Прибор для восстановления аккумуляторов ni mh. Как нужно проводить восстановление Ni─MH аккумулятора и почему это важно? Что такое никель-металлгидридный аккумулятор

2013-01-19T03:16:10+03:00

Для нормальной работы любого аккумулятора нужно всегда помнить «Правило «Трёх П» :

1. Не перегревать!
2. Не перезаряжать!
3. Не переразряжать!

Для вычисления времени зарядки никель-металл-гидридного аккумулятора или батареи из нескольких элементов можно использовать следующую формулу:

Время зарядки (ч) = Емкость аккумулятора (мАч) / Сила тока зарядного устройства (мА)

Пример:
Мы имеем аккумулятор с ёмкостью 2000mAh. Ток заряда в нашем зарядном устройстве — 500mA. Делим ёмкость аккумулятора на ток заряда и получаем 2000/500=4. Это означает, что при токе в 500 миллиампер наш аккумулятор с ёмкостью 2000 миллиамперчасов будет заряжаться до полной ёмкости 4 часа!

А теперь более подробно про правила, которые нужно стараться соблюдать, для нормальной работы никель-металл-гидридного (Ni-MH) аккумулятора:

1. Храните Ni-MH аккумуляторы с небольшим количеством заряда (30 — 50% от его номинальной ёмкости).
2. Никель-металлогидридные аккумуляторы более чувствительны к нагреву, чем никель-кадмиевые (Ni-Cd), поэтому не перегружайте их. Перегрузка может отрицательно сказаться на токоотдаче аккумулятора (способности аккумулятора держать и выдавать накопленный заряд). Если у вас есть интелектуальное зарядное устройство с технологией «Delta Peak » (прерывание заряда аккумулятора по достижению пика напряжения), то вы можете заряжать аккумуляторы практически без риска перезарядки и разрушения оных.
3. Ni-MH (никель-металл-гидридные) аккумуляторы после покупки можно (но не обязательно!) подвергать «тренировке». 4-6 циклов заряда/разряда для аккумуляторов в качественном зарядном устройстве позволяет достичь придела ёмкости, которая была растеряна в процессе перевозки и хранения аккумуляторов в сомнительных условиях после выхода с конвейера завода-производителя. Количество подобных циклов может быть совершенно разным для аккумуляторов от разных производителей. Качественные аккумуляторы достигают предела ёмкости уже после 1-2 циклов, а аккумуляторы сомнительного качества с искусственно завышенной ёмкостью не могут достигнуть своего предела и после 50-100 циклов заряда/разряда.
4. После разряда или заряда старайтесь дать остыть аккумулятору до комнатной температуры (~20 o C). Заряд аккумуляторов при температурах ниже 5 o C или выше 50 o C может значительно отразиться на сроке службы батареи.
5. Если хотите разрядить Ni-MH аккумулятор, то не разряжайте его менее, чем до 0.9В для каждого элемента. Когда напряжение никелевых аккумуляторов падает ниже 0.9В на элемент, большинство зарядных устройств, обладающих «минимальным интеллектом», не могут активировать режим заряда. Если Ваше зарядное устройство не может опознать глубоко разряженный элемент (разряженный менее 0.9В), то стоит прибегнуть к помощи более «тупого» зарядника или подключить аккумулятор на короткое время к источнику питания с током 100-150мА до достижения напряжения на аккумуляторе 0.9В.
6. Если вы постоянно используете одну и ту же сборку из аккумуляторов в электронном устройстве в режиме дозаряда, то иногда стоит разряжать каждый аккумулятор из сборки до напряжения 0,9В и производить его полный заряд во внешнем зарядном устройстве. Подобную процедуру полного циклирования стоит производить один раз на 5-10 циклов дозаряда аккумуляторов.

Таблица заряда типовых Ni-MH аккумуляторов

Емкость элементов	Типоразмер	Стандартный режим зарядки	Пиковый ток заряда	Максимальный ток разряда
2000 мА/ч	AA	200 мА ~ 10 часов	2000 мА	10.0А
2100 мА/ч	AA	200 мА ~ 10-11 часов	2000 мА	15.0А
2500 мА/ч	AA	250 мА ~ 10-11 часов	2500 мА	20.0А
2750 мА/ч	AA	250 мА ~ 10-12 часов	2000 мА	10.0А
800 мА/ч	AAA	100 мА ~ 8-9 часов	800 мА	5.0 A
1000 мА/ч	AAA	100 мА ~ 10-12 часов	1000 мА	5.0 A
160 мА/ч	1/3 AAA	16 мА ~ 14-16 часов	160 мА	480 мА
400 мА/ч	2/3 AAA	50 мА ~ 7-8 часов	400 мА	1200 мА
250 мА/ч	1/3 AA	25 мА ~ 14-16 часов	250 мА	750 мА
700 мА/ч	2/3 AA	100 мА ~ 7-8 часов	500 мА	1.0 A
850 мА/ч	FLAT	100 мА ~ 10-11 часов	500 мА	3.0 A
1100 мА/ч	2/3 A	100 мА ~ 12-13 часов	500 мА	3.0 A
1200 мА/ч	2/3 A	100 мА ~ 13-14 часов	500 мА	3.0 A
1300 мА/ч	2/3 A	100 мА ~ 13-14 часов	500 мА	3.0 A
1500 мА/ч	2/3 A	100 мА ~ 16-17 часов	1.0 A	30.0 A
2150 мА/ч	4/5 A	150 мА ~ 14-16 часов	1.5 A	10.0 A
2700 мА/ч	A	100 мА ~ 26-27 часов	1.5 A	10.0 A
4200 мА/ч	Sub C	420 мА ~ 11-13 часов	3.0 A	35.0 A
4500 мА/ч	Sub C	450 мА ~ 11-13 часов	3.0 A	35.0 A
4000 мА/ч	4/3 A	500 мА ~ 9-10 часов	2.0 A	10.0 A
5000 мА/ч	C	500 мА ~ 11-12 часов	3.0 A	20.0 A
10000 мА/ч	D	600 мА ~ 14-16 часов	3.0 A	20.0 A

