimit të ngarkesës në tensionin maksimal Umax. Përdoret për të fikur karikimin e baterive me rezistencë të brendshme të lartë, e cila shfaqet në fund të jetës së tyre për shkak të mungesës së elektrolitit ose në temperatura të ulëta.

Me metodën Tmax, bateria mund të mbingarkohet nëse temperatura e ambientit bie ose bateria mund të mos ngarkohet mjaftueshëm nëse temperatura e ambientit rritet ndjeshëm. Metoda ΔT / Δt mund të përdoret në mënyrë shumë efektive për të përfunduar karikimin në temperatura të ulëta të ambientit. Megjithatë, nëse vetëm kjo metodë përdoret në temperatura më të larta, bateritë brenda baterive do të nxehen në temperatura të larta të padëshirueshme përpara se të arrihet vlera ΔT / Δt për mbyllje. Për një vlerë të caktuar të ΔT / Δt, një kapacitet më i madh i hyrjes mund të merret në një temperaturë më të ulët të ambientit sesa në një temperaturë më të lartë. Në fillim të ngarkimit të baterisë (si dhe në fund të ngarkimit), temperatura rritet me shpejtësi, gjë që mund të çojë në shkëputje të parakohshme të karikimit kur përdorni metodën ΔT / Δt. Për të eliminuar këtë, zhvilluesit e karikuesve përdorin kohëmatës të vonesës fillestare të përgjigjes së sensorit duke përdorur metodën ΔT / Δt. Metoda -ΔU është efektive për përfundimin e karikimit në temperatura të ulëta të ambientit dhe jo në temperatura të larta. Në këtë kuptim, metoda është e ngjashme me metodën ΔT / Δt. Për të siguruar që karikimi të ndalojë kur rrethanat e paparashikuara parandalojnë një ndërprerje normale të karikimit, rekomandohet gjithashtu përdorimi i një kontrolli kohëmatës që rregullon kohëzgjatjen e funksionimit të karikimit (metoda t). Kështu, për karikimin e shpejtë të baterive të ruajtjes me rryma të normalizuara prej 0,5-1C në temperatura 0-50 ° C, këshillohet përdorimi i njëkohshëm i metodave Tmax (me një temperaturë mbylljeje prej 50-60 ° C, në varësi të dizajnit të bateritë dhe bateritë), -ΔU (5- 15 mV për bateri), t (zakonisht për të marrë 120% të kapacitetit nominal) dhe Umax (1,6-1,8 V për bateri). Në vend të metodës -ΔU, mund të përdoret metoda ΔT / Δt (1-2 ° C / min) me një kohëmatës fillestar të vonesës (5-10 min). Për kontrollin e karikimit, shihni gjithashtu artikullin përkatës Pas një ngarkimi të shpejtë të baterisë, karikuesit parashikojnë kalimin e tyre për t'u rimbushur me një rrymë nominale prej 0,1C - 0,2C për një kohë të caktuar. Për bateritë Ni-MH, ngarkimi me tension konstant nuk rekomandohet pasi mund të ndodhë "dështimi termik" i baterive. Kjo për faktin se në fund të karikimit, ndodh një rritje e rrymës, e cila është në përpjesëtim me ndryshimin midis tensionit të furnizimit dhe tensionit të baterisë, dhe tensioni i baterisë në fund të karikimit zvogëlohet për shkak të rritjes. në temperaturë. Në temperatura të ulëta, shkalla e karikimit duhet të reduktohet. Përndryshe, oksigjeni nuk do të ketë kohë për t'u rikombinuar, gjë që do të çojë në një rritje të presionit në akumulator. Për funksionimin në kushte të tilla, rekomandohen bateri Ni-MH me elektroda shumë poroze.

Avantazhet dhe disavantazhet e baterive Ni-MH

Një rritje e konsiderueshme në parametrat specifikë të energjisë nuk është avantazhi i vetëm i baterive Ni-MH ndaj baterive Ni-Cd. Largimi nga kadmiumi do të thotë gjithashtu lëvizje drejt prodhimit më të pastër. Problemi i asgjësimit të baterive jashtë funksionit është gjithashtu më i lehtë për t'u zgjidhur. Këto avantazhe të baterive Ni-MH kanë përcaktuar rritjen më të shpejtë të vëllimeve të prodhimit të tyre në të gjitha kompanitë kryesore të baterive në botë në krahasim me bateritë Ni-Cd.

Bateritë Ni-MH nuk kanë "efektin e memories" të natyrshme në bateritë Ni-Cd për shkak të formimit të nikelatit në elektrodën negative të kadmiumit. Megjithatë, efektet që lidhen me rimbushjen e elektrodës së oksidit të nikelit vazhdojnë. Ulja e tensionit të shkarkimit, e vërejtur me rimbushje të shpeshta dhe të gjata, ashtu si me bateritë Ni-Cd, mund të eliminohet duke kryer periodikisht disa shkarkime deri në 1V - 0.9V. Mjafton të kryhen shkarkime të tilla një herë në muaj. Sidoqoftë, bateritë e hidridit të nikelit-metalit janë inferiorë ndaj nikel-kadmiumit, të cilin ato synojnë ta zëvendësojnë, në disa karakteristika operative:

Bateritë Ni-MH funksionojnë në mënyrë efektive në një gamë më të ngushtë rrymash funksionimi, gjë që shoqërohet me desorbim të kufizuar të hidrogjenit nga elektroda e hidridit të metalit me ritme shumë të larta shkarkimi;
Bateritë Ni-MH kanë një interval më të ngushtë të temperaturës: shumica e tyre nuk funksionojnë në temperatura nën -10 ° C dhe mbi +40 ° C, megjithëse në disa seri baterish, rregullimi i formulimeve siguroi zgjerimin e kufijve të temperaturës. ;
gjatë karikimit të baterive Ni-MH, gjenerohet më shumë nxehtësi sesa gjatë karikimit të baterive Ni-Cd, prandaj, për të parandaluar mbinxehjen e baterisë nga bateritë Ni-MH gjatë karikimit të shpejtë dhe/ose mbingarkimit të konsiderueshëm, termosiguresave ose termo. -në to janë instaluar reletë, të cilat ndodhen në murin e njërës prej baterive në pjesën qendrore të baterisë (kjo vlen për montimet e baterive industriale);
Bateritë Ni-MH kanë një vetë-shkarkim të shtuar, i cili përcaktohet nga pashmangshmëria e reagimit të hidrogjenit të tretur në elektrolit me një elektrodë pozitive oksid-nikel (por, falë përdorimit të lidhjeve speciale të elektrodës negative, ishte është e mundur të arrihet një ulje e shkallës së vetë-shkarkimit në vlera afër atyre për bateritë Ni-Cd);
rreziku i mbinxehjes gjatë karikimit të një prej baterive Ni-MH të baterisë, si dhe ndryshimi i polaritetit të një baterie me kapacitet më të ulët kur bateria shkarkohet, rritet me mospërputhjen e parametrave të baterisë si rezultat i çiklizmit të zgjatur, prandaj , krijimi i baterive nga më shumë se 10 bateri nuk rekomandohet nga të gjithë prodhuesit;
humbja e kapacitetit të elektrodës negative, e cila ndodh në një bateri Ni-MH kur shkarkohet nën 0 V, është e pakthyeshme, gjë që shtron kërkesa më të rrepta për zgjedhjen e baterive në një bateri dhe kontrollin e procesit të shkarkimit sesa në rastin. për përdorimin e baterive Ni-Cd, si rregull, rekomandohet shkarkimi në 1 V / ac në bateritë e tensionit të ulët dhe deri në 1.1 V / ac në një bateri me 7-10 bateri.

