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 tjetër referimi 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, voltazhi i zhbllokimit të portës është mjaft i lartë - rreth 2-4 V. Përveç kësaj, Q2 "mbështetet" nga tensioni i baterisë dhe R20, kështu që tensioni i zhbllokimit të 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.

Agjencia Federale për Arsimin

Institucion arsimor shtetëror i arsimit të lartë profesional

"UNIVERSITETI POLITEKNIK TOMSK"

Instituti Elektroteknik

Drejtimi 551300 - Inxhinieri Elektrike, Elektromekanike dhe Elektroteknologji

Departamenti - Makinat elektrike dhe pajisjet elektrike

Disiplina abstrakte

"Burimet e furnizimit me energji të garantuar dhe të pandërprerë të ndërmarrjeve industriale"

me teme BATERITE NIKELI-HIDRID METAL

Nxënësit e grupit 7M142

N. V. Krupina _______________

Kondrashov S.A._____________

«_____»________________

Kryeprofesor, Doktor i Shkencave Teknike

A. G. Garganeyev _______________

"_____" ___________ 2009

Tomsk - 2009

Prezantimi

1. Terminologji

3. Bateritë hidride nikel-metal

4. Proceset bazë të baterive Ni-MH

5. Projektimi i elektrodave të baterive Ni-MH

6. Projektimi i baterive Ni-MH

7. Karakteristikat e baterive Ni-MH

8. Ngarkimi i baterisë Ni-MH

9. Avantazhet dhe disavantazhet e baterive Ni-MH

10. Standardet dhe emërtimet e HM-akumulatorëve

11. Ruajtja dhe funksionimi i baterive Ni-MH

12. Prodhuesit dhe perspektivat e HM-akumulatorëve

13. Asgjesimi

konkluzioni

Lista e burimeve të përdorura

Prezantimi

Është pothuajse e pamundur të imagjinohet bota moderne pa asnjë lloj teknologjie elektronike. Teknologjitë dixhitale janë përzier me kaq sukses në jetën tonë, duke e bërë atë më të përshtatshme dhe interesante, saqë thjesht nuk mund t'i refuzojmë ato.

Megjithatë, mos harroni se që pajisjet celulare të funksionojnë, nevojiten furnizime portative me energji elektrike që mund të plotësojnë nevojat gjithnjë në rritje të elektronikës moderne. Ne morëm WiFi dhe Bluetooth duke u çliruar nga telat e të dhënave, por mbetemi ende të lidhur me rrjetet elektrike.

Shkenca e aplikuar, megjithatë, nuk qëndron ende, duke ofruar gjithnjë e më shumë lloje të reja të burimeve të energjisë elektrike. Nga ana tjetër, është ende e çuditshme që me kaq shumë teknologji të reja të disponueshme, bateritë e telefonave, telefonave inteligjentë, PDA-ve dhe pajisjeve të tjera ende “vdesin” në vendin tonë. Kjo ndodh sepse njerëzit mendojnë për trajtimin e duhur të baterisë vetëm kur ajo është plotësisht jashtë funksionit dhe mund të hiqet me qetësi. Duhet të kuptohet se zëvendësimi i baterisë mund të kushtojë një qindarkë të bukur. Ne nuk argumentojmë se pak njerëz pëlqejnë të ndjekin rreptësisht rregullat e funksionimit, por, për fat të keq, vetëm në këtë mënyrë mund të maksimizohet qëndrueshmëria e baterisë.

Deri më sot, bateritë e pesë skemave të ndryshme elektrokimike janë të zakonshme: nikel-kadmium (Ni-Cd), hidrid nikel-metal (Ni-MH), plumb-acid (Acidi i plumbit të mbyllur, SLA), litium-jon (Li-Ion) dhe polimer litium (Li-Polymer). Faktori përcaktues për të gjitha bateritë e listuara nuk është vetëm transportueshmëria (d.m.th. vëllimi dhe pesha e vogël), por edhe besueshmëria e lartë dhe koha e gjatë e funksionimit. Parametrat kryesorë të një baterie janë densiteti i energjisë (ose energjia specifike sipas masës), numri i cikleve të ngarkimit / shkarkimit, shkalla e karikimit dhe vetë-shkarkimit. Një bateri me acid plumbi zakonisht përbëhet nga dy pllaka (elektroda) të vendosura në një elektrolit (tretësirë ​​ujore e acidit sulfurik). Qeliza nikel-kadmium ka pllaka negative dhe pozitive të mbështjellë së bashku dhe të vendosura në një cilindër metalik. Pllaka pozitive është hidroksidi i nikelit dhe pllaka negative është hidroksidi i kadmiumit. Dy pllakat janë të izoluara me një ndarës, i cili është i lagur me elektrolit.