Данные в таблице актуальны для полностью разряженных аккумуляторов

Ni-MH аккумуляторы (никель-металлогидридные) входят в группу щелочных. Представляют собой источники тока химического типа, где в качестве катода выступает оксид никеля, анода - водородный металлгидридный электрод. Щелочь является электролитом. Они похожи на никель-водородные аккумуляторы, но превосходят их по энергоемкости.

Производство Ni-MH аккумуляторов началось в середине двадцатого века. Разрабатывались они с учетом недостатков устаревших никель-кадмиевых батарей. В NiNH могут использоваться разные комбинации металлов. Для их производства были разработаны специальные сплавы и металл, работающие при комнатной температуре и низком водородном давлении.

Промышленное производство началось в восьмидесятых годах. Изготавливаются и совершенствуются сплавы и металл для Ni-MH и сегодня. Современные устройства подобного типа могут обеспечивать до 2 тысяч циклов заряд-разряд. Подобный результат достижим по причине применения никелевых сплавов с редкоземельными металлами.

Как используются эти устройства

Никель-металлогидридные аппараты широко используются для питания разного вида электроники, которая функционирует в автономном режиме. Обычно они делаются в виде ААА либо АА батарей. Имеются и другие исполнения. Например, промышленные батареи. Сфера использования Ni-MH аккумуляторов немного шире, чем у никель-кадмиевых, потому что в их составе нет токсичных материалов.

В данный момент реализуемые на отечественном рынке никель-металлогидридные батареи по емкости делятся на 2 группы - 1500-3000 мАч и 300-1000 мАч:

1. Первая применяется в устройствах, имеющих повышенное энергопотребление за короткое время. Это всевозможные плееры, модели с радиоуправлением, фотоаппараты, видеокамеры. В общем, приборы, быстро расходующие энергию.
2. Вторая используется при расходе энергии, который начинается после определенного интервала времени. Это игрушки, фонари, рации. На аккумуляторе работают приборы, умеренно употребляющие электроэнергию, находящиеся в автономном режиме продолжительное время.

Зарядка Ni-MH устройств

Зарядка бывает капельной и быстрой. Изготовители не рекомендуют первую, потому что при ней появляются сложности с точным определением прекращения подачи тока на устройство. По этой причине может возникнуть мощный перезаряд, что приведет к деградации аккумулятора. при помощи быстрого варианта. Коэффициент полезного действия тут несколько выше, чем у капельного вида зарядки. Ток выставляется - 0,5-1 С.

Как заряжается гидридный аккумулятор:

• определяется наличие батареи;
• квалификация устройства;
• предварительная зарядка;
• быстрая зарядка;
• дозарядка;
• поддерживающая зарядка.

При быстрой зарядке нужно иметь хорошее ЗУ. Оно должно контролировать окончание процесса по разным, независимым друг от друга критериям. К примеру, у Ni-Cd аппаратов достаточно контроля по дельте напряжения. А у NiMH нужно, чтобы аккумулятор следил за температурой и дельтой как минимум.

Для правильной работы Ni-MH следует помнить «Правило трех П»: «Не перегревать», «Не перезаряжать», «Не переразряжать».

Чтобы предупредить перезарядку батарей, используются такие методы контролирования:

1. Прекращение заряда по скорости изменения температуры . При использовании данной методики во время зарядки температура батареи находится под постоянным контролем. Когда показатели поднимаются быстрее, чем нужно, зарядка прекращается.
2. Метод прекращения заряда по максимальному его времени .
3. Прекращение заряда по абсолютной температуре . Тут температура аккумуляторной батареи контролируется в процессе заряда. При достижении максимального значения быстрый заряд прекращается.
4. Метод прекращения по отрицательной дельте напряжения . Перед завершением зарядки батареи при осуществлении кислородного цикла повышается температура NiMH устройства, что приводит к понижению напряжения.
5. Максимальное напряжение . Метод используется для отключения заряда устройств с повышенным внутренним сопротивлением. Последнее появляется в конце срока службы батареи по причине недостатка электролита.
6. Максимальное давление . Метод применяется для призматических аккумуляторов большой емкости. Уровень разрешенного давления в таком устройстве зависит от его размера и конструкции и находится в интервале 0,05-0,8 МПа.

Для уточнения времени зарядки Ni-MH аккумулятора с учетом всех характеристик можно применить формулу: время зарядки (ч) = емкость (мАч) / сила тока зарядного устройства (мА). Например, имеется аккумулятор с емкостью 2000 миллиамперчасов. Ток заряда в ЗУ - 500 мА. Емкость делится на ток и получается 4. То есть батарея будет заряжаться 4 часа.

