Dnes jeden z nejoblíbenějších druhů doplňování energie domácí přístroje jsou nikl-kadmiové baterie. Jedná se o vcelku snadno ovladatelné zařízení, které při správném zacházení vydrží poměrně dlouhou dobu. Jak správně zacházet s nikl-kadmiovými bateriemi, je třeba zvážit podrobněji.

obecné charakteristiky

Nikl-kadmiová baterie je navržena tak, aby při nízkém vnitřním odporu mohla dát dostatek vysoký proud. Takové baterie vydrží i zkrat.

Baterie prezentovaného typu snadno vydrží dlouhodobé zatížení. S poklesem okolní teploty se jejich výkon prakticky nemění.

Nikl-kadmiové baterie horší než ostatní druhy v nádobě. Jejich vysoký výkon však činí z baterií jedny z nejoblíbenějších a nejžádanějších v oblasti přenosné techniky.

Pro zařízení s elektromotory, které spotřebovávají vysoké proudy, je použití nabíječek, jako jsou nikl-kadmiové baterie, prostě nepostradatelné.

Vybíjecí proudy, na které se používají, se pohybují v rozmezí 20-40 A. Maximální zátěž pro NiCd baterie je 70 A.

Výhody

Prezentovaná zařízení mají řadu výhod. Jsou schopny pracovat v širokém rozsahu vybíjecích a nabíjecích proudů a také teplot.

Baterie nikl-kadmiového typu lze nabíjet při nízkých teplotách, díky vysoké nosnosti. Nejsou náročné na typ utahovacího zařízení. To je podstatná výhoda. To odlišuje zařízení od hmoty jiných odrůd, protože je možné nabíjet nikl-kadmiovou baterii za jakýchkoli podmínek. Je odolný proti mechanickému namáhání, ohnivzdorný. Baterie typu nikl-kadmium mají více než 1000 nabíjecích cyklů a mají schopnost zotavit se z poklesu kapacity.

Nízká cena spolu s uvedenými výhodami činí NiCd baterie velmi oblíbené.

Nedostatky

Zařízení nikl-kadmiová baterie má řadu nevýhod. Tím hlavním je „paměťový efekt“.

Během několika cyklů nabíjení-vybíjení se povrchová struktura elektrod mění. V tomto případě se v separátoru tvoří chemické sloučeniny, který bude následně rušit vybíjení malých proudů. To vede k tomu, že zdroj ukládá svůj neúplný výboj.

Nabít nikl- kadmiové bateriečím dále, tím více ztratí svou účinnost. Zdroj bude mít stále menší kapacitu.

Nevýhodou je také vysoké samovybíjení během prvního dne až 10 % po nabití. Nevýhodou jsou také velké rozměry.

Nabíječka

Chcete-li zjistit, jak nabíjet nikl-kadmiové baterie, měli byste vzít v úvahu řadu funkcí tohoto procesu.

Režim rychlého nabíjení pro prezentované zdroje energie je vhodnější než pomalý. Impulsní doplňování kapacity je pro ně lepší než stejnosměrný proud.

Doporučuje se obnovit zařízení. To vyžadují nikl-kadmiové baterie. Jak je nabíjet podobným způsobem, vzali v úvahu výrobci odpovídajících zařízení. Reverzní náboj urychluje proces díky rekombinaci plynů uvolněných během procesu.

Prezentovaná technika pro provádění obnovy takových baterií umožňuje zvýšit životnost až o 15%. Jak nabíjet nikl-kadmiovou baterii? Existuje celá technologie. Někteří uživatelé používají ke zvýšení návratnosti rychlé nabíjení následuje doplňování paliva slabými proudy. To vám umožní naplnit baterii hustěji.

Skladování a likvidace

Baterie by měly být skladovány ve vybitém stavu. Existují nabíječky, které mají funkci vybíjení. Pokud žádná není, před uskladněním se nikl-kadmiové baterie vyprázdní pomocí žárovky s přípustným proudem 3-20 A. Baterie se k ní připojí a čeká se, až spirálka začne červenat.

Tento postup vám umožní skladovat zařízení po poměrně dlouhou dobu. Kromě toho podmínky prostředí, změny teploty nebudou mít na zařízení vliv.

Pokud chcete předložený typ baterií zlikvidovat, měli byste je odevzdat na speciální sběrné místo pro tato zařízení. Mají je všechny vyspělé země. To je způsobeno přítomností kadmia v baterii. Jeho toxicita je srovnatelná s toxicitou rtuti.

Pochopením technologie nabíjení, skladování a likvidace nikl-kadmiové baterie si můžete být jisti bezpečností a životností tohoto zdroje energie. Pokud budou baterie zodpovědně zlikvidovány, nepoškodí životní prostředí ani lidské zdraví.

Zotavení

Nikl-kadmiové baterie jsou jediným typem takových zařízení, které je třeba obnovit.

Periodické držení cyklus nabíjení-vybíjení prodlouží životnost baterie. Nemělo by se to dělat příliš často, ale čas od času je to prostě nutné.

Existují dva typy zařízení pro obnovu. První se nazývá reverzní pulzní nabíječka s různou dobou trvání. Jedná se o velmi efektivní zařízení, ale složité a drahé. Renovaci nikl-kadmiových baterií lze provést znovu jednoduché zařízení. Automaticky provádí cyklus vybíjení a nabíjení. Takové zařízení je levnější, pohodlnější a umožňuje nabíjet 2-4 baterie najednou.

K provedení procesu je nutné vložit baterie do kazety zařízení. Přepínačem se nastavuje počet baterií. Zapnutím zařízení v síti se indikátor aktivuje. Červená se nabíjí a žlutá se vybíjí. Zelený indikátor upozornění na přerušení procesu. Baterie musí být vybíjeny násilím. Chcete-li to provést, musíte na zařízení přepnout určitou páku. Po ukončení vybíjení bude zařízení automaticky pokračovat v procesu nabíjení.

Po seznámení se s hlavními charakteristikami takového zdroje energie, jako jsou nikl-kadmiové baterie, je můžete správně provozovat. Dodržováním pokynů výrobce a pravidelnou repasí baterií můžete výrazně prodloužit jejich životnost. Správnou likvidací prezentovaného zařízení bude zcela jednoduché chránit sebe, ostatní lidi a životní prostředí jako celek před toxickými účinky kadmia.

Nikl-kadmiová baterie (NC) je jedním z nejstarších a nejvíce prozkoumaných typů chemických zdrojů proudu. Nikl-kadmium chemický systém byl navržen v roce 1899 Waldemarem Jungerem, což v historickém smyslu staví NK na druhé místo po olověných bateriích. Po relativně krátké době se NK baterie začaly aktivně využívat v různých oblastech průmyslu a po vynálezu způsobu výroby utěsněných nikl-kadmiových baterií (NKG) následovalo prudké zlepšení výkonu, které dále rozšířilo pole působnosti. společnosti NKG.

Z tohoto důvodu se společnost JSC NIAI Istochnik specializuje na výrobu baterií NKG s nejvyššími spotřebitelskými vlastnostmi:

• Bez nutnosti údržby
• Nedochází k uvolňování plynu a elektrolytu
• Schopnost pracovat v jakékoli pozici
• Odolný vůči těžkému klimatické podmínky
• Mechanická pevnost a odolnost proti přebití
• Dlouhá životnost (až 7 let)
• Vysoká výdrž nabití a vysoká stabilita výkonu.

Nikl-kadmiová baterie se skládá ze dvou pracovních elektrod. Ve vybitém stavu obsahuje kladná elektroda hydrát oxidu nikelnatého a záporná elektroda obsahuje hydroxid kademnatý. Elektrody a separátor mají dostatečně velkou pórovitost a jsou impregnovány vodným roztokem alkálie.

