Щелочные батареи тнж: особенности выбора

Типы аккумуляторов и их особенности

Аккумуляторный электроинструмент комплектуется батареями, выполненными на различной основе. Эти АКБ в эксплуатации и при зарядке ведут себя по-разному, и к ним нужен дифференцированный подход, основанный на знании свойств электрохимических источников питания.

Никель-кадмиевый

Классика жанра для переносного электроинструмента. Многие батареи для шуруповертов напряжением от 12 в до 14 в построены на таких элементах. Недорогие, достаточно емкие аккумуляторы получили широкое распространение, долгое время были единственным бытовым типом источников питания с возможностью возобновления энергии. К их плюсам относят:

способность работать при низких (до минус 40 град.С) температурах;
отсутствие склонности к самовозгоранию;
высокую надежность.

К недостаткам, прежде всего, относят проблемы с утилизацией (кадмий токсичен), а также относительный проигрыш по электрическим параметрам батареям, созданным по более поздним технологиям. Однако есть области, где альтернативы Ni Cd элементам нет, и они еще долго не сойдут со сцены.

Никель-кадмиевая батарея от компании Metabo.

Металлогидридный

Аккумуляторы структуры NiMH разработаны на смену никель-кадмиевым электрохимическим источникам тока. Батареи предыдущего поколения обладают хорошими характеристиками, но содержат кадмий – токсичный элемент, создающий проблемы с утилизацией АКБ. Более новые источники имеют несколько большую удельную емкость, но выдерживают меньшее количество циклов заряда-разряда. Также для них характерна большая токоотдача (до 1,5 крат по сравнению с Ni Cd) и меньший ток саморазряда. Никель-металлогидридные элементы можно хранить на холоде (но не при температурах ниже нуля!) до месяца без необходимости последующей подзарядки. Хранение элементов стало безопасным – авиакомпании принимают Ni-MH батареи к перевозке.

По сравнению с никель-кадмиевыми моделями NiMH батареи имеют полное превосходство почти по всем электрическим параметрам, но при низких температурах они работают плохо. В этой категории устаревшая концепция NiCd конкуренции не имеет.

Никель-металлогидридная батарея 18 вольт.

Литий-ионный

Самый популярный тип аккумуляторов. Считается лучшим и передовым по совокупности свойств. К плюсам таких батарей относят:

высокую удельную емкость;
низкий ток саморазряда;
высокую токоотдачу;
повышенное напряжение единичного элемента имеет преимущество при построении относительно «высоковольтных» батарей (18 в или 20 в) – так как элементов надо меньше, то при том же геометрическом объеме общая емкость будет выше;
микроскопический эффект памяти (долгое время считалось, что он отсутствует полностью);
относительно долгий срок службы.

На практике не все так радужно, и у литий-ионных батарей есть существенные недостатки:

литий-ионные элементы выходят из строя при перезаряде, требуется тщательный контроль под управлением микропроцессоров;
выходят из строя при глубокой разрядке;
теряют свойства при хранении (даже без заряда-разряда);
плохо работают при низких температурах.

Для контроля глубины разряда под нагрузкой и предотвращения перезаряда литий-ионные батареи часто оснащаются встроенным контроллером. Он помогает правильно зарядить Li-ion аккумулятор шуруповерта В этом случае батарея работает в более благоприятных режимах и срок ее службы увеличивается. Но не все производители устанавливают в свою продукцию такие платы, несмотря на декларации об их наличии.

Литий-ионая АКБ на 20 вольт.

Также недостатком аккумуляторов Li-ion считается их склонность к самовозгоранию и к взрыву. Проблема усугубляется тем, что в результате химических реакций для поддержания горения им не нужен приток кислорода извне. А с водой содержимое АКБ реагирует, выделяя еще больше взрывоопасных газов. Поэтому тушить такие элементы очень трудно. В результате после нескольких инцидентов и даже катастроф при перевозке Li-Ion элементов авиакомпании стали вводить ограничения и запреты на транспортировку таких источников тока. О методах восстановления таких батарей можно почитать здесь.

