На главную |  Регистрация Сегодня 21 Ноя 2017 Вторник
Выбрать язык / Select language:
Ukranian
English
French
German
Japanese
Italian
Portuguese
Spanish
Danish
Chinese
Korean
Arabic
Czech
Estonian
Belarusian
Latvian
Greek
Finnish
Serbian
Bulgarian
Turkish
Получить кнопку|Get button
 Меню сайта
 Главная страница
  Форум
  Доска объявлений
  Фотоальбом
  Видео
  Для начинающих
  Гостевая книга
  Обратная связь

 Смоленское РО СРР
  Руководство
  КК
  Члены РО СРР
  Документы РО СРР
  Дипломы
  Достижения
  Районы RDA

 Личные странички
  UA3LAR

 Сайты МО СРР
  МО СРР Вязьма
  МО СРР Сафоново

 Каталоги
  Каталог файлов
  Каталог статей
  Каталог сайтов

 Карты
  Карта высот
  УКВ карта
  Карта префиксов

 Он лайн вещание
  WebcamSmolensk
  МКС онлайн


 Наш фотоальбом

 Мини-чат

Главная » 2011 » Январь » 19 » О герметичных щелочных Ni-Cd и Ni-Mh аккумуляторах
08:42
О герметичных щелочных Ni-Cd и Ni-Mh аккумуляторах
Приводимые далее сведения представляют попытку как-то систематизировать накопленный опыт эксплуатации герметичных щелочных элементов и аккумуляторных батарей Ni-Cd и Ni-Mh типов. Эти данные вовсе не претендуют на абсолютную полноту и 100% корректность. Возможно, кто-то сможет их перепроверить и уточнить.

В настоящее время основным источником питания автономных устройств являются никель-металлогидридные (Ni-Mh) аккумуляторы герметичного типа. Конструктивно Ni-Mh аккумуляторы отличаются от считающихся устаревшими никель-кадмиевых (Ni-Cd) аккумуляторов конструкцией отрицательного электрода.

В Ni-Mh аккумуляторах этот электрод состоит из губчатого металла с развитой поверхностью, абсорбирующей образующиеся при электролизе положительно заряженные ионы водорода. Прообразом Ni-Mh аккумуляторов можно считать изобретённый в 50-х годах прошлого столетия «газовый» аккумулятор Преснякова.

В Ni-Cd аккумуляторах ионы водорода связываются химически. С эксплуатационной точки зрения Ni-Mh аккумуляторы отличаются от Ni-Cd в положительную сторону повышенной удельной ёмкостью (на единицу веса или объёма) и в отрицательную сторону – заметным саморазрядом, что, впрочем, компенсируется их высокой ёмкостью. С другой стороны, Ni-Mh аккумуляторам совершенно не свойственен эффект «памяти», осложняющий эксплуатацию аккумуляторов Ni-Cd типа.

Суть последнего эффекта сводится к потере реальной ёмкости Ni-Cd аккумуляторов при их неполном заряде или разряде. Иными словами, на отдачу Ni-Cd аккумулятора сказывается предыстория как их заряда, так и их разряда. Ni- Cd аккумулятор как бы «запоминает» значение ёмкости, отданной на предыдущем цикле заряда, и это становится его текущей ёмкостью.

Такая текущая ёмкость может только уменьшаться, что считается необратимым процессом. Правда, последние исследования показали, что при специальной схеме заряда/разряда ёмкость Ni-Cd аккумуляторов может быть восстановлена до начального и, что интереснее, даже большего уровня.

Суть такого восстановительного цикла для Ni-Cd аккумуляторов состоит в их заряде до напряжения 1,23… 1,3 В и затем быстрым, примерно, 1/2-1 часовом разряде до напряжения 0,8.1 В с последующим медленным разрядом до напряжения 0…0,5 В в течение 20…100 часов.

Затем таким способом разряженный аккумулятор подвергается ускоренной 1/2…2 часовой зарядке до напряжения 1,1…1,2 В и медленной дозарядке в течение 2…10 часов до напряжения 1,25…1,3 В. Все приведённые значения являются ориентировочными и определяются номинальной ёмкостью Ni-Cd аккумулятора и степенью потери им ёмкости.