Обязательные правила, которых нужно придерживаться для правильного функционирования никель-металлогидридного устройства:

1. Эти аккумуляторы гораздо чувствительнее к нагреву, нежели никель-кадмиевые, перегружать их нельзя . Перегрузка отрицательно скажется на токоотдаче (способности держать и выдавать накопленный заряд).
2. Металлогидридные аккумуляторы после приобретения можно «потренировать» . Сделать 3-5 циклов зарядки/разрядки, что позволит достигнуть придела емкости, потерянной при перевозке и хранении устройства после выхода с конвейера.
3. Хранить нужно аккумуляторы с небольшим количеством заряда , примерно 20-40% от номинальной емкости.
4. После разрядки либо зарядки следует дать устройству остыть .
5. Если в электронном устройстве используется одинаковая сборка аккумуляторов в режиме дозаряда , то время от времени нужно разряжать каждый из них до напряжения 0,98, а потом полностью заряжать. Эту процедуру циклирования рекомендуется выполнять один раз на 7-8 циклов дозарядки аккумуляторов.
6. Если нужно разрядить NiMH, то следует придерживаться минимального показателя 0,98 . Если напряжение упадет ниже 0,98, то он может перестать заряжаться.

Восстановление Ni-MH аккумуляторов

Из-за «эффекта памяти» данные устройства иногда теряют некоторые характеристики и большую часть емкости. Это происходит при многократных циклах неполной разрядки и последующей зарядке. В результате такой работы устройство «запоминает» меньшую границу разрядки, по этой причине понижается его емкость.

Чтобы избавиться от данной проблемы, нужно постоянно выполнять тренировку и восстановление. Лампочкой либо зарядным устройством разряжается до 0,801 вольта, далее батарея полностью заряжается. Если долгое время аккумулятор не проходил процесс восстановления, то желательно произвести 2-3 подобных цикла. Тренировать его желательно раз в 20-30 дней.

Изготовители аккумуляторов Ni-MH утверждают, что «эффект памяти» отнимает примерно 5% емкости. Восстановить ее можно с помощью тренировок. Важным моментом при восстановлении Ni-MH является наличие у ЗУ функции разрядки с контролем минимального напряжения. Что нужно для недопущения сильного разряда устройства при восстановлении. Это незаменимо, когда неизвестна начальная степень заряда, и предположить ориентировочное время разряда невозможно.

Если неизвестна степень заряженности батареи, разряжать ее следует под полным контролем напряжения, иначе подобное восстановление приведет к глубокой разрядке. При восстановлении целой батареи сначала рекомендуется провести полную зарядку, чтобы выровнять степень заряда.

Если аккумулятор отработал несколько лет, то восстановление зарядом и разрядом может быть бесполезным. Полезно оно для профилактики в процессе работы устройства. При эксплуатации NiMH вместе с появлением «эффекта памяти» происходит изменения объема и состава электролита. Стоит помнить, что разумнее восстанавливать элементы аккумулятора по отдельности, чем всю батарею целиком. Срок годности аккумуляторов - от одного года до пяти (зависит от конкретной модели).

Достоинства и недостатки

Значительное повышение энергетических параметров никель-металлогидридных аккумуляторов не является единственным их достоинством перед кадмиевыми. Отказавшись от использования кадмия, производители начали использовать более экологически чистый металл. Гораздо легче решаются вопросы с .

Благодаря этим достоинствам и тому, что в изготовлении используется металл - никель, производство Ni-MH устройств резко выросло, если сравнивать с никель-кадмиевыми аккумуляторами. Удобны они и тем, что для уменьшения разрядного напряжения при длительных перезарядках проводить полную разрядку (до 1 вольта) надо раз в 20-30 дней.

Немного о недостатках:

1. Изготовители ограничили Ni-MH батареи десятью элементами , потому что с увеличением циклов заряд-разряд и срока службы появляется опасность перегрева и переполюсовки.
2. Эти аккумуляторы работают в более узком температурном диапазоне, нежели никель-кадмиевые . Уже при -10 и +40°С они теряют свою работоспособность.
3. При зарядке Ni-MH аккумулятора выделяют много тепла , поэтому нуждаются в предохранителях либо температурных реле.
4. Повышенный самозаряд , наличие которого обусловлено реакцией оксидно-никелевого электрода с водородом из электролита.

Деградация Ni-MH батарей определяется понижением сорбирующей способности отрицательного электрода при циклировании. В цикле разрядки-зарядки происходит изменение объема кристаллической решетки, что способствует образованию ржавчины, трещин во время реакции с электролитом. Появление коррозии происходит при поглощении батареей водорода и кислорода. Это приводит к уменьшению количества электролита и повышению внутреннего сопротивления.

Нужно учитывать, что характеристики батарей зависят от технологии обработки сплава отрицательного электрода, его структуры и состава. Металл для сплавов тоже имеет значение. Все это заставляет производителей очень внимательно выбирать поставщиков сплавов, а потребителей - завод-изготовитель.

