Как правильно заряжать аккумулятор шуруповерта ni cd: Зарядка аккумуляторов Ni-Cd и Ni-MH: сравнение NiCd и NiMH

Зарядка аккумуляторов Ni-Cd и Ni-MH: сравнение NiCd и NiMH

NiCd (Ni-Cd, никель-кадмиевые) — старые аккумуляторы с эффектом памяти, требуют правильной зарядки. NiMH (Ni-MH, никель-металлгидридные) более современные, экологичные и проще в эксплуатации. Это руководство избавит от путаницы в использовании устройств на базе NiCd и NiMH-батарей, поможет научиться правильно их заряжать, чтобы избежать проблем (снижение ёмкости, ухудшение характеристик, быстрый износ).

Чем отличаются аккумуляторы NiCd от NiMH, про их плюсы и минусы — читайте в полном руководстве.

Далее мы сравним, чем отличается зарядка аккумуляторов NiCd от зарядки NiMH. Сравнение актуально для электронных устройств:

• • электроинструмент (отвёртки, шуруповёрты, дрели, перфораторы, циркулярки и так далее),
• • электрические зубные щётки,
• • машинки для стрижки,
• • электробритвы,
• • электросамокаты и гироскутеры,
• • игрушки и радиоуправляемые модели.

Ni-Cd и Ni-MH-аккумуляторы: сравнение зарядки (как заряжать)

Никель-металлгидридные (NiMH) батареи обладают более высокой плотностью энергии, чем никель-кадмиевые (Ni-Cd). Другими словами, при одинаковых размере и весе NiMH обеспечивает примерно на 30% больше мощности, чем Ni-Cd. Мы получаем увеличенное время автономной работы без дополнительной нагрузки.

У NiMH слабый эффект памяти, у Ni-Cd сильный и заметный

У NiMH есть ещё одно важное преимущество — эти аккумуляторы не страдают от эффекта памяти в отличие от Ni-Cd.

Если никель-кадмиевая батарея регулярно разряжается частично (до 60%, например), то перед следующей зарядкой ячейка как бы «забывает», что у неё есть способность полностью разряжаться. И 60% ёмкости остаются неиспользованными (аккумулятор работает, но только на 40% от изначальной ёмкости).

В никель-кадмиевых (Ni-Cd) аккумуляторах в отличие от никель-металлгидридных (NiMH) следует избегать пресловутого эффекта памяти. Если не следовать некоторым правилам, то ёмкость уменьшится, время работы от одной зарядки сильно сократится.

Как заряжать Ni-Cd (никель-кадмиевые аккумуляторы)

Особенность: ярко выражен эффект памяти. Требуется полная разрядка и полная зарядка, чтобы не уменьшилась ёмкость (время автономной работы).

• 1. Полностью разрядите (до 1В на ячейку или выключения устройства) и полностью зарядите (чем чаще, тем лучше, минимум раз в месяц).
• 2. Используйте только зарядные устройства, предназначенные для Ni-Cd-аккумуляторов (от литий-ионных и литий-полимерных не подходят).
• 3. Есть универсальные зарядники, где должен быть предусмотрен режим «Ni-Cd» (если его нет, то лучше не использовать такой адаптер).
• 4. Если вы не планируете долгое время использовать Ni-Cd-аккумулятор, то полностью зарядите его.
• 5. После длительного хранения разрядите до 1В на элемент и полностью зарядите в течение 3-5 циклов.
• 6. Некоторые зарядные устройства перед зарядкой Ni-Cd, полностью разряжают ячейку — это нормальная хорошая практика.
• 7. Во время зарядки никель-кадмиевых батарей температура не должна быть выше 40°C (при нагреве отсоедините зарядник).

Как заряжать Ni-MH (никель-металлгидридные аккумуляторы)

Особенность: чувствительны к качеству зарядного устройства. Требуют стадийного алгоритма и тщательного контроля процесса зарядки из-за высокой чувствительности к перезаряду.

• 1. Заряжайте и разряжайте, когда удобнее и как удобнее (эффект памяти не выражен).
• 2. Нужны специальные зарядные устройства для Ni-MH-аккумуляторов (от литий-ионных и литий-полимерных не подходят).
• 3. В универсальных зарядниках выбирайте режим Ni-MH (без такого режима безопасность процесса и срок службы могут снизиться).
• 4. В батарейных блоках (когда ячеек несколько) нужна балансировка каждый десятый цикл заряд-разряд (режим балансировки предусмотрен в качественных адаптерах питания).
• 5. Для хранения аккумуляторов дольше трёх недель полностью зарядите их (избегайте высоких температур хранения).
• 6. После хранения разрядите (до 1В на ячейку) и полностью зарядите для восстановления номинальной ёмкости.
• 7. Если во время зарядки аккумулятор Ni-MH очевидно нагревается (температура не должна превышать 60°C), то отключите его от зарядника.