Hlavní reakce probíhající v baterii je popsána rovnicí:

2 Ni (OH) 2 + Cd (OH) 2 2NiOOH+Cd+H20

Při nabíjení se z aktivní hmoty elektrod uvolňuje do elektrolytu voda, která elektrolyt naředí a zvětší jeho objem. Během vybíjení dochází k opačnému procesu.

Na konci náboje na kladné elektrodě dochází k vedlejší reakci vývoje kyslíku:

4OH-02 + 2 H20 + 4e

Kyslík uvolněný na kladné elektrodě je ionizován na záporné elektrodě.

Konstrukce baterií a akumulátorů (AB)

elektrody. Utěsněné prizmatické nikl-kadmiové baterie využívají slinuté (kovokeramické) elektrody, které se skládají ze substrátu z roztažitelné niklové mřížky, na které je nanesena vysoce porézní vrstva niklu. Porézní vrstva je vyplněna aktivní hmotou pomocí chemické impregnace. V poslední době se jako základ elektrod používá niklová pěna, získaná niklováním polyuretanové pěny s následným žíháním v redukčním prostředí. Aktivní hmota elektrody je rozmazaná do pěnového niklu.

Baterie. Uzavřené baterie se vyrábějí v kovových pouzdrech. Utěsnění vrtáků prizmatických akumulátorů se provádí zpravidla pomocí pryžových kroužků. Jako separátory se používají tkaniny a netkané materiály (plsti, plsti) z polyvinylchloridu, polypropylenu, polyamidu, nylonu a dalších materiálů. Lze kombinovat několik vrstev separátorů z různých materiálů.

V uzavřených bateriích musí být kapacita záporné elektrody větší než kapacita kladné elektrody. Experimentálně stanovený kapacitní poměr musí být alespoň 1,2. Tento poměr zabraňuje vývoji vodíku na záporné elektrodě.

Jako elektrolyt se používá 20-40% roztok KOH s přídavkem LiOH. Konkrétní složení elektrolytu se volí v závislosti na provozní teplotě. Pokud jsou baterie navrženy pro provoz při záporných teplotách, pak se koncentrace KOH zvýší a obsah LiOH se sníží na nulu. Zlepšení výkonu při zvýšených teplotách je dosaženo použitím 20-30% roztoku KOH s přídavkem 15-50 G/l LiOH. U uzavřených baterií má velký význam správná volba množství elektrolytu, která je dána i provozními podmínkami baterie. Pro absorpci kyslíku uvolněného při nabíjení je nutné, aby část pórového prostoru záporné elektrody a separátoru byla bez elektrolytu. Příliš mnoho elektrolytu zpomaluje příjem kyslíku a baterie se může během nabíjení deformovat (při nabíjení podle času) nebo se předčasně odpojit od nabíjení, když se spustí tlakový alarm. Na nedostatek elektrolytem, ​​zejména při nízkých nabíjecích proudech a zvýšených teplotách okolí se může baterie dostat do tzv. „tepelného útěku“, kdy se vlivem zvýšené rychlosti ionizace kyslíku začne baterie zahřívat, v důsledku čehož se napětí na něm klesá. S ještě větším poklesem množství elektrolytu to začíná ovlivňovat vybíjecí charakteristiky baterie. V různých typech baterií se množství elektrolytu pohybuje od 2 do 4 cm 3 /Ah. S rostoucí koncentrací elektrolytu se zvyšuje jeho hustota a objem se zmenšuje.

Baterie. Upevnění baterií v baterii by mělo zajistit, že se žádná z nich nepohne při mechanickém přetížení. Umístění utěsněných baterií v prostoru je libovolné, nedoporučuje se však dávat víko dolů, zejména u baterií s nouzový ventil, protože na konci nabíjení část elektrolytu z bloku elektrod vyteče na kryt baterie. Propojení mezi články by mělo být navrženo pro minimální ztráty napětí a nezpůsobovat mechanické namáhání proudových vodičů baterií. Pájení přímo na pouzdro nebo kryt baterie není povoleno. V bateriích z uzavřených baterií se doporučuje poskytnout závěry z každé baterie, provedené podle dvouvodičového obvodu, pomocí kterého se provádí elementární dodatečné vybíjení a kontrola napětí baterie. Pokud ovládání prvek po prvku způsobuje potíže, je povoleno ovládat napětí na skupinách 2-5 baterií. Napětí na každé skupině musí být řízeno automatickým zařízením, které zastaví vybíjení při dosažení maximálního povoleného napětí. Spotřeba zařízení pro vlastní potřebu by měla být při provozu minimální a rovna nule při skladování baterie jako součásti výrobku. Hodnoty nastavení by měly být:

• pro jednu baterii - (0,5 ± 0,4) V,
• pro dvě baterie - (1,7 ± 0,3) V,
• pro tři baterie - (2,8 ± 0,2) V,
• Pro čtyři baterie- (3,8 ± 0,2) V,
• pro pět baterií - (5,0 ± 0,2) V.

Není-li v baterii více než pět baterií, řízení napětí se provádí na svorkách baterie. Pokud baterie není rozdělena do stejného počtu skupin, je přijatelné křížové sledování několika baterií sousedními odpojovacími zařízeními.

Označení akumulátorů a baterií

Písmena v názvu baterií NK indikují elektrochemický systém (nikl-kadmium). Dopis G se týkají konstrukce baterií - utěsněné. Za písmeny přes pomlčku uveďte jmenovitou kapacitu baterie. Za hodnotou jmenovité kapacity jsou připojena písmena označující režim vybíjení: NA - krátké (méně než 1 hodina), S - střední (2-8 hodin), D - dlouhé (10-20 hodin). Dopis A instalované v případech, kdy je akumulátor vybaven snímačem tlaku. Čísla předtím označení písmen baterie odpovídají počtu baterií v baterii. V některých případech je na konci označení zaznamenána klimatická verze a kategorie umístění.

Zaváděno od roku 1993 GOST 26367.3-93 (IEC 622-88) pro utěsněné prizmatické nikl-kadmiové baterie, což je přímou aplikací příslušné normy IEC, která stanoví následující označení baterií v latinském písmu. První dopis K se týká nikl-kadmiového elektrochemického systému. Dále je napsáno jedno z písmen označujících tvar těla: S - prizmatické (utěsněné), R - B - disk. Poté je u uzavřených prizmatických baterií uveden typ kladné desky: R - lamelové, S - slinutý (cermet). Poté se u všech typů baterií zaznamená režim vybíjení: L - dlouhý, M - průměrný, H - krátký, X - ultrakrátká, po které je u prizmatických baterií uvedena jmenovitá kapacita a u diskových a válcových baterií průměr a výška (průchozí zlomek). U diskových baterií jsou rozměry uváděny v desetinách milimetru. Na konci označení je zaznamenána třída teplotní odolnosti. Třída I - teplota od -30 do 50 ° C (bez označení); třída II - od -40 do 60 asi C; třída III - od -60 do 60 o C.

Označení baterie se obvykle skládá z označení baterie, kterému předchází číslo udávající počet baterií v baterii. Na konci je někdy uvedena klimatická verze baterie (například 10NKG-8K-V1). V některých případech dává výrobce baterii podmíněný index (například 11MO1).

Způsoby nabíjení

Baterie jsou obvykle nabité stejnosměrný proud, přičemž u baterií se uvádí 105-150 % jmenovité kapacity. Nabíjecí proud je obvykle 0,1-0,3 Cn. U uzavřených baterií se kromě sledování doby nabíjení kontroluje konečné nabíjecí napětí, vnitřní tlak (pomocí tlakových alarmů) a hlášená kapacita (pomocí elektronické čítače ampérhodiny). V některých případech se používají snímače maximálního napětí, jejichž provozní nastavení závisí na teplotě a (nebo) nabíjecím proudu, nebo tepelná relé, která dávají signál k vypnutí nabíjení, když teplota stoupne na předem stanovenou hodnotu.

