Як заряджати нікель-металогідридні акумулятори: способи та інструкції

Як заряджати нікель-металогідридні акумулятори? Це питання, а також багато інших, тісно пов`язані з ним, будуть розглянуті в даній статті. Тема є актуальною, так як в даний час існує безліч електричних пристроїв, що працюють від батарей.

Різні види акумуляторів

Електричні батареї існують з різним обсягом заряду. Їх розміри варіюються від тих, що не більше гудзики, до гігантів, що використовуються на промислове підприємство. Здавалося б, між деякими акумуляторами, значно відрізняються за зовнішнім виглядом і за габаритами, немає нічого спільного.

Однак це не так. Всі вони працюють за схожим принципом і виготовляються з одних і тих же матеріалів.

Трохи історії

Перші акумулятори з`явилися в 19 столітті. Вони виготовлялися з нікелю і кадмію. Тому такі батареї отримали відповідну назву. Спочатку їх робота цілком задовольняла користувачів. Але з часом виникла потреба в більш довговічних батареях. До того ж фахівці, зайняті в області розробки електричних приладів, стали замислюватися про те, щоб прискорити процес зарядки. Матеріалами, які здатні забезпечити акумуляторам наявність таких характеристик, були визнані нікель і металогідрид.

Але процес створення нового типу батарей затягнувся на кілька десятиліть. Вперше про акумулятори нового покоління заговорили в п`ятдесяті роки двадцятого століття, а пробні їх зразки з`явилися тільки в кінці сімдесятих.

Особливість

Пристрій нікель-металогідридного акумулятора дозволяє накопичувати водень, чиї обсяги в кілька разів перевищують габарити батареї. До того ж він завжди утворюється в певній частині виробу. Його запаси накопичуються ближче до контактів нікель-металогідридних акумуляторів.

Ці, а також ряд інших характеристик дозволяють заряджати такі пристрої до декількох тисяч разів. Однак у нікель-металогідридних акумуляторів є і свої недоліки, про які піде мова в наступному розділі.

Швидке нагрівання

Нікель-металогідридні батареї, через особливості їх конструкції і характеристика матеріалу, з яких вони виготовляються, мають високий ступінь нагреваемости. Тому процес їх зарядки вимагає особливого, більш "делікатний" підходу, ніж у їх кадмієвих попередників. Фахівці рекомендують серйозно поставитися до вибору зарядних пристроїв.

На це потрібно звернути увагу

Зарядка нікель-металогідридних акумуляторів, як і будь-який інший процес, можна оцінити у вигляді коефіцієнта корисної дії. Як він розраховується в даному випадку? При зарядці нікель-металогідридних акумуляторів Електрична енергія, що витрачається на даний процес, викликає виділення тепла. Крім того, вона сприяє протіканню певних хімічних реакцій. ККД зарядки нікель-металогідридних акумуляторів - це і є кількість енергії, витраченої на хімічні процеси. Варто відзначити, що ніколи цей коефіцієнт не дорівнює 100%, навіть якщо мова йде про найсучасніших батареях і найбільш досконалих ЗУ.

Ще варто згадати про те, що цей показник у кадмієвих акумуляторів значно вище, ніж у їх більш сучасних аналогів.

Швидкість зарядки залежить від величини струму. Для неї були придумані окремі одиниці-частка від усього обсягу. Вони позначаються латинською буквою C. Розрізняють три варіанти здійснення зарядки нікель-металогідридних батарей:

1. Краплинний.
2. Швидкий.
3. З підвищеною швидкістю.

Фактично можна говорити тільки про два види, оскільки перший і другий мало відрізняються один від одного.

Крапельної можна вважати ту зарядку, швидкість якої дорівнює 0,1 C. При швидкому варіанті цей показник вище.

Для використання останнього типу потрібні більш складні пристрої, які здатні розпізнати завершення процесу і автоматично відключитися. При цьому запобігає перегрів батарей і їх пошкодження. Крапельна зарядка через використання низької напруги не призводить до надмірного підвищення температури виробу. А значить, вона не може стати причиною деформації нікель-металогідридних акумуляторів (Ni-MH).

У кожного виду зарядки є свої плюси і мінуси. Деякі з них будуть розглянуті нижче.

Швидка зарядка

При такому варіанті працездатність акумуляторів зберігається на більш тривалий термін. Крім того, як видно з назви, швидкість цього процесу досить швидка. І тому на зарядку витрачається менше часу, ніж при краплинному варіанті. Однак такий сценарій вимагає використання більш складного пристрою з вбудованими датчиками, що визначають рівень заряду батарей. Нерідко подібні прилади, придатні для швидкої зарядки, оснащені дисплеєм, на якому показується час, необхідний для завершення зарядки, що використовується напруга, а також деякі інші відомості.

А значить, і вартість такої техніки вище, ніж тієї, що потрібно для крапельної зарядки.