Если восстановительный цикл не даёт приращения реальной ёмкости, аккумулятор непригоден для дальнейшей эксплуатации и подлежит замене. При положительном результате цикл заряда/разряда повторяют, пока не прекратится нарастание ёмкости. Если достигнутая при этом ёмкость всё же оказывается недостаточной, аккумулятор опять таки придётся заменить.

Процесс восстановления достаточно капризный и не отличается стабильностью. Тем не менее, лет 15…20 назад было создано специальное зарядное устройство для восстановления Ni-Cd аккумуляторов. Упоминание об этом устройстве, как ни странно, удалось найти только в книге В. Жельникова «Криптография от папируса до компьютера» (- М.: ABF, 1996).

Из других источников известно, что самый надёжный способ определения степени заряда аккумуляторов, и притом любого типа (!?), состоит в измерении их внутреннего сопротивления на переменном токе специальной формы. Хотя, правильнее, надо полагать, измерять надо не сопротивление а степень гармонических искажений тока под воздействием подводимого фиксированного напряжения (скажем, 0,2…0,5 В амплитудного значения) синусоидальной формы.

Ni-Mh в этом смысле проще в эксплуатации и по данным производителей выдерживают большее число циклов заряд/разряда.

Щелочной элемент с напряжением 1 В под нагрузкой (в амперах равной 1/10 полной ёмкости) считается полностью разряженным.

ЭДС полностью заряженного элемента Ni-Cd и Ni-Mh типов несколько различается. Для Ni-Cd элемента нормальным считается 1,2…1,25 В без нагрузки, в то время как для Ni-Mh элемента эта величина несколько выше – 1,25…1,35 В.

Нормальное время заряда Ni-Cd аккумуляторов около 10.12 часов, в то время, как Ni-Mh допускают ускоренную от 1/2 до 2.3 часов зарядку без каких-либо последствий. Правда, аномально быстрый ускоренный заряд (1/2…1.5 часа) допускают Ni-Mh аккумуляторы только отдельных производителей. Величина сообщаемого аккумулятору заряда примерно на 20…25% выше его номинальной ёмкости, причём меньшие значения относятся к аккумуляторам Ni-Cd, а большие – к аккумуляторам Ni-Mh типов.

Для заряда Ni-Mh аккумуляторов пригодны те же виды зарядных устройств, что и для Ni-Cd аккумуляторов. Однако использовать для Ni-Cd аккумуляторов зарядные устройства от Ni-Mh аккумуляторов нельзя, если последние рассчитаны на ускоренный заряд.

Промышленность выпускает три типа зарядных устройств для герметичных аккумуляторов типоразмеров AA и AAA. В простейших из них заряд осуществляется по времени 6.20 часов в зависимости от ёмкости аккумулятора. В более совершенных устройствах это время отсчитывается не по часам, а программируется вручную встроенным таймером. Наконец, самые совершенные устройства, увы, рассчитанные только на ускоренный заряд Ni-Mh аккумуляторов, контролируют не только ток и степень заряда, но ещё и температуру корпуса аккумулятора, что достаточно актуально для автономных герметичных источников питания. В качестве дополнительных в такие устройства обычно встраивается защита от переполюсовки и подключения неперезаряжаемых Mn-Zn (марганец-цинк) или Ag-Zn (серебро-цинк) элементов.

Практика показала, что при правильной эксплуатации элементы Ni-Cd типа обладают заведомо лучшей предсказуемостью характеристик и фактически выдерживают гораздо больше число циклов заряд/разряд, по сравнению с гарантируемым производителем.

Предварительно отобранные Ni-Cd элементы можно свободно объединять в последовательные батареи, заряжаемые как единое целое. Соединять последовательно Ni-Mh элементы также можно, но для предотвращения быстрого падения ёмкости батареи заряжать их приходится всё же индивидуально, что не слишком удобно. Возможно и параллельное соединение элементов одного типа в батарею. Некоторое ограничение для элементов Ni-Cd типа обусловлено выявленной их склонностью к внезапным отказам.