Přestože jsou uzavřené baterie dražší než otevřené baterie a vyžadují sofistikovanější nabíjecí a testovací zařízení, jejich provoz je levnější než běžné baterie. otevřené baterie, protože utěsněné baterie nevyžadují ventilační zařízení a pravidelné doplňování elektrolytu, což je spojeno s údržbou dalšího personálu.

Účinnost nabíjení závisí na teplotě a nabíjecím proudu. S rostoucím nabíjecím proudem se zvyšuje nabíjecí napětí. U uzavřených baterií je třeba se vyvarovat podmínek, za kterých nabíjecí napětí dosahuje hodnot 1,6 V, protože. to podporuje uvolňování vodíku. U baterií určených pro režimy krátkého vybíjení se s nárůstem nabíjecího proudu zvyšuje vybíjecí kapacita a u baterií určených pro střední režimy projde maximem. Optimální nabíjení je při teplotě 15-25 asi S proudem 0,1-0,5 Cn. Se zvýšením teploty nabíjení a snížením nabíjecího proudu se kapacita vydávaná při vybíjení snižuje a může dosahovat až 50-70 % jmenovité. V teplotním rozsahu 15-25 °C je možné nabíjet uzavřené baterie při konstantním napětí 1,45 - 1,50 V. Při napětích nad 1,5 V se nabíjení při konstantním napětí nedoporučuje, protože. Baterie mohou být přebité v důsledku přehřátí. Přebíjení baterií při jejich nabíjení ze zdroje konstantního napětí je nebezpečné v důsledku jevu zvaného „tepelný únik“. Jeho podstata spočívá v tom, že při plném nabití baterií je veškerý proud vynaložen na uvolňování kyslíku na kladné elektrodě, většina kyslíku je naopak absorbována na kadmiové elektrodě, v důsledku čehož téměř veškerá procházející elektřina se přemění na teplo a baterie se rychle spustí. Se stoupající teplotou klesá napětí baterií, což vede ke zvýšení nabíjecího proudu a dalšímu lavinovitému zahřívání. Pokud při pokojové teplotě začíná „tepelný únik“ otevřených baterií při napětích blízkých 1,7 V, pak po dlouhém přebíjení, doprovázeném přehřátím, může tepelný únik začít při napětí 1,3 V. K tomu obvykle dochází při dlouhém nabíjení při konstantní napětí, kdy se v důsledku zahřívání baterie zvýší proud ionizace kyslíku na záporné elektrodě natolik, že rychlost průchodu kyslíku separátorem a rychlost výstupu kyslíku z bloku elektrody se stanou srovnatelnými. Po několika cyklech za těchto podmínek je kadmiová elektroda pasivována do takové míry, že se při nabíjení uvolňuje vodík. U uzavřených baterií může tepelný únik začít při napětí pod 1,7 V, protože v nich musí být veškerý kyslík uvolněný během nabíjení absorbován uvnitř baterie. Abyste zabránili tepelnému úniku, umístěte baterii mimo zdroje tepla (motory, výkonné spotřebiče atd.). ), pečlivě vyberte režim nabíjení a provádějte nabíjení na automatických stojanech, které mají několik úrovní ochrany (dle doby nabíjení, napětí, proudu, kapacity atd.). Je nutné, aby chyba stabilizace napětí nebyla větší než ±1 %. Při volbě nabíjecího napětí je nutné, aby po informování baterie o 110 - 150 % jmenovité kapacity nepřekročila hodnota nabíjecího proudu 0,02 - 0,003 Sn A. Nabíjení při zvýšených napětích lze používat pouze při současném omezení jeho trvání. Při nízkých teplotách ztrácí nabíjení konstantním napětím účinnost v důsledku výrazného poklesu nabíjecích proudů.

Na paralelní připojení baterie, musí být nabíjeny pomocí izolačních diod nebo připojit každou baterii k vlastní nabíječce. Baterie by se neměly skladovat delší dobu v nabitém nebo polonabitém stavu (samozřejmě kromě akumulátorů), protože. v důsledku rozdílu v samovybíjecích proudech baterií se může objevit nerovnováha ve stupni nabití, což na jedné straně vytváří nebezpečí přebití nejvíce nabitých baterií, což snižuje kapacitu baterie v důsledku pokles napětí nejvíce vybitých baterií. Nerovnováha úrovně nabití může vést k přepólování jedné z baterií při vybíjení a uvolnění vodíku na oxid-niklové elektrodě, což může být doprovázeno spuštěním ventilu nebo tlakového alarmu a dokonce i deformací uzavřené baterie. Před dlouhodobým skladováním ve vybitém stavu se doporučuje dobít každou baterii na jednotlivých rezistorech na napětí ne vyšší než 0,1 V, což umožňuje vyrovnat nabití baterií.

Životnost nikl-kadmiových baterií

Životnost baterií je dána jak jejich konstrukcí, tak provozním režimem. Pokud konkrétní typ baterie nemá explicitní konstrukční vady, pak jsou určujícím faktorem provozní podmínky. Ve většině případů je cyklování baterie nejběžněji používanou metodou provozu baterie. Baterie jsou široce používány v nouzové režimy, kdy jsou nabité baterie většinou skladovány v nabitém stavu, zpravidla při malém boostovacím proudu, který kompenzuje samovybíjení baterií a malý úbytek kapacity při krátkodobém připojení baterií k zátěži.

Výkon baterie v různých režimech cyklování

Mezi hlavní parametry pracovního režimu patří vybíjecí proud, vybíjecí kapacita, způsob ochrany proti přebití, nabíjecí proud, způsob ochrany proti přebití, teplota. Při vybíjení nikl-kadmium baterie se zahřejí a na začátku nabíjení, než začne intenzivní uvolňování kyslíku, se ochladí.

Nárůst vybíjecího proudu a pokles teploty vedou ke snížení průměrného vybíjecího napětí a ke ztrátě kapacity, pokud je ochrana proti přebití založena na ukončení vybíjení při poklesu napětí na dostatečnou vysoká úroveň(vyšší než 1V na baterii). Životnost výrazně závisí na hloubce vybití. Při změně z 10 na 70 % se sníží téměř 10krát.

Snížení nabíjecího proudu vede k prodloužení doby nabíjení a snížení využití proudu, což má za následek snížení vybíjecí kapacity, zejména pokud teplota nabíjení přesahuje 30 ° C. Zvýšení nabíjecího proudu může také vést ke snížení vybíjecí kapacity, pokud se nabíjení zastaví při dosažení dostatečně nízkého napětí (méně než 1,5 V při 25 °C). Energetická účinnost se pohybuje od 70 do 85 % a zvyšuje se se zvýšením vybíjecího napětí, snížením nabíjecího napětí a zvýšením proudové účinnosti.

Životnost uzavřených baterií závisí také na kombinaci napětí na konci nabíjení a napětí na konci vybíjení. K největším ztrátám kapacity dochází při cyklických režimech, kde je nabíjení omezeno na nízké napětí (asi 1,48 V) a vybíjení je omezeno na vysokého napětí(1,10 - 1,16 V). Kapacita také poměrně rychle klesá v případech, kdy se nabíjení neustále zastaví při spuštění tlakového alarmu a hloubka vybití je na úrovni 15 - 20 % s omezením vybíjení napětí (ne nižším než 1,09 V). V tomto případě se kyslík nestihne vstřebat a přetlak v baterii je na úrovni 123 - 147 kPa, přičemž se zvyšuje strmost nabíjecí a vybíjecí křivky. Změna charakteristiky je spojena s pasivací aktivních hmot elektrod.