Një bateri hidride nikel-metal është strukturore e ngjashme me një bateri nikel-kadmiumi, por ka një përbërje kimike të ndryshme të elektrolitit dhe elektrodave. Në një bateri litium-jon, elektrodat dhe ndarësi (ndarësi) vendosen në një elektrolit të kripës së litiumit.

Ekzistojnë një numër i madh i miteve dhe legjendave për mënyrën e gjoja ideale të funksionimit, për metodat e "stërvitjes", ruajtjes, metodave dhe mënyrave të karikimit dhe rivendosjes së baterive, por le të përpiqemi ta kuptojmë.

1. Terminologji

Një akumulator (nga latinishtja akumulator - një koleksionist, accumulo - mbledh, grumbulloj) është një pajisje për ruajtjen e energjisë për qëllimin e përdorimit të saj të mëvonshëm. Një akumulator elektrik konverton energjinë elektrike në energji kimike dhe, sipas nevojës, siguron konvertimin e kundërt. Bateria ngarkohet duke kaluar përmes saj një rrymë elektrike. Si rezultat i reaksioneve kimike të induktuara, njëra prej elektrodave fiton një ngarkesë pozitive, dhe tjetra - negative.

Akumulatori, si pajisje elektrike, karakterizohet nga parametrat kryesorë të mëposhtëm: sistemi elektrokimik, tensioni, kapaciteti elektrik, rezistenca e brendshme, rryma e vetëshkarkimit dhe jeta e shërbimit.

Kapaciteti i baterisë është sasia e energjisë që duhet të ketë një bateri e ngarkuar plotësisht. Në llogaritjet praktike, kapaciteti zakonisht shprehet në amper-orë (

). Amper-orë tregon periudhën kohore që një bateri e caktuar do të funksionojë me 1 amper. Sidoqoftë, vlen të shtohet se në pajisjet moderne celulare përdoren rryma me forcë shumë më të ulët, kështu që kapaciteti i baterive shpesh matet në miliamper-orë (ose, ose mAh). Kapaciteti nominal (siç duhet të jetë) tregohet gjithmonë në vetë baterinë ose në paketimin e saj. Megjithatë, kapaciteti real jo gjithmonë përkon me atë nominal. Në praktikë, kapaciteti aktual i baterisë varion nga 80% në 110% të vlerës nominale.

Kapaciteti specifik është raporti i kapacitetit të baterisë me madhësinë ose peshën e saj.

Një cikël është një sekuencë e karikimit dhe shkarkimit të një baterie.

Efekti i kujtesës është humbja e kapacitetit të baterisë gjatë funksionimit të saj. Ajo manifestohet në tendencën e baterisë për t'u përshtatur me ciklin e punës në të cilin bateria ka funksionuar për një periudhë të caktuar kohe. Me fjalë të tjera, nëse e ngarkoni baterinë disa herë pa e shkarkuar plotësisht para kësaj, ajo duket se "kujton" gjendjen e saj dhe herën tjetër thjesht nuk mund të shkarkohet plotësisht, prandaj, kapaciteti i saj zvogëlohet. Me rritjen e numrit të cikleve të ngarkimit-shkarkimit, efekti i kujtesës bëhet më i theksuar.

Në kushte të tilla funksionimi, kristalet në pllakë rriten brenda baterisë (struktura e baterive do të diskutohet më poshtë), të cilat gjithashtu zvogëlojnë sipërfaqen e elektrodës. Me formacione të vogla kristalore të substancës së brendshme të punës, sipërfaqja e kristaleve është maksimale, prandaj, sasia e energjisë së ruajtur nga bateria është gjithashtu maksimale. Me zgjerimin e formacioneve kristalore gjatë funksionimit, sipërfaqja e elektrodës zvogëlohet dhe, si rezultat, zvogëlohet kapaciteti real.

Figura 1 tregon efektin e efektit të kujtesës.

Figura 1 - Efekti i kujtesës.