Повільний варіант

При повільному процесі для нікель-металогідридного акумулятора ААА не потрібно пристрою, оснащеного датчиками закінчення заряду.

Тому воно, як правило, коштує дешевше. Але з його допомогою акумулятори будуть заряджатися далі. У даного способу є ще один серйозний недолік. Чим довше на батарею впливає електричний струм, тим швидше вона виходить з ладу. А значить, економлячи на зарядному пристрої, можна втратити через необхідність часто купувати нові акумулятори.

Якщо говорити про кадмієвих батареях, то саме такий варіант є для них найкращим. ККД даного виду зарядки найчастіше не перевищує позначки в 70%. У зв`язку із негативним впливом на працездатність акумуляторів її не рекомендує використовувати більшість виробників нікель-металогідридних акумуляторів АА, а також інших видів батарейок.

Однак останнім часом в спеціалізованій літературі по електроніці все частіше стали з`являтися статті про нешкідливість повільної зарядки для акумуляторів всіх видів, вироблених за новими технологіями.

Технологія зарядки

Як заряджати нікель-металогідридні акумулятори?

Більшість виробників таких виробів пише в інструкціях до них наступні показники, при яких повинен проходити цей процес. Струм потрібно вибирати, що не перевищує 1C. Якщо це правило не дотримано, то це може привести до того, що аварійний клапан, що стримує зайвий тиск, спрацює, і батарея вийде з ладу.

Заряджаючи акумулятори, слід стежити також і за дотриманням певного температурного режиму. Зазвичай в інструкціях вказується інтервал від 0 до 40 градусів Цельсія. Якщо температура не виходить за ці рамки, то зарядка, швидше за все, буде протікати благополучно. Втім, таке попередження стосується скоріше використання промислових акумуляторів. Навряд чи зарядка батарейки для звичайного побутового приладу часто здійснюється при температурі вище 40 і нижче 0 градусів Цельсія.

Про напругу та інші параметри

Напруга, що подається на батареї при їх зарядці, не повинно виходити за рамки 0,8-8 вольт. Коефіцієнт корисної дії швидкого варіанту цього процесу дорівнює приблизно 90%, що вважається високим значенням. Але ближче до закінчення ККД різко зменшується через те, що все більше енергії починає витрачатися на виділення тепла. Тому важливо, щоб відключення пристрою відбувалося своєчасно, без значного запізнювання. В іншому випадку висока ймовірність спрацьовування аварійного клапана, службовця для зниження тиску.

Стадії зарядки

Для того щоб краще зрозуміти, як заряджати нікель-металогідридні акумулятори, слід спочатку розглянути детально, як відбувається цей процес, здійснюваний за допомогою спеціального електричного пристрою.

Отже, спочатку прилад визначає, присутній в ньому акумулятор чи ні. Потім він ідентифікує рівень заряду батареї. Після цього відбувається попередня зарядка, яка перетікає в швидку і додаткову.

Далі буде детально розкрита сутність кожного з даних етапів.

Присутність акумулятора

Щоб визначити, чи вставлена батарейка у відповідні роз`єми пристрою, апарат подає напругу в 0,1 C на контакти. Щоб почалася зарядка, Напруга не повинна перевищувати позначку в 1,8 вольта. Якщо воно більше, то пристрій сприймає це як відсутність акумуляторної батареї або її вихід з ладу. Під час зарядки апарат кілька разів перевіряє наявність в ньому елементів живлення. Для чого це робиться? Іноді користувачі, не дочекавшись закінчення процесу, виймають батарейки. В такому випадку, щоб не витрачати енергію даремно, пристрій припиняє її подачу. Відключення робиться і з іншої причини. Якщо батарея несправна, то подальша зарядка може привести до небажаних наслідків, наприклад, до пожежі. Саме тому і відбувається його передчасне відключення.

Визначення рівня заряду

Дана дія виконується пристроєм також для запобігання його можливого пошкодження. Відомо, що при низькому рівні не можна включати швидкий режим зарядки. Тому якщо пристрій визначив, що цей показник у батарейки досить високий, то воно спочатку запустить підготовчий режим. Зазвичай цього не потрібно. Найчастіше батарея не розряджається до межі, при якому включається попередній етап. Але він може знадобитися, якщо елемент живлення не використовувався протягом тривалого часу або є зношеним і не тримає в необхідній мірі заряд.

Попередня стадія

Як вже було сказано, вона потрібна, тільки якщо нікель-металогідридна батарея сильно розряджена. Даний процес займає не більше півгодини. Якщо за цей час батарейка не накопичує потрібного рівня енергії, то вона сприймається пристроєм як пошкоджена. Якщо це сталося, то зарядка припиняється.

Основний етап

Перехід на цю стадію здійснюється не відразу, а поступово. Зазвичай він триває не більше п`яти хвилин. Тут, як і протягом усього процесу зарядки NiMH-акумулятора, здійснюється замір температури. Якщо вона перевищує критичний рівень, то пристрій відключається. Але найголовніше, з того, що відбувається на даному етапі, це поступове посилення зарядного струму.

