Устройство Ni-MH-аккумуляторов: эксплуатация, хранение,

Никель-металлгидридные (NiMH/Ni-MH) аккумуляторы относительно долго служат — примерно 500 циклов заряд-разряд (в среднем от двух до пяти лет). Это сравнимо с целой коробкой щелочных батарей. Представьте, сколько бы пришлось их поменять за это время.

Руководство ниже может быть полезным для любителей самостоятельно собирать электронные устройства (DIY).

В статье мы рассмотрим инженерный дизайн и общие особенности устройства Ni-MH-аккумуляторов. Иногда в приложениях (то есть электронных приборах) возможно использование только никель-металлогидридной электрохимической системы, когда применение Ni-Cd или Li-Ion недопустимо или невозможно.

Инженерный дизайн устройств с Ni-MH-аккумулятором

Максимально эффективной эксплуатации Ni-MH, хранения и способность выдерживать работу в широких диапазонах температур можно достичь только в тандеме с конструкционными доработками самого аккумулятора и корпуса устройства, в котором он будет применяться. Такие рекомендации и требования разработчиков использует компания Energizer при работе с партнёрами-производителями электроники [источник].

1. Материалы конструкции ячеек

Конструкционные материалы для внешних поверхностей никель-металлогидридных батарей в основном состоят из никелированной стали. Следовательно, в электронике они будут устойчивы к воздействию большинства факторов окружающей среды.

2. Расположение в устройстве

Приложение (прибор, электронный гаджет, инструмент, транспортное средство) может конструироваться с размещением никель-металлогидридных батарей в любой пространственной ориентации (неважно, где верх, где низ, горизонтально, вертикально). Главное соблюдать правильную полярность.

3. Температура Ni-MH

Как и большинство других батарей, никель-металлогидридные эффективнее всего работают при комнатной температуре (22-25°C). Но если обеспечить конструкцию с термальной устойчивостью внутри лотка, то они остаются работоспособными даже в экстремальных диапазонах температур.

4. Эксплуатация Ni-MH в устройствах

Никель-металлогидридные батареи можно использовать при температурах от 0°C до +50°C с усиливающимся понижением ёмкости на пограничных значениях диапазона.

Инженеру следует проектировать системы зарядки для возврата ёмкости в условиях высоких или низких температур без повреждения аккумулятора. Особые компенсационные меры требуются в режиме полной зарядки (во избежание перезаряда).

5. Бытовое хранение Ni-MH и устройств с ними

Аккумуляторы можно безопасно хранить при температуре от 0°C до +30°C, хотя возможно хранение в течение ограниченного периода времени и при других температурах (ниже 0°C или выше +30°C). Главное не перевозить и не хранить скопом батареи Ni-MH при экстремальных значениях температур.

6. Устойчивость к повреждениям

Никель-металлогидридные батареи могут выдерживать незначительные (бытовые, лёгкие) ударные и вибрационные нагрузки. Испытания проводятся с расчётом на применение в портативном электронном оборудовании при повседневном обращении и транспортировке.

Главное требование к устройствам с Ni-MH-аккумуляторами — безопасность

Есть требования безопасности к аккумуляторному модулю (отсека, корпуса с ячейками и так далее). В них излагаются инструкции не к перевозке или хранению на складе, а непосредственно к разработке наиболее надёжной конструкции.

Так, например, никель-металлогидридная батарея может быть небезопасна из-за того, что способна выделять первичные газы при чрезмерной перезарядке или чрезмерной разрядке:

• • водород,
• • кислород.

В связи с этой особенностью инженеры предлагают несколько предписаний. Они призваны увеличить безопасность и стойкость аккумулятора типа Ni-MH при внешних воздействиях.

Решение 1. Изоляция отсека.

Выброс газа в окружающую среду не должен происходить при обычном использовании. Однако для безопасности и страховки необходимо надёжно изолировать батарейный отсек от другой электроники.

То есть оградить в первую очередь механические переключатели, которые могут генерировать искры.

Решение 2. Вентиляция отсека.

При бытовой эксплуатации должна быть обеспечена соответствующая вентиляция отсека. Тем самым получится исключить опасения за возможное возгорание водорода.

Решение 3. Избегать герметичности.

Батарейный отсек должен изолироваться от тепловыделяющих компонентов, но герметичным его делать нельзя. Вентиляция вокруг батареи уменьшит тепловую нагрузку и упростит разработку соответствующих систем зарядки.

Мы разобрали основные положения инженерного дизайна с рекомендациями производителям электроники. Также напоминаем, что у вас есть возможность замены элементов батареи Ni-MH на более современные литий-ионные (Li-Ion), например, литий-железо-фосфатного типа со сроком службы более 10 лет.

Пишите вопросы в комментарии. Мы ждём ваши сообщения и ВКонтакте @NeovoltRu.

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

ТОП 3 факто о ni mh аккумуляторов

Наука и техника не стоят на месте. Постоянно изобретаются все новые и новые виды и подвиды аккумуляторов. Но, как говорится, старый друг лучше новых двух. Относительные «старички» на рынке аккумуляторных батарей — ni mh аккумуляторы — имеют всё же ряд существенных преимуществ. И эти преимущества, невзирая на появление новых более совершенных устройств, позволяют им стабильно удерживать свою законную нишу на обширном аккумуляторном рынке.

ni mh аккумуляторы — самый используемый тип аккумуляторов, который применяется, например, для роботов-пылесосов. Почти 100% компаний, которые производят роботов-пылесосов снабжают их такими батареями.
Объясняется это тем, что производители стремятся максимально удешевить свои пылесосы, ведь конкуренты не дремлют, выиграет тот, кто предложит самую заманчивую цену. А эти аккумуляторы широкодоступны и, главное, относительно недороги.
Если эти аккумуляторы правильно обслуживать, то они будут даже долговечнее более продвинутых литиевых батарей.

Мы сегодня поговорим, в частности, об основных плюсах и минусах этих вторичных источников тока. А также упомянем принципиальные условия грамотной эксплуатации и хранения, которые позволят максимально продлить полноценную продуктивную жизнь Вашей nimh АКБ (аккумуляторной батареи). Кроме того, проанализируем, как по всем правилам заряжать ni mh аккумулятор.
Итак, давайте сначала разберемся с азами: аккумулятор ni mh что это такое?

Что представляет собой ni mh аккумулятор?

Для начала разберемся, тип аккумулятора что это такое?
Аккумулятор ni mh (никель-металл-гидридный) — это аккумулятор, пришедший ещё в прошлом веке на смену кадмиевому аккумулятору, о котором можно почитать в статье.
Эволюция аккумуляторных поколений вовсе не означает полный и безоговорочный отказ от батарей предыдущего поколения.
Просто эксплуатация более ранних моделей со временем приобретает узкоспециализированный характер с учетом достоинств и заслуг предшественников.

Конструкция никель-металл-гидридной аккумуляторной батареи:

1. анод — водородный металлогидридный,
2. катод — оксид никеля,
3. электролит — гидроксид калия.

Понимание конструкции и рабочих принципов — это ключ к уразумению эксплуатации никель-металлгидридных аккумуляторов.
Одна из применяемых схем отрицательного металлогидридного электрода фольговая, при этом паста в составе сплава и связующего вещества наносится на пористую фольгу, после чего высушивается и спрессовывается.
Другая схема предполагает наличие никелевого порошка, напрессовывающегося на никелевую сетку. Затем сетку очень сильно разогревают, и никель после этого спекается.
Также церий празеодим имеется в никель-металл-гидридных батареях.
Основной компонент, предопределяющий свойства Ni-MH аккумулятора, это водород-абсорбирующий сплав.

Основные параметры никельметаллогидридных аккумуляторов:

1. Теоретическая энергоёмкость
2. Удельная энергоёмкость
3. Удельная энергоплотность
4. ЭДС
5. Рабочая температура
6. Срок службы
7. Саморазряд

Среди основных характеристик, которые отличают никельметаллогидридные аккумуляторные батареи, можно назвать емкость.

Тип аккумулятора никель-металл-гидридный применяется на данный момент, например, для детских игрушек и для моделей авто и самолетов.
Это происходит в том числе потому, что этот тип аккумулятора сравнительно недорогой относительно новейших литий-ионных Li‐ion, о которых можно почитать в статье Литий-ионный — аккумулятор нового поколения.
Также широко применяются элементы ni mh в современных электрокарах, в передовой аппаратах дл я исследования космоса, радиоаппаратуре, осветительных приборах и бытовой технике.

Характеристика

Как хранить ni mh аккумуляторы, контроль и рекомендации:

• Хранение ni mh аккумуляторов предусматривает их полную предварительную зарядку.
  Если элемент не использовался в течение достаточного времени (сроком более месяца), владельцу следует достать его и проверить напряжение.
• Если напряжение упало ниже 1В, то нужно провести цикл полной разрядки-зарядки, иначе впоследствии зарядить такой аккумулятор, скорее всего, уже не удастся.
  
  Некоторые источники предлагают сберегать батарею ni mh в холодильнике для максимального продления срока ее службы. Но при этом владелец должен следить, чтобы температура хранения не опускалась ниже нуля градусов.Нужно обязательно учитывать отличия во времени хранения при разных температурах данного типа батарей.
• Элемент питания ni mh как объект инноваций аккумуляторных компаний
  В 2005 году на рынке был представлен новый тип аккумулятора ni mh — никель-металл-гидридные аккумуляторы, которые имеют невысокий саморазряд (от английского термина «low self-discharge nickel-metal hydride battery», аббревиатура — LSD ni mh ).
  Саморазряд у них ниже, как следует из названия, и поэтому они дольше могут храниться без потери заряда.
  Самое главное их достоинство — это то, что они служат почти в 3 раза дольше, чем обычные ni mh аккумуляторы.
  Они более морозоустойчивы, чем обычные элементы такого типа, что в российских условиях может даже перевесить все остальные плюсы.
  Эти элементы прекрасно справляются с высокими токами разряда, и поэтому LSD ni mh прекрасно питают мощнейшие осветительные приборы, фотовспышки, модели на радиоуправлении и другие устройства, которым необходима подачи большего тока.

Достоинства и недостатки ni mh аккумуляторов

Плюсы:

• Батареи ni mh имеют весомые достоинства — например, они гораздо менее подвержены «эффекту памяти», и поэтому их не нужно так часто разряжать «в нуль» и потом полностью заряжать, как никель кадмиевые, то есть батареи более старой модели. Но при этом кадмиевые не нагреваются так сильно при зарядке, и в частности, благодаря этому кадмиевые батареи промышленность всё ещё продолжает выпускать, а потребители активно использовать.
• У ni mh батарей нет «эффекта памяти», как у кадмиевых вследствие появления никелата в отрицательно заряженном кадмиевом электроде. Однако эффекты, связанные с перезарядкой катода, присутствуют.
• Следующее прекрасное качество — не вредят окружающей среде, так как не требуют использования кадмия.
• Также к неоспоримым преимуществам можно отнести ощутимо большую емкость элементов питания при тех же размерах.