Так случилось, что после двух лет активного увлечения фотографией я немного подзабил на всё это дело. И, вот, спустя год, недельки 3 назад, меня «пробило» на фото. Достал фотоаппарат, аккумуляторы, побежал на радостях фотографировать. Сделал 2 фотки, получил сообщение: «Замените аккумуляторы» . «С кем не бывает, захватил случайно разряженный комплект» , подумал я. Поставил другой комплект - одна-две фотки и фотоаппарат просит новые батарейки. Так со всеми моими четырьмя парами аккумуляторов. Не въехав в ситуацию, пошел, воткнул их в зарядку, пока читал на ночь хабр, заметил, что от момента установки на зарядку не прошло и пяти минут, а светодиод зарядного устройства уже оповещает о полной зарядке. С этого момента и началась история. Добро пожаловать под кат!

Вместе с фотиком, как я уже сказал, использовались 8 Ni-MH аккумуляторов типа AA емкостью 2850mAh от бренда Ansmann . Заряжал их тем, чем они комплектовались - зарядным устройством (слева).
Не сказал бы, что плохое зарядное устройство, пока не столкнулся с этой проблемой. Погуглив, выяснил, что проблема в том, что мои аккумуляторы очень долго пролежали заряженными, от чего очень сильно потеряли свою ёмкость. Честно сказать, я изрядно расстроился. Еще несколько часов на гугл, и я был перед выбором: купить новые аккумуляторы и не парится, либо потратится на умное зарядное устройство, которое смогло бы восстановить емкость аккумуляторов. Новые аккумуляторы - это, конечно, быстро и без мучений, но с обычной недорогой зарядкой и моей внезапной невнимательностью они могут быстро отправится за уже испорченными. И что потом? Опять деньги на ветер? Стоит заметить, что цена 8 таких аккумуляторов равна цене умного зарядного устройства. Недолго думая, заказал доставку зарядки из интернет-магазина и ушел спать.

TechnoLine BC-700 в руках

можно смело отнести к классу продвинутых, умных зарядных устройств. С его помощью можно производить зарядку аккумуляторов типа АА и ААА (пальчиковые и мини-мальчиковые). Заряжать можно никель-кадмиевые (Ni-Cd) а также никель-металгидридные (Ni-MH) аккумуляторные батареи емкостью до 3000mAh токами в 200, 500 или 700mA. Одним из главных преимуществ является работа с каждым аккумулятором индивидуально (по абсолютно всем параметрам), в то время как простенькие ЗУ могут заряжать только пары аккумуляторов. Еще одной интересной фичей является датчик перегрева, приостанавливающий процесс зарядки до снижения температуры. Устройство имеет 4 режима работы: зарядка, разрядка, восстановление аккумуляторов и их тестирование. Кроме того, во время работы ЗУ можно просмотреть информацию о токе зарядки/разрядки, напряжении каждого элемента питания, затраченном на текущий цикл времени, заряженной емкости аккумулятора.

Комплектация

Поставляется в обычной картонной коробке, внутри:

• само зарядное устройство;
• штекер;
• мануал;
• гарантийный талон

Комплектация, как видите, немного скудная. Лично мне не хватает чехла или сумочки для транспортировки. Само зарядное устройство выглядит очень классно. Пластик шероховатый, достаточно прочный (падение со стола выдержал без повреждений). Клеммы сделаны качественно, очень плотно удерживают аккумуляторы даже после двух недель использования. Габариты TechnoLine BC-700 вполне обычные - 130x75x40 мм. Ножки, к сожалению, выполнены из пластика, скользящего по столу. Блок питания выполнен с весьма необычной мелочью - отсоединяемой вилкой. Сделано это, похоже, для удобства транспортировки.

Как уже говорилось, зарядное устройство работает с каждым аккумулятором отдельно. Для реализации функционала на передней панели мы видим 4 кнопки выбора активного слота, четырёхсекционный ЖК дисплей, кнопка установки тока зарядки (Current), кнопка смены отображаемой информации (ток, напряжение, затраченное время, заряженная емкость) и кнопка смены режима работы. Вот о режимах работы сейчас и поговорим.

Режимы работы

Зарядка

Итак, основной режим работы - зарядка. Режим позволяет зарядить ваш элемент питания токами в 200mA, 500mA или 700mA. При установке аккумуляторной батареи в отсек, автоматически выбирается режим «зарядка» и ток 200mA. На экране 4 секунды отображается текущее напряжение на элементе питания, затем еще 4 секунды мы видим ток зарядки. Если в течение этих 8 секунд не производить дополнительных настоек, то процесс начнётся именно с такими параметрами. Если производить - процесс начнётся через 4 секунды после последнего нажатия кнопки. Кстати говоря, лучше всего производить зарядку малым током. Окончание зарядки определяется по -ΔV. Ниже приведена таблица «Время зарядки аккумуляторов разными токами» из инструкции.

Разрядка

Вторым режимом работы BC-700 является разрядка. Этот режим необходимо использовать, если вы планируете длительное (более 2 недель) хранение аккумуляторов. Разряженные элементы питания хранятся, практически, не теряя емкость. (Об этом я, к сожалению, узнал очень поздно.) Также, режим хорош для вывода свеженьких аккумуляторов на номинальные показатели емкости. В этом режиме аккумуляторы сначала разряжаются до 0.9V, а затем заряжаются до определения -ΔV. Частичным недостатком реализации этого режима в BC-700 можно назвать выполнение зарядки после полной разрядки аккумулятора. Но, с другой стороны, это удобная мелочь для тренировки ваших элементов питания. Чтобы аккумуляторы оставались разряженными нужно отловить момент перехода в режим зарядки и извлечь батарейку. Токи разрядки составляют 50% от тока зарядки. Соответственно, при запуске режима работы «разрядка» нужно учитывать, что, выбрав ток разрядки 350mA, наши аккумуляторы будут заряжены током 700mA, 250mA → 500mA, 100mA → 200mA соответственно. После завершения цикла «разрядка/зарядка» на экран будет выведено сообщение Full.