Siç u përmend më herët, degradimi i baterive Ni-MH përcaktohet kryesisht nga një rënie në kapacitetin e thithjes së elektrodës negative gjatë çiklizmit. Në ciklin e ngarkimit-shkarkimit, vëllimi i rrjetës kristalore të aliazhit ndryshon, gjë që çon në formimin e çarjeve dhe korrozionit të mëvonshëm kur reagon me elektrolitin. Formimi i produkteve të korrozionit ndodh me thithjen e oksigjenit dhe hidrogjenit, si rezultat i të cilit sasia totale e elektrolitit zvogëlohet dhe rezistenca e brendshme e baterisë rritet. Duhet të theksohet se karakteristikat e baterive Ni-MH varen ndjeshëm nga aliazhi i elektrodës negative dhe teknologjia e përpunimit të aliazhit për të rritur qëndrueshmërinë e përbërjes dhe strukturës së saj. Kjo i detyron prodhuesit e baterive të jenë të kujdesshëm kur zgjedhin furnizuesit e aliazhit dhe konsumatorët e baterive të zgjedhin një prodhues.

Bazuar në materialet nga faqet pоwеrinfo.ru, "Chip and Dip"

Hulumtimi për bateritë e hidridit nikel-metal filloi në vitet 1970 si përmirësime të baterive nikel-hidrogjen, pasi pesha dhe vëllimi i baterive nikel-hidrogjen nuk i kënaqte prodhuesit (hidrogjeni në këto bateri ishte nën presion të lartë, gjë që kërkonte një të fortë dhe të rëndë kuti çeliku). Përdorimi i hidrogjenit në formën e hidrideve metalike bëri të mundur uljen e peshës dhe vëllimit të baterive, si dhe u zvogëlua rreziku i shpërthimit të baterisë kur mbinxehet.

Që nga vitet 1980, teknologjia e baterive NiMH është përmirësuar shumë dhe përdorimi tregtar ka filluar në fusha të ndryshme. Suksesi i baterive NiNH është lehtësuar nga rritja e kapacitetit (deri në 40% krahasuar me NiCd), përdorimi i materialeve të riciklueshme (miqësore ndaj mjedisit) dhe një jetëgjatësi shumë e gjatë shërbimi, shpesh duke e tejkaluar atë të baterive NiCd.

Avantazhet dhe disavantazhet e baterive NiMH

Përparësitë

・ Kapacitet më i lartë - 40% ose më shumë se bateritë konvencionale NiCd
・ Efekti "memorie" shumë më pak i theksuar në krahasim me bateritë nikel-kadmium - ciklet e shërbimit të baterive mund të kryhen 2-3 herë më rrallë
・ Transport i lehtë - linjat ajrore transportojnë pa asnjë parakusht
・ Miqësore ndaj mjedisit - e riciklueshme

Të metat

・ Jetëgjatësia e kufizuar e baterisë - zakonisht rreth 500-700 cikle të plota ngarkimi/shkarkimi (megjithëse mund të ketë dallime nganjëherë në varësi të mënyrave të funksionimit dhe pajisjes së brendshme).
・ Efekti i memories - Bateritë NiMH kërkojnë trajnim periodik (cikli i plotë i shkarkimit / karikimit)
・ Jetëgjatësia relativisht e shkurtër e baterive - zakonisht jo më shumë se 3 vjet kur ruhet në gjendje të shkarkuar, pas së cilës humbasin karakteristikat kryesore. Ruajtja e ftohtë me ngarkesë të pjesshme 40-60% do të ngadalësojë plakjen e baterisë.
・ Vetëshkarkim i lartë i baterive
・ Kapacitet i kufizuar i energjisë - Tejkalimi i ngarkesave të lejuara do të zvogëlojë jetëgjatësinë e baterisë.
・ Kërkohet një karikues i dedikuar me skemë pasi karikimi gjeneron shumë nxehtësi dhe bateritë NiMH do të mbingarkohen.
・ Tolerancë e dobët ndaj temperaturave të larta (mbi 25-30 Celsius)

Projektimi i baterive dhe akumulatorëve NiMH

Bateritë moderne të hidridit të metalit të nikelit kanë një dizajn të brendshëm të ngjashëm me bateritë e kadmiumit të nikelit. Elektroda pozitive e oksidit të nikelit, elektroliti alkalin dhe presioni i llogaritur i hidrogjenit janë të njëjta në të dy sistemet e baterive. Vetëm elektrodat negative janë të ndryshme: për bateritë nikel-kadmium - një elektrodë kadmiumi, për hidridin e nikelit-metal - një elektrodë e bazuar në një aliazh të metaleve që thithin hidrogjen.

Në bateritë moderne të hidridit të nikelit-metalit, përdoret përbërja e një aliazh absorbues hidrogjeni të llojeve AB2 dhe AB5. Lidhjet e tjera AB ose A2B nuk përdoren gjerësisht. Çfarë kuptimi kanë shkronjat misterioze A dhe B në aliazh? - Nën simbolin A fshihet një metal (ose një përzierje metalesh), formimi i hidrideve të të cilit lëshon nxehtësi. Prandaj, simboli B tregon një metal që reagon endotermalisht me hidrogjenin.

Për elektrodat negative AB5, përdoret një përzierje e elementeve të tokës së rrallë të grupit të lantanit (përbërësi A) dhe nikelit me papastërtitë e metaleve të tjera (kobalt, alumin, mangan) - komponenti B. Për elektrodat AB2, titani dhe nikeli përdoren me papastërti. të zirkonit, vanadiumit, hekurit, manganit, kromit.

Bateritë hidride nikel-metal me elektroda AB5 janë më të zakonshme për shkak të performancës më të mirë të çiklizmit, megjithëse bateritë me elektroda AB2 janë më të lira, kanë kapacitet më të lartë dhe shkallë më të mirë të fuqisë.

Në procesin e çiklizmit, vëllimi i elektrodës negative luhatet deri në 15-25% të origjinalit për shkak të thithjes / evolucionit të hidrogjenit. Si rezultat i luhatjeve të vëllimit, në materialin e elektrodës shfaqen një numër i madh i mikroçarjeve. Ky fenomen shpjegon pse një bateri e re NiMH kërkon disa cikle ngarkimi / shkarkimi "stërvitor" për të sjellë fuqinë dhe kapacitetin e baterisë në vlerat nominale. Gjithashtu, formimi i mikroçarjeve ka një anë negative - sipërfaqja e elektrodës rritet, e cila gërryhet me konsumin e elektrolitit, gjë që çon në një rritje graduale të rezistencës së brendshme të elementit dhe një ulje të kapacitetit. Për të reduktuar shkallën e proceseve korrozive, rekomandohet të ruani bateritë NiMH në gjendje të ngarkuar.

Elektroda negative ka kapacitet të tepërt në raport me atë pozitive si në mbingarkesë ashtu edhe në mbishkarkim për të siguruar një nivel të pranueshëm të evolucionit të hidrogjenit. Për shkak të korrozionit të aliazhit, kapaciteti i mbingarkimit të elektrodës negative zvogëlohet gradualisht. Sapo kapaciteti i tepërt i mbingarkesës të shterohet, një sasi e madhe hidrogjeni do të lëshohet në elektrodën negative në fund të karikimit, e cila do të çojë në çlirimin e hidrogjenit të tepërt përmes valvulave të qelizës, "zierje" e dështimi i elektrolitit dhe baterisë. Prandaj, për të ngarkuar bateritë e hidridit të nikel-metalit, kërkohet një pajisje e posaçme karikimi që merr parasysh sjelljen specifike të baterisë në mënyrë që të shmanget rreziku i vetë-shkatërrimit të qelizës së baterisë. Kur mbledhni baterinë, sigurohuni që qelitë të jenë të ajrosura mirë dhe të mos pini duhan pranë baterisë NiMH të rikarikueshme me kapacitet të lartë.