Pokles vybíjecího napětí může být způsoben tvorbou intermetalické sloučeniny Ni5Cd21 v aktivní hmotě kadmiové elektrody, která se vybíjí při napětí baterie 1,05 - 0,95 V (tzv. „druhá platforma“ nebo „paměť účinek"). Vznik této slitiny je nejtypičtější pro elektrody získané impregnací slinutých bází. Tvorbu slitiny usnadňují vsázky při zvýšených teplotách. Intermetalická sloučenina je zcela zničena při vybití baterie na 0,8 - 0,5 V. Nejlepší je vybíjet baterii prvek po prvku na odpor, přičemž napětí každé baterie klesne na nulu bez nebezpečí přepólování. Po dodatečném vybití prvek po prvku se kapacita baterií obnoví na hodnoty blízké původním.

Ztráta kapacity klesá s poklesem koncového vybíjecího napětí z 1,16 na 1,04 V a zvýšením koncového nabíjecího napětí z 1,48 na 1,54 V. Největší stabilizace kapacity lze dosáhnout snížením koncového vybíjecího napětí na 0,5-0,8 C. S dodatečnými periodickými zkraty odporu každé baterie baterie na nula voltů se kapacita může dokonce zvýšit ve srovnání s počátečním

Výkon baterie při nabíjení

V režimu dlouhodobého dobíjení se používají především prizmatické baterie. Životnost v závislosti na nabíjecím proudu je od 2 do 15 let i více. Optimální proud je číselně roven 0,001 - 0,005 Sn A. Se zvýšením nabíjecího proudu se snižuje životnost a spolehlivost. Při provozu v režimu plovoucího nabíjení jsou typy poruch stejné jako při cyklování, ale jejich intenzita je nižší.

Při prvním vybití po dlouhém nabíjení je napětí baterie o něco nižší než u čerstvě nabitých, ale po několika cyklech se rychle vrátí na normální úroveň. Pokles vybíjecího napětí po dlouhém nabíjení je spojen s poklesem úrovně nabití kladné elektrody.

Kapacita baterie po 10 letech nabíjení je až 25% a po 16 letech - až o 35% vyšší než původní, což znamená zvýšení kapacity kladné elektrody. Při stanovení kapacity elektrod v přebytku elektrolytu v netěsné formě bylo zjištěno, že kapacita kladné elektrody se zvýšila o 58 - 70% a kapacita záporných elektrod o 10 - 13%. Kapacita záporné elektrody klesá. Po dlouhém nabíjení je téměř celá přebytečná kapacita záporné elektrody v nabitém stavu, proto při vybíjení není kapacita baterie omezena kladnou elektrodou jako na začátku životnosti, ale oběma elektrodami při jednou. Nabíjecí napětí akumulátorů po 10 letech dobíjení je na obvyklé úrovni a nepřesahuje 1,5 V. Po 16 letech dobíjení v řídicím cyklu stoupne nabíjecí napětí na 1,55 - 1,58 V a u třetiny akumulátorů dosahuje 1,6 - 1,7 V, navíc na konci nabíjení dochází ke zvýšení z 1,55 na 1,65 V, což je také důsledek přebití záporné elektrody. Důvody těchto jevů jsou stejné jako při cyklování baterií.

Utěsněné nikl-kadmiové baterie naší výroby našly nejvíce široké uplatnění ve vesmíru, vojenské, obecné průmyslové a domácí spotřebiče.

V současné době je JSC NIAI Istochnik jediným ruským vývojářem a výrobcem uzavřených nikl-kadmiových baterií pro vesmírná vozidla. Vyrábíme 10 typů baterií NKG, které se používají ve 21 bateriích provozovaných a provozovaných na takových kosmických lodích, jako jsou:

• Mezinárodní vesmírná stanice
• Orbitální stanice "Mir", "Salyut" a "Almaz".
• Meziplanetární stanice "Mars", "Venuše" a "Vega"
• Satelity řad Meteor, Molniya, Astron, Nadezhda a Kosmos.

Baterie typu NKG se navíc používají v pozemních instalacích strategických raketových sil, na lodích, ponorkách a dalších zařízeních, kde je potřeba energie, bez ohledu na okolnosti.

vedoucí oddělení nikl-kadmiových baterií,

kandidát technických věd,

Všechny baterie jsou určeny pro opakované hluboké nabití-vybití.

Kladná elektroda (katoda) obsahuje oxid nikl-hydroxid NiOOH s grafitovým práškem (5-8 %) a záporná elektroda (anoda) obsahuje kovové kadmium Cd v práškové formě.

Baterie tohoto typu jsou často označovány jako válcované, neboť elektrody jsou srolovány do válce (role) spolu s oddělovací vrstvou, umístěné v kovovém pouzdře a naplněné elektrolytem. Separátor (separátor), navlhčený elektrolytem, ​​izoluje desky od sebe. Je vyrobena z netkaného materiálu, který musí být odolný vůči alkáliím. Nejběžnějším elektrolytem je hydroxid draselný KOH s přídavkem hydroxidu lithného LiOH, který podporuje tvorbu lithných niklátů a zvyšuje kapacitu o 20 %.

na anodě:
Cd (tv) + 2OH - (l) → Cd (OH) 2 (tv) + 2e -

Na katodě:
2Ni III O(OH) (pevná látka) + 2H 2 O (l) + 2e – → 2Ni II (OH) 2 (pevná látka) + 2OH – (l)

Rovnice celkového výboje pro nikl kadmium baterie:

2 NiOOH + Cd + 2 H 2 O ↔ 2 Ni(OH) 2 + Cd(OH) 2

Svorkové napětí 1,2 V

Výhody:

Dává poměrně silný proud, proto se používá např. u akumulátorového pracovního nářadí,

Možnost rychlého a jednoduché nabíjení, a to i po dlouhodobém skladování baterie;
velký počet cykly nabíjení/vybíjení: při správné fungování- více než 1000 cyklů;
dobrá nosnost a schopnost pracovat při nízkých teplotách;
dlouhé doby skladování při jakémkoli stupni nabití.

Nedostatky: toxicita kadmia; „paměťový“ efekt.

http://www.ixbt.com/mobile/accumulators-mem.shtml

Nikl-metal hydridová baterie (NiMH)

Anoda je slitina niklu s nějakým jiným kovem (La, Li); slitina jako celek je označena písmenem M. Takový materiál umožňuje zadržovat atomy vodíku (H) v dutinách krystalové mřížky.

Katoda je směs zásaditého oxidu a hydroxidu niklu.

Napětí na svorkách je cca 1,2V.

Použito v mobilní telefony staré typy. Dostupné k prodeji NiMH baterie standardní velikosti baterií (AA atd.), které v poslední době v této oblasti vytlačily NiCd akumulátory.

Výhody: vysoká specifická kapacita, relativně lehký, méně toxický ve srovnání s NiCd baterie.

Nedostatky: relativně rychlé samovybíjení; dražší než výše uvedené baterie.

• nabíjejte pouze zcela vybité baterie;
• Neměli byste vkládat nabitou baterii pro dodatečné dobíjení, protože to výrazně zkracuje dobu jejího používání;
• nedoporučuje se vyjímat nedostatečně nabitou baterii z nabíječky;
• Nenechávejte baterie Ni-Cd a Ni-MH v nabíječce po skončení nabíjení delší dobu, protože nabíječka je nadále nabíjí i po úplném nabití, ale pouze s mnohem nižším proudem. Dlouhodobá přítomnost Ni-Cd- a Ni-MH baterie v paměti vede k jejich přebíjení a zhoršování parametrů;
• Baterie musí mít před nabíjením pokojovou teplotu. Nabíjení je nejúčinnější při okolní teplotě +10°C až +25°C.