Если коротко подытожить и простыми словами, то никель-кадмиевые (Ni-Cd) аккумуляторы лучше полностью разряжать и полностью заряжать. Чем чаще, тем лучше. Они долго служат и в остальном не очень-то и капризны, как кажется.

У никель-металлгидридных (NiMH) эксплуатация проще и удобнее. Вам не нужно беспокоиться о полной разрядке и полной зарядке. Однако после долгого хранения (например, когда электроинструментом не пользовались больше трёх недель) их лучше «потренировать» 3-5 циклами полного заряда и разряда. Также в батарейных блоках нужно иногда (каждые 10 циклов) делать балансировку (режим обычно предусмотрен в заряднике).

***

Для составления руководства мы использовали результаты исследования «Быстрая, высокоэффективная и автономная зарядка Ni-MH и NiCd-аккумуляторов», размещённые на сайте ResearchGate. Авторы описывают все особенности и различия в зарядке аккумуляторов обоих типов в рамках исследования двух зарядных устройств LTC4010 и LTC4011.

Принципы и схемы конструкции качественных зарядных устройств для NiMH можно посмотреть в заметке на GlobTek. В ней указано, как работает защита при нарушении температурных режимов, где срабатывает отсечка при перезаряде, химические реакции в процессе, профили разрядки и так далее.

Ni-Cd или NiMH?

Нет причин избегать никель-кадмиевые ячейки. Достаточно понимать принцип их зарядки и чем он отличается от никель-металлгидридных. В этом руководстве мы сделали акцент именно на сравнении зарядки аккумуляторов Ni-MH и Ni-Cd. Перечень всех отличий, плюсы и минусы — по кнопке выше.

Если вам нужно больше информации, то пишите вопросы в комментарии. Мы ждём ваши сообщения и ВКонтакте @NeovoltRu.

Подпишитесь на нашу группу, чтобы узнавать новости из мира автономности гаджетов, об их улучшении и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.

Как заряжать Ni Сd и Ni Mh аккумуляторы: сходства и отличия

Никель-кадмиевые (Ni-Cd) и никель-металлогидридные (Ni-Mh) аккумуляторы – два основных вида щелочных химических источников тока для автономного питания различной аппаратуры. Они сходны по своей структуре.  В качестве электролита используется щёлочь, в качестве катода — оксид никеля. Никель-металлогидридные аккумуляторы также имеют альтернативное менее распространенное написание  – никель-металлгидридные.

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

Содержание

1. Особенности и применение Ni-cd батарей
2. Зарядка ni cd аккумуляторов
3. Основные правила заряда никель кадмиевых аккумуляторов
4. Особенности и применение NI MH аккумуляторов
5. Заряд никель металлогидридных аккумуляторов
6. Виды зарядных устройств и методы заряда
7. NI-MH аккумуляторы с низким саморазрядом
8. Правила зарядки Ni Mh

Особенности и применение Ni-cd батарей

По сравнению с металлогидридными батареями, Ni-Cd имеют два главных недостатка:

• меньшая ёмкость;
• эффект памяти.

Эффектом памяти называют “запоминание” батареей нижнего предела разряда. Той есть, если такую батарею разрядить не полностью, длительность работы в следующем цикле будет меньше на эту самую величину от полного разряда до того предела, который “запомнил” аккумулятор. Чтобы “сбросить” память , нужно два-три раза полностью зарядить-разрядить такую батарею.

Казалось бы, при таких свойствах, этот тип батарей должен уйти в небытие. Но этого не происходит. Благодаря двум другим свойствам данного типа батарей:

• высокая токоотдача;
• способность хорошо работать при отрицательных температурах.

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

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

Зарядка ni cd аккумуляторов

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

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

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

Ёмкость аккумулятора нужно поделить на ток заряда и умножить на коэффициент потерь 1,4. Например:

1000mAh/200mA=5 часов*1,4 = 7 часов.