Как оказалось в Ni-Cd аккумуляторах герметичных конструкций иногда возникают внутренние короткие замыкания. Причиной таких замыканий, как и в Ag-Zn аккумуляторах, является рост дендритов в виде острых металлических «усов», прокалывающих разделяющий электроды сепаратор. Но, в отличие от Ag-Zn такие замыкания в Ni-Cd аккумуляторах невозможно «выжечь» кратковременным пропусканием тока значительной величины. Причём такой вид отказов для аккумуляторов Ni-Mh типа пока наблюдать не приходилось.

Свои недостатки имеют и аккумуляторы Ni-Mh типа. Помимо отмеченной их склонности к саморазряду удалось установить, что ток саморазряда зависит от множества преходящих факторов и крайне нестабилен в процессе эксплуатации. Даже через 5-6 заряд/разрядных циклов различие предварительно отобранных по значению ёмкости и току саморазряда Ni-Mh элементов становится слишком заметным.

В целом остаётся впечатление, что Ni-Cd аккумуляторы при грамотной эксплуатации обеспечивают всё же большую надёжность по сравнению с Ni-Mh, хотя многие с этим не согласятся.

Вызывает лишь удивление, что все без исключения производители мобильных телефонов снабжают свои устройства полностью автоматическими зарядными устройствами, прекращающими заряд при достижении батареи полной ёмкости. Правда, используются в этих аппаратах преимущественно дорогие Li-Ion (литий- ионные) и ещё более дорогие Li-polimer (литий-полимерные) аккумуляторы.

Вместе с тем, зарядные устройства мобильных аппаратов весьма доступны и стоят много дешевле «зарядников» для аккумуляторов AA и AAA типов. По- видимому, возможна и переделка их под Ni-Cd и Ni-Mh аккумуляторы, но соответствующие описания встречать не приходилось.

И, тем не менее, повод для оптимизма есть. Дело в том, что существуют некоторые модели «мобильников» от Siemens, штатный комплект питания которых состоит из трёх последовательно соединённых Ni-Cd элементов AA типа, допускающих замену на обычные элементы Mn-Zn системы (естественно, без подзарядки).

Поэтому возможно, что трёхвольтовые зарядные устройства мобильных телефонных аппаратов (в устаревших моделях использовались 5-вольтовые батареи) без всяких переделок можно применять и как автоматические зарядные устройства для батарей из трёх последовательно соединённых Ni-Cd или Ni-Mh элементов типов AA или AAA.

Вообще же, складывается впечатление, что различие типов зарядных устройств скорее влияет на удобство их использования и лишь во вторую очередь сказывается на эксплуатационных характеристиках заряжаемых аккумуляторов.

Приведённые выше разрозненные сведения по малогабаритным герметичным щелочным аккумуляторам Ni-Cd и Ni-Mh типа для удобства обозрения сведены в таблицу. Не упомянутая ранее технологическая воспроизводимость введена для оценки возможности подбора среди приобретённых в разное время аккумуляторов по близким характеристикам.



Просмотров: 6290 | Добавил: RW3LU | Теги: аккумуляторы
 Меню пользователя
Приветствую Вас Гость

Логин:
Пароль:

Activity Smolensk Group

Клуб ASG
Activity Smolensk Group


 Поиск

mp3 Player

 Информация
  РЧЦ ЦФО

  ФГУП Главный радиочастотный центр


  ФГУП РЧЦЦФО Смоленский филиал


 Разное
Проверка и оплата
штрафов ГИБДД


 Информация
"Круглый стол"
по воскресеньям
в 9.00 МСК на 3606кГц
проводит RZ3LA
QSL-бюро:
ул. Кирова 22"б"
правое крыло 4 этаж
(здание ДОСААФ).
QSL-бюро работает
по вторникам и пятницам
с 19.00 до 21.00 час.

 Статистика

Онлайн: 2
Гостей: 1
Пользователей: 1
Mikola1955
Информация о сайте / Спонсоры Smolradio.ru / Партнеры сайта / Тесты / Онлайн игры

 

Copyright © smolradio.ru 2008-2017 Все права защищены.
При использовании материалов сайта активная ссылка на "Сайт Радиолюбителей Смоленщины" обязательна.

Хостинг от uCoz