Недостатки аккумуляторов ni mh практика демонстрирует такие:

1. сравнительно небольшой срок качественной службы, всего до 300 циклов зарядки-разрядки.
2. реальная опасность возгорания при слишком продолжительной зарядке и вследствие этого высокие требования к зарядным устройствам для них.
3. высокий саморазряд, но вследствие применения особых сплавов удалось достичь понижения скорости саморазряда до величин, близких к кадмиевым аккумуляторам).

Процесс зарядки ni mh аккумуляторов

Как правильно заряжать ni mh аккумулятор?
Зарядка ni mh аккумуляторов требует грамотного подхода, ведь понимание и соблюдение правил поможет продлить срок службы.

Продвинутые зарядные устройства дают одновременно заряжать и аккумуляторы aa ni mh (так называемые пальчиковые), и аккумуляторы ni mh aaa (минипальчиковые или мизинчиковые). Это может быть и устройство для быстрого заряда аккумуляторных батарей.

Кроме того, следует особое внимание при зарядке уделить температуре окружающей среды, так как для процесса зарядки металлогидридных аккумуляторных батарей вредна как очень низкая, так и очень высокая температура.

Контроль заряда и разряда

Заряд ni mh аккумуляторов восстанавливается с помощью специальных высокотехнологичных зарядных устройств, которые работают на основе метода контроля заряда, а также они отслеживают время процесса заряда.

АКБ каким током заряжать ni mh аккумуляторы рекомендуют производители nimh аккумуляторов?
Производители рекомендуют придерживаться величины тока в интервале от 0,75С. Ток выше 1С устанавливать не рекомендуется, так как это теоретически приводит к срабатыванию аварийного клапана, аварийному сбросу давления и, как следствие, полной утрате батареи.
Эти зарядные устройства помогают поддерживать заряд аккумуляторов на достаточном уровне без потери их емкости.

Зарядка модельных силовых NiMH АКБ чаще всего проводится током от 3 до 5 ампер.
Важно помнить, перезаряд ni mh аккумулятора очень вреден.

Напряжение заряда ni mh аккумуляторов для достижения высокой энергетической емкости
ni mh аккумуляторы как заряжать без потери емкости — пожалуй, самый актуальный вопрос для создателей зарядных устройств.
Дельта пик для ni mh аккумуляторов по напряжению используется для контроля времени окончания зарядки. Зарядное устройство само отслеживает по отрицательной дельте, когда напряжение начинает падать, и своевременно профилактически отключается, чтобы не перегрелась батарея и не продуцировала больше теплоты, чем она способна выдержать. Такое падение означает, что батарея полностью заряжена и дальнейшая зарядка угрожает функциональности и даже целостности батареи.

Как восстановить, восстановление ni mh аккумуляторов

Вследствие особенностей этого типа владелец неизбежно столкнется с закономерным вопросом: как реанимировать ni mh аккумуляторы и как гарантированно добиться заявленного производителем срока службы от 3 до 5 сотен циклов?

Эффект памяти в этих вторичных источниках тока не так критичен, но он тоже наличествует и в результате существенно снижает срок качественной эксплуатации.
Ответственные бережливые владельцы часто спрашивают, до какого напряжения можно разряжать ni mh аккумулятор?
Для ликвидации эффекта памяти с помощью зарядного устройства рекомендуется разряд до 1В и после этого полностью его зарядить. И эту процедуру в норме нужно повторять не реже 1 раза в месяц.
Обратите внимание, что владельцам ni mh аккумуляторов настоятельно рекомендуется использовать зарядное устройство для nimh с функцией разрядки, так как разряжать батарею другими способами грозит слишком большой разрядкой и последующими проблемами с зарядкой.
Дело в том, что батарею с напряжением ниже 0,9В зарядное устройство с функцией анализа просто не увидит. При такой низкой величине напряжения оно сделает вывод, что аккумулятор в гнезде зарядки попросту отсутствует, и само отключится.
Выход из такой ситуации есть — например, подыскать более простое зарядное устройство без сложного анализа, но, конечно, лучше не создавать себе дополнительных проблем и изначально работать с аккумулятором правильно на всех этапах эксплуатации.
Разрядные характеристики NiMH батарей при разных токах разряда будут отличаться.

Итак, подведем итоги и ещё раз обратим внимание на простые правила, которые помогут увеличить длительность работы ni mh аккумуляторов:

• В случае необходимости оставить ni mh аккумуляторы на сберегание длительностью более одного месяца, убедитесь, что заряд в них содержится на уровне тридцать — пятьдесят процентов от заявленной производителем ёмкости;
• Никельметаллогидридные батареи достаточно негативно реагируют на перезарядку и нагрев. Такие нежелательные процессы отрицательно влияют на продолжительность их бесперебойной службы и на отдаче тока аккумуляторами. Важно также учитывать, что устройство зарядки для ni mh аккумуляторов в состоянии применяться для зарядки никель кадмиевых батарей. А вот уже зарядное устройство для ni cd батарей применить при зарядке ni mh не удастся.
• Никель-металлогидридные батареи можно в тренировочном порядке полностью заряжать с последующей полной зарядкой, но делать этого на постоянной основе без необходимости не стоит. Продвинутое зарядное устройство соответствующего качества за несколько зарядных циклов даст батарее приобрести то значение ёмкости, что было потеряно при сбережении в складском помещении и перевозке. Необходимое и достаточное количество циклов для восстановления ёмкости может очень отличаться у разных изготовителей. Возможно, что Вашему аккумулятору будет достаточно пройти не более четырех прогонов, а может так случится, что не будет хватать и сотни;
• Следует помнить, что после прекращения процесса заряда или разряда будет полезно отложить батарею с целью остывания. Важно, что зарядку в диапазоне ниже пяти и выше пятидесяти градусов осуществлять не нужно. Иначе время работы Вашего ni mh аккумулятора значительно уменьшится;
• Категорически не следует разряжать ni mh батарею ниже критического значения напряжения 0,9В. В противной ситуации большинство бюджетных зарядных устройств элементарно не в состоянии будут активировать зарядку. Если все-таки Ваше устройство для зарядки не сможет идентифицировать такой чрезмерно разряженный элемент питания, возможно будет попробовать подсоединить батарейку к наружному источнику питания (с силой тока 90 тысяч 160 милиАмпер), подтянув напряжение выше значения 0,9В;
• В процессе эксплуатации постоянно той же самой батареи элементов в режиме дозарядки следует разряжать источник питания до 0,9 В с последующим полным зарядом его в зарядном устройстве. Эту процедуру проделывают единожды на каждые десять циклов дозарядки Ваших ni mh батарей.

Хранение аккумуляторов. Источники питания и зарядные устройства

Хранение аккумуляторов

Аккумуляторы относятся к категории “скоропортящихся продуктов”, начинающих терять свое качество сразу же после изготовления. Хотя степень деградации для некоторых типов аккумуляторов достаточно низка, все же не рекомендуется хранить их в течение длительного периода времени перед использованием.

Все типы аккумуляторов должны храниться в сухом и прохладном месте. Можно порекомендовать хранение аккумуляторов в холодильнике (но только не в морозильнике, т.к. не все типы аккумуляторов выдерживают хранение при температуре замерзания). При хранении в прохладном месте, поместите аккумулятор в пластиковый пакет для защиты его от конденсации влаги.

NiCd аккумуляторы могут храниться в необслуживаемом состоянии до пяти лет. Но для достижения лучших результатов, перед хранением полностью зарядите аккумулятор, затем разрядите до нулевого напряжения и после этого замкните его выводы накоротко. Если такая процедура обременительна, разрядите аккумулятор до одного вольта на элемент и храните в сухом, прохладном месте. Полностью заряженные NiCd аккумуляторы при хранении подвержены саморазряду, что приводит к возникновению кристаллических образований (эффекта памяти).

Примечание переводчика:

• Мною был задан вопрос г-ну Isidor Buchmann, главе канадской компании Cadex Electronics Inc., производителю анализаторов аккумуляторов, автору проекта и книги Batteries in a Portable World. A handbook on rechargeable batteries for non-engineers:

I have one question still on your book «Batteries in a Portable World. A handbook on rechargeable batteries for non-engineers», Chapter 15, Caring for Your Batteries from Birth to Retirement: You write that «For best results, a NiCd should be fully charged, then discharged to zero volts.» My question: Why the battery needs to be discharged to zero volts? I did not see such information or such requirements in the recommendations from the manufacturers of batteries. Answer to me, please.

На который получил следующий ответ:

Dear Vladimir: Good question, Vladimir. I attended a one-week training seminar in the USA to service aircraft batteries. The main aircraft battery is a flooded NiCd. As part of the service procedure, the battery is first discharged to 1V/cell, then each cell is further discharged to 0V. At this point, all cells are shorted for 24h, after which the battery is recharged and tested. Such a procedure cannot be done on portable batteries. Tests performed by the US Army have shown that a NiCd cell needs to be discharged to at least 0.6V to effectively break up the more resistant crystalline formation. The discharge from 1.0V on down should be done on a much reduced current not to damage the battery. The Cadex battery analyzers go to 0.4V using primary and a secondary discharge methods. I am not aware of any research having been carried out on the benefit of discharging lower than 0.4V/cell. When I asked the instructor at the battery seminar about the benefit of 0V and shorting of 24h, he did not have an clear answer either, He said that they always did it this way. Please read Chapter 10: Getting the Most from you Batteries — How to Restore and Prolong Nickel-based Batteries on page 154 of «Batteries in a Portable World».

В переводе на русский вышеприведенные вопрос и ответ звучат примерно так 🙂

У меня есть еще один вопрос по вашей книге «Аккумуляторы в мире портативных устройств.

Руководство по аккумуляторам для неинженеров», глава 15, «Уход за аккумуляторам от покупки до выхода из строя». Вы пишете, что для достижения лучших результатов NiCd аккумуляторы должны быть полностью заряжены, а затем разряжены до 0 вольт. Мой вопрос: почему NiCd аккумулятор необходимо разряжать до 0 вольт? Я не видел такой информации и таких требований в рекомендациях производителей NiCd аккумуляторов.