Восстановление (Это тот режим, который спас мои аккумуляторы. Но о самой процедуре спасения поговорим позже. Пока - сугубо обзор.)

Режим используется для восстановления емкости старых аккумуляторов, которые давно не использовались и держат свой заряд слабо, не так, как должны. Процесс заключается в множестве циклов разрядки/зарядки, которые призваны выжать из старых аккумуляторов всю возможную мощь. Циклы будут повторятся до тех пор, пока ёмкость аккумуляторов не перестанет увеличиваться. Токи зарядки/разрядки соответствуют описанным в пункте «разрядка» и справедливы для режима «восстановление». Сразу оговорюсь, что этот режим восстанавливал мои аккумуляторы 5 суток. Долго, но эффективно.

Тестирование

Режим служит для получения информации о фактической емкости аккумулятора. Происходит сначала полная разрядка, затем зарядка. На этом функция завершается, а мы получаем фактическое значение емкости аккумулятора. Выбор токов аналогичен предыдущим двум пунктам и справедлив в режиме «Тестирование».

Мой опыт

Теперь расскажу вам о своём опыте использования этого девайса. Как говорилось уже в начале топика, имеются 8 убитых аккумуляторов, зарядка и вагон терпения. Почитав мануал, понял, что ставить в режим тестирования особого смысла нет, т.к. емкость своих «усохших» аккумуляторов я увижу и после первого цикла разрядки/зарядки в режиме восстановления. Поставив первые 4 элементов питания (время было где-то час дня), я поехал по делам. Вернулся часам к 7 вечера, побежал глянуть на экран девайса. Происходила уже вторая половина первого цикла - зарядка, а еще через 2 часа я увидел, что начался второй цикл. Тогда я не думал писать этот топик, но фотку сделал просто для себя (поэтому некоторые фотки унылого качества) , чтобы потом оценить эффект этого режима. Как видно на фотографии, емкость всех четырёх аккумуляторов приблизительно равна 200mAh, что ничтожно мало и составляет приблизительно четырнадцатую часть от номинальной емкость батареи. Я был удивлен, насколько сильно скукожились аккумуляторы...

Проходили дни, я поглядывал на экран, созерцая явное восстановление емкости аккумуляторов.

Спустя 5 суток после старта на BC-700 я увидел радостное «Full». Когда на экране отобразилась текущая емкость, я, честно говоря, был удивлен, счастлив и весел одновременно. За 5 суток TechnoLine BC-700 удалось увеличить (или точнее говоря - восстановить) емкость аккумуляторов в 12 раз, а именно с ~200mAh до ~2400mAh. Я считаю, что это - потрясающий результат. Я очень доволен как результатом работы устройства, так и всем устройством в целом. Ни капельки не жалею, что раскошелился на него, т.к. пригодится еще не один десяток раз. Кстати говоря, на тот комплект, который первым прошел через BC-700 на следующий день было сделано ~250 фотографий. Еще через 5 суток был восстановлены еще 4 моих аккумулятора. Зарядка восстановила их емкость тоже приблизительно в 12 раз.

Заключение

Приятный и интересный дизайн
Качественные клеммы, зажимающие аккумулятор
Работа с каждым аккумулятором индивидуально
Защита от перегрева
Съемная вилка на блоке питания (удобно транспортировать)
Определение завершения зарядки по -ΔV
Реально восстанавливает аккумуляторы, которые долго не использовались
Умеренная цена (~$50)
Пластиковые ножки
Отсутствие чехла/сумочки для транспортировки

TechnoLine BC-700 - это отличное зарядное устройство, которое может заряжать ваши аккумуляторы с умом, поддерживать их в рабочем состоянии, восстанавливать уже, казалось бы, совершенно безнадежные элементы питания. Если вы встанете перед таким-же выбором как и я: купить новые аккумуляторы, или это зарядное устройство, то я вам советую остановиться именно на покупке зарядника TechnoLine BC-700, особенно, учитывая то, что стоимость этого зарядного устройства приблизительно равна стоимости 8 аккумуляторов емкостью 2850mAh более-менее известного бренда.