Skladujte Ni-MHbaterie musí být na chladném suchém místě při teplotě mírně pod pokojovou teplotou, nabité na 40 %. Jednou za 1–2 měsíce byste měli nabít, vybít a znovu nabít na 30–60 % kapacity. Skladování po dobu až 5 let je přijatelné.

Vše o nikl-kadmiových bateriích: vlastnosti, provoz, klady a zápory

Nikl-kadmiové baterie (Ni-Cd) zapnuté tento moment jsou stále hojně využívány v národním hospodářství. Podle své struktury patří do skupiny alkalické baterie. Tyto baterie jsou žádané i přesto, že jejich výroba a použití je z ekologických důvodů omezené (kadmium je toxická látka). Je však nemožné je úplně opustit, protože tyto baterie se používají v zařízeních, kde jiné baterie nemohou fungovat. Zejména se jedná o provoz s vysokými vybíjecími a nabíjecími proudy. Jedná se o poměrně snadno udržovatelná zařízení dlouhodobýúkon. Proto si zaslouží pozornost v samostatném článku.

První nikl-kadmiovou baterii vytvořil Waldmar Jungner již v roce 1899. Tehdy ale byla výroba těchto alkalických baterií mnohem dražší než u jiných typů baterií. Takže tento vynález byl na chvíli zapomenut. V roce 1932 byla vyvinuta metoda nanášení aktivního materiálu na porézní niklovou elektrodu. To přiblížilo uvolnění průmyslových Ni-Cd baterií.

V roce 1947 byla provedena řada prací, při kterých byly plyny uvolněné při nabíjení rekombinovány bez jejich odstranění. V důsledku toho vzduchotěsné Ni-Cd baterie které se používají dodnes. Mezi výrobce nikl-kadmiových baterií patří: velké společnosti jako GP Batteries, Samsung, Warta, GAZ, Konnoc, Advanced Battery Factory, Panasonic, Metabo, Ansmann a další.

Přestože byly nikl-kadmiové baterie v posledních desetiletích široce používány v národním hospodářství, postupně zužují svůj rozsah. Postupně je nahrazují nikl-metal hydridové a lithiové baterie.

Zejména Ni-Cd baterie ustupují přenosné technologii. Důvodem je nebezpečí kadmia pro člověka a životní prostředí. Likvidace těchto baterií vyžaduje speciální zařízení na zachycování kadmia. pro auto se provádí snadněji, rychleji a lépe propracované. Stále je ale poměrně dost oblastí, kde jsou nikl-kadmiové baterie nepostradatelné.

Použití nikl-kadmiových baterií (Ni-Cd)

Používají se nikl-kadmiové baterie malých rozměrů technická zařízení vyžadující k provozu velké množství proudu. Za takových podmínek poskytují Ni-Cd baterie stabilní napájení a na rozdíl od jiných typů baterií se nepřehřívají. Nikl-kadmiové baterie jsou široce používány v trolejbusech, tramvajích, as trakční baterie na elektromobilech se nacházejí průmyslové Ni-Cd baterie. Kromě toho jsou široce používány v námořní a říční dopravě.

Ni-Cd baterie najdeme ve vrtulnících a letadlech jako palubní baterie, v přenosném nářadí (šroubovák, děrovač atd.). Lithiové baterie se však stále častěji vyskytují v nářadí. Nikl-kadmiové baterie zatím nelze vyměnit v těch přenosných zařízeních, která mají vysokou spotřebu energie. I když v některých zařízeních jsou úspěšně nahrazeny, které neobsahují škodlivé kadmium.

Ni-Cd baterie diskového tvaru našly široké uplatnění. Tato varianta byla široce používána jako baterie pro napájení energeticky nezávislé paměti v raných osobních počítačích. Byli rozděleni na základní deska. Následně byly vyměněny lithiové baterie. Diskové baterie byly také široce používány ve fotoaparátech, bleskech, kalkulačkách, baterkách, rádiích, naslouchátkách atd.

Ni-Cd baterie mohou být skladovány po dlouhou dobu, snadno se udržují, necitlivé na nízké teploty, mají nízký vnitřní odpor a nízkou specifickou hmotnost. To vše převažuje negativní moment spojené s přítomností toxického kadmia v nich. V letectví nadále dominují nikl-kadmiové baterie, vojenské vybavení, mobilní radiokomunikační zařízení. Kromě toho si můžete přečíst materiál o tom, jak se snižuje Ni─Cd.

Zařízení nikl-kadmiové baterie (Ni-Cd)

Konstrukce Ni-Cd baterií

Strukturálně je nikl-kadmiová baterie kladná a záporná elektroda oddělená separátorem. Jsou ponořeny v alkalickém elektrolytu a to vše je uzavřeno v utěsněném kovovém pouzdře. Kladná elektroda obsahuje NiOOH (oxid-hydroxid niklu). Složení negativu obsahuje ve sloučenině kadmium (Cd). Elektrolytem je KOH (hydroxid draselný). Je to silná alkálie, bez zápachu. Výhodou KOH je, že látka není výbušná ani hořlavá. Hmotnostní podíl KOH v elektrolytu podle GOST R 50711-94 by měl být alespoň 85 procent v pevné formě a alespoň 45 procent v kapalné formě.

Pro zvětšení povrchu elektrod jsou vyrobeny z tenké fólie. Separátor mezi elektrodami je vyroben z netkaného materiálu, který nereaguje s alkáliemi. Samotný elektrolyt se během reakce nespotřebovává.

Jeden nikl-kadmiový článek produkuje napětí asi 1 volt. Proto jsou kombinovány do baterií s hustotou energie přibližně 60 Wh na kilogram.

Na obrázku níže můžete vidět hlavní prvky alkalické nikl-kadmiové baterie řady KL.

Born neboli proudový výstup je určen k odvádění proudu z baterie a funguje jako svorka pro připojení baterií. Prostřednictvím zástrčky je naplněn elektrolyt a také výstup plynu vzniklého během procesu nabíjení. Spojení elektrod spolu s kontaktními lištami zajišťuje odvádění a přívod od elektrod k hořáku. Kontaktní proužky jsou přivařeny k elektrodám.

Elektroda je lamela uspořádaná vodorovně. Obsahují účinnou látku v perforovaném ocelovém pásku. Žebro dodává elektrodě tuhost a zajišťuje tok proudu do kontaktní lišty. Elektrody různé polarity jsou odděleny rámovým separátorem, který nenarušuje volnou cirkulaci elektrolytu.

Reakce probíhající na elektrodách Ni-Cd baterie

Procesy na kladné elektrodě

Hlavní elektrochemické reakce probíhající na kladné elektrodě nikl-kadmiové baterie lze popsat pomocí následujících vzorců:

V procesu nabíjení

Ni(OH) 2 + OH - ⇒ NiOOH + H 2 O + e -

Během vypouštění

NiOOH + H 2 O + e - ⇒ Ni(OH) 2 + OH -

Oxid-hydroxid niklu (NiOOH) na kladné elektrodě může být ve dvou verzích:

• a-Ni(OH)2;
• p-Ni(OH)2.

Tyto formy se liší svou hustotou a hydratací. Pokud je baterie vybitá, pak jsou na kladné elektrodě přítomny obě tyto formy hydroxidu nikelnatého. Když je Ni-Cd baterie nabitá, forma β-Ni(OH) 2 se přemění na β-NiOOH. V tomto případě se krystalová mřížka látky poněkud změní. V konečné fázi nabíjení se tvoří γ-NiOOH. Počet β a γ fází hydroxidu nikelnatého bude záviset na konkrétních podmínkách nabíjení.

