Увеличенный срок службы никель-металлгидридных аккумуляторов

Аннотация: Никель-металлогидридные батареи являются потомком никель-кадмиевых батарей, и их характеристики превосходят никель-кадмиевые батареи по всем параметрам. Эта статья даст вам подробное представление о долгом сроке службы никель-металлгидридных аккумуляторных батарей и о том, как продлить срок службы никель-металлогидридных аккумуляторных батарей, я надеюсь вам помочь.

[NiMH аккумулятор] Как продлить срок службы Ni-MH аккумуляторной батареи

Никель-металлогидридные батареи являются потомком никель-кадмиевых батарей, и их характеристики превосходят никель-кадмиевые батареи по всем параметрам. В никель-металлогидридных батареях оксид никеля используется в качестве положительного электрода, металл-накопитель водорода в качестве отрицательного электрода и раствор щелочи (в основном гидроксид калия) в качестве электролита. Номинальное напряжение составляет 1,2 В, а максимальное напряжение при полной зарядке может достигать 1,6 В ~ 1,8 В. Нормальное напряжение прекращения разряда составляет 1,0 В, и фактически можно использовать 0,9 В. Количество повторных зарядок составляет более 500 раз, а скорость саморазряда составляет 20% / месяц.

Максимальный ток разряда никель-водородной батареи может достигать 3C (скорость разряда C относится к текущему значению полной емкости в течение одного часа. Например, C батареи 500 мАч составляет 500 мА). Отношение энергии к весу составляет 60-80 Втч / кг, а отношение энергии к объему намного выше, чем у никель-кадмиевых батарей. Максимальная емкость одноэлементной 5-й батареи может достигать 2300 мАч, что почти в четыре раза больше, чем у никель-кадмиевой батареи. Никель-металлогидридные батареи имеют низкую стоимость, отсутствие загрязнения кадмием и широкий диапазон температурных применений. Имеет хорошие характеристики быстрой зарядки, без эффекта памяти, можно использовать с зарядкой. Поэтому в оборудовании с использованием универсальных аккумуляторов растет рынок никель-водородных аккумуляторов.

Однако на практике было обнаружено, что количество перезарядок никель-металлогидридных батарей не так велико, как у никель-кадмиевых батарей, поэтому никель-металлогидридные батареи имеют длительный срок службы. Фактически, теоретически срок службы никель-металлогидридных батарей немного больше, чем у никель-кадмиевых батарей. Однако, когда никель-металлогидридные батареи перезаряжаются, отрицательное воздействие на батареи больше, чем у никель-кадмиевых батарей.

Если аккумулятор не заряжается должным образом в течение длительного времени, это приведет к его повреждению.

В настоящее время представленные на рынке зарядные устройства для никель-кадмиевых / никель-водородных аккумуляторов стоимостью десятки долларов слишком просты, и никель-водородные аккумуляторы легко перезарядить. Зарядное устройство с чипом управления зарядкой продается за несколько сотен долларов, а пользователей не так много.

Следовательно, никель-водородная батарея не может полностью работать с отличными характеристиками.

Поэтому понимание механизма зарядки никель-металлогидридных аккумуляторов, правильная покупка и использование зарядных устройств имеют важное значение для продления срока службы.

Так называемая правильная зарядка заключается в достижении 100% емкости аккумулятора без повреждения аккумулятора. Есть два результата неправильной зарядки. Емкость не может быть 100%, или аккумулятор серьезно поврежден. Он слишком горячий, треснул или даже застрял в процессе зарядки.

На рисунке ниже показано соотношение между зарядным током и напряжением батареи, когда никель-металлгидридная аккумуляторная батарея заряжена.

Видно, что в случае сильноточной зарядки после повышения напряжения до 100% напряжение аккумулятора не повышается и не падает. Микросхема управления зарядкой fC может завершить зарядку, используя характеристику, согласно которой напряжение батареи изменяется с повышения на падение. Этот критерий окончания зарядки называется обнаружением -ΔV.

Необходимо заряжать постоянным током с определением -ΔV, потому что колебания тока также вызывают колебания напряжения батареи. Простое зарядное устройство обычно заряжается с ограничением по току постоянного напряжения, и на более поздней стадии зарядки ток становится все меньше и меньше, и обнаружение -ΔV становится затруднительным. Следовательно, когда эта функция используется для завершения зарядки никель-водородной батареи, зарядный ток должен поддерживаться постоянным, и ее необходимо заряжать большим током, равным 1 C или более.

После полной зарядки аккумуляторной батареи продолжайте зарядку, электрическая энергия становится тепловой энергией аккумулятора, и аккумулятор начинает нагреваться.

Другой способ управления микросхемы управления зарядкой IC состоит в том, чтобы прекратить зарядку путем увеличения скорости повышения температуры, что называется обнаружением ΔT / Δt. Когда зарядка обычно составляет 2 ° C / мин, зарядка прекращается.

При обнаружении ΔT / Δt также требуется, чтобы зарядный ток поддерживал постоянный ток. Более того, когда зарядный ток большой (0,3 ° C или более), обнаружение является правильным. Когда зарядный ток мал или окружающая температура низкая и теплоотвод хороший, он не будет обнаружен и будет образовываться перезаряд.