Для удобства сравнения основные свойства аккумуляторов разных типов сведены в таблицу.

Тип батареи	ЭДС одного элемента, В	Количество циклов заряд/разряд	Эффект памяти
Li-ion	2,5..4,2	до 600	Незначителен для практических целей
Ni-Cd	1,37	до 1000	Ярко выражен
Ni-MH	1,25 (без нагрузки 1,4 В)	200-300	Отсутствует при неглубоком разряде

Виды тяговых аккумуляторов и их характеристики

Знать основные параметры тяговых батарей очень важно, ведь только в этом случае изделие будет правильно подобрано, установлено, а при эксплуатации к нему не будут подключаться потребители сверх рассчитанного заводом-изготовителем предела по мощности. Основными аккумуляторами этого типа являются:

Основными аккумуляторами этого типа являются:

Свинцово-кислотные. Дешёвые аккумуляторы, которые обладают необходимыми качествами для использования в качестве тяговых батарей. Основным недостатком таких устройств является большой вес.
Никель-кадмиевые. Обладают высоким ресурсом работы и способны обеспечить различные самоходные машины электрическим током в необходимом объёме. Идеально подходят для погрузчиков, штабелеров и другой складской техники.
Никель-металлогидридные. Высококачественный аккумулятор, который может использоваться в различных инструментах и машинах. Идеально подходит для электровелосипедов, инвалидных колясок и другой маломощной техники.
Литий-полимерные. Современные устройства, в которых отсутствует эффект памяти, а работоспособность сохраняется в очень большом диапазоне температур. По причине высокой стоимости в качестве тяговой батареи используется редко.
Литий-железофосфатные. Идеально подходят для электромоторов мощных автомобилей и другого вида техники. Могут также использоваться в качестве основных накопителей электричества в ИБП.
Литий-ионные. Этот вид современных тяговых аккумуляторов является самым распространёнными и используется в качестве АКБ для электромобилей в системах бесперебойного электроснабжения. Такие устройства накопления электричества хорошо переносят глубокий разряд, обладают большим сроком службы и могут длительное время держать напряжение без потерь.

Практически все перечисленные модели АКБ эффективно используются в качестве источника электродвижущей силы. Основным критерием отбора таких изделий является возможность переносить глубокие разряды и сохранять электричество в состоянии покоя. От этих характеристик во многом зависит возможность использования устройств в мощной электротехнике.

Для погрузчика

Как нужно проводить восстановление NiMH аккумулятора и почему это важно

Существенным фактором внешнего влияния на электрические характеристики аккумуляторов является температура окружающей среды. Емкость, которая может быть получена от аккумулятора при 20°С, наибольшая. Она почти не уменьшается и при разряде при более высокой температуре. Но при температуре ниже 0°С разрядная емкость уменьшается, и тем больше, чем больше разрядный ток.

Номинальным (стандартным) режимом заряда является режим, при котором аккумулятор, разряженный до 1В, заряжается током 0,1С в течение 16ч (для Ni-Mh 15ч.). Аккумуляторы могут быть заряжены при температуре от 0 до +40°С, наиболее эффективно в интервале температур от +10 до +30 °С. Ускоренный (за 4 — 5 часов) и быстрый (за 1 час) заряды возможны для Ni-MH аккумуляторов, имеющих высокоактивные электроды. При таких зарядах процесс контролируется по изменению температуры ?Т и напряжения ?U и другим параметрам. Рекомендуется также трехступенчатый способ заряда: первый этап быстрого заряда (ток до 1С), заряд со скоростью 0,1С в течение 0,5-1 ч для заключительной подзарядки, и заряд со скоростью 0,05-0,02С в качестве компенсационного подзаряда. Зарядное напряжение Uз при Iз=0,3-1С лежит в интервале 1,4-1,5В. Для исключения перезаряда аккумуляторных батарей могут применятся следующие методы контроля заряда с соответствующими датчиками, устанавливаемыми в аккумуляторные батареи или зарядные устройства:

метод прекращения заряда по абсолютной температуре Тmax.
метод прекращения заряда по скорости изменения температуры ?T/?t.
метод прекращения заряда по отрицательной дельте напряжения -?U.
метод прекращения заряда по максимальному времени заряда t.
метод прекращения заряда по максимальному давлению Pmax. (0,05-0,8 Мпа).
метод прекращения заряда по максимальному напряжению Umax.