Ну и мой перевод ответа г-на Isidor Buchmann:

Хороший вопрос, Владимир. Я был на одно-недельном семинаре обучения в США, посвященном обслуживанию авиационных аккумуляторов. В основном авиационные аккумуляторы – заливаемые NiCd. Как часть процедуры обслуживания, аккумулятор сначала разряжается до 1 вольта на элемент, затем каждый элемент разряжается до 0 вольт. После этого все элементы закорачиваются на 24 часа, затем аккумулятор заряжается и тестируется. Такая процедура не может быть выполнена на портативных аккумуляторах. Испытания, проведенные в армии США показали, что NiCd элемент должен быть разряжен по крайней мере до 0.6V, чтобы эффективно разрушить более стойкие кристаллические образования. Разряд от 1.0V вниз должен быть выполнен при значительно уменьшенном токе, чтобы не повредить аккумулятор. Анализатор аккумуляторов Cadex разряжает аккумулятор до 0. 4V используя первичный и вторичный метод разряда. Мне не известны какие-либо исследования, говорящие о преимуществах разряда ниже, чем 0. 4V на элемент. Когда я спросил инструктора (преподавателя) на этом семинаре относительно преимуществ разряда до 0V и закорачивания элементов на 24 часа, он не дал четкого и ясного ответа. Он сказал, что они всегда делали это так. Пожалуйста прочитайте главу 10 «Получение максимума от вашего аккумулятора» — как восстановить и продлить жизнь аккумуляторам на основе никеля на странице 154. Isidor Buchmann.

• Мое заключение: таким образом, не пытайтесь разрядить свой NiCd или NiMH аккумулятор до 0. В домашних условиях приемлемым следует считать разряд до 1 вольта на элемент.

Еще одно примечание переводчика:

• Для тех кто подробнее интересуется хранением NiCd аккумуляторов (разряд практически до 0 вольт) и технологией обслуживания , применявшейся, а может быть и сейчас применяющейся в NASA, привожу любопытную ссылку, присланную мне Борисом личным письмом:

http://www.verinet.com/~dlc/battery.htm Книга «Handbook for Handling and Storage of Nikel-Cadmium Batteries» (NASA Reference Publication 1326, February 1994)

После длительного хранения NiCd и NiMH аккумуляторы необходимо подготовить перед использованием, путем их медленного заряда, и последующих нескольких циклов разряда/заряда. В зависимости от длительности и температуры хранения, может потребоваться от двух до пяти таких циклов, чтобы восстановить полную емкость аккумуляторов. А в случае хранения при более высокой температуре, потребуется большее количество циклов. Проведение нескольких циклов может потребоваться и после, например, двух месяцев хранения.

Свинцово-кислотные (SLA) аккумуляторы могут храниться до двух лет, но в отличие от NiCd и NiMH, всегда должны храниться в заряженном состоянии. Во время хранения требуется их периодическая подзарядка, чтобы предотвратить понижение напряжения на разомкнутых зажимах каждого элемента аккумулятора ниже 2.0 вольт. (В зависимости от изготовителя, для некоторых типов SLA аккумуляторов допускаются более низкие уровни напряжений). Если вследствие саморазряда напряжение становится ниже критического порога, в большинстве SLA аккумуляторов происходит сульфатация и изменяется их характеристика перезаряда, что естественно влияет на срок эксплуатации. Хотя емкость элементов по большей части может быть восстановлена проведением циклов заряда/разряда, всегда желательно подзаряжать аккумулятор, не дожидаясь снижения напряжения на зажимах элемента ниже 2.1 вольта.

Подобно SLA, Li-ion и Li-pol аккумуляторы должны храниться в заряженном состоянии. Если Li-ion аккумулятор оставить на хранение с напряжением ниже 2. 5 V сроком на три месяца или более, происходит невосстанавливаемая потеря его емкости. Кроме этого, может произойти коррозия элементов. Некоторые Li-ион аккумуляторы не допускают подзарядку, если напряжение на выводах элемента понизилось ниже критического уровня. Это требование выдвигается из соображений безопасности, потому что у глубоко разряженного элемента, изменяется химическая структура и подзарядка может быть опасной. Наилучшие результаты будут при хранении Li-ион аккумуляторов, заряженных до значения их емкости от 70 до 90 %. Некоторые изготовители могут рекомендовать более низкие значения емкости при хранении.

Типичные ошибки при хранении аккумуляторов

Наиболее распространенная ошибка, допускаемая владельцами сотовых телефонов заключается в том, что они оставляют телефон или запасной аккумулятор в автомобиле жарким летом или холодной зимой. Летом температура внутри автомобиля может превысить 60°C. Надо отметить, что высокая температура как правило вредна для работы всех типов аккумуляторов независимо от их электрохимической системы. Длительное хранение и эксплуатация аккумулятора при высокой температуре ускоряет деградацию активных материалов внутри аккумулятора. Любопытно по этому поводу обратиться к данным производителей элементов для аккумуляторных батарей. В спецификациях на бытовые элементы приводятся следующие цифры (они типичны для всех производителей):

NiMH аккумуляторы:

Стандартный заряд: 0°C … +45°C.

Быстрый заряд: 0°C … +40°C (у некоторых производителей 5°C … +45°C).

Разряд: -10°C … +65°C (у некоторых производителей -20°C … +60°C).

Хранение: -20°C … 35°C (в течение 1 года)

Хранение: -20°C … 45°C (в течение 180 дней)

Хранение: -20°C … 55°C (в течение 30 дней)

Хранение: -20°C … 65°C (в течение 7 дней)

Li-ion и Li-pol аккумуляторы:

Заряд: 0°C … +40°C (у некоторых производителей 5°C … +45°C).

Разряд: -10°C … +60°C (у некоторых производителей -20°C … +60°C).

Хранение: -20°C … 35°C (в течение 1 года), у некоторых производителей -20°C … +25°C

Хранение: -20°C … 55°C (в течение 90 дней), у некоторых производителей -20°C … +45°C

Хранение: -20°C … 60°C (в течение 30 дней)

Кроме этого, приведу любопытную табличку для качественного Li-ion аккумулятора со 100 % начальной емкостью перед хранением:

Таким образом, чем выше температура, тем меньшее время аккумулятор должен находиться в данных условиях. Никель-металлгидридные аккумуляторы наиболее чувствительны к высоким температурам по сравнению с аккумуляторами других электрохимических систем. Так постоянная эксплуатация и хранение при 45°C приведут к уменьшению количества циклов NiMH аккумулятора примерно на 60 процентов. NiCd элементы наоборот, менее всех других чувствительны к высокими температурами. Li-ion ведут себя почти так же как NiCd. А литий-ионные полимерные элементы, имеющие, главным образом, ту же самую природу, что и Li-ion, могут иногда вспучиваться, особенно при более высоких температурах.

При пониженной температуре условия хранения наилучшие, но отметим, что именно для хранения, т.к. отдача энергии при минусовых температурах у любых аккумуляторов падает, а заряжать и вовсе нельзя.

Кроме температуры, на срок службы аккумулятора существенное влияние оказывает степень его заряда. Как показывают результаты исследований оптимальный вариант это зарядить аккумулятор перед хранением наполовину.

Ni-MH аккумуляторы

Содержание:

Конструкция

«Эффект памяти»

Как заряжать и разряжать Ni-Mh аккумуляторы для страйкбола

«Тренируем» батареи

Как хранить никелевые батареи

Иные особенности эксплуатации

Несмотря на появление более современных технологий и литиевых аккумуляторов, никель-металлогидридные батареи (Ni-MH) остаются пока наиболее распространенными среди страйкболистов. Это связано с их невысокой ценой, абсолютной безопасностью и возможностью заряжать простыми (неуправляемыми) зарядными устройствами. Но если вы хотите, чтобы никель-металлогидридные аккумуляторы служили долго и не подводили в самый ответственный момент игры, необходимо знать их особенности и правильно эксплуатировать батареи такого типа.

Конструкция

Классический аккумулятор Ni-Mh для страйкбола представляет собой корпус из пластика с выведенными ан него контактами и элементами фиксации, внутри которого располагаются никель-металлогидридные банки емкостью 1,2В.

«Эффект памяти»

Это неприятное свойство, которому подвержены все никелевые аккумуляторы, заключается в том, что если батарею начать заряжать, не исчерпав полностью ее заряд, то при последующем использовании она «не отдает» весь заряд полностью. Батарея как бы «запоминает», что в прошлый раз ее заряд не был исчерпан до конца. Из-за этого можно потерять до 60% емкости аккумулятора.

Как заряжать и разряжать Ni-Mh аккумуляторы для страйкбола

Если вы используете для зарядки никелевых аккумуляторов неуправляемое зарядное устройство, то очень важно соблюдать время зарядки. Ведь такое ЗУ осуществляет заряд батареи постоянным микротоком, а его длительное воздействие на аккумулятор (сверх положенного времени) приводит к порче и потере емкости. Таким образом, оставив батарею на зарядке без присмотра, несложно «убить» ее. Время зарядки рассчитывается по следующей формуле: 1,1*Емкость АКБ/Силу тока ЗУ. Единицы измерения мАч и мА, соответственно.

Так как никелевые аккумуляторы для страйкбола обладают ярко выраженным эффектом памяти, перед полной зарядкой их необходимо разряжать. Но разряд не должен составлять менее, чем 0,9 В на каждую банку. То есть, если общее напряжение батареи 7,2 В (6 элементов по 1,2 В), то после разрядки напряжении на контактах батареи должно составлять не менее 5,4 В. В противном случае вы не сможете зарядить аккумуляторы при помощи обычной зарядки, активировать их можно будет только с использованием специализированного ЗУ, которое зарядит банки до положенных 0,9 В на каждую микротоком 100-150 мА. Дальнейшая зарядка осуществляется уже обычным ЗУ.

Проще всего разряжать аккумуляторы с использованием автомобильных лампочек соответствующего напряжения. Просто присоединяете ее к контактам батареи и оставляете на некоторое время, контролирую напряжение при помощи вольтметра.

«Тренируем» батареи

Из-за вышеупомянутого «эффекта памяти» никель-металлогидридные батареи сразу после покупки должны быть подвергнуты так называемой «тренировке». То есть первые 5-6 раз их необходимо полностью разрядить и зарядить. Только после этого они приобретают номинальную указанную емкость. Поэтому рекомендуется потратить определенное время, чтобы «подготовить» новые аккумуляторы к игре.

Но это касается только высококачественных недешевых аккумуляторов. Недорогим «нонейм» моделям нередко необходимо несколько десятков циклов зарядки, чтобы выйти на полную емкость.

Как хранить никелевые батареи

Заряжать никелевые батареи полностью необходимо накануне игры. Хранить их при полном заряде не рекомендуется. Но и оставлять полностью разряженными на продолжительное время тоже нельзя – так вы со стопроцентной вероятностью «убьете» аккумуляторы. После чего их придется восстанавливать. Процедура эта сложная, долгая и не всегда успешная.