Каким током заряжать? Номинальный ток заряда 0,1С, где С — ёмкость батареи. Для 1000mAh номинальным является ток 100mA. Время заряда в таком случае составит 14 часов. Не очень удобно. Почти всегда используется ускоренный режим 0,2-0,5С. Это несколько сокращает срок службы аккумуляторов, но повышает удобство использования.

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

Основные правила заряда никель кадмиевых аккумуляторов

• Перед зарядом аккумуляторы необходимо обязательно разрядить. Продвинутые зарядные устройства умеют это делать прежде, чем начинать очередной цикл заряда, но, возможно просто разрядить с использованием какой-либо нагрузки.
• Подключить зарядное устройство (или установить в него аккумуляторы при бытовом исполнении) и дождаться отключения при полном заряде.
• В случае если зарядное не обеспечивает автоотключение, рассчитать необходимое время заряда и по его истечении произвести отключение.
• Хранить ni cd аккумуляторы в разряженном состоянии.

Особенности и применение NI MH аккумуляторов

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

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

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

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

Эффект памяти при заряде никель металлогидридных аккумуляторов менее заметен, чем у Ni-Cd элементов. Первые несколько лет массовых продаж производители размещали надпись “без эффекта памяти”.  Впоследствии эту надпись убрали.

Рекомендация “заряд после разряда” актуальна и для  металлогидридных аккумуляторов.

Заряд никель металлогидридных аккумуляторов

Напряжение зарядки ni mh такое же, как и у никель-кадмиевых батарей. Зарядное устройство будет подавать на один элемент 1,5-1,6V. Ток заряда Ni Mh аккумуляторов может меняться от 0,1 до 1С. Но любой производитель бытовых батарей обязательно указывает на них свою рекомендацию этого параметра.  Рекомендация производителей составляет 0,1С.

Например для 2500mAh номинальный ток заряда Ni-Mh аккумуляторов составляет 250mA. Время заряда номинальным током 14 часов. По той же формуле. Ёмкость/ток заряда, результат умножить на 1,4. При таком режиме можно рассчитывать на заявленное производителем, количество циклов. При ускоренном режиме срок службы уменьшается.

Металлогидридные батареи плохо переносят:

• перегрев;
• глубокий разряд;
• сильный перезаряд.

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

Виды зарядных устройств и методы заряда

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

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

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

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

NI-MH аккумуляторы с низким саморазрядом

Это достаточно новая технология. Иногда применяется аббревиатура LSD. Что в переводе с английского “low self-discharge” – низкий саморазряд.

В продаже такие батареи появились чуть больше 10 лет назад и зарекомендовали себя очень хорошо. По сравнению с обычными аккумуляторами, они имеют более низкое внутреннее сопротивление и как следствие большие токи разряда. Ёмкость у них несколько ниже, чем у обычных NI-MH батарей. Но за счёт того, что у обычной батареи саморазряд в первые сутки около 10%, показывают себя не менее эффективно.

Отличить такой аккумулятор от обычного, достаточно несложно. На упаковке и на самом элементе будет присутствовать надпись “ready to use” т.е. “готово к использованию”. Продаются такие элементы уже заряженные. Это оптимальный выбор для любительской фотосъёмки, когда не стоит задача сделать несколько тысяч кадров за один день.

Правила зарядки Ni Mh

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

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

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

https://www.youtube.com/watch?v=qKiifWxSh_oVideo can’t be loaded because JavaScript is disabled: Как правильно заряжать аккумуляторы NiMH и NiCd? (https://www.youtube.com/watch?v=qKiifWxSh_o)

BU-407: Зарядка никель-кадмиевых аккумуляторов — Battery University

Аккумуляторы на основе никеля сложнее заряжать, чем литий-ионные и свинцово-кислотные. Системы на основе лития и свинца заряжаются регулируемым током, чтобы довести напряжение до установленного предела, после чего батарея насыщается до полной зарядки. Этот метод называется постоянным током и постоянным напряжением (CCCV). Батареи на основе никеля также заряжаются постоянным током, но напряжение может свободно повышаться. Обнаружение полного заряда происходит путем наблюдения за небольшим падением напряжения после устойчивого роста. Это может быть связано с периодом плато и повышением температуры во времени (подробнее ниже).