Fáze γ se intenzivně tvoří při vysoké rychlosti nabíjení nebo při přebíjení. V důsledku vzniku γ-NiOOH dochází k zásadnímu přeskupení oxidové struktury. Pro srovnání, hustota β fáze je 4,15 a hustota γ fáze je 3,85 g/cm3. Z tohoto důvodu se při dobíjení Ni-Cd baterie mění objem aktivní hmoty kladné elektrody. Elektrochemické vlastnosti β a γ jsou také odlišné. U formy γ-NiOOH prochází náboj méně efektivně a faktor využití proudu je v tomto případě menší než u formy β. Forma γ má také nižší vybíjecí potenciál a samovybíjení dvakrát menší než u β.

Procesy na záporné elektrodě

Na záporné elektrodě nikl-kadmiové baterie probíhají následující reakce:

Při nabíjení

Cd(OH) 2 + 2e − ⇒ Cd + 2OH −

Při vybíjení

Cd + 2OH - ⇒ Cd(OH) 2 + 2e -

Kapacita kadmiové elektrody v nikl-kadmiové baterie přesahuje kapacitu kladné elektrody asi o 20-70 procent. Z tohoto důvodu se má za to, že potenciál záporné elektrody během nabíjení-vybíjení zůstává nezměněn.

Vlastnosti nikl-kadmiových baterií (Ni-Cd)

Jmenovité napětí nikl-kadmiových uzavřených baterií je 1,2 V. Nabití proudem 1/10 kapacity proběhne za 16 hodin. Kapacita Ni-Cd baterie se měří vybíjením proudem 2/10 ze jmenovité kapacity na napětí jeden volt.

Na obrázku níže můžete vidět vybíjecí charakteristiky nikl-kadmiových baterií na různé režimy vybít.

V níže uvedených grafech vidíte závislost vybíjecí kapacity na zatěžovacím proudu a teplotě.

Samovybíjení nikl-kadmiových baterií závisí především na termodynamické nestabilitě elektrody oxid-hydroxid niklu. Vliv svodového proudu mezi elektrodami na samovybíjení je malý. Postupně se ale zvyšuje s výdrží baterie. Odvod tepla u Ni-Cd baterií do značné míry závisí na stupni nabití. Poté, co baterie získá 70 procent kapacity, je aktivován proces uvolňování kyslíku. V důsledku ionizace kyslíku na záporných elektrodách se baterie zahřívá. Na konci nabíjení se teplota v Ni-Cd baterii zvýší o 10-15 stupňů Celsia. Pokud se nabíjení provádí ve zrychleném režimu, může být zvýšení teploty o 40-45 stupňů Celsia.

Po odpojení od náboje se potenciál kladné (oxid niklu) elektrody snižuje a náboj hloubkové a povrchové vrstvy se postupně vyrovnává. Po chvíli se intenzita samovybíjení snižuje. U různých řad Ni-Cd baterií se samovybíjení a stabilizace zbytkové kapacity mohou výrazně lišit. Samovybíjení vede kromě snížení kapacity také ke snížení napětí o 0,03-0,05 voltu. Tento jev se vysvětluje postupným vyrovnáváním náboje v hloubce a na povrchu elektrody. Kromě toho má vliv částečná pasivace aktivní hmoty.

Skladování nikl-kadmiových baterií (stejně jako olověných baterií) při nízké teplotě snižuje samovybíjení. Při 20 stupních Celsia je samovybíjení dvojnásobné než při 0.

Následující obrázek ukazuje graf ztráty kapacity pro NiCd baterie při různých teplotách.

Chcete-li kompenzovat samovybíjení během skladování baterie, můžete ji nabít nízkým proudem. Typicky je hodnota nabíjecího proudu 0,03-0,05 kapacity. Konkrétní hodnotu ale sjednává výrobce baterie. Schopnost vydržet dlouhé nabíjení je u nikl-kadmiových baterií různých provedení odlišná. Pro dobíjení jsou nejméně vhodné diskové alkalické nikl-kadmiové baterie, které mají lamelové elektrody velké tloušťky. Existují však i takové konstrukce, které jsou schopny bez následků vydržet nabíjení několik měsíců.

Pokud jde o energetické charakteristiky Ni-Cd baterií, liší se také v závislosti na typech baterií.

Diskové nikl-kadmiové baterie se 2 elektrodami mají specifické energetické charakteristiky 15-18 Wh na kilogram a 35-45 Wh na litr. Stejná odrůda, ale se 4 elektrodami, má dvojnásobné specifické energetické vlastnosti. U cylindrických Ni-Cd baterií jsou tyto hodnoty 45 Wh na kilogram a 130 Wh na litr.

Co ovlivňuje vybíjení Ni-Cd baterií?

Charakteristiky výboje konkrétní modely závisí na následujících vlastnostech:

• tloušťka, struktura, vnitřní odpor elektrod;
• montážní hustota skupin elektrod;
• charakteristiky separátoru (tloušťka a struktura);
• objem elektrolytu;
• specifické konstrukční vlastnosti baterie.

Diskové Ni-Cd baterie se silnými lisovanými elektrodami se používají v podmínkách dlouhého vybíjení. V tomto případě dochází k postupnému poklesu kapacity a napětí na 1,1 voltu. Při vybití na 1 volt zůstává kapacita asi 5-10 procent nominální hodnoty. Takové dobíjecí baterie vykazují výrazné snížení vybíjecího napětí a ztráty kapacity Ni-Cd baterií se zvýšením vybíjecího proudu na hodnotu 0,2*C. To je vysvětleno skutečností, že aktivní hmota nemá schopnost rovnoměrně se vybíjet v různých hloubkách elektrod.

U baterií pracujících v režimu vybíjení střední intenzity se elektrody ztenčují a jejich počet se zvyšuje na 4. Výsledkem je zvýšení vybíjecího proudu na 0,6 kapacity.

Existují také takzvané baterie s krátkým vybíjením. Jsou vybaveny keramicko-kovovými elektrodami s nízkým vnitřním odporem. Tyto modely mají nejvyšší energetický výkon mezi ostatními typy nikl-kadmiových baterií. Jejich napětí při vybíjení se udržuje nad 1,2 voltu, dokud nevyčerpají 90 procent kapacity baterie. Tyto baterie lze použít při vybíjení vysokými proudy (3÷5C).

Za zmínku stojí také válcové baterie s válcovanými elektrodami. Tyto moderní baterie lze vybíjet po dlouhou dobu proudem 7-10C. Na výše uvedených grafech vybíjení je vidět, že teplota OC má významný vliv na vlastnosti nikl-kadmiových baterií. Baterie má nejvyšší kapacitu při 20 stupních Celsia. S rostoucí teplotou se prakticky nemění. Když ale klesne na 0 stupňů, kapacita klesá tím rychleji, čím větší je hodnota vybíjecího proudu. Tento pokles kapacity je spojen s poklesem vybíjecího napětí, které je způsobeno zvýšením polarizace a ohmického odporu. Odpor se zvyšuje díky malému objemu elektrolytu.

Takže složení alkálie (elektrolytu) a její koncentrace výrazně ovlivňují vlastnosti baterie. Na tom závisí teplota tvorby solí, krystalických hydrátů, ledu a dalších prvků.

Pokud je elektrolyt zmrzlý, pak je výboj obecně vyloučen. Nižší hodnota Provozní teplota Ni-Cd baterie je ve většině případů minus 20 stupňů Celsia. U některých typů baterií je upraveno složení elektrolytu a spodní hranice teplotního rozsahu je prodloužena až na minus 40 stupňů Celsia.