Для продолжительного хранения заряжайте батареи примерно на 40-50% их емкости. Время заряда можно рассчитать по все той же формуле. Так как накопление емкости при зарядке постоянным микротоком происходит практически линейно, просто поделите общее время зарядки пополам.

При очень длительном хранении (от 6 месяцев и более) рекомендуется аккумуляторы периодически разряжать, а потом заряжать микротоком. Но не следует повторять эту процедуру слишком часто, так как с каждым циклом батарея постепенно изнашивается.

Иные особенности эксплуатации

Никель-металлогидридные аккумуляторы очень чувствительны к перепадам температур. Они могут разом терять до половины своей емкости при температурах ниже 5С^о. Поэтому перевозить их и хранить рекомендуется в теплом месте, желательно, при комнатной температуре. С разрядом (при длительном использовании) батареи могут ощутимо перегреваться. В таком случае рекомендуется временно прекратить их использование и дать аккумулятору остыть до нормальной температуры. Заряжать перегретые батареи категорически не рекомендуется.

Смотрите также:

Страйкбольные винтовки, или легко ли стать снайпером

Аккумуляторы и ЗУ для страйкбола. Разновидности и особенности

28 Июля 2016

Никель-металлгидридные аккумуляторы / Хабр

Исследования в области никель-металлгидридных батарей начались в 1970х годах как совершенствование никель-водородных батарей, поскольку вес и объем никель-водородных батарей не удовлетворял производителей (водород в этих батареях находился под высоким давлением, что требовало прочного и тяжелого стального корпуса). Использование водорода в виде гидридов металлов позволило снизить вес и объем батарей, также снизилась и опасность взрыва батареи при перегреве.

Начиная с 1980х была существенно улучшена технология производства NiMH батарей и началось коммерческое использование в различных областях. Успеху NiNH батарей способствовала увеличенная емкость (на 40% по сравнению с NiCd), использование материалов, годных к вторичной переработке («дружественность» природной среде), а также весьма длительных срок службы, часто превышающий показатели NiCd аккумуляторов.

Преимущества и недостатки NiMH аккумуляторов

Преимущества

・ бОльшая емкость — на 40% и более, чем обычные NiCd батареи
・ намного меньшая выраженность эффекта «памяти» по сравнению с никель-кадмиевыми аккумуляторами — циклы обслуживания батареи можно проводить в 2-3 раза реже
・ простая возможность транспортировки — авиакомпании перевозят без всяких предварительных условий
・ экологически безопасны — возможна переработка

Недостатки

・ ограниченное время жизни батареи — обычно около 500-700 циклов полного заряда/разряда (хотя в зависимости от режимов работы и внутреннего устройства могут быть различия в разы).
・ эффект памяти — NiMH батареи требуют периодической тренировки (цикла полного разряда/заряда аккумулятора)
・ Относительно малый срок хранения батарей — обычно не более 3х лет при хранении в разряженном состоянии, после чего теряются основные характеристики. Хранение в прохладных условиях при частичном заряде в 40-60% замедляют процесс старения батарей.
・ Высокий саморазряд батарей
・ Ограниченная мощностная емкость — при превышении допустимых нагрузок уменьшается время жизни батарей.
・ Требуется специальное зарядное устройство со стадийным алгоритмом заряда, поскольку при заряде выделяется большое количество тепла и никель-металлгидридные батареи прохо переносят перезаряд.
・ Плохая переносимость высоких температур (свыше 25-30 по Цельсию)

Конструкция NiMH аккумуляторов и АКБ

Современные никель-металлгидридные аккумуляторы имеют внутреннюю конструкцию, схожую с конструкцией никель-кадмиевых аккумуляторов. Положительный оксидно-никелевый электрод, щелочной электролит и расчетное давление водорода совпадают в обеих аккумуляторных системах. Различны только отрицательные электроды: у никель-кадмиевых аккумуляторов – кадмиевый электрод, у никель-металлгидридных – электрод на базе сплава поглощающих водород металлов.

В современных никель-металлгидридных аккумуляторах используется состав водородоадсорбирующего сплава вида AB2 и AB5. Другие сплавы вида AB или A2B не получили широкого распространения. Что же обозначают загадочные буквы A и B в составе сплава? – Под символом A скрывается металл (или смесь металлов), при образовании гидридов которых выделяется тепло. Соответственно, символ B обозначает металл, который реагирует с водородом эндотермически.

Для отрицательных электродов типа AB5 используется смесь редкоземельных элементов группы лантана (компонент А) и никель с примесями других металлов (кобальт, алюминий, марганец) – компонент B. Для электродов типа AB2 используются титан и никель с примесями циркония, ванадия, железа, марганца, хрома.

Никель-металлгидридные аккумуляторы с электродами типа AB5 имеют большее распространение из-за лучших показателей циклируемости, несмотря на то, что аккумуляторы с электродами типа AB2 более дешевы, имеют большую емкость и лучшие мощностные показатели.

В процессе циклирования происходит колебания объема отрицательного электрода до 15-25% от исходного за счет поглощения/выделения водорода. В результате колебаний объема возникает большое количество микротрещин в материале электрода. Это явление объясняет, почему для нового никель-металлгидридного аккумулятора необходимо произвести несколько «тренировочных» циклов заряда/разряда для приведения значений мощности и емкости аккумулятора к номинальным. Также у образования микротрещин есть и отрицательная сторона – увеличивается площадь поверхности электрода, которая подвергается коррозии с расходованием электролита, что приводит к постепенному увеличению внутреннего сопротивления элемента и снижению емкости. Для уменьшения скорости коррозийных процессов рекомендуется хранить никель-металлгидридные аккумуляторы в заряженном состоянии.

Отрицательный электрод имеет избыточную емкость по отношению к положительному как по перезаряду, так и по переразряду для обеспечения приемлемого уровня выделения водорода. Из-за коррозии сплава постепенно уменьшается емкость по перезаряду отрицательного электрода. Как только избыточная емкость по перезаряду исчерпается, на отрицательном электроде в конце заряда начнет выделяться большое количество водорода, что приведет к стравливанию избыточного количества водорода через клапаны элемента, «выкипанию» электролита и выходу аккумулятора из строя. Поэтому для заряда никель-металлгидридных аккумуляторов необходимо специальное зарядное усройство, учитывающее специфику поведения аккумулятора для избегания опасности саморазрушения аккумуляторного элемента. При сборе батареи аккумуляторов необходимо предусмотреть хорошую вентиляцию элементов и не курить рядом с заряжающейся никель-металлгидридной батареей большой емкости.

Со временем в результате циклирования возрастает и саморазряд аккумулятора за счет появления больших пор в материале сепаратора и образовании электрического соединения между пластинами электродов. Эта проблема может быть временно решена путем нескольких циклов глубокого разряда аккумулятора с последующим полным зарядом.

При заряде никель-металлгидридных аккумуляторов выделяется достаточно большое количество тепла, особенно в конце заряда, что является одним из признаков необходимости завершения заряда. При собирании нескольких аккумуляторных элементов в батарею необходима система контроля параметров батареи (BMS), а также наличие терморазмыкающихся токопроводящих соединительных перемычек между частью аккумуляторных элементов. Также желательно соединять аккумуляторы в батарее путем точечной сварки перемычек, а не пайки.

Разряд никель-металлгидридных аккумуляторов при низких температурах лимитируется тем фактом, что эта реакция эндотермическая и на отрицательном электроде образуется вода, разбавляющая электролит, что приводит к высокой вероятности замерзания электролита. Поэтому, чем меньше температура окружающей среды, тем меньше отдаваемая мощность и емкость аккумулятора. Напротив, при повышенной температуре в процессе разряда разрядная емкость никель-металлгидридного аккумулятора будет максимальной.

Знание конструкции и принципов работы позволит с большим пониманием отнестись к процессу эксплуатации никель-металлгидридных аккумуляторов. Надеюсь, информация, почерпнутая в статье, позволит продлить жизнь вашей аккумуляторной батареи и избежать возможных опасных последствий из-за недопонимания принципов безопасного использования никель-металлгидридных аккумуляторов.

P.S. youROCK посоветовал вставить несколько графиков и картинок, не хотел этого делать из-за соображений копирайта, однако попробую их вставить со ссылкой на источник

Зависимось характеристик никель-металлгидридной аккумуляторной батареи на 6В от циклирования

емкость и саморазряд показаны в процентах от номинальных
изображение взято с batteryuniversity.com/parttwo-36.htm

Разрядные характеристики NiMH-аккумуляторов при различных
токах разряда при температуре окружающей среды 20 °С

изображение взято с www.compress.ru/Article.aspx?id=16846&iid=781

Никель-металлгидридная батарейка Duracell

изображение взято с www.3dnews.ru/digital/1battery/index8.htm

P.P.S.
Схема перспективного направления создания биполярных аккумуляторных батарей

схема взятя с Биполярные свинцово-кислотные батареи

Сравнительная таблица параметров различных типов аккумуляторов

	NiCd	NiMH	Lead Acid	Li-ion	Li-ion polymer	Reusable Alkaline
Энергетическая плотность (W*час/кг)	45-80	60-120	30-50	110-160	100-130	80 (начальная)
Внутреннее сопротивление (включая внутренние схемы), мОм	100-200 при 6В	200-300 при 6В	<100 при 12В	150-250 при 7.2В	200-300 при 7.2В	200-2000 при 6В
Число циклов заряда/разряда (при снижении до 80% от начальной емкости)	1500	300-500	200-300	500-1000	300-500	50 (до 50%)
Время быстрого заряда	1 час типовое	2-4 часа	8-16 часа	2-4 часа	2-4 часа	2-3 часа
Устойчивость к перезаряду	средняя	низкая	высокая	очень низкая	низкая	средняя
Саморазряд / месяц (при комнатной температуре)	20%	30%	5%	10%	~10%	0.3%
Напряжение элемента (номинальное)	1.25В	1.25В	2В	3.6В	3.6В	1.5В
Ток нагрузки — пиковый — оптимальный	20C 1C	5C 0.5C и ниже	5C 0.2C	>2C 1C и ниже	>2C 1C и ниже	0.5C 0.2C и ниже
Температура при эксплуатации (только разряд)	-40 to 60°C	-20 to 60°C	-20 to 60°C	-20 to 60°C	0 to 60°C	0 to 65°C
Требования к обслуживанию	Через 30 – 60 дней	Через 60 – 90 дней	Через 3 – 6 месяцев	Не требуется	Не требуется	Не требуется
Типовая цена (US$, только для сравнения)	$50 (7.2В)	$60 (7.2В)	$25 (6В)	$100 (7.2В)	$100 (7.2В)	$5 (9В)
Цена на цикл (US$)	$0.04	$0.12	$0.10	$0.14	$0.29	$0.10-0.50
Начало коммерческого использования	1950	1990	1970	1991	1999	1992

таблица взята с

www.ixbt.com/mobile/review/batacademy.shtml

Правила хранения аккумуляторных батарей в зависимости от их типа

Правила хранения аккумуляторных батарей в зависимости от их типа

1. Ni-CD никель-кадмиевые аккумуляторы

Такие аккумуляторы при длительном хранении, отлично сохраняют свое напряжение на выходе, однако теряют свою емкость. Чтобы не получить разбраковки, стоит хранить такие устройства в разряженном виде. Перед применением их подзаряжают и они становятся полностью пригодны к использованию по назначению.