Как-то раз, поставив в фотоаппарат только что заряженные аккумуляторы, каждый напряжением 1.2в и ёмкостью 2500ма/ч, был очень разочарован тем, что после нескольких снимков аппарат сообщил о недостаточном напряжении питания. были приобретены несколько лет назад, эксплуатировались не в жестких условиях и заявленные производителем 1000 циклов заряд- разряд не прошли. Этим и отличаются Ni-Mh, Ni-Cd и другие малогабаритные аккумуляторы от Pb-кислотных, если последние умирают постепенно, то первые вроде бы вчера работали нормально, а сегодня уже не тянут тот девайс в котором стоят. В первую очередь хотелось разобраться в причине происшедшего. Почитав некоторую информацию по эксплуатации и хранению аккумуляторов стало ясно, что они просто потеряли свою емкость, причем значительную. Причиной данного дефекта является не правильная эксплуатация аккумуляторов. В чем это выражается: В-первых, аккумуляторы нельзя хранить в полуразряженном состоянии. Во время хранения они должны быть заряжены. Во-вторых, перед зарядкой они должны быть разряжены до определенного уровня, уровень установлен строго и уйдя ниже него аккумуляторы можно потерять вообще. Данная функция реализована в современных умных зарядных устройствах. Где контроль над элементом осуществляется с помощью микроконтроллера. Вопрос стал над выбором метода восстановления емкости. Так как сами элементы были совсем не старые и не совсем дешевые метод теплового шока, который был описан здесь раньше уважаемым Ака, был слишком варварским для них. От него в силу вышеизложенных причин я отказался. И так было решено использовать метод тренировки аккумуляторов, в чем он заключается. Перед зарядкой разряжаются до 1в на элемент, ток разряда должен быть установлен в пределах 0.4 от емкости аккумулятора.

В данной схеме резистор рассчитывается по формуле R=U/I где, U- напряжение на аккумуляторе, I- ток разряда, который как говорилось выше не должен превышать 0.4С (С - ёмкость аккумулятора). Например, для аккумулятора ёмкостью 2500 мА/ч он должен быть 1000 мА. После разрядки даем отдохнуть аккумуляторам пол часика и приступаем ко второму этапу, для него нам понадобится блок питания с регулировкой выходного напряжения. Вместо R1 подключаем блок питания и устанавливаем ток равный 0.1С.

Через какое то время ток будет меняться, корректируем его вручную. Ждем, когда вольтметр покажет напряжение равное 1.3 от номинала аккумулятора, это где-то 1.4- 1.5в на элемент, после чего оставляем его до того пока ток не упадет до минимума. И так ток упал, начинаем этап номер три. Снимаем аккумуляторы с зарядки и ждем минут 20. В это раз нам нужно , которое обеспечивает постоянный зарядный ток. Я использовал простую схему на LM317, где она работает в режиме генератора тока.

Для тех, кто знаком с этим стабилизатором схема в пояснениях не нуждается. Кому интересно могут найти информацию о ней в Интернете. Ставим аккумуляторы заряжаться постоянным током на 6 часов.

После снимаем их с заряда и даем отдохнуть несколько часов. На этом вроде бы и все, но для восстановления емкости аккумуляторов весь этот цикл надо повторит не менее трех раз. После трех дней плясок с бубном вокруг моих аккумуляторов удалось восстановить их емкость на 80%, чего вполне хватает для работы фотоаппарата. Данный метод подойдет и для восстановления аккумуляторов в сотовом телефоне.

Только там для разрядки и зарядки нужно использовать сам телефон. Так же данную процедуру рекомендуется использовать для любых аккумуляторов и аккумуляторных батарей один раз в пол года во время эксплуатации для профилактики. Удачи Вам в оживлении аккумуляторов. Автор статьи: Асадуллаев Рафаэль. На форуме - Bor.

Обсудить статью ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЁМКОСТИ АККУМУЛЯТОРОВ

Сфера применения электрических аккумуляторов довольно-таки широка. Небольшими батареями комплектуются привычные для всех бытовые приборы, АКБ слегка больших размеров оснащаются автомобили, ну а уж очень крупные и ёмкостные аккумуляторы монтируют в нагруженные работой промышленные станции. Казалось бы, что помимо пользовательского назначения у разных видов АКБ может быть общего? Однако на самом деле сходств у подобных батарей более чем достаточно. Пожалуй, одним из основных среди возможных сходств аккумуляторов является принцип организации их работы. В сегодняшнем материале наш ресурс решил рассмотреть именно один из таковых. Если быть точнее, то ниже речь пойдет о функционировании и правилах эксплуатации никель-металлогидридных батарей.

История появления никель-металлогидридных АКБ

Создание никель-металлогидридных аккумуляторов начало вызывать немалый интерес у представителей инженерии более 60 лет назад, то есть в 50-х годах 20 века. Ученые, специализирующиеся на изучение физико-химических свойств АКБ, всерьёз задумались над тем, как преодолеть недостатки популярных на то время никель-кадмиевых батарей. Пожалуй, одной из основных целей ученых было создание такого аккумулятора, который мог бы ускорить и упростить процесс протекания всех реакций, связанных с электролитической передачей водорода.

В итоге, специалистам лишь к концу 70-х годов удалось сначала спроектировать, а затем создать и полноценно испытать более-менее качественные никель-металлогидридные батареи. Главное отличие нового типа АКБ от предшественников заключалось в том, что он имел строго определённые места для скопления основной массы водорода. Говоря точнее, скопление вещества происходило в сплавах нескольких металлов, находящихся на электродах аккумулятора. Состав сплавов имел такую структуру, что один или несколько металлов накапливали водород (иногда в несколько тысяч раз превышающих их объём), а другие металлы выступали в роли катализаторов электролитических реакций, обеспечивая переход водородного вещества в металлическую решётку электродов.