Vetë-shkarkimi është një humbje spontane e energjisë së ruajtur nga një bateri me kalimin e kohës. Ky fenomen shkaktohet nga proceset spontane redoks dhe është i natyrshëm në të gjitha llojet e baterive, pavarësisht nga sistemi i tyre elektrokimik. Për të përcaktuar sasinë e vetë-shkarkimit, përdoret sasia e energjisë së humbur nga bateria gjatë një kohe të caktuar, e shprehur si përqindje e vlerës së marrë menjëherë pas karikimit. Vetë-shkarkimi është maksimal në 24 orët e para pas karikimit, prandaj vlerësohet si për ditën e parë ashtu edhe për muajin e parë pas karikimit. Shkalla e vetë-shkarkimit të baterisë varet shumë nga temperatura e ambientit. Pra, kur temperatura rritet mbi 100 ° C, vetë-shkarkimi mund të dyfishohet.

2. Bateritë: llojet dhe origjina

Japonia, Tajvani, Kina, Koreja e Jugut zënë pozitat udhëheqëse në tregun e prodhimit të baterive dhe vazhdimisht po rrisin shkallën e pranisë së tyre "modeste" në tregun botëror.

Sot në treg ka dhjetëra modele të ndryshme baterish dhe secili prodhues po përpiqet të arrijë kombinimin optimal të karakteristikave - kapacitet të lartë, madhësi dhe peshë të vogël, performancë në një gamë të gjerë temperaturash dhe në kushte ekstreme.

Në të njëjtën kohë, studimet tregojnë se më shumë se 65% e përdoruesve të teknologjisë celulare dhe portative duan të kenë bateri edhe më të mëdha dhe janë të gatshëm të paguajnë shumë para për mundësinë e përdorimit të një "makine shkrimi" (ose telefoni). për disa ditë pa rimbushje. Kjo është arsyeja pse, në shumicën e rasteve, duhet të blini një bateri që është më e madhe se ajo e përfshirë në komplet.

Sipas sistemit elektrokimik, bateritë ndahen në disa lloje:

Acid plumbi (Sealed Lead Acid, SLA);

Nikel-kadmium (Ni-Cd);

Hidridi i metalit të nikelit (Ni-MH);

Litium-jon (Li-Ion);

Litium Polimer (Li-Pol);

Karburant.

Bateritë e plumbit-acid nuk përdoren më në elektronikën moderne portative, kështu që ne do të fillojmë ekskursionin tonë me bateritë e nikelit, të cilat ende përdoren në bateritë për kamera, laptopë, videokamera dhe pajisje të tjera.

Paraardhësi i baterive të nikelit ishin bateritë nikel-kadmium (Ni-Cd), të shpikur në vitin 1899 nga shkencëtari suedez Waldmar Jungner. Parimi i punës së tyre ishte se nikeli vepron si një elektrodë pozitive (katodë), dhe kadmiumi si një elektrodë negative (anodë). Në fillim, ishte një bateri e hapur, në të cilën oksigjeni i lëshuar gjatë karikimit shkonte drejtpërdrejt në atmosferë, gjë që pengoi krijimin e një kutie të mbyllur dhe, së bashku me koston e lartë të materialeve të nevojshme, ngadalësoi ndjeshëm fillimin e prodhimit masiv.

Si duhet rikuperuar një bateri Ni─MH dhe pse është e rëndësishme?

Bateritë Ni-MH reklamohen nga prodhuesit si me kapacitet të lartë, rezistente ndaj të ftohtit dhe pa kadmium. Në të vërtetë, ky lloj baterie nuk përmban një substancë të tillë të dëmshme si kadmiumi. Prodhimi dhe përpunimi i baterive Ni─MH nuk ka të njëjtat vështirësi si për Ni─Cd. Por ata ende kanë disa nga disavantazhet e baterive të kadmiumit. Për shembull, "efekti i kujtesës" është ruajtur. Gjithsesi, Ni─MH është shumë i ndjeshëm ndaj mënyrave të karikimit dhe shkarkimit. Rimbushja e baterive NiMH kërkon pajisje të avancuara. Përveç kësaj, për të zgjatur jetën e elementeve të tillë, ato duhet të rinovohen periodikisht. Le të flasim se si mund të bëhet kjo.

Megjithë avantazhet e baterive hidride nikel-metal mbi bateritë nikel-kadmium, ato kanë një sërë disavantazhesh. Dhe ato duhet të merren parasysh gjatë operimit.