Производители аккумуляторов рекомендуют медленно заряжать новые аккумуляторы в течение 16–24 часов перед использованием. Медленная зарядка приводит все элементы аккумуляторной батареи к одинаковому уровню заряда. Это важно, потому что каждая ячейка в никель-кадмиевой батарее может саморазряжаться со своей скоростью. Кроме того, при длительном хранении электролит имеет тенденцию оседать на дне элемента, а начальная медленная зарядка способствует перераспределению для устранения сухих пятен на сепараторе. (См. также BU-803a: Потеря электролита)

Производители аккумуляторов не полностью форматируют никелевые и свинцовые аккумуляторы перед отправкой. Элементы достигают оптимальной производительности после заполнения, которое включает несколько циклов заряда/разряда. Это часть нормального использования; это также можно сделать с помощью анализатора аккумуляторов. Известно, что качественные ячейки полностью соответствуют техническим характеристикам уже после 5–7 циклов; другим может потребоваться 50–100 циклов. Пиковая мощность возникает между 100–300 циклами, после чего производительность начинает постепенно падать.

Большинство перезаряжаемых элементов имеют предохранительный клапан, который сбрасывает избыточное давление в случае неправильной зарядки. Вентиляционное отверстие в элементе NiCd открывается при 1000–1400 кПа (150–200 фунтов на квадратный дюйм). Давление, сбрасываемое через повторно закрывающееся отверстие, не вызывает повреждений; однако при каждом выпуске воздуха некоторое количество электролита вытекает, и уплотнение может начать протекать. Это видно по образованию белого порошка на вентиляционном отверстии. Многократное вентилирование в конечном итоге приводит к высыханию. Аккумулятор никогда не должен подвергаться стрессу до точки вентилирования.

Определение полного заряда по температуре

Определение полного заряда герметичных никелевых аккумуляторов является более сложным, чем у свинцово-кислотных и литий-ионных. Недорогие зарядные устройства часто используют измерение температуры для прекращения быстрой зарядки, но это может быть неточным. Ядро клетки на несколько градусов теплее, чем кожа, где измеряется температура, и возникающая задержка вызывает перезаряд. Производители зарядных устройств используют 50°C (122°F) в качестве температуры отсечки. Хотя любая длительная температура выше 45°C (113°F) вредна для аккумулятора, кратковременное превышение допустимо, если температура аккумулятора быстро падает, когда появляется индикатор готовности.

Усовершенствованные зарядные устройства больше не полагаются на фиксированный порог температуры, но определяют скорость повышения температуры с течением времени, также известную как дельта температуры по дельта времени или dT/dt. Вместо того, чтобы ждать абсолютного значения температуры, dT/dt использует быстрое повышение температуры к концу заряда, чтобы активировать индикатор готовности. Метод дельта-температуры поддерживает более низкую температуру батареи, чем фиксированная температура отсечки, но элементы должны заряжаться достаточно быстро, чтобы вызвать повышение температуры. Прекращение зарядки происходит, когда температура поднимается на 1°C (1,8°F) в минуту. Если батарея не может достичь необходимого повышения температуры, абсолютная отсечка температуры, установленная на 60°C (140°F), прекращает зарядку.

Зарядные устройства, зависящие от температуры, вызывают вредный перезаряд, когда полностью заряженный аккумулятор неоднократно извлекается и снова вставляется. Это относится к зарядным устройствам в транспортных средствах и настольным станциям, где двусторонняя радиосвязь отсоединяется при каждом использовании. Повторное подключение инициирует новый цикл зарядки, который требует повторного нагрева батареи.

Литий-ионные системы имеют преимущество в том, что напряжение влияет на состояние заряда. При повторной установке полностью заряженной литий-ионной батареи напряжение сразу же достигает порога полного заряда, ток падает, и зарядное устройство отключается на короткое время без необходимости создания температурной сигнатуры.

Обнаружение полного заряда по сигнатуре напряжения

Усовершенствованные зарядные устройства прекращают зарядку при появлении определенной сигнатуры напряжения. Это обеспечивает более точное определение полного заряда никелевых аккумуляторов, чем температурные методы. Зарядное устройство ищет падение напряжения, которое происходит, когда батарея полностью заряжена. Этот метод называется отрицательной дельта V (NDV).

NDV — рекомендуемый метод определения полного заряда для зарядных устройств, использующих скорость заряда 0,3C и выше. Он предлагает быстрое время отклика и хорошо работает с частично или полностью заряженной батареей. При установке полностью заряженной батареи напряжение на клеммах быстро возрастает, а затем резко падает, что приводит к переходу в состояние готовности. Зарядка длится всего несколько минут, а элементы остаются прохладными. Зарядные устройства NiCd с обнаружением NDV обычно реагируют на падение напряжения 5 мВ на элемент.