Me kalimin e kohës, si rezultat i çiklizmit, vetë-shkarkimi i baterisë rritet gjithashtu për shkak të shfaqjes së poreve të mëdha në materialin ndarës dhe formimit të një lidhjeje elektrike midis pllakave të elektrodës. Ky problem mund të zgjidhet përkohësisht duke shkarkuar thellë baterinë disa herë dhe më pas duke e rimbushur plotësisht.

Gjatë rimbushjes së baterive NiMH, gjenerohet një sasi mjaft e madhe nxehtësie, veçanërisht në fund të karikimit, që është një nga shenjat se ngarkimi duhet të përfundojë. Kur grumbulloni disa qeliza baterie në një bateri, kërkohet një sistem monitorimi i parametrave të baterisë (BMS), si dhe prania e kërcyesve lidhës përçues të shkëputur termikisht midis një pjese të qelizave të baterisë. Këshillohet gjithashtu që të lidhni bateritë në bateri duke salduar në vend kërcyesit dhe jo duke bashkuar.

Shkarkimi i baterive hidride nikel-metal në temperatura të ulëta kufizohet nga fakti se ky reaksion është endotermik dhe në elektrodën negative formohet uji, i cili hollon elektrolitin, gjë që çon në një probabilitet të lartë të ngrirjes së elektrolitit. Prandaj, sa më e ulët të jetë temperatura e ambientit, aq më e ulët është fuqia dalëse dhe kapaciteti i baterisë. Në të kundërt, në temperatura të ngritura gjatë shkarkimit, kapaciteti i shkarkimit të baterisë NiMH do të jetë në maksimum.

Njohja e dizajnit dhe parimeve të funksionimit do t'ju lejojë të trajtoni me mirëkuptim më të madh procesin e funksionimit të baterive hidride nikel-metal. Shpresojmë, informacioni i mbledhur në këtë artikull do t'ju lejojë të zgjasni jetëgjatësinë e baterisë tuaj dhe të shmangni pasojat e mundshme të rrezikshme për shkak të një keqkuptimi të parimeve të përdorimit të sigurt të baterive hidride nikel-metal.

Karakteristikat e shkarkimit të baterive NiMH në të ndryshme
shkarkimi i rrymave në një temperaturë ambienti prej 20 ° C

imazh i marrë nga www.compress.ru/Article.aspx?id=16846&iid=781

Bateria Hidride Metal Nikel Duracell

imazh i marrë nga www.3dnews.ru/digital/1battery/index8.htm

P.P.S.
Skema e një drejtimi premtues për krijimin e baterive të ruajtjes bipolare

diagrami i marrë nga bateritë bipolare të acidit të plumbit

Tabela krahasuese e parametrave të llojeve të ndryshme të baterive

	NiCd	NiMH	Acidi i Plumbit	Li-jon	Polimer Li-jon	I ripërdorshëm Alkaline
Dendësia e energjisë (W * orë / kg)	45-80	60-120	30-50	110-160	100-130	80 (fillestare)
Rezistenca e brendshme (duke përfshirë qarqet e brendshme), mΩ	100-200 në 6V	200-300 në 6V	<100 në 12 V	150-250 në 7.2 V	200-300 në 7.2 V	200-2000 në 6V
Numri i cikleve të ngarkimit/shkarkimit (kur reduktohet në 80% të kapacitetit fillestar)	1500	300-500	200-300	500-1000	300-500	50 (deri në 50%)
Koha e ngarkimit të shpejtë	1 orë tipike	2-4 orë	8-16 orë	2-4 orë	2-4 orë	2-3 orë
Rezistenca e mbingarkesës	mesatare	të ulëta	lartë	shumë e ulët	të ulëta	mesatare
Vetë-shkarkimi / muaj (në temperaturën e dhomës)	20%	30%	5%	10%	~10%	0.3%
Tensioni i celularit (nominal)	1.25 V	1.25 V	2B	3.6 V	3.6 V	1.5 V
Rryma e ngarkesës - maja - optimale	20C 1C	5C 0.5C dhe më poshtë	5C 0,2C	> 2C 1C dhe më poshtë	> 2C 1C dhe më poshtë	0,5C 0.2C dhe më poshtë
Temperatura e funksionimit (vetëm shkarkimi)	-40 deri në 60 ° C	-20 deri 60 ° C	-20 deri 60 ° C	-20 deri 60 ° C	0 deri në 60 ° C	0 deri në 65 ° C
Kërkesat e Shërbimit	Pas 30-60 ditësh	Pas 60-90 ditësh	Pas 3-6 muajsh	Nuk kërkohet	Nuk kërkohet	Nuk kërkohet
Çmimi standard (US $, vetëm për krahasim)	$50 (7.2 V)	$60 (7.2 V)	$25 (6B)	$100 (7.2 V)	$100 (7.2 V)	$5 (9V)
Çmimi i ciklit (US$)	$0.04	$0.12	$0.10	$0.14	$0.29	$0.10-0.50
Fillimi i përdorimit komercial	1950	1990	1970	1991	1999	1992

tabela e marrë nga

Shtrirja e aplikimit të baterive elektrike është mjaft e gjerë. Bateritë e vogla janë të pajisura me pajisje shtëpiake të njohura për të gjithë, bateritë pak të mëdha janë të pajisura me makina dhe bateritë shumë të mëdha dhe kapacitore janë montuar në stacione industriale të ngarkuara me punë. Do të duket se përveç qëllimit të përdoruesit, lloje të ndryshme baterish mund të kenë diçka të përbashkët? Sidoqoftë, në fakt, ka më shumë se mjaft ngjashmëri midis baterive të tilla. Ndoshta një nga ngjashmëritë kryesore midis baterive është parimi i organizimit të tyre të punës. Në artikullin e sotëm, burimi ynë vendosi të marrë në konsideratë vetëm një prej tyre. Për të qenë më të saktë, më poshtë do të flasim për funksionimin dhe rregullat e funksionimit të baterive hidride nikel-metal.

Historia e shfaqjes së baterive hidride nikel-metal

Krijimi i baterive të hidridit nikel-metal filloi të ngjallte interes të konsiderueshëm midis inxhinierëve më shumë se 60 vjet më parë, domethënë në vitet '50 të shekullit të 20-të. Shkencëtarët e specializuar në studimin e vetive fiziko-kimike të baterive menduan seriozisht se si të kapërcenin disavantazhet e baterive nikel-kadmium të njohura në atë kohë. Ndoshta një nga qëllimet kryesore të shkencëtarëve ishte krijimi i një baterie të tillë që mund të përshpejtonte dhe thjeshtonte procesin e të gjitha reaksioneve që lidhen me transferimin elektrolitik të hidrogjenit.

Si rezultat, vetëm nga fundi i viteve 70, specialistët arritën që së pari të projektonin, dhe më pas të krijonin dhe testonin plotësisht bateritë hidride nikel-metal me cilësi të lartë pak a shumë. Dallimi kryesor midis llojit të ri të baterisë dhe paraardhësve të tij ishte se kishte vende të përcaktuara rreptësisht për akumulimin e pjesës më të madhe të hidrogjenit. Më saktësisht, akumulimi i materies ndodhi në lidhjet e disa metaleve të vendosura në elektrodat e baterisë. Përbërja e lidhjeve kishte një strukturë të tillë që një ose disa metale grumbullonin hidrogjen (nganjëherë disa mijëra herë më shumë se vëllimi i tyre), dhe metalet e tjera vepruan si katalizatorë për reaksionet elektrolitike, duke siguruar kalimin e substancës së hidrogjenit në rrjetën metalike të elektrodave.