Së pari, duhet të theksohet se Ni─Cd është më i shtrenjtë. Megjithatë, teknologjitë nuk qëndrojnë ende dhe çmimi i këtyre llojeve të baterive po krahasohet gradualisht. Në këtë rast, ne po flasim për bateritë e faktorit të zakonshëm të formës AA ("gishti") dhe AAA ("gishtat e vegjël"). kanë një "efekt memorie" më të theksuar, por, megjithatë, me këtë problem përballen edhe bateritë hidride metalike të nikelit.

Bateritë e hidridit të metalit të nikelit kanë më pak cikle ngarkimi-shkarkimi. Përkeqësimi i parë i performancës së tyre vërehet pas 200-300 cikleve ngarkim-shkarkim. Ky lloj baterie ka një vetë-shkarkim më të lartë në krahasim me bateritë Ni-Cd (rreth 1.5 herë).

Vlen të përmendet edhe një pikë. Bateritë e hidridit të metalit të nikelit mund të japin një rrymë të lartë, por nuk rekomandohet të vendosni vlera më të mëdha se 0,5 * C gjatë shkarkimit. Kjo rezulton në një reduktim të ndjeshëm të numrit të cikleve të ngarkimit-shkarkimit dhe një jetë të shkurtuar të shërbimit. Deri më tani, ku kërkohen rryma të larta shkarkimi, bateritë Ni-Cd përdoren ende.

Mos harroni se një karikues për bateritë Ni-MH do të funksionojë pa probleme me bateritë nikel-kadmium, por jo anasjelltas.

Ngarkimi i baterive hidride nikel-metal

Bateritë e hidridit të nikelit-metalit janë me rrymë dhe karikim të shpejtë. Karikimi i pikave nuk rekomandohet nga prodhuesit për faktin se e bën të vështirë përcaktimin e ndërprerjes së furnizimit aktual të baterisë. Rezultati mund të jetë mbingarkim i rëndë dhe degradim i baterisë. Në mënyrë tipike, bateritë Ni─MH ngarkohen duke përdorur opsione të karikimit të shpejtë ose të shpejtë. Në të njëjtën kohë, efikasiteti i karikimit është më i lartë se me karikimin me rënie. Rryma e ngarkimit në këtë rast është 0,5-1C.

Për shkak të "efektit të kujtesës" qelizat hidride nikel-metal mund të humbasin një pjesë të konsiderueshme të kapacitetit të tyre. Shfaqet më pak se në nikel-kadmium, por është ende i pranishëm. Efekti i kujtesës manifestohet me cikle të përsëritura të shkarkimit jo të plotë dhe ngarkimit pasues. Si rezultat i këtij operacioni, bateria "kujton" kufirin e poshtëm dhe të poshtëm të shkarkimit, për shkak të të cilit kapaciteti zvogëlohet. Një pjesë e masës aktive të baterisë së ruajtjes bie jashtë procesit.

Për të eliminuar këtë efekt, rekomandohet të rindërtoni ose trajnoni rregullisht bateritë. Për ta bërë këtë, një karikues ose një llambë e lehtë shkarkon baterinë në 0.8-1 volt, dhe më pas procesin e plotë të karikimit. Nëse bateria nuk i është nënshtruar rikuperimit për një kohë të gjatë, atëherë rekomandohet të bëni disa cikle të tilla. Frekuenca e rekomanduar e një trajnimi të tillë është një herë në muaj.

Prodhuesit e baterive Ni─MH pretendojnë se "efekti i kujtesës" heq rreth 5 për qind të kapacitetit. Rikuperimi i kësaj sasie kapaciteti si rezultat i trajnimit është mjaft i mundshëm. Në parim, kjo mund të matet duke shkarkuar një bateri plotësisht të ngarkuar. Për ta bërë këtë, do t'ju duhet të zbuloni kohën e shkarkimit dhe ta shumëzoni atë me rrymën e shkarkimit. Ky do të jetë kapaciteti që duhet të krahasohet me vlerën nominale. Disa pajisje, për shembull, kryejnë matjet në një mënyrë automatike.

Një pikë e rëndësishme kur rivendosni bateritë Ni─MH është që karikuesi të ketë një funksion shkarkimi të baterisë me një kontroll minimal të tensionit. Kjo është e nevojshme për të parandaluar shkarkimin e thellë të baterisë gjatë rikuperimit (nën 0,8-1 volt). Kjo është e domosdoshme për ato raste kur nuk e dini gjendjen fillestare të ngarkimit të baterisë dhe nuk është e mundur të vlerësohet koha e përafërt e shkarkimit.