Для получения надежной сигнатуры напряжения скорость заряда должна быть 0,5C и выше. Более медленная зарядка приводит к менее выраженному падению напряжения, особенно если ячейки несовместимы, и в этом случае каждая ячейка достигает полного заряда в разный момент времени. Чтобы обеспечить надежное обнаружение полного заряда, в большинстве зарядных устройств NDV также используется детектор плато напряжения, который прекращает зарядку, когда напряжение остается в стабильном состоянии в течение заданного времени. Эти зарядные устройства также включают дельта-температуру, абсолютную температуру и таймер тайм-аута.

Быстрая зарядка повышает эффективность зарядки. При скорости заряда 1C эффективность стандартного NiCd составляет 91 процент, а время зарядки составляет около часа (66 минут при 91 проценте). При медленном заряде эффективность падает до 71%, что увеличивает время зарядки примерно до 14 часов при 0,1°C.

В течение первых 70 процентов заряда эффективность NiCd приближается к 100 процентам. Аккумулятор поглощает почти всю энергию, а рюкзак остается прохладным. NiCd аккумуляторы, предназначенные для быстрой зарядки, могут заряжаться токами, в несколько раз превышающими C-рейтинг, без значительного накопления тепла. Фактически, NiCd — единственный аккумулятор, который можно сверхбыстро заряжать с минимальным напряжением. Аккумуляторы, предназначенные для сверхбыстрой зарядки, могут быть заряжены до 70 процентов за считанные минуты.

На рис. 1 показана зависимость напряжения ячейки, давления и температуры при зарядке NiCd. Все идет хорошо примерно до 70 процентов заряда, когда эффективность зарядки падает. Клетки начинают выделять газы, давление повышается, а температура быстро растет. Чтобы снизить нагрузку на батарею, некоторые зарядные устройства снижают скорость зарядки выше 70-процентной отметки.

Рис. 1: Зарядные характеристики NiCd элемента ^[1]

Эффективность зарядки высока до 70% SoC*, после чего прием заряда падает. NiMH похож на NiCd. Эффективность заряда измеряет способность батареи принимать заряд и имеет сходство с кулоновской эффективностью.

* SoC относится к относительному состоянию заряда (RSoC), отражающему реальную энергию, которую может хранить аккумулятор. Полный заряд покажет 100%, даже если емкость исчезла. (См. BU-105: Определение батареи и что они означают)

NiCd батареи сверхвысокой емкости имеют тенденцию нагреваться больше, чем стандартные NiCd батареи, при зарядке на 1C и выше, и это отчасти связано с повышенным внутренним сопротивлением. Применение высокого тока при начальной зарядке, а затем постепенное снижение до более низкого уровня по мере снижения приема заряда, является рекомендуемым методом быстрой зарядки для этих более хрупких аккумуляторов. (См. BU-208: Производительность цикла)

Известно, что чередование разрядных импульсов между зарядными импульсами улучшает восприятие заряда никелевыми батареями. Этот метод, обычно называемый зарядом «отрывом» или «обратной загрузкой», способствует рекомбинации газов, образующихся во время заряда. Результатом является более холодная и эффективная зарядка, чем при использовании обычных зарядных устройств постоянного тока. Также говорят, что этот метод уменьшает эффект «памяти», поскольку батарея работает с импульсами. (См. BU-807: Как восстановить аккумуляторы на основе никеля.) Хотя импульсная зарядка может быть полезной для NiCd и NiMH аккумуляторов, этот метод не применим к системам на основе свинца и лития. Эти батареи лучше всего работают с чистым постоянным напряжением.

После полной зарядки NiCd-аккумулятор получает кратковременный заряд 0,05–0,1C для компенсации саморазряда. Чтобы уменьшить возможный перезаряд, разработчики зарядных устройств стремятся к минимально возможному току непрерывного заряда. Несмотря на это, лучше не оставлять аккумуляторы на основе никеля в зарядном устройстве более чем на несколько дней. Снимите их и перезарядите перед использованием.

Зарядка залитых никель-кадмиевых аккумуляторов

Залитые никель-кадмиевые аккумуляторы заряжаются постоянным током примерно до 1,55 В/элемент. Затем ток снижается до 0,1C, и зарядка продолжается до тех пор, пока снова не будет достигнуто 1,55 В/ячейка. В этот момент применяется струйный заряд, и напряжению позволяют свободно плавать. Возможны более высокие зарядные напряжения, но это приводит к образованию избыточного газа и быстрому истощению воды. NDV неприменим, так как залитый NiCd не поглощает газы, так как не находится под давлением.