Bateria e bërë, e cila ka një anodë hidride hidrogjen-metal dhe një katodë nikeli, mori shkurtesën "Ni-MH" (nga emri i substancave përcjellëse, grumbulluese). Bateritë e tilla punojnë në një elektrolit alkalik dhe sigurojnë një cikël të shkëlqyeshëm ngarkimi-shkarkimi - deri në 2000 mijë për një bateri të plotë. Përkundër kësaj, rruga drejt dizajnimit të baterive Ni-MH nuk ishte e lehtë, dhe prototipet që ekzistojnë për momentin janë ende duke u modernizuar. Vektori kryesor i modernizimit ka për qëllim rritjen e densitetit të energjisë së baterive.

Vini re se sot bateritë hidride nikel-metal prodhohen kryesisht në bazë të aliazhit metalik "LaNi5". Mostra e parë e baterive të tilla u patentua në 1975 dhe filloi të përdoret në mënyrë aktive në industrinë e gjerë. Bateritë moderne të hidridit të nikelit-metalit kanë një densitet të lartë energjie dhe janë bërë nga lëndë të para plotësisht jo toksike, gjë që i bën ato të lehta për t'u asgjësuar. Ndoshta, është pikërisht për shkak të këtyre avantazheve që ato janë bërë shumë të njohura në shumë zona ku kërkohet ruajtja afatgjatë e një ngarkese elektrike.

Dizajni dhe parimi i funksionimit të një baterie hidride nikel-metal

Bateritë hidride nikel-metal të të gjitha dimensioneve, kapaciteteve dhe qëllimeve prodhohen në dy lloje kryesore të formave - prizmatike dhe cilindrike. Pavarësisht nga forma, bateritë e tilla përbëhen nga elementët e mëposhtëm të detyrueshëm:

Hidridi i metalit dhe elektrodat e nikelit (katodat dhe anoda), duke formuar një element galvanik të strukturës së rrjetit, i cili është përgjegjës për lëvizjen dhe akumulimin e ngarkesës elektrike;
zonat ndarëse që ndajnë elektrodat dhe gjithashtu marrin pjesë në procesin e reaksioneve elektrolitike;
kontaktet e daljes që lëshojnë ngarkesën e akumuluar në mjedisin e jashtëm;
kapakët me një valvul të montuar në të, të nevojshme për të lehtësuar presionin e tepërt nga zgavrat e akumulatorit (presion mbi 2-4 megapascals);
Kuti mbrojtëse termike dhe e qëndrueshme, që përmban qelizat e baterisë të përshkruara më sipër.

Dizajni i baterive hidride nikel-metal, si shumë lloje të tjera të kësaj pajisjeje, është mjaft i thjeshtë dhe nuk paraqet ndonjë vështirësi të veçantë në konsideratë. Kjo tregohet qartë në diagramet e mëposhtme të dizajnit të baterisë:

Parimet e funksionimit të baterive në shqyrtim, në kontrast me skemën e tyre të përgjithshme të projektimit, duken pak më të komplikuara. Për të kuptuar thelbin e tyre, le t'i kushtojmë vëmendje funksionimit në faza të baterive hidride nikel-metal. Në mënyrë tipike, fazat e funksionimit të këtyre baterive janë si më poshtë:

Elektroda pozitive - anoda, kryen një reaksion oksidativ me thithjen e hidrogjenit;
Elektroda negative - katoda, zbaton një reaksion reduktimi në disabsorbimin e hidrogjenit.

Me fjalë të thjeshta, rrjeti i elektrodës organizon lëvizjen e urdhëruar të grimcave (elektrodave dhe joneve) përmes reaksioneve kimike specifike. Në këtë rast, elektroliti nuk merr pjesë drejtpërdrejt në reagimin kryesor të gjenerimit të energjisë elektrike, por përfshihet në punë vetëm në rrethana të caktuara të funksionimit të baterive Ni-MH (për shembull, kur rimbushni, realizoni reagimin e qarkullimit të oksigjenit) . Ne nuk do të shqyrtojmë më në detaje parimet e funksionimit të baterive hidride nikel-metal, pasi kjo kërkon njohuri të veçanta kimike, të cilat shumë lexues të burimit tonë nuk i kanë. Nëse dëshironi të mësoni më në detaje mbi parimet e funksionimit të baterive, duhet t'i referoheni literaturës teknike, e cila mbulon sa më shumë të jetë e mundur rrjedhën e çdo reagimi në skajet e elektrodave, si gjatë karikimit të baterive ashtu edhe kur ato shkarkohen.

Karakteristikat e një baterie standarde Ni-MH mund të shihen në tabelën e mëposhtme (kolona e mesme):

Rregullat e funksionimit

Çdo bateri është një pajisje relativisht jo modeste për t'u mirëmbajtur dhe funksionuar. Përkundër kësaj, kostoja e saj është shpesh e lartë, kështu që çdo pronar i një baterie të veçantë është i interesuar të rrisë jetën e tij të shërbimit. Nuk është aq e vështirë të zgjasësh periudhën e funksionimit në lidhje me bankën akumulatore të formacionit “Ni-MH”. Për këtë mjafton:

Së pari, ndiqni rregullat për karikimin e baterisë;
Së dyti, është e saktë ta përdorni dhe ta ruani kur është në punë.

Ne do të flasim për aspektin e parë të mirëmbajtjes së baterisë pak më vonë, por tani le t'i kushtojmë vëmendje listës kryesore të rregullave për funksionimin e baterive hidride nikel-metal. Lista e modeleve të këtyre rregullave është si më poshtë:

Ruajtja e baterive hidride nikel-metal duhet të kryhet vetëm në gjendjen e tyre të ngarkuar në nivelin 30-50%;
Ndalohet rreptësisht mbinxehja e baterive Ni-MH, pasi në krahasim me të njëjtat bateri nikel-kadmiumi, ne konsiderojmë shumë më të ndjeshëm ndaj ngrohjes. Mbingarkimi me punë ka një efekt negativ në të gjitha proceset që ndodhin në zgavrat dhe në daljet e baterisë. Prodhimi aktual vuan veçanërisht;
Asnjëherë mos i rikarikoni bateritë nikel-hidride metalike. Ndiqni gjithmonë rregullat e karikimit të përshkruara në këtë artikull ose të pasqyruara në dokumentacionin teknik për baterinë;
Në procesin e përdorimit të dobët ose ruajtjes afatgjatë, "stërvitni" baterinë. Shpesh, një cikël ngarkimi-shkarkimi i kryer periodikisht është i mjaftueshëm (rreth 3-6 herë). Është gjithashtu e dëshirueshme që të ekspozohen bateritë e reja Ni-MH ndaj një "trajnimi" të tillë;
Ruani bateritë NiMH në temperaturën e dhomës. Temperatura optimale është 15-23 gradë Celsius;
Mundohuni të mos e shkarkoni baterinë në kufijtë minimalë - tension më pak se 0,9 volt për çdo çift katodë-anodë. Sigurisht, bateritë e hidridit të nikelit-metalit mund të restaurohen, por këshillohet që të mos i çoni në një gjendje "të vdekur" (do të flasim gjithashtu për mënyrën e rivendosjes së baterisë më poshtë);
Kushtojini vëmendje cilësisë konstruktive të baterisë. Defektet serioze, mungesa e elektrolitit dhe të ngjashme nuk lejohen. Frekuenca e rekomanduar e kontrollit të baterisë është 2-4 javë;
Në rastin e përdorimit të baterive të mëdha, të palëvizshme, është gjithashtu e rëndësishme t'i përmbaheni rregullave:
- riparimi i tyre aktual (të paktën një herë në vit):
- restaurimi i kapitalit (të paktën një herë në 3 vjet);
- fiksim i besueshëm i baterisë në vendin e përdorimit;
- prania e ndriçimit;
- duke përdorur karikuesit e duhur;
- dhe respektimin e masave paraprake të sigurisë për përdorimin e baterive të tilla.