Co ovlivňuje nabíjení Ni-Cd baterií?

Při nabíjení uzavřené nikl-kadmiové baterie je důležité omezit přebíjení. Při dobíjení se tlak uvnitř baterie zvyšuje v důsledku uvolňování kyslíku. Takže účinnost použití proudu klesá, když se blížíte ke 100. nabití.

Na obrázku níže můžete vidět grafy charakterizující závislost kapacity při vybíjení válcové baterie.

Nabíjení Ni-Cd baterií je povoleno teplotní rozsah 0-40 stupňů Celsia. Doporučený interval je 10-30 stupňů. Spotřeba kyslíku na kadmiové elektrodě se s poklesem teploty zpomaluje, což má za následek zvýšení tlaku. Pokud je teplota vyšší, než je doporučeno, pak potenciál stoupá a na kladné oxidoniklové elektrodě se začne velmi brzy uvolňovat kyslík. Při stejné teplotě se kyslík uvolňuje tím aktivněji, čím větší je nabíjecí proud. Rychlost příjmu kyslíku přitom zůstává téměř nezměněna. U této hodnoty tato hodnota závisí na konstrukci baterie, respektive na transportu kyslíku od kladné k záporné kadmiové elektrodě. To je ovlivněno hustotou rozložení, tloušťkou, strukturou elektrod a také materiálem separátoru a objemem elektrolytu.

Čím menší tloušťka elektrod a čím vyšší hustota jejich uspořádání, tím efektivnější bude proces nabíjení. V tomto ohledu jsou nejúčinnější válcové baterie s válcovanými elektrodami. U nich se účinnost nabíjení téměř nemění, když se proud změní z 0,1 na 1C. Výrobci nazývají standardní režim nabíjení, v důsledku čehož je baterie s napětím 1 volt plně nabita za 16 hodin proudem 0,1 kapacity. Některé modely vyžadují při nabíjení v tomto režimu 14 hodin. Konkrétní ukazatele již závisí na Designové vlastnosti a objem aktivní hmoty.

Vše výše uvedené platí pro galvanostatický náboj. Jedná se o nabíjení při konstantní hodnotě proudu. Nabíjení však může být také provedeno s plynulým nebo postupným snižováním intenzity proudu v konečné fázi nabíjení. Pak v počáteční fázi může být proud nastaven mnohem vyšší standardní hodnota 0,1 kapacity. Často je opravdu potřeba zvýšit rychlost nabíjení. Problém je vyřešen použitím baterií, jejichž vlastnosti umožňují efektivně přijímat vysokohustotní náboj. Proud je udržován konstantní po celou dobu nabíjení. Zlepšují se také řídicí systémy, které neumožňují přebíjení baterie.

Válcové nikl-kadmiové baterie se obvykle nabíjejí v následujících režimech:

• 6─7 hodin proud 0,2 kapacity;
• 3─4 hodiny s proudem 0,3 kapacity.

Při akceleraci se nedoporučuje povolit dobití více než 120-140 procent. Pak bude kapacita poskytnuta ne menší než nominální hodnota. Ni-Cd akumulátory pro práci ve zrychlených režimech se nabíjejí ještě rychleji (cca jedna hodina). Ve druhém případě je však zapotřebí regulace napětí a teploty. V opačném případě může kvůli rychlému nárůstu tlaku začít proces degradace baterie.

Po dokončení nabíjení v utěsněná baterie kyslík se stále uvolňuje v důsledku oxidace hydroxidových iontů na kladné elektrodě. V důsledku procesu samovybíjení se potenciál snižuje a proces vývoje kyslíku se postupně snižuje a rovná se jeho absorpci na kadmiové elektrodě. Poté tlak klesá. O tom je podrobně rozebráno na uvedeném odkazu.

Díky zdokonalení výroby se Ni-Cd baterie nyní používají ve většině přenosných zařízení elektronická zařízení. Přijatelné náklady a vysoký výkon učinil prezentovaný typ baterií populární. Taková zařízení se dnes hojně používají v nářadí, fotoaparátech, přehrávačích atd. Aby baterie dlouho vydržela, je třeba vědět, jak nabíjet Ni-Cd baterie. Dodržováním pravidel pro provoz takových zařízení můžete výrazně prodloužit jejich životnost.

Hlavní charakteristiky

Abyste pochopili, jak nabíjet Ni-Cd baterie, musíte se seznámit s funkcemi takových zařízení. Vynalezl je W. Jungner již v roce 1899. Jejich výroba však byla tehdy příliš nákladná. Technologie se zlepšila. Dnes jsou v prodeji snadno použitelné a relativně levné baterie nikl-kadmiového typu.

Prezentovaná zařízení vyžadují rychlé nabíjení a pomalé vybíjení. Navíc je nutné provést úplné vyprázdnění kapacity baterie. Probíhá nabíjení impulsní proudy. Tyto parametry by měly být dodrženy po celou dobu životnosti zařízení. Se znalostí Ni-Cd můžete prodloužit jeho životnost o několik let. Přitom jsou takové baterie provozovány i ve většině obtížné podmínky. Charakteristickým rysem prezentovaných baterií je "paměťový efekt". Pokud baterii pravidelně zcela nevybíjíte, na deskách jejích článků se vytvoří velké krystaly. Snižují kapacitu baterie.

Výhody

Abyste pochopili, jak správně nabíjet Ni-Cd baterie šroubováku, fotoaparátu, fotoaparátu a dalších přenosných zařízení, musíte se seznámit s technologií tohoto procesu. Je to jednoduché a nevyžaduje speciální znalosti a dovednosti od uživatele. I po delší době skladování lze baterii rychle znovu nabít. To je jedna z výhod prezentovaných zařízení, díky nimž jsou žádané.

Nikl-kadmiové baterie mají velké množství cykly nabíjení a vybíjení. V závislosti na výrobci a provozních podmínkách může toto číslo dosáhnout více než 1 tisíc cyklů. Výhodou Ni-Cd baterie je její výdrž a schopnost pracovat ve stresových podmínkách. I při provozu v mrazu bude zařízení správně fungovat. Jeho kapacita se v takových podmínkách nemění. Při jakémkoli stavu nabití lze baterii skladovat po dlouhou dobu. Jeho velkou výhodou je nízká cena.

Nedostatky

Jednou z nevýhod prezentovaných zařízení je skutečnost, že uživatel se musí nutně naučit, jak správně nabíjet Ni-Cd baterie. Prezentované baterie, jak je uvedeno výše, mají „paměťový efekt“. Proto musí uživatel pravidelně provádět preventivní opatření k jeho odstranění.

Energetická hustota prezentovaných baterií bude poněkud nižší než u jiných typů autonomních zdrojů energie. Kromě toho se při výrobě těchto zařízení používají toxické materiály, které nejsou bezpečné pro životní prostředí a lidské zdraví. Likvidace takových látek vyžaduje dodatečné náklady. Proto je použití takových baterií v některých zemích omezeno.

Ni-Cd baterie vyžadují po dlouhé době skladování nabíjecí cyklus. To je způsobeno vysokou mírou samovybíjení. To je také konstrukční vada. Nicméně vědět jak správně nabíjet Ni-Cd baterie, pokud jsou správně používány, mohou poskytnout vašemu zařízení autonomní zdroj energie po mnoho let.

Odrůdy nabíječek

Pro správné nabití nikl-kadmiové baterie je třeba použít speciální zařízení. Nejčastěji je dodáván s baterií. Pokud z nějakého důvodu není k dispozici nabíječka, můžete si ji zakoupit samostatně. Dnes jsou v prodeji automatické a reverzní impulsní odrůdy. Pomocí prvního typu zařízení uživatel nemusí vědět jaké napětí nabíjet Ni-Cd baterie. Proces se provádí v automatický režim. Současně můžete nabíjet nebo vybíjet až 4 baterie současně.