Ссылки

^[1] Источник: Cadex

Аккумуляторы в портативном мире

Батареи в портативном мире — A Справочник по перезаряжаемым батареям для не инженеров », который доступен для заказа на Amazon.com.

зарядка — использование аккумулятора старого ноутбука для питания электрической отвертки

* ПРИМЕЧАНИЕ МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ В КОНЦЕ *

Предостережение Emptor. Мы не несем ответственности за данные советы.

Игра с LiIons — это почти безопасное занятие для осторожных компетентных взрослых.
Сделаешь что-нибудь неправильно, и они умрут.
Вы тоже можете, но вряд ли, но ваше оборудование может.

Конфигурация должна быть 2p4s (или === 4s2p), так как ячейки имеют номинальное напряжение 3,7 В каждая x 4 = 14,8 В.
3,7 В x 2,5 Ач c 8 ячейками = 74 Втч, что соответствует вашей цифре.

Функционально разряженные литий-ионные аккумуляторы часто содержат работоспособные литий-ионные элементы.

ОЧЕНЬ ХОРОШАЯ ИДЕЯ [tm] использовать элементы со встроенными схемами защиты. У многих (вероятно, у большинства) есть, и если это аккумулятор HP, как следует из номера детали, то они, скорее всего, будут.

Если это цилиндрические элементы 18650 емкостью 2500 мАч, то они будут иметь разрядную способность не менее 1С (2,5А) и, возможно, 2С (5А). ИММВ!. С двумя параллельными цепями это составляет 5А или 10А.

Типичное напряжение для блока из 4 элементов под нагрузкой находится в диапазоне 12–14 В, а напряжение после полной зарядки будет равно 4 x 4,2 В = 16,8 В.

Как 12 В = примерно столько, сколько вам нужно x 5 А (все ячейки), это 60 Вт. Этого должно быть достаточно для вашей отвертки — это можно достаточно легко измерить.

Возможно, вы сможете использовать схему зарядки ноутбука, если смерть ноутбука не связана с этим. Это может функционально хорошо извлекаться из ноутбука, НО возможно, что процессор запутался в пироге из-за измерения газа или чего-то еще, поэтому * может * обнаружить, что схема слишком встроена, чтобы ее можно было извлечь. Если вы не возражаете против зарядного устройства, подозрительно похожего на мертвый ноутбук, то, вероятно, вы можете использовать все устройство целиком.

Аккумулятор, вероятно, будет иметь точки контроля для каждой ячейки = не менее 5 контактов (-ve, +1, +2, +3, +4, а также может иметь термистор для контроля температуры — вероятно, v+ и, возможно, заземление = 6 Вы можете сохранить аккумулятор целым и вставить его обратно в ноутбук для зарядки (поэтому вам понадобится шнур или другой способ подключения к s.driver.), или вы можете подключить N проводов к ноутбуку от s .драйвер или …

Вы можете относительно дешево купить микросхему зарядного устройства N Cell LiIon, и вам может быть проще собрать новое зарядное устройство с нуля.0003

Если вы можете управлять роскошью доступа к каждой ячейке отдельно (плавающие мини-зарядные устройства), ОЧЕНЬ литий-ионную ячейку легко заряжать, когда она работает нормально.

• Заряжайте током 1C (2,5 А) или меньше, пока Vcell = 4,1 В.

, затем

• Зарядка при 4,1 В, пока I зарядка = C/x

где x зависит от того, чего вы хотите достичь. X=2 обеспечивает длительный срок службы элемента и заметно меньшую емкость. Можно использовать C/4 или C/10. C/20 для фанатов плотности энергии.

• Если вы остановитесь в верхней части режима постоянного тока (когда Vзаряд = 4,1 В, вы получите ~= 70% емкости и гораздо лучший срок службы элемента. использовать некоторое время

ОПАСНО БУДЕТ РОБИНСОН

Я сказал 4,1 В выше. Официальная цифра составляет 4,2 В для полной ячейки, НО если вы это сделаете, вы ДОЛЖНЫ компенсировать температуру. Волшебный дым, ОЧЕНЬ густой и горячий, может быть, а может и не быть, чуть выше 4,2 В.

Вы, вероятно, знаете, что «выход с пламенем» — это излюбленный трюк салонных клеток LiIon. Они могут сжечь себя только потому, что могут в плохой день, но многие, многие, многие, многие, многие, без проблем работают годами.