Сделанный аккумулятор, имеющий водородно-металлогидридный анод и никелевый катод, получил аббревиатуру «Ni-MH» (от названия токопроводящих, накапливающих веществ). Работают подобные АКБ на щелочном электролите и обеспечивают отличный цикл «заряд-разряд» — до 2 000 тысяч для одной полноценной батареи. Несмотря на это, путь к проектировке аккумуляторов Ni-MH был нелёгок, а существующие на данный момент образцы до сих пор модернизируются. Основной вектор модернизации направлен на увеличение энергетической плотности батарей.

Отметим, что сегодня никель-металлогидридные АКБ в большинстве своём производятся на основе сплава металлов «LaNi5». Первый образец подобных аккумуляторов был запатентован в 1975 году и стал активно использоваться в широкой промышленности. Современные никель-металлогидридные батареи имеют высокую энергетическую плотность и состоят из совершенно нетоксичного сырья, что упрощает их утилизацию. Пожалуй, именно из-за данных преимуществ они стали очень популярны во многих сферах, где требуется долгое хранение электрического заряда.

Устройство и принцип работы никель-металлогидридной батареи

Никель-металлогидридные аккумуляторы всех размерностей, ёмкостей и предназначений выпускают в двух основных типах форм – призматической и цилиндрической. Вне зависимости от формы, подобные АКБ состоят из следующих обязательных элементов:

• металлогидридных и никелевых электродов (катодов и анодов), образующих гальванический элемент сеточной структуры, который отвечает за движение и накопление электрического заряда;
• сепараторных областей, разделяющих электроды и также участвующих в процессе электролитических реакций;
• выводных контактов, отдающих во внешнюю среду накопленный заряд;
• крышки с вмонтированным в неё клапаном, необходимой для сброса излишнего давления из полостей аккумулятора (давления свыше 2-4 мегапаскаль);
• термозащитного и крепкого корпуса, вмещающего описанные выше элементы батареи.

Конструкция никель-металлогидридных аккумуляторов, как и многих других типов данного устройства, довольно-таки проста и особых сложностей в рассмотрении не представляет. Наглядно это показано на следующих конструктивных схемах АКБ:

Принципы работы рассматриваемых АКБ, в отличие от их общей конструктивной схемы, выглядят слегка сложнее. Для понимания их сути давайте обратим внимание на поэтапное функционирование никель-металлогидридных аккумуляторов. В типовом варианте этапы работы у данных батарей следующие:

1. Положительный электрод – анод, осуществляет окислительную реакцию с абсорбцией водорода;
2. Отрицательный электрод – катод, реализует восстановительную реакцию в дисабсорбицией водорода.

Говоря простым языком, электродная сетка организует упорядоченное движение частиц (электродов и ионов) посредством конкретных химических реакций. При этом непосредственно электролит в основной реакции выделения электричества не участвует, а включается в работу лишь при определённых обстоятельствах функционирования аккумуляторов Ni-MH (например, при перезарядке, реализуя реакцию циркуляции кислорода). Более подробно рассматривать принципы работы никель-металлогидридных АКБ не будем, так как для этого требуются специальные химические знания, которых у многих читателей нашего ресурса нет. При желании узнать о принципах работы батарей в больших подробностях стоит обратиться к технической литературе, которая максимально подробно освещает течение каждой реакции на концах электродах как при заряде батарей, так и при их разряде.

Характеристики стандартного АКБ Ni-MH можно увидеть в следующей таблице (столбец посередине):

Правила эксплуатации

Любой аккумулятор – относительно неприхотливое в обслуживании и эксплуатации устройство. Несмотря на это, его стоимость зачастую высока, поэтому каждый владелец той или иной батареи заинтересован в увеличении её срока службы. Относительно АКБ формации «Ni-MH» продлить эксплуатационный период не столь сложно. Для этого достаточно:

• Во-первых, соблюдать правила зарядки аккумулятора;
• Во-вторых, правильно его эксплуатировать и хранить при простое.

О первом аспекте обслуживания АКБ поговорим чуть позже, ну а сейчас обратим внимание на основной перечень правил эксплуатации никель-металлогидридных батарей. Шаблонный список данных правил таков:

• Хранение никель-металлогидридных аккумуляторов должно осуществляться только в их заряженном состоянии на уровне 30-50 %;
• Строго запрещается перегревать АКБ Ni-MH, так как по сравнению с теми же никель-кадмиевыми батареями, рассматриваемые нами намного чувствительней к нагреву. Перегруженность работой отрицательно сказывается на всех процессах, протекающих в полостях и на выходах аккумулятора. Особенно страдает токоотдача;
• Никогда не перезаряжайте никель-металлогидридные батареи. Всегда придерживайтесь правил зарядки, описанных в настоящей статье или отражённых в технической документации к аккумулятору;
• В процессе слабой эксплуатации или длительном хранении «тренируйте» АКБ. Зачастую хватает периодически проводимого цикла «заряд-разряд» (порядка 3-6 раз). Также подобной «тренировке» желательно подвергать новые батареи Ni-MH;
• Хранить аккумуляторы никель-металлогидридной формации требуется в комнатном температурном режиме. Оптимальная температура – 15-23 градусов по Цельсию;
• Старайтесь не разряжать аккумулятор до минимальных пределов – напряжение, меньшее 0,9 Вольт для каждой пары «катод-анод». Восстановлению никель-металлогидридные АКБ, конечно, поддаются, но желательно их не доводить до «мёртвого» состояния (о том, как восстановить батарею, также поговорим ниже);
• Следите за конструктивным качеством батареи. Не допускается наличие серьёзных дефектов, недостаток электролита и тому подобные вещи. Рекомендуемая периодичность проверки АКБ равняется 2-4 неделям;
• В случае с использованием больших, стационарных батарей также важно придерживаться правил:
  • их текущего ремонта (не менее раза в год):
  • капитального восстановления (не менее раза в 3 года);
  • надёжного крепления АКБ в месте использования;
  • наличия освещения;
  • использования правильных зарядных устройств;
  • и соблюдения техники безопасности использования подобных аккумуляторов.