Kur nuk e dini gjendjen e ngarkimit të baterisë, duhet ta shkarkoni atë me një llambë ose rezistencë tjetër nën kontroll të vazhdueshëm të tensionit. Përndryshe, një restaurim i tillë i baterisë do të përfundojë në shkarkimin e saj të thellë. Nëse po rikuperoni një bateri të tërë, qeliza të lidhura në seri, atëherë është më mirë t'i karikoni plotësisht ato së pari për të barazuar gjendjen e karikimit.

Në përgjithësi, pika e mëposhtme duhet të theksohet në lidhje me rikuperimin e baterive hidride nikel-metal. Nëse bateria ka punuar tashmë për disa vjet, atëherë një rikuperim i tillë me një shkarkim dhe ngarkim të plotë mund të jetë i padobishëm. Ky rikuperim është i dobishëm si një mirëmbajtje periodike gjatë jetëgjatësisë së baterisë. Fakti është se gjatë funksionimit të baterive Ni─MH, paralelisht me shfaqjen e "efektit të kujtesës", përbërja dhe vëllimi i elektrolitit ndryshojnë. Për bateritë nikel-kadmium, ka shembuj të rikuperimit duke shtuar ujë të distiluar në qeliza. Kjo u diskutua në artikull nga Fr.

Do të doja gjithashtu të vërej se është më mirë të rivendosni elementët veç e veç, dhe jo të gjithë baterinë në tërësi.

Ndër bateritë e tjera, shpesh përdoren bateritë e ringarkueshme Ni Mh. Këto bateri janë të dizajnuara me specifika të larta teknike për t'ju ndihmuar të përfitoni sa më shumë prej tyre. Ky lloj baterie përdoret pothuajse kudo, më poshtë do të shqyrtojmë të gjitha tiparet e baterive të tilla, si dhe do të analizojmë nuancat e funksionimit dhe prodhuesit e njohur.

Duke frenuar

Çfarë është një bateri Nikel Metal Hidride

Për të filluar, vlen të përmendet se hidridi i metalit të nikelit i referohet burimeve dytësore të energjisë. Nuk prodhon energji dhe kërkon rimbushje përpara përdorimit.

Ai përbëhet nga dy komponentë:

• anodë - hidrid nikel-litium ose nikel-lantan;
• katoda është oksid nikeli.

Një elektrolit përdoret gjithashtu për të aktivizuar sistemin. Elektroliti optimal është hidroksidi i kaliumit. Është një burim ushqimi alkalik sipas klasifikimit modern.

Ky lloj baterie ka zëvendësuar bateritë nikel-kadmium. Zhvilluesit arritën të minimizojnë disavantazhet tipike për llojet e mëparshme të baterive. Modelet e para industriale u hodhën në treg në fund të viteve 1980.

Për momentin, është bërë e mundur të rritet ndjeshëm densiteti i energjisë së ruajtur në krahasim me prototipet e para. Disa ekspertë besojnë se kufiri i densitetit ende nuk është arritur.

Parimi i funksionimit dhe pajisja e baterisë Ni Mh

Për të filluar, ia vlen të merret parasysh se si funksionon një bateri NiMh. Siç është përmendur tashmë, kjo bateri përbëhet nga disa komponentë. Le t'i analizojmë ato në mënyrë më të detajuar.

Anoda këtu është një përbërje që thith hidrogjenin. Është në gjendje të pranojë një sasi të madhe hidrogjeni; mesatarisht, sasia e elementit të zhytur mund të tejkalojë vëllimin e elektrodës me 1000 herë. Për të arritur stabilizimin e plotë, aliazhit i shtohet litium ose lantan.

Katoda janë bërë nga oksidi i nikelit. Kjo ju lejon të merrni një ngarkesë me cilësi të lartë midis katodës dhe anodës. Në praktikë, një shumëllojshmëri e llojeve të katodave mund të përdoren sipas dizajnit të tyre teknik:

• lamelare;
• metal-qeramike;
• ndjesi metalike;
• i shtypur;
• shkumë nikel (shkumë polimerike).

Katoda me shkumë polimer dhe katoda metalike kanë kapacitetin dhe jetëgjatësinë më të lartë.

Alkali është përcjellësi mes tyre. Këtu përdoret hidroksidi i përqendruar i kaliumit.