Чтобы батарея четко вошла в рабочий режим после хранения и функционировала с полной отдачей, необходимо выполнить 2-3 цикла заряд/разрядных процедур с равной численно номинальной емкости в соответствии 1С.

2. Ni-MH никель-металл-гидридные аккумуляторы

В отличие от предыдущих аналогов, эти аккумуляторы хранят в полностью заряженном состоянии. Причем место хранения должно иметь температуру не менее ноля градусов. Важно при хранении устройства 2 раза в месяц отслеживать напряжение аппарата, чтобы оно не опускалось ниже отметки 1V. Если же произошло падение ниже отметки, нужно тут же выполнить подзарядку заново.

3. Li-Ion литий-ионные аккумуляторы

Самыми оптимальными условиями хранения таких аккумуляторов, становятся такие критерии, как: заряд от емкости аппарата в объеме 40%, температура воздуха в помещении должна быть в диапазоне от 0 до 10 градусов тепла.
Для пользовательского удобства, приводим таблицу хранения аккумуляторов в соответствии с температурой окружающей среды. От температуры и времени хранения, происходит потеря заряда устройства.

Таблица потери заряда аккумулятора при хранении при различной температуре окружающей среды:

Температура, ⁰C	С 40 % зарядом, % за год	Со 100 % зарядом, % за год
0	2	6
25	4	20
40	15	35
60	25	40 % за три месяца

 

 

 

 

 

 

 

 

Совет: перед тем как отправить литий-ионные аппараты на хранение, применяйте специализированные зарядные устройства. Оптимальный заряд возможен в режиме Storage.

4. Li-Po литий-полимерные аккумуляторы

Для такого типа устройств недопустимым становится глубокий разряд. Если такое произойдет, то аккумулятор полностью выйдет из строя. Стоит придерживать устройство в 40% заряде от емкости устройства.

В отличие от устаревших моделей аккумуляторов советского образца, в современные модели изготовители внести в состав электролита дополнительный специальный консервант. Это т.н. ингибитор, позволяющий хранить устройства свыше двух лет. В связи с этим, аккумуляторы такого типа требуют особого способа расконсервации перед первичным использованием. Данный процесс, подразумевает под собой выполнение 2-3 заряд-разрядных процедур, которые собственно и разрушают свойства консерванта и устройство получает свою положенную номинальную емкость.

В случае не проведения такой расконсервации, наступает «эффект памяти». И в дальнейшем в процессе эксплуатации и наличии больших токов, начинается разложение консерванта. Этот процесс будет сопровождаться существенным выделением газов и тепла. В итоге вы получите вздувшийся аппарат, утративший все свойства электролита.

5. LiFePo4 литий-железо-фосфатные аккумуляторы

Эти устройства не такие требовательные, как представленные выше. Их хранят при полной зарядке и подзаряжают каждые 12 месяцев. Саморазрядка при комнатной температуре незначительная и составляет всего 3-5% за месяц.

6. PB свинцово-кислотные аккумуляторы

Аккумуляторы такого типа, хранят в заряженном виде при температуре 20 градусов тепла. Важно знать, что зарядка таких устройств проводится с напряжением в 2,45 В/элемент раз в 12 месяцев, длительностью процедуры в 48 часов. При хранении в условиях комнатной температуры, зарядку проводят чаще -1 раз в 8 месяцев с напряжением в 2,35 В/элементы длительностью процедуры от 6 до 12 часов. Температуру более 30 градусов эти устройства переносят плохо.

Аккумуляторы нуждаются в чистоте, ведь банальный слой соли, грязи и пленки из электролита на корпусе, выступают в качестве проводника тока между электродами. Это становится причиной саморазрядки аппарата. При глубокой разрядке, портятся пластины, начинается сульфация. Хранить такие устройства разряженными нельзя, они быстро выйдут из строя.

Если требуется хранить такое устройство долго и в дальнейшем использовать их с большими токами, например, в режиме стартера, нужно выполнять контрольные разряд/зарядные циклы токами номинального размера. То же самое стоит проделывать и тогда, когда уменьшается емкость аккумулятора.

Чтобы подготовить данный аккумулятор к зимнему хранению, специалисты НИИАЭ, советуют делать следующее:

1. Зарядить батарею устройства до конца согласно инструкции производителя.
2. Вывод АКБ с плюсом, смажьте литолом или солидолом, чтобы электролитовая пленка не впитывала из атмосферы влагу и не становилась причиной саморазрядки.
3. Сохранять такие аккумуляторы в прохладе, чтобы саморазряд происходил медленнее.
В случае крайней необходимости использования устройства в морозные дни, аккумулятор переносят в теплое помещение и за 7-9 часов, аппарат станет пригодным для запуска двигателя.

7. Ni-Zn никель-цинковые аккумуляторы

Этот тип аккумуляторов похож на никель-кадмиевые аналоги, только у этого типа устройств напряжение на элементе выше 1.6, нежели у аналогов с 1.2. Также Ni-Zn, не имеет «эффекта памяти» и пресловутой ядовитости для среды.

Эти устройства отдают от заявленной производителем емкости 80-85% заряда. Чтобы продлить срок службы таких устройств нужно заряжать аппарат на 90%. Плюс таких аккумуляторов состоит в том, что они хранят высокое напряжение почти до полной разрядки. Полный заряд никель-цинковых аппаратов можно выполнить за 2 часа.

Ni-mh аккумулятор: как заряжать — Tesla Batteries UA

Первые вполне рабочие никель-металлгидридные аккумуляторы были разработаны в 1980-х годах в попытке заменить никель-кадмиевые, страдающие множеством «болезней». Особенно неприятным был сильный «эффект памяти», а также быстрый выход из строя при неполных зарядках. Аккумуляторы на Ni-Mh основе успешно используются и в настоящее время, разделяясь на две основные группы:

• Обычные. Аккумуляторные батареи, применяемые повсеместно. Особенно в электроприборах и бытовой технике: RECHARGEABLE BATERIE 9V (6HR61, 9V, блистер), AA (HR06, блистер), AAA (HR03, блистер).
• Силовые. Особая группа батарей, которые специально были разработаны для применения в качестве источников электроэнергии для моделей на Р/У. 

Несмотря на такое разделения, технология работы и принципы зарядки у них в целом идентичны. Количество циклов заряда/разряда и, соответственно, срок службы Ni-Mh батарей составляет в среднем 500-1000. Эта цифра напрямую зависит от условий эксплуатации:

• глубины и скорости разряжения;
• скорости заряжания;
• особенностей контроля процесса зарядки. 

В случае точного соблюдения условий батареи прослужат максимально долго. Главное – избежать действия эффекта памяти. 

Эффект памяти: особенности и как его избежать

Никель-металлгидридные батареи, в отличие от никель-кадмиевых, гораздо меньше, но все же подвержены эффекту памяти. Иными словами, со временем аккумулятор начинает отдавать емкость, взятую при серии ближайших зарядок. 

Это значит, что если в течение определенного периода заряжать не полностью разряженный аккумулятор, то отдаваемая им емкость начнет падать. 

Как заряжать NiMh аккумуляторы: циклирование

Чтобы избежать утраты батареями части своей емкости и продлить срок их жизни, традиционно применяют циклирование. Его суть заключается в том, чтобы полностью разрядить и следом зарядить аккумулятор. В случае с никель-металлогидридной основой такую процедуру следует повторять хотя бы раз в месяц. 

Эффект от циклирования вполне ощутим. Даже изношенную батарею, которая утратила часть своей емкости, таким образом можно восстановить по характеристикам на 10-20% от изначальных. Для такого эффекта достаточно трижды повторить цикл. 

Как заряжать NiMh аккумуляторы: особенности зарядки

Зарядка никель-металлгидридных батарей производится зарядными устройствами, которые выдают ток 3-5 ампер. Заряжание на пяти амперах не имеет особых противопоказаний, однако, при высокой окружающей температуре и повышенных токах заряда есть риск перегрева батарей. В связи с этим рекомендуется использовать зарядку токами в пределах 3 ампер.

Высокие требования предъявляются к зарядным устройствам Ni-Mh аккумуляторов. Момент прекращения процесса зарядки у них определяется стандартным пиковым методом. У Ni-Mh он выражается вдвое слабее сравнительно с Ni-Cd батареями, поэтому чувствительность пика конечного напряжения должна составлять 3-5 микровольт на один элемент батареи.

Оптимальный ответ на вопрос, как заряжать Ni-Mh аккумулятор – в обыкновенном линейном режиме. Подразумевается, что ток заряда неизменен на протяжении всего хода зарядки. Использование других режимов особо не вредит, однако в некоторых случаях снижает напряжение батареи. 

Советы по эксплуатации Ni-Mh аккумуляторов

Предлагаем ознакомиться с общими рекомендациями, которые дают возможность по максимуму использовать ресурс аккумуляторов этого типа. И первое, на что следует обратить внимание – длительное время их стоит хранить заряженными всего на 30-50%. 

Это интересно: Как правильно заряжать аккумуляторные батарейки

Заряжать никель-металлгидридные аккумуляторы следует при температурах не ниже 5 и не выше 50°С. Выход за этот диапазон может значительно сократить срок их службы. Использование Ni-Mh аккумуляторов в режиме дозарядки будет успешным, если в ходе каждого цикла вы будете разряжать их до 0,9 вольт, и только потом подключать к зарядному прибору.

Как хранить и ухаживать за батареями Nimh?

При покупке нового NiMH аккумулятора

Как мы все знаем, срок службы брендовых NiMH аккумуляторов может быть заряжен 500-1000 раз согласно официальной заявке. На самом деле это всего лишь идеальная ценность, и часто до такой жизни не доходит. Но до тех пор, пока зарядное устройство используется разумно и никель-водородная батарея изучена более глубоко, мы все равно можем сделать ее «долговечной».