Придерживаться описанных правил важно не только потому, что подобный подход к эксплуатации никель-металлогидридных АКБ существенно продлить их срок службы. Также они гарантируют безопасное и, в целом, беспроблемное, использование батареи.

Правила зарядки

Раннее было отмечено, что правила эксплуатации – это далеко не единственное, что требуется для достижения максимального эксплуатационного срока никель-металлогидридных АКБ. Помимо грамотного использования, подобные батареи крайне важно грамотно заряжать. Вообще, ответить на вопрос – «Как правильно заряжать аккумулятор Ni-MH?», довольно-таки сложно. Дело в том, что каждый тип сплавов, используемый на электродах батареи, требует определённых правил данного процесса.

Обобщив и усреднив их, можно выделить следующие фундаментальные основы зарядки никель-металлогидридных аккумуляторов:

• Во-первых, требуется соблюдать правильное время зарядки. Для большинства АКБ Ni-MH оно составляет либо 15 часов при зарядном токе около 0,1 С, либо 1-5 часов при зарядном токе в пределах 0,1-1 С для батарей с высокоактивными электродами. Исключениями являются восстанавливаемые аккумуляторы, которые могут заряжаться более 30 часов;
• Во-вторых, важно отслеживать температуру батареи в процессе зарядки. Многие производители не рекомендуют превышать температурный максимум в 50-60 градусов по Цельсию;
• И в-третьих, следует учитывать непосредственно порядок проведения зарядки. Оптимальным считается такой подход, когда АКБ разряжается номинальным током до напряжения на выходах в 0,9-1 Вольт, после чего заряжается на 75-80 % от своей максимальной ёмкости. При этом важно учитывать, что при быстрой зарядке (подаваемый ток более 0,1) важно организовать предзарядку с подачей высокого тока на аккумулятор около 8-10 минут. После этого процесс зарядки стоит организовать с плавным повышением подаваемого на АКБ напряжения до 1,6-1,8 Вольт. К слову, при обычной подзарядке никель-металлогидридного аккумулятора напряжение зачастую не изменяется и в норме составляет 0,3-1 Вольт.

Примечание! Отмеченные выше правила зарядки батарей носят усреднённый характер. Не забывайте, что для конкретной марки никель-металлогидридной АКБ они могут слегка отличаться.

Восстановление аккумулятора

Наряду с дороговизной и быстрым саморазрядом, у аккумуляторов Ni-MH есть ещё один недостаток – ярко выраженный «эффект памяти». Его суть заключается в том, что при систематичной зарядке не полностью разряженной батареи она как бы запоминает это и с течением времени существенно теряет в своей ёмкости. Для нейтрализации подобных рисков владельцам подобных АКБ требуется заряжать максимально разряженные батареи, а также периодически «тренировать» их путём процесса восстановления.

Восстанавливать никель-металлогидридные аккумуляторы при «тренировке» или при их сильном разряде необходимо следующим образом:

1. В первую очередь, необходимо подготовиться. Для восстановления потребуются:
   • качественный и, желательно, умный зарядный прибор;
   • инструменты для замера напряжения и сила тока;
   • любое устройство, способное потреблять энергию с АКБ.
2. После подготовки можно уже задаться вопросом по поводу того, как восстановить батарею. Сначала необходимо по всем правилам зарядить аккумулятор, а затем его разрядить по напряжения на выходах батареи в 0,8-1 Вольт;
3. Затем начинается непосредственно восстановление, которое, опять же, должно проводится в соответствии со всеми правилами зарядки никель-металлогидридных аккумуляторов. Стандартный процесс восстановления может быть проведён двумя способами:
   • Первый – если АКБ подаёт признаки «жизни» (как правило, при разряде на уровне 0,8-1 Вольт). Зарядка проходит с постоянным увеличением подаваемого напряжение с 0,3 до 1 Вольта с силой тока 0,1 С в течение 30-60 минут, после чего вольтаж остаётся неизменным, а сила тока увеличивается до 0,3-0,5 С;
   • Второй – если АКБ не подаёт признаков «жизни» (при разряде менее 0,8 Вольт). В таком случае зарядка осуществляется с 10-минутной пред-зарядкой высоким током на протяжении 10-15 минут. После этого проводятся описанные выше действия.

Стоит понимать, что восстановление никель-металлогидридных АКБ – это процедура, которую требуется периодически проводить для абсолютно всех аккумуляторов (и «живых», и «неживых»). Только такой подход к эксплуатации данного типа батарей поможет «выжать» из них максимум.

Пожалуй, на этом повествование по сегодняшней теме можно завершать. Надеемся, представленный выше материал был для вас полезен и дал ответы на интересующие вопросы.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них