Është e rëndësishme t'i përmbaheni rregullave të përshkruara jo vetëm sepse një qasje e tillë ndaj funksionimit të baterive hidride nikel-metal do të zgjasë ndjeshëm jetën e tyre të shërbimit. Ato garantojnë gjithashtu një përdorim të sigurt dhe përgjithësisht pa probleme të baterisë.

Rregullat e tarifimit

Më herët u vu re se rregullat e funksionimit janë larg nga e vetmja gjë që kërkohet për të arritur jetëgjatësinë maksimale të funksionimit të baterive hidride nikel-metal. Përveç përdorimit të duhur, është jashtëzakonisht e rëndësishme të ngarkoni siç duhet këto bateri. Në përgjithësi, është mjaft e vështirë t'i përgjigjemi pyetjes - "Si të ngarkoni siç duhet një bateri Ni-MH?" Fakti është se çdo lloj aliazhi i përdorur në elektrodat e baterisë kërkon rregulla të caktuara për këtë proces.

Duke i përmbledhur dhe mesatarizuar ato, mund të dallohen parimet themelore të mëposhtme të karikimit të baterive hidride nikel-metal:

Së pari, kërkohet koha e duhur e karikimit. Për shumicën e baterive Ni-MH, është ose 15 orë me një rrymë karikimi prej rreth 0,1 C, ose 1-5 orë me një rrymë karikimi në intervalin 0,1-1 C për bateritë me elektroda shumë aktive. Përjashtim bëjnë bateritë e rikarikueshme, të cilat mund të karikohen për më shumë se 30 orë;
Së dyti, është e rëndësishme të mbani gjurmët e temperaturës së baterisë gjatë karikimit. Shumë prodhues nuk rekomandojnë tejkalimin e temperaturës maksimale prej 50-60 gradë Celsius;
Dhe së treti, procedura e tarifimit duhet të merret parasysh drejtpërdrejt. Kjo qasje konsiderohet optimale kur bateria shkarkohet me një rrymë nominale në një tension në daljet 0,9-1 volt, pas së cilës ngarkohet në 75-80% të kapacitetit të saj maksimal. Është e rëndësishme të merret parasysh se me karikim të shpejtë (rryma e furnizuar është më shumë se 0.1), është e rëndësishme të organizoni një parambushje me një furnizim të lartë të rrymës në bateri për rreth 8-10 minuta. Pas kësaj, procesi i karikimit duhet të organizohet me një rritje të qetë të tensionit të furnizuar në bateri në 1.6-1.8 volt. Nga rruga, gjatë rimbushjes normale të një baterie hidride nikel-metal, voltazhi shpesh nuk ndryshon dhe normalisht është 0.3-1 volt.

Shënim! Rregullat për karikimin e baterive të përmendura më sipër janë të një natyre mesatare. Mbani në mend se ato mund të ndryshojnë pak për një markë të veçantë të baterisë NiMH.

Rikuperimi i baterisë

Së bashku me koston e lartë dhe vetë-shkarkimin e shpejtë, bateritë Ni-MH kanë një pengesë më shumë - një "efekt memorie" të theksuar. Thelbi i saj qëndron në faktin se kur ngarkoni në mënyrë sistematike një bateri të shkarkuar jo plotësisht, duket se e mban mend këtë dhe me kalimin e kohës humbet ndjeshëm kapacitetin e saj. Për të neutralizuar rreziqe të tilla, pronarët e baterive të tilla duhet të karikojnë bateritë më të shkarkuara, si dhe t'i "trajnojnë" periodikisht ato gjatë procesit të rikuperimit.

Rikuperoni bateritë hidride nikel-metal gjatë "stërvitjes" ose kur ato shkarkohen rëndë si më poshtë:

Para së gjithash, ju duhet të përgatiteni. Për të rivendosur do t'ju duhet:
- karikues me cilësi të lartë dhe, mundësisht, inteligjent;
- instrumente për matjen e tensionit dhe amperazhit;
- çdo pajisje që mund të konsumojë energji nga një bateri.
Pas përgatitjes, tashmë mund të pyesni veten se si të rivendosni baterinë. Së pari, është e nevojshme të ngarkoni baterinë në përputhje me të gjitha rregullat, dhe më pas ta shkarkoni sipas tensionit në daljet e baterisë prej 0,8-1 Volt;
Pastaj fillon vetë restaurimi, i cili, përsëri, duhet të kryhet në përputhje me të gjitha rregullat për karikimin e baterive hidride nikel-metal. Procesi standard i rikuperimit mund të bëhet në dy mënyra:
- E para - nëse bateria tregon shenja "jete" (si rregull, kur shkarkohet në nivelin 0,8-1 volt). Ngarkimi bëhet me një rritje konstante të tensionit të furnizuar nga 0,3 në 1 volt me një forcë aktuale prej 0,1 C për 30-60 minuta, pas së cilës voltazhi mbetet i pandryshuar, dhe forca aktuale rritet në 0,3-0,5 C;
- E dyta - nëse bateria nuk tregon shenja "jete" (me një shkarkim më pak se 0,8 volt). Në këtë rast, karikimi kryhet me një parambushje 10-minutëshe me rrymë të lartë për 10-15 minuta. Pas kësaj, kryhen veprimet e përshkruara më sipër.

Duhet të kuptohet se restaurimi i baterive hidride nikel-metal është një procedurë që duhet të kryhet periodikisht për absolutisht të gjitha bateritë (si "të gjalla" dhe "jo të gjalla"). Vetëm kjo qasje ndaj funksionimit të këtij lloji të baterive do të ndihmojë për të "shtrydhur" maksimumin prej tyre.

Ndoshta, këtu mund të kompletohet historia e temës së sotme. Shpresojmë se materiali i mësipërm ishte i dobishëm për ju dhe ju dha përgjigje pyetjeve tuaja.

Nëse keni ndonjë pyetje - lini ato në komentet poshtë artikullit. Ne ose vizitorët tanë do të jemi të lumtur t'u përgjigjemi atyre.

E gjitha filloi me faktin se kamera ime fotografike refuzoi kategorikisht të punonte me bateritë e sapo hequra nga ngarkuesi - katër bateri NiMH me madhësi AA. Ato duhet të merren, si zakonisht, dhe të hidhen tutje. Por për disa arsye këtë herë kurioziteti mbizotëroi mbi sensin e përbashkët (ose mbase zhaba dha një zë), dhe doja të kuptoja - a është e mundur të shtrydhni të paktën diçka tjetër nga këto bateri. Kamera është shumë e uritur për energji, por ka edhe konsumatorë më modestë - minjtë pa tela ose tastierat, për shembull.

Në fakt, ekzistojnë dy parametra me interes për konsumatorin - kapaciteti i baterisë dhe rezistenca e saj e brendshme. Manipulimet e mundshme janë gjithashtu të pakta - për të shkarkuar dhe ngarkuar. Duke matur rrymën dhe kohën gjatë procesit të shkarkimit, mund të vlerësoni kapacitetin e baterisë. Rezistenca e brendshme mund të vlerësohet nga diferenca në tensionin e baterisë në gjendje boshe dhe nën ngarkesë. Duke përsëritur disa herë ciklin e shkarkimit-karikimit (dmth., pasi të keni përfunduar "stërvitjen") disa herë, mund të kuptoni nëse ky veprim ka ndonjë kuptim fare.

Prandaj, u formua një plan i tillë - ne bëjmë një hendek të kontrolluar të shkëndijës dhe një karikues me aftësinë për të matur vazhdimisht parametrat e procesit, të kryejmë operacione të thjeshta aritmetike në vlerat e matura, të përsërisim procesin numrin e kërkuar të herë. Krahasojmë, nxjerrim përfundime dhe më në fund hedhim bateritë.