Dizajni i baterisë mund të ndryshojë në varësi të qëllimit dhe qëllimit. Më shpesh, këto janë anodë dhe katodë të mbështjellë në një rrotull, midis të cilave ka një ndarës. Ekzistojnë gjithashtu opsione ku pllakat vendosen në mënyrë alternative, të zhvendosura nga një ndarës. Një element i detyrueshëm i dizajnit është një valvul sigurie, ajo ndizet kur presioni brenda baterisë rritet në 2-4 MPa.

Cilat janë bateritë Ni-Mh dhe karakteristikat e tyre teknike

Të gjitha bateritë Ni-Mh janë bateri të rikarikueshme. Bateritë e këtij lloji prodhohen në lloje dhe forma të ndryshme. Të gjitha ato janë të destinuara për një sërë qëllimesh dhe detyrash.

Ka disa bateri që nuk përdoren pothuajse për momentin, ose përdoren në një masë të kufizuar. Këto bateri përfshijnë tipin "Krona", etiketohej 6KR61, përpara se të përdoreshin kudo, tani mund të gjenden vetëm në pajisjet e vjetra. Bateritë e tipit 6KR61 kishin një tension prej 9v.

Ne do të analizojmë llojet kryesore të baterive dhe karakteristikat e tyre që përdoren tani.

• AA.... Kapaciteti varion nga 1700-2900 mAh.
• AAA.... Ndonjëherë etiketuar si MN2400 ose MX2400. Kapaciteti - 800-1000 mAh.
• ME. Bateritë me madhësi mesatare. Ata kanë një kapacitet në intervalin 4500-6000 mA / orë.
• D. Lloji më i fuqishëm i baterisë. Kapaciteti nga 9000 deri në 11500 mAh.

Të gjitha bateritë e listuara kanë një tension prej 1.5v. Ka edhe disa modele me një tension prej 1.2v. Tensioni maksimal 12v (duke lidhur 10 bateri 1.2v).

Të mirat dhe të këqijat e baterisë Ni-Mh

Siç është përmendur tashmë, ky lloj baterie ka zëvendësuar varietetet më të vjetra. Ndryshe nga analogët, ata reduktuan ndjeshëm "efektin e kujtesës". Ata gjithashtu reduktuan sasinë e substancave të dëmshme për natyrën të përdorura në procesin e krijimit.

Paketa e baterive të rikarikueshme me 8 bateri 1.2v

Përparësitë përfshijnë nuancat e mëposhtme.

• Punon mirë në temperatura të ulëta. Kjo është veçanërisht e rëndësishme për pajisjet që funksionojnë jashtë.
• Reduktuar "efektin e kujtesës". Por, megjithatë, ajo është e pranishme.
• Bateri jo toksike.
• Kapacitet më i lartë në krahasim me analogët.

Gjithashtu, bateritë e këtij lloji kanë disavantazhe.

• Shkalla më e lartë e vetëshkarkimit.
• Më e shtrenjtë për t'u prodhuar.
• Pas rreth 250-300 cikleve të ngarkimit / shkarkimit, kapaciteti fillon të bjerë.
• Jetë e kufizuar e shërbimit.

Ku përdoren bateritë hidride metalike të nikelit?

Për shkak të kapacitetit të madh, bateri të tilla mund të përdoren kudo. Pavarësisht nëse është një kaçavidë, ose një pajisje matës komplekse, në çdo rast, një bateri e tillë do t'i japë asaj energji në sasinë e duhur pa asnjë problem.

Në jetën e përditshme, bateri të tilla përdoren më shpesh në pajisjet portative të ndriçimit dhe pajisjet radio. Këtu ata tregojnë performancë të mirë, duke ruajtur pronat optimale të konsumatorit për një kohë të gjatë. Për më tepër, mund të përdoren si elementët e disponueshëm ashtu edhe ato të ripërdorshëm, të rimbushur rregullisht nga burime të jashtme të energjisë.

Një tjetër aplikim janë pajisjet. Për shkak të kapacitetit të tyre të mjaftueshëm, ato mund të përdoren edhe në pajisje mjekësore portative. Ata funksionojnë mirë në monitorët e presionit të gjakut dhe matësat e glukozës në gjak. Meqenëse nuk ka rritje të tensionit, nuk ka asnjë ndikim në rezultatin e matjes.