В нормальных условиях новый никель-металлгидридный аккумулятор содержит лишь небольшое количество электричества, и вы должны зарядить его перед использованием.Однако, если аккумулятор отправляется с завода на короткий период времени, рекомендуется сначала использовать его, а затем зарядить.

NiMH аккумулятор Grepow Tattu

Недавно приобретенный никель-металлогидридный аккумулятор обычно необходимо заряжать и использовать 3–4 раза, чтобы обеспечить максимальную производительность. Многие друзья сталкиваются с небольшими проблемами, возникающими при первой зарядке. После 3-4 раз зарядки и использования решилось.

Хотя с эффектом памяти никель-металлогидридных аккумуляторов — это малые , рекомендуется пытаться заряжать каждый раз после использования, и это разовая зарядка, не заряжайте некоторое время а затем подзарядить.

При зарядке АКБ

— P Обратите внимание на рассеивание тепла вокруг зарядного устройства

Нет необходимости преднамеренно продувать вентилятором для продувки, но будьте осторожны, чтобы не класть слишком много мусора вокруг зарядного устройства. В процессе использования аккумулятора у обычного пользователя часто нет специальной сумки для хранения; после замены батареи пользователь обычно ставит батарею, независимо от того, чистое и влажное место.Следствием этого является то, что аккумулятор легко загрязняется, контакты легко соприкасаются с металлами, например, клавишами, и подвержены воздействию влаги, которая является врагом аккумулятора.

Рекомендация:

Пользователи должны установить конкретную точку установки батареи и содержать батарею в чистоте. Во избежание таких проблем, как потеря питания, держите в чистоте точки контакта на обоих концах батареи и внутреннюю часть крышки батареи. При необходимости протрите мягкой чистой сухой тканью.

Методы эксплуатации и обслуживания никель-водородных аккумуляторов

Если вы не используете его в течение длительного времени, не забудьте вынуть аккумулятор из аккумуляторного отсека и поместить его в сухую среду . Рекомендуется класть его в батарейный отсек, чтобы избежать короткого замыкания.

После нескольких месяцев хранения никель-водородная батарея, которая не использовалась долгое время, естественным образом переходит в состояние «сна», и срок службы батареи значительно сокращается.Если NiMH аккумулятор находился в течение длительного времени, рекомендуется сначала зарядить его медленным зарядом. Еще один ключевой вопрос:

Для никель-металлгидридных аккумуляторов: следует ли полностью разряжать аккумулятор перед хранением или хранить его под напряжением?

Какие две разные точки зрения следует принять? Многие думают, что следует использовать первое, но автор считает, что хранение батареи более разумно.

Потому что:

Согласно тесту, наилучшее условие для хранения никель-металлгидридных аккумуляторов — экономия около 80% заряда.Это связано с тем, что саморазряд Ni-MH аккумуляторов велик (около 10-15% за один месяц). Если аккумулятор полностью разряжен, а затем хранится, он не будет использоваться в течение длительного времени. Явление саморазряда батареи вызовет чрезмерную разрядку батареи. Повредит аккумулятор.

Подробнее об аккумуляторе

Следите за официальным блогом Grepow, и мы будем регулярно обновлять отраслевые статьи, чтобы держать вас в курсе событий в области производства аккумуляторов.

Grepow: https://www.grepow.com/

Блог Grepow: https://blog.grepow.com/

Академия Grepow: https://www.grepow.com/article/

Как хранить никелевые батареи — База знаний BatteryGuy.com

Как никель-кадмиевые, так и никель-металлогидридные батареи можно хранить в одинаковых условиях.

Температура

Батареи

на основе никеля более гибкие, чем батареи многих других типов.

• Идеальная температура хранения — 50 ° F (10 ° C).
• Минимальная температура хранения составляет -4 ° F (-20 ° C).
• Максимальная температура хранения составляет 113 ° F (45 ° C).

Однако, как и в случае со всеми батареями, чем выше температура, тем быстрее батарея разряжается. На приведенном ниже графике, предоставленном британской компанией GP Batteries, показаны результаты испытаний никель-кадмиевых аккумуляторов, хранящихся при различных температурах.

Испытания никель-кадмиевой батареи, хранящейся при разных температурах

Как мы видим, при 113 ° F (45 ° C) батарея была полностью разряжена в течение 180 дней, а хранение при 32 ° F (0 ° C) означало, что она все еще была почти полной емкости через 200 дней.Однако 32 ° F (0 ° C) не рекомендуется, поскольку никель-кадмиевые батареи являются водными, и в полностью разряженном состоянии они могут замерзнуть, что приведет к возможным внутренним или внешним повреждениям. Следовательно, 50 ° F (10 ° C) является предлагаемым компромиссом — комфортно выше нуля, чтобы избежать риска замерзания, но не настолько горячим, чтобы вызвать быструю разрядку при хранении.

Влажность

• Идеальная влажность при хранении составляет 50%

Основная проблема влажности заключается в том, что конденсат может скапливаться как внутри, так и снаружи батареи.В противном случае устройство может быть безвозвратно повреждено. Внешне клеммы некоторых типов батарей начинают ржаветь, что затрудняет установление прочного соединения при использовании.

Заряд

Все батареи постепенно разряжаются даже при хранении, но никелевые батареи могут быть полностью разряжены без повреждений. В этом случае рекомендуется заправить аккумулятор (полностью зарядить и разрядить его несколько раз), чтобы восстановить полную емкость. Однако, если вы хотите, чтобы аккумулятор был готов к немедленному использованию, лучше всего поддерживать его на уровне 40-50%. заряда (SoC), а некоторые производители рекомендуют выполнять полную зарядку не реже одного раза в год.

Обратите внимание, что измерение SoC для этого типа батареи затруднено, поскольку температура и любые недавние действия (разрядка или перезарядка) повлияют на показания напряжения, поэтому рекомендуемый тест выглядит следующим образом:

• Убедитесь, что аккумулятор не заряжался и не разряжался в течение последних четырех часов.
• Убедитесь, что он комнатной температуры (оставьте его на несколько часов или на ночь, если он находился в холодной среде).
• С помощью вольтметра проверьте напряжение и зарядите, если показание напряжения ниже заявленного напряжения батареи.

Никелевые батареи могут быть повреждены из-за перезарядки, поскольку вода выходит в виде газа и не может быть заменена, что приведет к потере емкости.

Срок годности

Следующее руководство основано на батареях, которые хранятся при нужной температуре, нужной влажности и в правильном состоянии зарядки. В этих условиях никель-металлогидридные батареи могут иметь срок хранения от 1 до 3 лет, а никель-кадмиевые — от 2 до 3 лет.

Статьи по теме:

Как хранить аккумуляторы для радиоуправляемых автомобилей — RC Race N

* Этот пост может содержать партнерские ссылки.Как партнер Amazon, мы зарабатываем на соответствующих покупках.

Если у вас есть радиоуправляемое транспортное средство, от легковых и грузовых автомобилей до дронов и самолетов, вам важно знать, как правильно хранить батареи.

В этой статье вы узнаете больше о хранении LiPo и NiMH аккумуляторов и о том, как вам следует и не следует их хранить.

Как правило, большинство батарей RC следует хранить при 40-60% их емкости и хранить в огнестойком пакете (для LiPos). Вы также должны хранить батареи в сухом прохладном месте, где они не будут перегреваться или повреждаться от влаги.

По сравнению с NiMH, LiPo батареи гораздо чаще используются в производстве моделей радиоуправления. Это связано с более высокой производительностью, более надежным питанием и часто более длительным временем работы.

Перезаряжаемый литий-полимерный аккумулятор широко используется в автомобилях, лодках, самолетах, вертолетах, дронах и даже в электроинструментах с дистанционным управлением.

Действительно, LiPo батареи довольно хорошо известны в мире моделей дистанционного управления и среди любителей радиоуправления.

Одна из распространенных проблем, с которыми сталкиваются люди, заключается в том, что они сокращают срок службы или полностью разрушают батарею.Если вы не позаботитесь о своей батарее должным образом, она может даже взорваться или загореться!

Конечно, каждый хочет избежать повреждения или разрушения аккумулятора, поэтому учись. Как правильно ухаживать за батареей RC и хранить ее, жизненно важно для увеличения срока службы и поддержания ее в хорошем состоянии.

Сначала прочтите инструкции

Некоторые люди покупают свои радиоуправляемые батареи и сразу же кладут их в автомобиль, потому что им не терпится запустить автомобиль на трассе.Гонки на мощной радиоуправляемой машине могут быть очень увлекательными, но пренебрежение чем-то важным может привести к серьезным последствиям.

Новичкам важно полностью прочитать и понять инструкции. Никогда не недооценивайте важность следования инструкциям, которые содержат советы и методы использования и обслуживания батарей.

Часто батареи приходят частично заряженными, и для достижения наилучших результатов их необходимо полностью зарядить перед использованием. Некоторые батареи также требуют, чтобы вы изменили настройки на вашем радиоуправляемом автомобиле, поэтому еще раз прочитать и следовать инструкциям жизненно важно.

Вынимайте аккумулятор в перерывах между использованием

Вы можете забыть или не захотите вынимать аккумулятор и оставлять его в машине все время, но это не очень хорошая идея, так как это может серьезно повредить ваш компьютер. батареи. Аккумулятор по-прежнему имеет небольшой выходной ток, что приводит к чрезмерной разрядке элемента, сокращая таким образом срок службы аккумулятора или, возможно, полностью разрушая его.

Каждый раз, когда вы планируете не использовать радиоуправляемую машину в течение нескольких дней, вы должны вынуть аккумулятор.

Храните блок питания с зарядом 40-60%

После использования радиоуправляемого транспортного средства вы обнаружите, что некоторые люди вынимают аккумуляторы из транспортного средства, в котором совсем нет питания, и сразу же хранят их. Другие полностью заряжают аккумулятор перед хранением, что, если вы не участвуете в гонках несколько дней, может повредить аккумулятор, если он LiPo.

При хранении LiPo аккумуляторов следует избегать как полной зарядки, так и отсутствия зарядки.

Не храните LiPo аккумуляторы полностью заряженными или с зарядом менее 40%.Правильный заряд для хранения этого типа аккумулятора составляет от 40 до 60%. Когда вы будете практиковаться в этом, ваша LiPo батарея будет работать так же хорошо, как когда вы впервые ее получили в течение длительного времени.

Заряжайте и храните аккумуляторы в подходящих условиях

Температура — один из наиболее важных факторов, который оказывает значительное влияние на характеристики заряда и разряда аккумуляторов. Электрохимическая реакция на поверхности раздела электродов, которая считается сердцем батареи, связана с температурой.