Pomocí speciálního spínače se zařízení nastaví do režimu vybíjení. V tomto případě bude svítit barevný indikátor žlutá. Po dokončení tohoto postupu se zařízení automaticky přepne do režimu nabíjení. Rozsvítí se červený indikátor. Jakmile baterie dosáhne požadované kapacity, zařízení přestane do baterie dodávat proud. V tomto případě se indikátor rozsvítí zeleně. Reverzibilní patří do skupiny profesionální vybavení. Jsou schopny provést několik cyklů nabíjení a vybíjení s různou dobou trvání.

Speciální a univerzální nabíječky

Mnoho uživatelů se zajímá o otázku jak nabíjet baterii šroubováku typ Ni-Cd. V tomto případě nebude fungovat běžné zařízení určené pro prstové baterie. Ke šroubováku je nejčastěji dodávána speciální nabíječka. Mělo by se používat při servisu baterie. Pokud není k dispozici nabíječka, měli byste si zakoupit zařízení pro baterie uvedeného typu. V tomto případě bude možné nabíjet pouze baterii šroubováku. Pokud jsou v provozu různé typy baterií, vyplatí se zakoupit univerzální zařízení. Umožní obsluhu autonomních zdrojů energie pro téměř všechna zařízení (fotoaparáty, šroubováky a dokonce i baterie). Dokáže například nabíjet Ni-Cd baterie iMAX B6. Jedná se o jednoduché a užitečné zařízení v domácnosti.

Vybíjení lisované baterie

Speciální provedení se vyznačuje extrudovaným Ni- a výboj prezentovaných zařízení závisí na jejich vnitřním odporu. Tento ukazatel je ovlivněn některými Designové vlastnosti. Pro dlouhá práce Zařízení používá baterie diskového typu. Mají ploché elektrody dostatečné tloušťky. Při vybíjení jejich napětí pomalu klesá na 1,1 V. To lze zkontrolovat vynesením křivky.

Pokud se baterie bude nadále vybíjet na 1 V, její vybíjecí kapacita bude 5-10 % původní hodnoty. Pokud se proud zvýší na 0,2 C, napětí se výrazně sníží. To platí i pro kapacitu baterie. To je způsobeno nemožností vybíjet hmotu rovnoměrně po celém povrchu elektrody. Proto se dnes jejich tloušťka snižuje. Zároveň jsou v provedení diskové baterie 4 elektrody. V tomto případě je lze vybíjet proudem 0,6 C.

Válcové baterie

Dnes jsou široce používány baterie s cermetovými elektrodami. Mají nízký odpor a poskytují vysoký energetický výkon zařízení. Nabité napětí Ni-Cd baterie tohoto typu je udržována na 1,2 V, dokud nedojde ke ztrátě 90 % specifikované kapacity. Při následném vybíjení z 1,1 až 1 V se z něj ztratí asi 3 %. Prezentovaný typ baterií lze vybíjet proudem 3-5 C.

Válcové elektrody jsou instalovány v válcové akumulátory. Mohou být vybity s více než vysoké sazby, která je na úrovni 7-10 C. Ukazatel kapacity bude maximální při teplotě +20 ºС. Jak se zvyšuje, tato hodnota se nevýznamně mění. Klesne-li teplota na 0 ºС a méně, klesá vybíjecí kapacita přímo úměrně se zvyšováním vybíjecího proudu. Jak nabíjet Ni- CD baterie, odrůdy které jsou v prodeji, je nutné podrobně zvážit.

Obecná pravidla účtování

Při nabíjení nikl-kadmiové baterie je nesmírně důležité omezit nadměrný proud přiváděný do elektrod. To je nutné kvůli nahromadění uvnitř zařízení během tohoto procesu tlaku. Při nabíjení se uvolňuje kyslík. To má vliv na aktuální faktor využití, který se bude snižovat. Existují určité požadavky, které vysvětlují, jak nabíjet Ni- CD baterie. Parametry Výrobci tento proces berou v úvahu zvláštní vybavení. Nabíječky při své práci hlásí baterii 160 % hodnoty jmenovité kapacity. Teplotní rozsah během celého procesu musí zůstat v rozsahu od 0 do +40 ºС.

Standardní režim nabíjení

Výrobci musí v pokynech uvést, kolik účtovat Ni-Cd-baterie a jaký proud by měl být proveden. Nejčastěji je režim provádění tohoto procesu standardní pro většinu typů baterií. Pokud má baterie napětí 1 V, měla by být nabita během 14-16 hodin. V tomto případě by měl být proud 0,1 C.

V některých případech se mohou charakteristiky procesu mírně lišit. To je ovlivněno konstrukčními vlastnostmi zařízení a také zvýšeným pokládáním aktivní hmoty. To je nezbytné pro zvýšení kapacity baterie.

Uživatele to také může zajímat jak nabíjet baterii Ni-Cd. V tomto případě jsou dvě možnosti. V prvním případě bude proud během celého procesu konstantní. Druhá možnost umožňuje nabíjet baterii po dlouhou dobu bez rizika jejího poškození. Schéma zahrnuje použití postupného nebo hladkého poklesu proudu. V první fázi výrazně překročí 0,1 C.

Rychlé nabíjení

Existují další způsoby, které přijímají Ni- CD baterie. Jak nabíjet baterie tohoto typu v rychlém režimu? Je zde celý systém. Výrobci zvyšují rychlost tohoto procesu vydáním speciálních zařízení. Mohou být nabíjeny vysokými aktuálními sazbami. V tomto případě má zařízení speciální řídicí systém. Zabraňuje silnému přebití baterie. Takový systém může mít buď samotná baterie, nebo její nabíječka.

Válcové odrůdy zařízení jsou nabíjeny proudem konstantního typu, jehož hodnota je 0,2 C. Proces bude trvat pouze 6-7 hodin. V některých případech je dovoleno nabíjet baterii proudem 0,3 C po dobu 3-4 hodin. V tomto případě je nezbytná kontrola procesu. Při zrychleném postupu by rychlost nabíjení neměla být vyšší než 120-140 % kapacity. Existují dokonce baterie, které lze plně nabít za pouhou 1 hodinu.

Zastavte nabíjení

Když se učíte nabíjet Ni-Cd baterie, musíte zvážit dokončení procesu. Poté, co proud přestane protékat elektrodami, tlak uvnitř baterie stále stoupá. K tomuto procesu dochází v důsledku oxidace hydroxidových iontů na elektrodách.

Po určitou dobu existuje postupná rovnice rychlosti vývoje a absorpce kyslíku na obou elektrodách. To vede k postupnému snižování tlaku uvnitř akumulátoru. Pokud bylo dobíjení značné, bude tento proces pomalejší.

Nastavení režimu

Na správně nabíjet Ni-Cd baterie, musíte znát pravidla pro nastavení zařízení (pokud je výrobce poskytuje). Jmenovitá kapacita baterie musí mít nabíjecí proud do 2 C. Musíte zvolit typ pulsu. Může to být Normal, Re-Flex nebo Flex. Práh citlivosti (pokles tlaku) by měl být 7-10 mV. Říká se mu také Delta Peak. Je lepší ji nastavit na minimální úroveň. Proud čerpadla musí být nastaven v rozmezí 50-100 mAh. Abyste mohli plně využít výkon baterie, musíte ji nabít vysoký proud. Pokud je vyžadován její maximální výkon, baterie se nabíjí malým proudem in normální mód. Po zvážení způsobu nabíjení Ni-Cd baterií bude každý uživatel schopen provést tento proces správně.