Shumë pajisje matëse në teknologji duhet të përdoren jashtë, duke përfshirë edhe në dimër. Këtu, bateritë hidride metalike janë thjesht të pazëvendësueshme. Për shkak të reagimit të tyre të ulët ndaj temperaturave negative, ato mund të përdoren në kushtet më të vështira.

Rregullat e funksionimit

Duhet të kihet parasysh se bateritë e reja kanë një rezistencë mjaft të madhe të brendshme. Për të arritur një ulje të këtij parametri, në fillim të përdorimit, bateria duhet të shkarkohet në zero disa herë. Për ta bërë këtë, përdorni karikues me këtë funksion.

Kujdes! Kjo nuk vlen për bateritë e disponueshme.

Shpesh mund të dëgjoni pyetjen deri në sa volt mund të shkarkohet një bateri Ni-Mh. Në fakt, ai mund të shkarkohet në parametra pothuajse zero, në këtë rast voltazhi nuk do të jetë i mjaftueshëm për të ruajtur funksionimin e pajisjes së lidhur. Madje rekomandohet që ndonjëherë të prisni për një shkarkim të plotë. Kjo ndihmon për të reduktuar "efektin e kujtesës". Jeta e baterisë zgjatet në përputhje me rrethanat.

Përndryshe, funksionimi i baterive të këtij lloji nuk ndryshon nga analogët.

A duhet të lëkundem bateritë Ni-Mh

Një fazë e rëndësishme e funksionimit është ndërtimi i baterisë. Këtë procedurë kërkojnë edhe bateritë hidride nikel-metal. Kjo është veçanërisht e rëndësishme pas ruajtjes afatgjatë për të rivendosur kapacitetin dhe tensionin maksimal.

Për ta bërë këtë, është e nevojshme të shkarkoni baterinë në zero. Vini re se kërkohet shkarkimi me rrymë. Si rezultat, duhet të merrni tensionin minimal. Kështu që ju mund të ringjallni baterinë, edhe nëse ka kaluar shumë kohë nga data e prodhimit. Sa më gjatë të jetë ndezur bateria, aq më shumë cikle lëkundjeje kërkohen. Zakonisht duhen 2-5 cikle për të rivendosur kapacitetin dhe rezistencën.

Si të riparoni një bateri Ni Mh

Pavarësisht nga të gjitha avantazhet dhe veçoritë, bateritë e tilla ende kanë një "efekt memorie". Nëse bateria fillon të humbasë performancën, atëherë duhet të rikthehet.

Para fillimit të punës, duhet të kontrolloni kapacitetin e baterisë. Ndonjëherë rezulton se është pothuajse e pamundur të arrihet përmirësimi i performancës, në këtë rast thjesht duhet të zëvendësoni baterinë. Ne gjithashtu kontrollojmë baterinë për një mosfunksionim.

Drejtpërdrejt vetë puna është e ngjashme me ndërtimin. Por, këtu ata nuk arrijnë një shkarkim të plotë, por thjesht ulin tensionin në një nivel prej 1v. Kërkohet të bëhen 2-3 cikle. Nëse gjatë kësaj kohe nuk ishte e mundur të arrihet një rezultat optimal, ia vlen të njihet bateria si e papërdorshme. Kur karikoni, duhet të ruani parametrin Delta Peak për një bateri specifike.

Ruajtja dhe asgjësimi

Vlen të ruani baterinë në një temperaturë afër 0 ° C. Kjo është gjendja optimale. Duhet gjithashtu të kihet parasysh se ruajtja duhet të bëhet vetëm gjatë datës së skadencës, këto të dhëna tregohen në paketim, por dekodimi mund të ndryshojë nga prodhuesi në prodhues.

Prodhuesit që ia vlen t'i kushtohet vëmendje

Të gjithë prodhuesit e baterive prodhojnë bateri Ni-Mh. Në listën e mëposhtme mund të shihni kompanitë më të famshme që ofrojnë produkte të ngjashme.

• Energizer;
• Varta;
• Duracell;
• Minamoto;
• Eneloop;
• Camelion;
• Panasonic;
• Irobot;
• Sanyo.

Nëse shikoni cilësinë, të gjitha janë pothuajse të njëjta. Por, mund të veçojmë bateritë Varta dhe Panasonic, ato kanë raportin më optimal çmim-cilësi. Përndryshe, mund të përdorni ndonjë nga bateritë e listuara pa asnjë kufizim.