Если температура падает слишком сильно, то снижается и реактивность электродов. В ситуации, когда напряжение батареи остается прежним, а ток разряда падает, мощность батареи снижается.

Для эффективной зарядки лучше поддерживать температуру в зоне около 75 градусов .. В первую очередь, чем выше температура, тем больше будет скорость заряда, а когда она поднимется до 100 градусов или выше, производительность материалы батарей будут плохими, а срок службы сократится.

Как хранить NiMH аккумулятор

Большая часть приведенной выше информации является общей как для LiPo, так и для NiMH аккумуляторов, но некоторая часть относится только к LiPo (например, хранение с зарядом на 40-60%).

Если ваше приложение предполагает разрядку аккумуляторов в течение нескольких часов, вы можете хранить аккумуляторы этого типа по своему усмотрению, однако вы должны убедиться, что они не опускаются ниже напряжения холостого хода в 1 вольт.

Если вы используете батареи до предела и необходимо поддерживать напряжение под нагрузкой, то вам нужно попытаться сохранить работоспособность батареи во время хранения.Поддерживать заряд аккумулятора непросто, для этого требуется больше работы, но вы получите удовольствие от их работы.

Чтобы никель-металлгидридные аккумуляторы оставались живыми, их следует хранить в разряженном состоянии и выполнять цикл зарядки / разрядки каждые 30 дней. Чтобы удалить ячейку, вы применяете нагрузку 1С и останавливаетесь, когда напряжение под нагрузкой достигает 1,0 вольт. С аккумуляторной батареей вы должны остановиться, когда она упадет до 1,0 вольт на элемент.

Не работает с аккумуляторами с высокой скоростью саморазряда.Вам необходимо хранить аккумулятор полностью заряженным, а поскольку они быстрее теряют свою емкость, заряжайте их каждые две недели, чтобы поддерживать уровень 1,0 В на элемент.

Задача состоит в том, что вы должны зарядить аккумулятор перед использованием, а они еще не готовы к работе, если они вам понадобятся. Модификация состоит в том, чтобы разрядить элементы и аккумуляторные блоки, а затем немного их зарядить.

Если вы храните элементы в заряженном состоянии и не обращаете на них внимания в течение длительного периода, вы можете вернуть их, используя стандартную зарядку и выполнив несколько циклов зарядки / разрядки.

Дополнительные сведения о хранении никель-металлгидридных аккумуляторов

Найдите сухое, прохладное и стойкое к щелочам место

Не храните аккумуляторы во влажных, горячих или морозных условиях. Это вызывает более быстрый саморазряд, деградацию или даже короткое замыкание всего аккумуляторного блока. Например, вы можете хранить свои батареи в ящике или отдельные элементы в пластиковых ящиках, чтобы избежать короткого замыкания какой-либо ячейки.

Регулярно заряжайте и проверяйте батареи

Батареи со временем разряжаются, поэтому регулярно проверяйте напряжение батарей, и если уровень заряда опускается ниже 1.0 В на элемент, вы должны немедленно зарядить его. Никогда не храните никель-металлгидридные аккумуляторы полностью разряженными, так как это может вызвать сбои или необратимую потерю емкости.

Очистите полюса батареи

. повреждать. Кроме того, таким образом можно предотвратить коррозию клемм аккумуляторных батарей.

Напишите некоторую информацию о дате, сроке использования и реальной емкости батареи

Зная, насколько изношены и использовались ваши батареи, вы можете, например, использовать свои батареи более регулярно или предотвратить слишком частое использование одного блока, поскольку второй остается неиспользованным.

Купите интеллектуальное зарядное устройство, мультиметр или тестер аккумуляторов.

Интеллектуальное зарядное устройство позволяет легко измерять реальные уровни напряжения и выполнять тесты емкости. Таким образом, вы можете заметить, когда батареи и элементы заряжены или нет, и сколько у них емкости.

Интеллектуальное зарядное устройство также предотвращает перезарядку и может заряжать каждую ячейку индивидуально для достижения наилучшего заряда. Мультиметр позволяет получать точные показания напряжения.

Никогда не храните никель-металлгидридные батареи в устройствах в течение длительного времени.

Оставление никель-металлгидридных аккумуляторов, особенно многоэлементных, в вашем радиоуправляемом автомобиле, может привести к более быстрой разрядке, а также к перемене полюсов, что может медленно повредить элемент.

Заключение

Я надеюсь, что эта статья была полезной, поскольку дала вам несколько советов о том, как правильно хранить RC-батареи, независимо от того, какие у вас NiMH или LiPo. Хранение аккумуляторов с правильным зарядом, при правильной температуре и в правильных условиях поможет им прослужить долгое время и, в свою очередь, сэкономит вам значительную сумму денег.

Основные сведения о перезаряжаемых батареях: долгосрочное хранение

Когда вы покупаете еду, вы знаете, что она в какой-то момент испортится.К счастью, они печатают эти этикетки с датой истечения срока годности на еде и других продуктах, чтобы вы знали. Вы также знаете, что есть места, где следует или не следует хранить продукты. Но знаете ли вы, что батареи работают точно так же?

Эти миниатюрные элементы питания, как и продукты питания, являются скоропортящимися. Это означает, что с момента изготовления они начинают медленно портиться. Не волнуйтесь, есть способы хранить и хранить эти мини-элементы питания. Вот что вам нужно сделать, чтобы продлить срок службы батареи.

Лучшая температура для хранения аккумуляторной батареи — около 60 градусов по Фаренгейту. Когда они сидят, они начинают терять часть своего заряда. Это называется саморазрядом, и это означает, что батарея теряет емкость без использования. Различные типы ячеек питания имеют разную скорость саморазряда. Те, которые содержат никель, разряжаются быстрее всего. Это означает, что любые никель-металлогидратные или никель-кадмиевые аккумуляторные батареи будут саморазряжаться немного быстрее, чем другие типы.

Возможно, вы слышали, что батарейки лучше хранить в холодильнике. Так бывает только иногда. Если вы живете в умеренной среде, где средняя температура в комнате всегда будет около 60 градусов, нет необходимости хранить их в холодильнике. Это очень и очень немного продлит их жизнь, и на самом деле не стоит усилий.

Холодильник рекомендуется, если:

— Вы живете в очень жаркой среде. Даже при хранении при температуре 85 градусов батарея потеряет около 1/20 срока службы за один год.Если хранить при температуре 100 градусов, он будет терять примерно 1/4 в год.

— Вы храните никель-кадмиевые (NiCd) или никель-металлогидратные (NiMH) элементы питания. Они будут терять часть своей емкости каждый день, если их не хранить в холодильнике или при комнатной температуре 70 градусов. Если вы можете держать их там, где прохладнее, у вас может не быть проблем.

Если вы все-таки храните батареи в холодильнике, это поможет им работать лучше, если вы некоторое время держите их при комнатной температуре перед использованием.

Батарею на основе кислоты следует хранить полностью заряженной. Элементы питания на основе никеля и лития следует хранить при половинном заряде или 40% заряда. Это поможет предотвратить использование ими емкости с течением времени, и вы увидите более высокую производительность, когда будете их использовать.

Не кажется ли вам, что вы получаете сразу много информации? Технологию аккумуляторов непросто понять, поэтому давайте немного разберемся в ней. Вот краткое изложение некоторых основных рекомендаций, которым необходимо следовать:

— Лучшее место для хранения аккумуляторов — в прохладном и сухом месте.Если ваша средняя температура в помещении превышает 60 градусов и вам необходимо длительное хранение, или если вы используете литиевые или никелевые элементы питания, храните их в холодильнике. Затем перед использованием доведите их до комнатной температуры. Никогда не храните в морозильной камере какие-либо элементы питания.

— Храните никелевые и литиевые аккумуляторные батареи примерно на половину их заряда. Хранение их полностью заряженными значительно сократит их жизнь. Это зависит от конкретного типа батареи, но в целом хорошо заряжена примерно на половину или на 40%.Кроме того, не храните разряженные литиевые батареи. Если он упал до 0, зарядите его перед хранением.

— Литиевые батареи не так хорошо хранятся, как другие типы, поэтому покупайте их по мере необходимости. Можно хранить запасы под рукой, но не стоит покупать пачку и хранить до тех пор, пока они вам не понадобятся. К тому времени заряда почти не останется.

— При работе с мощными свинцовыми силовыми элементами внимательно следуйте инструкциям по эксплуатации. Они дадут рекомендации по хранению, в том числе о том, когда их периодически заряжать и в каких условиях их следует хранить.

NiMH и NiCd аккумуляторы

Обращение с NiMH аккумуляторами во время пожаров

В случае пожара, где присутствуют никель-металлогидридные (NiMH) батареи, нанесите удушающее средство, такое как METL-X, песок, сухой измельченный доломит или кальцинированную соду. Местность также может быть затоплена водой. Удушающее средство потушит горящие никель-металлогидридные батареи. Вода может не погасить горящие батареи, но охладит соседние батареи и ограничит распространение огня.Сгоревшие батареи сгорают сами по себе (другая формулировка). Практически все возгорания, связанные с NiMH батареями, можно контролировать с помощью воды. Однако при использовании воды может образовываться газообразный водород. В замкнутом пространстве газообразный водород может образовывать взрывоопасную смесь, поэтому рекомендуется использование удушающих средств.

Пожарные должны носить автономный дыхательный аппарат (указать класс СИЗ). При горении никель-металлогидридных батарей могут образовываться токсичные пары, включая оксиды никеля, кобальта, алюминия, марганца, лантана, церия, неодима и празеодима.Со всеми пожарами должны обращаться профессионалы, обученные тушению пожаров.

Хранение NiMH аккумуляторов Батареи NiMH

следует хранить в прохладных, хорошо вентилируемых местах. Клеммы никель-металлгидридной батареи должны быть заклеены изолентой из непроводящего материала, чтобы клеммы не соприкасались с другими клеммами батареи. Вот несколько примеров:

• Изолента

• Лента упаковочная

• Изолента

* Если батареи собираются отправить на переработку, постарайтесь не закрывать всю батарею, чтобы сортировщики могли определить тип.

Обращение и хранение NiCd Никель-кадмиевые (NiCd) аккумуляторные элементы

заполнены электролитами, и их всегда необходимо обрабатывать, хранить и транспортировать так, чтобы вентиляционные отверстия были обращены вверх. Избегайте размещения никель-кадмиевых батарей под прямыми солнечными лучами, высокой температурой и высокой влажностью. Эти батареи следует хранить в прохладном и сухом месте при температуре от 10 ° до 30 ° C (от 50 ° до 86 ° F) и при влажности от 45% до 85%. Не подключайте положительную клемму к отрицательной клемме с помощью электропроводящих материалов.Храните и эксплуатируйте никель-кадмиевые батареи в отдельных помещениях, где хранятся и эксплуатируются свинцово-кислотные батареи. Храните никель-кадмиевые батареи вдали от воды в прохладных, хорошо вентилируемых помещениях. Не храните какие-либо другие материалы на батареях.