На основній стадії постійно здійснюється контроль над рівнем заряду. Це необхідно для своєчасного відключення пристрою і припинення процесу. Наскільки в даний момент заряджена батарея, визначається за кількома параметрами.

Відмінність від нікель-кадмієвих зразків

Рівень розряду в акумуляторах Ni-Cd зазвичай визначається за графіком напруги. Відомо, що воно росте на початку і середині процесу, а ближче до його кінця починає слабшати. Коли напруга досягає встановленого мінімуму, пристрій припиняє свою роботу. Так відбувається при зарядці нікель-кадмієвих акумуляторів. Але у випадку з нікель-металогідридними зразками цей варіант не підходить. Точніше, при вимірюванні заряду тут теж враховується зменшення напруги, але до даного параметру додається ще й температура батарейки. Щоб не допустити перегрівання акумулятора, вимикання відбувається не при досягненні якоїсь конкретної температури, а коли її зростання починає перевищувати 1 градус в хвилину.

Але і таке припинення зарядки теж не є ідеальним варіантом.

Останнім часом з`явилися моделі ЗУ, в яких використовується не звичайний струм, А подається імпульсами. Експерти кажуть, що у таких пристроїв є ряд переваг, в тому числі і рівномірний розподіл заряду по всій батареї. Активні речовини, що накопичуються в результаті даного процесу, не утворюють занадто великих кристалів.

Як заряджати нікель-металогідридні акумулятори? Для цього найкраще використовувати пристрій, оснащений описаними вище методами контролю. До того ж незайвим буде і таймер відключення зарядки, який іноді є в таких приладах. Необхідний час можна легко розрахувати, знаючи ємність акумулятора, величину струму і коефіцієнт корисної дії приладу. До отриманого часу зазвичай додається запас, що становить 5-10 відсотків від усього терміну. Відключення відбудеться, якщо до цього жоден з інших методів контролю не перерве роботу пристрою.

Додаткова зарядка

Цей етап починається після закінчення основний процес. Він необхідний для того, щоб всі знаходяться в пристрої нікель-металогідридні акумулятори отримали однакову ступінь заряду. Це робить роботу приладів, що використовують акумулятори, більш стабільною.

Екстрена зарядка

Як бути, якщо ви згадали в самий останній момент, що для роботи будь-якого приладу знадобляться батарейки? Можна скористатися прискореною зарядкою.

Як заряджати нікель-металогідридні акумулятори таким способом? Експерти стверджують, що до того моменту, як рівень заряду досягне позначки в 70 відсотків, ККД процесу дорівнює майже 100%. Це означає, що енергія витрачається в основному на накопичення в акумуляторі активних речовин, а не на підвищення температури. Тому на даному етапі можна збільшити струм. Однак не рекомендується перевищувати позначку 10C. Головне при такому вигляді зарядки-визначити, коли закінчаться ті самі 70 відсотків. Тому потрібно точно знати, який заряд вже був присутній в батареї до початку прискореного процесу. Такий варіант, безумовно, підходить тільки людям, добре розбираються в електроніці.

Як зберігати нікель-металогідридні акумулятори? Таким питанням теж задаються багато користувачів електричних приладів, що працюють від батарейок. Відомо, що при тривалій перерві у використанні акумулятори починають деградувати-знижується здатність тримати заряд. Експерти дають наступні поради з цього приводу.

По-перше, залишати без використання можна тільки акумулятори, розряджені більш ніж наполовину. По-друге, при зберіганні оптимальним вважається кімнатний температурний режим. Найкраще не чекати повної розрядки акумулятора, інакше його працездатність доведеться відновлювати.

Друге життя батарейок

Як відновити нікель-металогідридні акумулятори?

Напевно багато хто вже знає про приблизний принцип такої операції. Необхідно кілька разів провести цикл зарядки і майже повної розрядки (не нижче 0,9 вольта). Але у цього правила є і деякі нюанси. Найкращий проводити таку "тренування" для кожної батарейки окремо. Оскільки в силу особливостей виробництва цих виробів характеристики окремих акумуляторів можуть відрізнятися один від одного. Тому зарядка і розрядка будуть проходити у них теж з різною швидкістю. Особливо ця порада стосується нікель-металогідридних акумуляторів для шуруповерта.

Як правило, в подібних електричних приладах використовується не одна батарея, а набір з декількох штук. Ці елементи живлення найкраще відновлювати окремо. Варто відзначити, що існують моделі ЗУ, які здатні проводити розрядку батарей. Але такі зразки коштують дорожче, ніж їх більш прості аналоги. Економити на акумуляторах або зарядних пристроях-вирішувати користувачам.

Укладення

Ця стаття була присвячена питанню "Як правильно зарядити нікель-металогідридний акумулятор". У ній розглянуті деякі тонкощі цього процесу. Також наведені основні відмінності NiMH-акумуляторів від інших.