Dallimi kryesor midis baterive Ni-Cd dhe baterive Ni-Mh është përbërja e tyre. Baza e baterisë është e njëjtë - është nikel, është katodë dhe anoda janë të ndryshme. Për një bateri Ni-Cd, anoda është kadmium metalik, për një bateri Ni-Mh, anoda është një elektrodë hidride metalike e hidrogjenit.

Çdo lloj baterie ka të mirat dhe të këqijat e veta, duke i ditur ato, mund të zgjidhni më saktë baterinë që ju nevojitet.

	pro	Minuset
Ni-Cd	Çmim të ulët. Aftësia për të dhënë rrymë me ngarkesë të lartë. Gama e gjerë e temperaturës së funksionimit nga -50 ° C në + 40 ° C. Bateritë Ni-Cd mund të ngarkohen edhe në temperatura nën zero. Deri në 1000 cikle ngarkimi-shkarkimi, nëse përdoren si duhet.	Një nivel relativisht i lartë i vetëshkarkimit (afërsisht 8-10 %% në muajin e parë të ruajtjes) Pas ruajtjes afatgjatë, kërkohen 3-4 cikle të plota ngarkimi-shkarkimi për të rivendosur plotësisht baterinë. Është e domosdoshme të shkarkohet plotësisht bateria përpara se të karikohet për të parandaluar "efektin e kujtesës" Peshë më e madhe në krahasim me bateritë Ni-Mh me të njëjtën madhësi dhe kapacitet.
Ni-Mh	Kapacitet i lartë specifik në krahasim me baterinë Ni-Cd (d.m.th. më pak peshë për të njëjtin kapacitet). Praktikisht nuk ka "efekt memorie". Performancë e mirë në temperatura të ulëta, megjithëse inferiore ndaj baterisë Ni-Cd.	Bateritë më të shtrenjta në krahasim me Ni-Cd. Kohë më e gjatë karikimi. Më pak rrymë funksionimi. Më pak cikle ngarkimi-shkarkimi (deri në 500). Niveli i vetë-shkarkimit është 1.5-2 herë më i lartë se ai i Ni-Cd.

A do t'i përshtatet karikuesi i vjetër baterisë së re nëse ndryshoj nga Ni-Cd në Ni-Mh ose anasjelltas?

Parimi i karikimit për të dy bateritë është saktësisht i njëjtë, kështu që karikuesi mund të përdoret nga bateria e mëparshme. Rregulli themelor për karikimin e këtyre baterive është se ato mund të karikohen vetëm pasi të jenë shkarkuar plotësisht. Kjo kërkesë është për faktin se të dy llojet e baterive i nënshtrohen "efektit të memories", megjithëse me bateritë Ni-Mh ky problem minimizohet.

Si të ruani siç duhet bateritë Ni-Cd dhe Ni-Mh?

Vendi më i mirë për të ruajtur baterinë është në një vend të freskët dhe të thatë, pasi sa më e lartë të jetë temperatura e ruajtjes, aq më shpejt bateria do të shkarkohet vetë. Bateria mund të ruhet në çdo gjendje, përveç shkarkimit të plotë ose karikimit të plotë. Ngarkesa optimale është 40-60%. Një herë në 2-3 muaj, duhet të kryhet karikim shtesë (për shkak të vetë-shkarkimit të pranishëm), të shkarkohet dhe të ngarkohet përsëri deri në 40-60 %% të kapacitetit. Ruajtja deri në pesë vjet është e pranueshme. Pas ruajtjes, bateria duhet të shkarkohet, të ringarkohet dhe më pas të përdoret normalisht.

A mund të përdor bateri me kapacitet më të madh ose më të vogël se paketa origjinale e baterisë?

Kapaciteti i baterisë është sasia e kohës kur mjeti juaj elektrik ka punuar me energji baterie. Prandaj, për një vegël elektrike, nuk ka absolutisht asnjë ndryshim në kapacitetin e baterisë. Dallimi aktual do të jetë vetëm në kohën e karikimit të baterisë dhe kohën e funksionimit të veglës elektrike me fuqinë e baterisë. Kur zgjidhni një kapacitet baterie, duhet të filloni nga kërkesat tuaja, nëse duhet të punoni më gjatë duke përdorur një bateri - zgjedhja është në favor të baterive më të mëdha, nëse bateritë e plota janë plotësisht të kënaqura, atëherë duhet të qëndroni me bateri të barabarta ose kapacitet të ngjashëm.