Так же, как и никель-металлгидридные батареи, никель-кадмиевые батареи нуждаются в том, чтобы клеммы были заклеены лентой из непроводящего материала, чтобы клеммы не соприкасались с другими клеммами батареи. Примеры непроводящих материалов:

• Изолента

• Лента упаковочная

• Изолента

* Если батареи собираются отправить на переработку, постарайтесь не закрывать всю батарею, чтобы сортировщики могли определить тип.

Гидриды металлов для NiMH аккумуляторов

В этом случае AB ₂ обычными элементами для A являются Ti, Zr, Hf и другие редкоземельные элементы (кроме Lu). Обычными элементами B-позиции являются Cr, V, Fe и Mn. Для повышения производительности батареи можно сделать множество замен для A и B. Компания Daimler Benz разработала TiZr _0,02 V _0,43 Fe _0,09 Cr _0,05 Mn _01,5 ( Таблица 2 , № 10, № продукта 685941), коммерческий сплав, имеющий разумную цену. ²⁸

Третий класс материалов, которые могут иметь потенциал в NiMH батареях, — это гидриды AB. Обычно они имеют структуры типа «CsCl» (Strukturbericht B2, пространственная группа Pm-3m). Либовиц ²⁹ впервые сообщил о гидридах ZrNi, которые гидрировались около 100 ° C, а в 1974 году Рейли ³⁰ разработал сплав FeTi (, таблица 2 , № 17), который образовывал FeTiH и FeTiH _1,5 и демонстрировал два плато при 30 ° С. Рейли ³¹ также обнаружил TiFe _0.7 Mn _0,2 , что показывает H / M = 1 при 40 ° C, и Sandrock ³² проявил TiFe _1-y Al _y (y = 0,04 до 0,10), TiFe _0,85 Mn _0,15 и TiFe _0,8 Ni _0,2 (, таблица 2, , номера 17 и 18). ³²

Замены A и B в AB ₅ и AB ₂ Соединения

Гидриды линейных соединений: LaNi ₅ , YNi ₅ (Product No.693928), CeNi ₅ , MmNi ₅ и другие. Компоненты A и B обычно заменяют для получения наиболее желаемых свойств. Например, свойства изотермы изменяются для получения желаемого давления плато, в некоторых случаях почти на два порядка величины вблизи рабочей температуры. LaNi ₅ — это модельное соединение с давлением плато 1,5 атм; NdNi ₅ , CeNi ₅ и другие также имеют высокое давление плато. Замещения A-узла связаны с коммерческими смесями сплавов мишметаллов (La, Pr, Ce, Nd).В этом случае гистерезис увеличивается, но емкость накопления водорода не уменьшается. Также возможны частичные замещения в таких соединениях, как Mm _1-x CaNi ₅ , которые приводят к пониженным давлениям плато, а также гистерезису. Замены B-сайта Ni на Pt, Cu и другие не привели к полезным соединениям. С другой стороны, частичное замещение B-сайта привело ко многим изменениям термодинамических свойств. Для аккумуляторных батарей важно, чтобы изменение объема во время гидрирования / дегидрирования было минимальным; было показано, что добавление Co снижает изменение объема.Компания Sakai сообщила, что полностью замещенный MmNi ₅ , используемый в электродах аккумуляторных батарей, имеет некоторое содержание Co для увеличения срока службы электрода. ³⁷ Существуют и другие патенты и ссылки, которые не были включены в этот обзор для краткости. Коммерческие B-замещенные сплавы MmNi ₅ , содержащие Co, Al и Mn, демонстрируют давление плато ниже 1 бар и хорошую коррозионную стойкость. Предполагается, что состав промышленного сплава для электродов составляет приблизительно MmNi _3.5 Co _0,8 Mn _0,4 Al _0,3 . Этот сплав имеет большую коммерческую ценность для аккумуляторных батарей, а также других сплавов для хранения водорода для топливных элементов и других стационарных систем хранения водорода. Частичные замещения B-сайтов на Sn, Mn, In и Si также дали гидриды с лучшими характеристиками. Наиболее интересными из них, обеспечивающими оптимальные гидрирующие свойства, являются Al и Sn. Хорошо известный LaNi _4,5 Al _0,5 использовался для приложений Tritum.Пример замены одного B-элемента показан для LaNi _5,2 и LaNi _4,8 Sn _0,2 ( Фигуры 5 и 6 ). Можно видеть, что на срок службы в термическом цикле в значительной степени влияют изменения в легирующем элементе. Боумен улучшил свойства этих сплавов, которые использовались для тепловых насосов в космосе. ³³ Кроме того, было обнаружено, что с помощью этих замен возможно увеличение срока службы цикла. ³⁴ Редкоземельные элементы также замещаются в соединениях AB ₂ ; такие соединения, как MmMnAl, LaMnAl, TiZr _0.02 V _0,43 Fe _0,09 Cr _0,05 Mn _01,5 и TiMn _1,4 V _0,62 одинаково важны для наших приложений. Sandrock и Goodell также выполнили циклическое изменение давления окружающей среды для Fe _0,85 Mn _0,15 Ti _0,5 и показали влияние газовых примесей на циклирование. ³⁵

Электрохимические реакции в NiMH аккумуляторах

Схема NiMH батареи показана на рис. 9 , где гидрид металла является отрицательным электродом, NiO (OH) / Ni (OH) ₂ является положительным электродом, а КОН — электролитом.С положительной стороны электрод Ni (OH) ₂ окисляется до NiO (OH) во время зарядки и восстанавливается обратно до Ni (OH) ₂ во время разряда. На отрицательном электроде гидрид металла восстанавливается до сплава во время разряда. Уравнения окислительно-восстановительного потенциала заряда-разряда также показаны на рис. . Следует отметить, что в этом типе аккумуляторов отсутствует механизм осаждения, как в Ni / Cd и других батареях; механизм заряда / разряда происходит через перенос протона между гидроксидом Ni и гидридом металла.

Хранение батареек в холодильнике: миф против факта.

Хранение батарей в холодильнике может быть не лучшим вариантом

Все основные бренды батарей рекомендуют хранить батарейки в чистом, сухом месте при комнатной температуре.

USA TODAY

Know Your Stuff — это новая колонка, которая раскрывает скрытые секреты повседневных товаров, которыми вы владеете.

Если бы вы заглянули в мой холодильник, вы могли бы увидеть сюрприз рядом с ящиком для масла: мои батарейки.Я держу их там, потому что в какой-то момент в туманном прошлом кто-то сказал мне, что это хорошая идея, и я им поверил.

Однако я узнал, что инстинкты интуиции часто рушатся перед лицом реальных фактов. Я обратился к экспертам с вопросом и снова понял, что даже простые вещи, которыми мы владеем, могут быть на удивление сложными.

Миф: Хранение батареек в холодильнике продлевает их жизнь.

Факт: отчасти это правда, но лучше не делать этого.

Чтобы понять, почему, полезно иметь некоторое представление о том, как работает аккумулятор. Для простоты мы ограничимся обычными батареями AA и AAA, а не батареями для смартфонов или ноутбуков.

Чтобы получить техническую информацию всего на один момент, батареи выделяют энергию из-за химической реакции между двумя или более соединениями, хранящимися внутри. Электроны выходят из одного терминала через любое устройство, которое они питают, и обратно в другой терминал.

Но даже когда они не подключены к розетке, эти электроны могут незаметно выскользнуть из батареи, истощая свою емкость в процессе, называемом саморазрядом.

Как найти предложения: Подключитесь к скидкам в Walmart, Target, Best Buy в этот праздничный сезон

Kindle для детей. Да или нет ?: Amazon’s Kindle для детей: 5 выводов от 8-летнего читателя (и его мамы)

Легко понять, насколько общепринятая мудрость указывает на холодильник как на решение: если вы можете замедлить работу химическая реакция, вы сможете хранить батареи дольше без потери заряда.

Итак, вам стоит? Ответ производителей аккумуляторов единообразен и однозначен.

«Это давний миф, и ответ отрицательный», — говорит Том Ван Вой из Panasonic Energy Corp. of America.

Все основные бренды рекомендуют чистую, сухую среду с комнатной температурой.

При правильном хранении скорость разряда одноразовой щелочной батареи, наиболее распространенного типа в США, незначительна — всего около 3% в год. Одноразовые литиевые батареи теряют еще меньше.

Если вы, как и я, хранили батарейки в холодильнике, не пинайте себя слишком сильно.Оказывается, существует хорошее объяснение того, почему существует миф.

Перезаряжаемые батареи тогда и сейчас

Перезаряжаемые батареи, вероятно, являются основной причиной, по которой многие люди хранят батареи в холодильнике. Еще десять лет назад обслуживание клиентов было довольно ужасным, и холодильники были временной мерой.

Никель-кадмиевые (никель-кадмиевые) и NiMH (никель-металлогидридные) — наиболее часто используемые перезаряжаемые батареи — могут терять до 20-30% своей емкости в месяц.Несколько месяцев на полках, и они фактически умерли и нуждались в полной подзарядке.

В то время некоторые рекомендовали хранить эти типы аккумуляторных батарей в холодильнике или даже морозильной камере как способ замедлить такую ​​быструю разрядку.

К счастью, в аккумуляторных батареях произошли значительные улучшения. Текущая главная рекомендация Reviewed по перезаряжаемым батареям, Panasonic Eneloop Pro, может поддерживать 85% их полного заряда в течение года за раз — холодильник не требуется.

Когда температура в вашей комнате не «комнатная»

Хотя охлаждение запрещено, температура по-прежнему имеет большое влияние на срок годности батареи.

Когда производители аккумуляторов рекомендуют «комнатную температуру», они обычно имеют в виду 68-78 ° F. Однако в зависимости от вашего местоположения в вашем доме может быть намного теплее. И чем горячее становится, тем быстрее разряжаются ваши батареи. При хранении в горячем гараже или туалете эти батареи могли разряжаться в два-четыре раза быстрее.

Держите их сухими

Еще одна причина, по которой эксперты не рекомендуют хранить батарейки в холодильнике, — это конденсация.

«Влажность может повлиять на аккумуляторы в целом, — говорит Ван Вой», поэтому мы рекомендуем сухую среду хранения. Вы собираете конденсат в холодильнике ».

Если вы настаиваете на хранении батарей в холодильнике, по крайней мере, поместите их в герметичный контейнер, куда не попадет водяной пар.

Но считайте, что я исправился.