Qëndrim matës

Koleksion solid i biçikletave. Përbëhet nga një pjesë analoge (në diagramin më poshtë) dhe një mikrokontrollues. Në rastin tim, pjesa intelektuale ishte arduino, megjithëse kjo është plotësisht e parëndësishme - sikur të kishte një grup të nevojshëm hyrjesh / daljesh.

Stenda është bërë nga ajo që u gjet në një rreze prej tre metrash. Nëse dikush dëshiron të përsërisë, atëherë nuk është aspak e nevojshme të ndjekësh saktësisht modelin. Zgjedhja e parametrave të elementit mund të jetë shumë e gjerë, unë do ta komentoj këtë pak më tej.

Njësia e shkarkimit është një rregullator i rrymës së kontrolluar i bazuar në op-amp IC1B (LM324N) dhe transistor me efekt në terren Q1. Pothuajse çdo tranzistor, për sa kohë që mjaftojnë tensionet, rrymat dhe shpërndarja e fuqisë së lejuar. Dhe këtu janë të gjithë të vegjël. Rezistenca e reagimit dhe në të njëjtën kohë pjesë e ngarkesës (së bashku me Q1 dhe R20) për baterinë - R1. Vlera maksimale e tij duhet të jetë e tillë që të sigurojë rrymën maksimale të kërkuar të shkarkimit. Nëse supozojmë se bateria mund të shkarkohet deri në 1 V, atëherë për të siguruar rrymën e shkarkimit, për shembull, 500 mA, rezistenca R1 nuk duhet të jetë më shumë se 2 ohms. Stabilizuesi kontrollohet nga një DAC rezistent tre-bit (R12-R17). Këtu llogaritja është si më poshtë - voltazhi në hyrjen direkte të op-amp është i barabartë me tensionin në R1 (i cili është proporcional me rrymën e shkarkimit). Ne ndryshojmë tensionin në hyrjen direkte - ndryshon rryma e shkarkimit. Për të shkallëzuar daljen e DAC në intervalin e dëshiruar, ekziston një rezistencë prerëse R3. Është më mirë që të jetë me shumë kthesa. Vlerësimet R12-R17 mund të jenë çdo (në rajonin e dhjetëra kilo-ohmë), gjëja kryesore është që raporti i vlerave të tyre të jetë 1/2. Asnjë saktësi e veçantë nuk kërkohet nga DAC, pasi rryma e shkarkimit (tensioni në R1) në proces matet drejtpërdrejt nga amplifikuesi i instrumenteve IC1D. Fitimi i tij është K = R11 / R10 = R9 / R8. Dalja futet në ADC të mikrokontrolluesit (A1). Duke ndryshuar vlerësimet R8-R11, fitimi mund të rregullohet në atë të dëshiruar. Tensioni i baterisë matet nga amplifikuesi i dytë IC1C, K = R5 / R4 = R7 / R6. Pse të kontrolloni rrymën e shkarkimit? Çështja këtu është në thelb si vijon. Nëse shkarkoni me një rrymë të lartë konstante, atëherë për shkak të rezistencës së lartë të brendshme të baterive të konsumuara, tensioni minimal i lejueshëm prej 1 V (dhe nuk ka asnjë pikë referimi tjetër për përfundimin e shkarkimit) do të arrihet përpara se bateria të jetë realisht. i shkarkuar. Nëse shkarkohet me një rrymë të ulët konstante, procesi do të zgjasë shumë. Prandaj, shkarkimi kryhet hap pas hapi. Tetë hapa më dukeshin të mjaftueshëm. Nëse gjuetia është më shumë / më pak, atëherë mund të ndryshoni gjerësinë e bitit të DAC. Përveç kësaj, duke ndezur dhe fikur ngarkesën, mund të vlerësoni rezistencën e brendshme të baterisë. Mendoj se algoritmi i funksionimit të kontrollorit gjatë shkarkimit nuk kërkon shpjegime të mëtejshme. Në fund të procesit, Q1 është i kyçur, bateria është shkëputur plotësisht nga ngarkesa dhe kontrolluesi ndez njësinë e karikimit.

Blloku i karikimit. Gjithashtu një stabilizues aktual, vetëm i pakontrolluar, por i shkëputur. Rryma vendoset nga një burim i tensionit referencë në IC2 (2,5 V, saktësi 1% sipas fletës së të dhënave) dhe nga një rezistencë R21. Në rastin tim, rryma e ngarkimit ishte klasike - 1/10 e kapacitetit nominal të baterisë. Rezistenca e reagimit - R20. Mund të përdoret çdo burim tjetër i tensionit të referencës - sipas shijes tuaj dhe disponueshmërisë së pjesëve. Transistori Q2 funksionon në një mënyrë më të vështirë se Q1. Për shkak të ndryshimit të dukshëm midis tensionit Vcc dhe tensionit të baterisë, fuqia e dukshme shpërndahet në të. Ky është një çmim që duhet paguar për thjeshtësinë e qarkut. Por radiatori e shpëton ditën. Transistori Q3 shërben për të fikur me forcë Q2, domethënë për të fikur njësinë e karikimit. Kontrollohet nga sinjali 12 i mikrokontrolluesit. Një burim tjetër i tensionit të referencës (IC3) nevojitet që kontrolluesi ADC të funksionojë. Saktësia e matjes së stendës sonë varet nga parametrat e saj. LED1 LED - për të treguar gjendjen e procesit. Në rastin tim, nuk ndizet gjatë procesit të shkarkimit, ndizet kur karikohet dhe pulson kur përfundon cikli.
Tensioni i furnizimit zgjidhet në mënyrë që të sigurojë hapjen e transistorëve dhe funksionimin e tyre në intervalet e kërkuara. Në këtë rast, për të dy transistorët, tensioni i hapjes së portës është mjaft i lartë - rreth 2-4 V. Përveç kësaj, Q2 "mbështetet" nga voltazhi i baterisë dhe R20, kështu që tensioni i hapjes së portës fillon nga rreth 3.5-5.5 V. Nga ana tjetër, LM323 nuk mund të ngrejë tensionin e daljes mbi Vcc minus 1,5 V. Prandaj, Vcc duhet të jetë mjaft i madh dhe në rastin tim është 9 V.

Algoritmi i kontrollit të karikimit udhëhiqej nga versioni klasik i kontrollit të momentit kur filloi rënia e tensionit në bateri. Sidoqoftë, në realitet gjithçka doli të mos ishte aq e vërtetë, por më shumë për këtë më vonë.
Të gjitha vlerat e matura në procesin e "kërkimit" u shkruan në një skedar, më pas u bënë llogaritjet dhe u vizatuan grafikët.

Mendoj se gjithçka është e qartë me stendën matëse, kështu që le të kalojmë te rezultatet.

Rezultatet e matjes

Pra, ne kemi bateri të ngarkuara (por që nuk funksionojnë), të cilat i shkarkojmë dhe matim kapacitetin e ruajtur, dhe njëkohësisht rezistencën e brendshme. Duket diçka si kjo.

Grafikoni në boshtet kohën, orët (X) dhe fuqinë, W (Y) për bateritë më të mira dhe më të këqija. Mund të shihet se energjia e ruajtur (zona nën grafikë) është dukshëm e ndryshme. Në terma numerikë, kapaciteti i matur i baterive ishte 1196, 739, 1237 dhe 1007 mAh. Jo shumë, duke pasur parasysh që kapaciteti nominal (i cili tregohet në kuti) është 2700 mAh. Dhe përhapja është shumë e madhe. Po në lidhje me rezistencën e brendshme? Ishte përkatësisht 0.39, 0.43, 0.32 dhe 0.64 Ohm. E tmerrshme. Është e kuptueshme pse pjata e sapunit refuzoi të funksionojë - bateritë thjesht nuk janë në gjendje të japin rrymë të lartë. Epo, le të zbresim në stërvitje.