Оба этих формальных метода обнаружения требуют сильноточной зарядки постоянным током. Схема управления, состоящая из дискретных компонентов, сложна. Использовать микросхему удобно, но датчик температуры также должен быть подключен извне. Ключевым моментом является то, что блок питания зарядного устройства должен быть высоким, а постоянный ток - большим. Для выпрямления не рекомендуется использовать простой трансформатор. Необходимо использовать импульсный блок питания. Поэтому цена на обычное зарядное устройство для никель-металлогидридных аккумуляторов выше.

Самый простой способ контролировать - использовать максимальный контроль времени. Максимальное время зарядки определяется зарядным током, емкостью аккумулятора и эффективностью зарядки. При превышении этого времени зарядка безоговорочно прекращается. Например, зарядка со скоростью 0,1 C, с учетом эффективности зарядки, завершается примерно через 12 часов. Однако, если он заряжается таким образом, если вначале в аккумуляторе есть остаток, де-факто будет перезаряд.

Следовательно, ток синхронизирующего заряда должен быть менее 0,3 ° C, и большинство из них заряжаются при 0,1 ° C. Поскольку зарядный ток невелик, тепло, выделяемое из-за чрезмерного заряда аккумулятора, может рассеиваться относительно быстро, что мало влияет на аккумулятор.

Зарядное устройство с максимальным управлением по времени обладает лучшими характеристиками безопасности и наиболее подходит для случаев, когда используется достаточно места. Он не подходит для электроприборов, которые необходимо использовать с зарядным устройством, и часто не будет серьезной перезарядки. Если остаточный объем батареи можно оценить в начале зарядки, можно использовать способ зарядки с переменным временем. При необходимости также может быть выполнено ручное вмешательство, и зарядка прекращается, когда расчетное время или температура крышки аккумуляторного отсека значительно превышает комнатную температуру.

Хорошо, с этими основами вы можете выбрать правильный аккумулятор и зарядное устройство. Если вы предпочитаете использовать никель-металлгидридный аккумулятор большей емкости, например 1600 мАч или более, то лучше всего купить зарядное устройство с большим током и контроллером IC. Это не только значительно сокращает время зарядки, но и эффективно защищает относительно дорогую аккумуляторную батарею большой емкости.

Простое зарядное устройство удобно в использовании, компактно и легко переносится. Но обычно это разновидность никель-кадмиевых аккумуляторов. Схема очень проста для зарядки с ограничением тока при постоянном напряжении. Только после полуволнового выпрямления заряжается цепочка резисторов.

Этот метод зарядки начинается с большого тока, а затем ток ограничивается небольшим током 0,1 C, то есть 50 мА. У некоторых есть файл быстрой зарядки, который составляет 100 мА, что эквивалентно зарядке 0,2 ° C никель-кадмиевого аккумулятора на 500 мАч. Преимущество состоит в том, что даже если пользователь перезаряжается, влияние на батарею невелико. Это зарядное устройство заряжается от аккумулятора на 500 мАч, почти за одну ночь. Зарядка после работы уместна на работу.

Зарядка аккумулятора емкостью 1600 мАч занимает от 30 до 40 часов, а в практическом использовании этого практически невозможно. Пользователи также будут заряжать, как если бы они заряжали аккумулятор мобильного телефона. Длительная эксплуатация таких никель-металлогидридных батарей в неудовлетворительном состоянии сказывается на сроке службы и фактической максимальной доступной емкости.

и другие. Если у вас нет хорошего седла для покупки никель-металлогидридной батареи, вам не обязательно использовать хорошую лошадь. Емкость умеренная, и разумно рассчитать батарею через 8-12 часов, а зарядное устройство меньше 0,3C. Кстати, никель-металлогидридные батареи большой емкости должны быть тяжелыми, если две никель-металлогидридные батареи весят одинаково, номинальная емкость может быть поддельной.

Разряд никель-металлогидридных батарей также вызывает стресс. Поскольку напряжение прекращения разряда никель-водородной батареи обычно составляет 1,0 В, она также может быть разряжена при напряжении от 1,0 до 0,9 вольт. В это время происходит чрезмерная разрядка, которая отрицательно сказывается на сроке службы батареи. Общее оборудование, такое как радиоприемники, портативные компьютеры, электрические ножи и т. Д., Не имеет цепи автоматического отключения на 1,0 В, которая легко может разрядить никель-металлгидридные аккумуляторы. При использовании на таких устройствах, когда он почти используется, его следует заряжать. Его нельзя использовать для полной подзарядки. Эта проблема не возникает на таких устройствах, как цифровые фотоаппараты и MP3-файлы, которые имеют систему управления питанием.

Постразряд будет увеличиваться по мере увеличения внутреннего сопротивления и повышения температуры батареи. Внутреннее сопротивление никель-металлогидридных аккумуляторов в несколько раз ниже, чем у литий-ионных аккумуляторов, но в два раза больше внутреннего сопротивления никель-кадмиевых аккумуляторов. Следовательно, использование никель-металлогидридных батарей на поздней стадии будет больше, чем использование никель-кадмиевых батарей.

Хотя изначально считалось, что никель-металлогидридные батареи не имеют эффекта памяти, все же было определенное снижение емкости по сравнению с более поздними литий-ионными батареями. Если никель-металлгидридная батарея не используется в течение длительного времени, она будет бездействовать.

Емкость сильно снижена. Следовательно, для недавно приобретенных или никель-металлогидридных батарей, которые были приостановлены на некоторое время, сначала должно быть достаточно турбулентного количества электричества (чтобы его не хватало), а затем разрядить до 1,0 В со скоростью 0,2 ° C. , это повторяется несколько раз для активации.

Страница содержит содержимое машинного перевода.