Cikli i parë. Përsëri fuqia dalëse e baterisë më të mirë dhe më të keqe.

Progresi është i dukshëm me sy të lirë! Numrat e konfirmojnë këtë: 1715, 1444, 1762 dhe 1634 mAh. Rezistenca e brendshme është gjithashtu më e bukur, por shumë e pabarabartë - 0.23, 0.40, 0.1, 0.43 Ohm. Duket se ka një shans. Por mjerisht - ciklet e mëtejshme të shkarkimit / ngarkimit nuk dhanë asgjë. Vlerat e kapacitetit, si dhe rezistenca e brendshme, ndryshonin nga cikli në cikël brenda rreth 10%. Kjo qëndron diku afër kufijve të saktësisë së matjes. ato. një stërvitje e gjatë, të paktën për bateritë e mia, nuk bëri asgjë. Por nga ana tjetër, u bë e qartë se bateritë ruajtën më shumë se gjysmën e kapacitetit të tyre dhe do të vazhdojnë të punojnë me rrymë të ulët. Të paktën një lloj ekonomie në ekonomi.

Tani dua të ndalem pak në procesin e karikimit. Ndoshta vëzhgimet e mia do të jenë të dobishme për dikë që do të krijojë një karikues inteligjent.
Këtu është një grafik tipik i ngarkimit (në të majtë është shkalla e tensionit të baterisë në volt).

Pas fillimit të karikimit, vërehet një rënie e tensionit. Në cikle të ndryshme, mund të jetë pak a shumë në thellësi, paksa e ndryshme në kohëzgjatje, ndonjëherë mungon. Më tej, për rreth 10 orë, ka një rritje uniforme dhe më pas një dalje në një pllajë pothuajse horizontale. Teoria thotë se me një rrymë të ulët ngarkimi, nuk ka rënie të tensionit në fund të ngarkimit. Kisha pak durim dhe ende e prisja këtë vjeshtë. Është i vogël (pothuajse nuk vërehet në grafik me sy), duhet ta prisni për një kohë shumë të gjatë, por është gjithmonë aty. Pas dhjetë orësh karikimi dhe para rënies, voltazhi në bateri, megjithëse rritet, është jashtëzakonisht i parëndësishëm. Kjo pothuajse nuk ka asnjë efekt në ngarkimin përfundimtar, nuk vërehen fenomene të pakëndshme si ngrohja e baterisë. Kështu, kur dizajnoni karikues me rrymë të ulët, nuk ka kuptim t'i furnizoni ata me inteligjencë. Mjafton një kohëmatës për 10-12 orë dhe nuk kërkohet saktësi e veçantë.

Megjithatë, këtë idil e thyen një prej elementeve. Pas rreth 5-6 orësh karikimi, ndodhën luhatje shumë të dukshme të tensionit.

Në fillim ia atribuova këtë një defekti konstruktiv në qëndrimin tim. Fotografia tregon se gjithçka ishte mbledhur nga montimi në sipërfaqe, dhe kontrolluesi ishte i lidhur me tela mjaft të gjatë. Megjithatë, eksperimentet e përsëritura kanë treguar se marrëzi të tilla ndodhin vazhdimisht me të njëjtën bateri dhe nuk ndodhin kurrë me të tjerët. Për turpin tim, nuk gjeta arsyen e kësaj sjelljeje. Sidoqoftë (dhe kjo është qartë e dukshme në grafik) vlera mesatare e tensionit rritet siç duhet.

Epilogu

Si rezultat, ne kemi katër bateri, të cilat kanë gjetur një vend ekologjik me metoda ekzakte shkencore. Jemi të zhgënjyer nga mundësitë e procesit të trajnimit. Dhe ne kemi një efekt të pashpjegueshëm që ndodh gjatë karikimit.
Hapi tjetër është një bateri më e madhe - një bateri makine. Por atje nevojiten rezistorë të ngarkesës disa herë më të fuqishëm. Diku ata udhëtojnë nëpër hapësirat e Euroazisë.

Kjo eshte e gjitha. Faleminderit per vemendjen.

Nga përvoja e operimit

Qelizat NiMH reklamohen gjerësisht si qeliza me energji të lartë, rezistente ndaj të ftohtit dhe pa kujtesë. Pasi bleva një aparat fotografik dixhital Canon PowerShot A 610, e pajisja natyrshëm me një memorie të madhe për 500 imazhe me cilësi të lartë dhe për të rritur kohëzgjatjen e shkrepjes bleva 4 qeliza NiMH me një kapacitet 2500 mAh nga Duracell.

Le të krahasojmë karakteristikat e elementëve të prodhuar nga industria:

Parametrat		Jon litium Li-jon	Nikel Kadmium NiCd	nikel- hidridi i metalit NiMH	Acidi i plumbit Pb
Kohëzgjatja e shërbimit, ciklet e ngarkimit / shkarkimit		1-1,5 vjet	500-1000		3 00-5000
Kapaciteti energjetik, W * h / kg
Rryma e shkarkimit, kapaciteti i baterisë mA *
Tensioni i një elementi, V
Shkalla e vetë shkarkimit		2-5% në muaj	10% për ditën e parë, 10% për çdo muaj pasardhës	2 herë më i lartë NiCd	40% në vit
Gama e temperaturave të lejuara, gradë Celsius	karikimi
Gama e temperaturave të lejuara, gradë Celsius	detente		-20... +65
Gama e lejuar e tensionit, V		2,5-4,3 (koks), 3,0-4,3 (grafit)			5,25-6,85 (për bateritë 6 B), 10,5-13,7 (për bateritë 12 V)

Tabela 1.

Nga tabela mund të shohim qelizat NiMH kanë një kapacitet të lartë energjetik, gjë që i bën ato zgjedhjen e preferuar.

Për t'i ngarkuar ato, u ble një karikues inteligjent DESAY Full-Power Harger, i cili siguron ngarkimin e qelizave NiMH me stërvitjen e tyre. Qelitë ishin të ngarkuara me cilësi të lartë, por ... Mirëpo, me akuzën e gjashtë, urdhëroi të jetonte gjatë. Elektronika u dogj.

Pas zëvendësimit të karikuesit dhe disa cikleve të ngarkimit-shkarkimit, bateritë filluan të ulen në dhjetë xhirimin e dytë ose të tretë.

Doli se pavarësisht garancive, qelizat NiMH gjithashtu kanë kujtesë.

Dhe shumica e pajisjeve portative moderne që përdorin ato kanë një mbrojtje të integruar që fiket energjinë kur arrihet një tension minimal i caktuar. Kjo parandalon që bateria të shkarkohet plotësisht. Këtu fillon të luajë rolin e saj kujtesa e elementeve. Qelizat e shkarkuara jo të plota marrin një ngarkesë jo të plotë dhe kapaciteti i tyre bie me çdo rimbushje.

Ngarkuesit cilësorë lejojnë karikimin pa humbje të kapacitetit. Por diçka që nuk mund të gjeja në shitjen e kësaj për qelizat me një kapacitet prej 2500 mAh. Mbetet për t'i trajnuar në mënyrë periodike.

Trajnimi i qelizave NiMH

Gjithçka e shkruar më poshtë nuk vlen për qelizat e baterisë që kanë një vetë-shkarkim të fortë. ... Ato mund të hidhen vetëm larg, përvoja tregon se ata nuk i japin hua veten për stërvitje.

Trajnimi i qelizave NiMH përbëhet nga disa (1-3) cikle shkarkimi - ngarkimi.

Shkarkimi kryhet derisa voltazhi në qelizën e baterisë të bjerë në 1V. Këshillohet që qelizat të shkarkohen individualisht. Arsyeja është se aftësia për të marrë përgjegjësi mund të ndryshojë. Dhe bëhet më i fortë kur karikoni pa stërvitje. Prandaj, ka një funksionim të parakohshëm të mbrojtjes së tensionit të pajisjes tuaj (lojtar, kamera, ...) dhe karikim pasues të elementit të pakarikuar. Rezultati i kësaj është një humbje në rritje e kapacitetit.

Shkarkimi duhet të kryhet në një pajisje të posaçme (Fig. 3), e cila lejon që ajo të kryhet individualisht për çdo element. Nëse nuk ka kontroll të tensionit, atëherë shkarkimi është kryer deri në një rënie të dukshme të shkëlqimit të llambës.

Dhe nëse matni kohën e djegies së llambës, mund të përcaktoni kapacitetin e baterisë, ajo llogaritet me formulën:

Kapaciteti = Rryma e shkarkimit x Koha e shkarkimit = I x t (A * orë)

Një bateri me një kapacitet prej 2500 mA orë është në gjendje të japë një rrymë prej 0.75 A në ngarkesë për 3.3 orë, nëse koha e marrë si rezultat i shkarkimit është më e vogël, përkatësisht, dhe kapaciteti i mbetur është më i vogël. Dhe me një ulje të kapacitetit që ju nevojitet, duhet të vazhdoni të stërvitni baterinë.

Tani, për të shkarkuar qelizat e baterisë, unë përdor një pajisje të bërë sipas skemës së treguar në Fig. 3.

Është bërë nga një karikues i vjetër dhe duket kështu:

Vetëm tani ka 4 llamba, si në figurën 3. Është e nevojshme të thuhet veçmas për llambat. Nëse llamba ka një rrymë shkarkimi të barabartë me nominalen për një bateri të caktuar ose pak më pak, ajo mund të përdoret si ngarkesë dhe tregues, përndryshe llamba është vetëm një tregues. Atëherë rezistenca duhet të jetë e një vlere të tillë që rezistenca totale e El 1-4 dhe e rezistencës paralele R 1-4 të jetë rreth 1.6 Ohms. Zëvendësimi i një llambë me një LED është i papranueshëm.

Një shembull i një llambë që mund të përdoret si ngarkesë është një llambë elektrik dore 2.4V krypton.

Një rast i veçantë.

Kujdes! Prodhuesit nuk garantojnë funksionimin normal të baterive me rryma karikimi që tejkalojnë rrymën e karikimit të shpejtë që unë ngarkoj duhet të jetë më e vogël se kapaciteti i baterisë. Pra, për bateritë me një kapacitet prej 2500 mA * orë, duhet të jetë nën 2.5A.

Ndodh që qelizat NiMH pas shkarkimit të kenë një tension më të vogël se 1.1 V. Në këtë rast, është e nevojshme të zbatohet teknika e përshkruar në artikullin e mësipërm në revistën MIR PC. Një element ose seri elementësh është i lidhur me një burim energjie nëpërmjet një llambë 21 W automobilistik.

Edhe një herë, dëshiroj të tërheq vëmendjen tuaj! Vetë-shkarkimi i elementëve të tillë duhet të kontrollohet! Në shumicën e rasteve janë elementët me tension të reduktuar që kanë vetëshkarkim të rritur. Këto elemente janë më të lehta për t'u hedhur poshtë.

Ngarkimi preferohet individual për çdo element.

Për dy qeliza me një tension prej 1.2 V, voltazhi i karikimit nuk duhet të kalojë 5-6 V. Gjatë karikimit të detyruar, drita është gjithashtu një tregues. Kur ndriçimi i llambës zvogëlohet, mund të kontrolloni tensionin në qelizën NiMH. Ajo do të jetë më e madhe se 1,1 V. Në mënyrë tipike, kjo ngarkesë fillestare e rritjes zgjat 1 deri në 10 minuta.

Nëse qeliza NiMH, gjatë karikimit të detyruar për disa minuta, nuk rrit tensionin, nxehet - kjo është një arsye për ta hequr atë nga ngarkesa dhe për ta hedhur.

Unë rekomandoj përdorimin e karikuesve vetëm me aftësinë për të trajnuar (rigjeneruar) qelizat gjatë ringarkimit. Nëse nuk ka të tillë, atëherë pas 5-6 cikleve të punës në pajisje, pa pritur një humbje të plotë të kapacitetit, stërvitini ato dhe refuzoni elementët me një vetë-shkarkim të fortë.

Dhe ata nuk do t'ju lënë poshtë.

Në një nga forumet e komentuar për këtë artikull "eshte shkruar marrezi, por nuk ka gje tjeter". Pra, kjo nuk është "marrëzi", por e thjeshtë dhe e disponueshme për ekzekutim në kuzhinë për të gjithë ata që kanë nevojë për ndihmë. Kjo është, sa më e thjeshtë që të jetë e mundur. E avancuara mund të vendosni një kontrollues, të lidhni një kompjuter, ......, por kjo është një histori tjetër.

Që të mos duket marrëzi

Ka ngarkues inteligjentë për qelizat NiMH.

Një karikues i tillë funksionon me secilën bateri veç e veç.

Ai mundet:

punoni individualisht me secilën bateri në mënyra të ndryshme,

ngarkoni bateritë në modalitetin e shpejtë dhe të ngadaltë,

Ekran individual LCD për çdo ndarje baterie,

ngarkoni në mënyrë të pavarur secilën prej baterive,

ngarkoni nga një deri në katër bateri me kapacitete dhe madhësi të ndryshme (AA ose AAA),

mbrojnë baterinë nga mbinxehja,

mbrojnë çdo bateri nga mbingarkesa,

përcaktimi i përfundimit të karikimit me rënie të tensionit,

identifikoni bateritë e dëmtuara,

shkarkimin paraprak të baterisë në tensionin e mbetur,

rivendosja e baterive të vjetra (stërvitje për ngarkim-shkarkim),

kontrolloni kapacitetin e baterive,

shfaqja në LCD: - rryma e ngarkimit, voltazhi, pasqyroni kapacitetin aktual.

Më e rëndësishmja, theksoj, ky lloj pajisjeje ju lejon të punoni individualisht me secilën bateri.

Sipas rishikimeve të përdoruesve, një karikues i tillë ju lejon të rivendosni shumicën e baterive të neglizhuara dhe ato të shërbimit për të funksionuar të gjithë jetën e garantuar të shërbimit.

Fatkeqësisht, unë nuk përdora një karikues të tillë, sepse është thjesht e pamundur ta blesh atë në provinca, por në forume mund të gjesh shumë komente.

Gjëja kryesore nuk është të ngarkoni me rryma të larta, pavarësisht nga modaliteti i deklaruar me rryma 0,7 - 1A, kjo është ende një pajisje me madhësi të vogël dhe mund të shpërndajë fuqinë prej 2-5 vat.

konkluzioni

Çdo rikuperim i baterive NiMh është punë rreptësisht individuale (me secilin element individual). Me monitorim dhe refuzim të vazhdueshëm të elementeve që nuk pranojnë tarifim.

Dhe mënyra më e mirë për t'i rindërtuar ato është me karikues inteligjentë që ju lejojnë të refuzoni individualisht dhe të cikroni ngarkimin-shkarkimin me secilën qelizë. Dhe meqenëse pajisje të tilla nuk funksionojnë automatikisht me bateri të çdo kapaciteti, ato janë të destinuara për qeliza me një kapacitet të përcaktuar rreptësisht ose duhet të kenë rryma të kontrolluara ngarkimi dhe shkarkimi!