Для Ni-MH аккумуляторов не рекомендуется заряд при постоянном напряжении, так как может произойти «тепловой выход из строя» аккумуляторов. Тепловыделение в герметичном Ni-Cd аккумуляторе зависит от уровня его заряженности. К концу заряда в стандартном режиме температура аккумулятора может взрасти на 10-15 °С. При быстром заряде разогрев больше (до 40-45 °С).

Правила эксплуатации NiCd/NiMh аккумуляторов

Старайтесь использовать только штатные зарядные устройства
При использовании неавтоматических зарядных устройств, не заряжайте аккумулятор больше времени, указанного в инструкции. Перезаряд значительно ускоряет процесс старения аккумулятора
Не оставляйте разряженный аккумулятор во включенной аппаратуре. Дальнейший бесконтрольный разряд* полностью выводит аккумулятор из строя.
Избегайте зарядки не полностью разряженного аккумулятора.
Каждые 3-4 недели производите полную разрядку* аккумулятора в аппаратуре
Соблюдайте температурный диапазон эксплуатации
Перед хранением более 1 месяца NiCd аккумулятор необходимо разрядить*. NiMh аккумулятор хранить при 30-50% уровне заряда. Храните при температуре +5°С…+20°С. Срок хранения — до 4 лет.
Каждые 6 месяцев для NiMh и 12 месяцев для NiCd хранения рекомендуется сделать не менее 3 циклов заряда-разряда в стандартном режиме.

*Примечание: Аккумулятор является полностью разряженным, когда его напряжение падает до 83% от номинального. Например, аккумулятор с номиналом 1,2В будет полностью разряжен, когда при работающей аппаратуре напряжение на нем станет равным 1 В. Обычно этот уровень напряжения совпадает с порогом отключения аппаратуры.

ВНИМАНИЕ! В процессе эксплуатации НЕ ДОПУСКАТЬ:

применения зарядных устройств, не предназначенных для заряда аккумуляторов данной химической системы
короткого замыкания между контактами аккумулятора
внешнего нагрева выше 100°С и воздействия открытого огня
любых физических повреждений корпуса аккумулятора
зарядки холодного аккумулятора (ниже 0°С)
проникновения жидкости в корпус аккумулятора.

Зарядка тягового АКБ

Правильная зарядка положительно влияет на скорость зарядки и долговечность аккумулятора.

Рекомендуется заряжать аккумулятор обязательно на 100%.

Стадии зарядки

Существует три стадии зарядки:

Насыщения – ток в эту фазу должен быть высоким. В этот момент АКБ хорошо усваивает энергию до 80% емкости заряда.
Следующая стадия – фаза поглощения при ней аккумулятор потребляет только тот ток, который усваивается. Соответственно ток заряда должен уменьшаться. Длительность этой фазы зависит от глубины разряда. Чем он был глубже, тем фаза дольше. Процесс длится почти до 100% заряда АКБ.
Последняя стадия – фаза стабилизации. Ток заряда снижается до минимальных значений и становится поддерживающим. Слишком большой приводит к ускоренному старению пластин, слишком малы к сульфатации. Для разных видов аккумуляторов он разный. Стабилизацию батарей с жидким электролитом проводят каждые 20-50 циклов. Она уменьшает количество кристаллов сульфата свинца. У гелиевых АКБ этой фазы нет.

Чрезмерный заряд

Приведет к тому, что лишний ток пойдет на разложение воды на водород и кислород – каждый у своего электрода. Аккумулятор «закипит». Если помещение плохо проветривается, то скопившаяся гремучая смесь может взорваться от искры или открытого огня.

Использует

Во многих железнодорожных транспортных средствах используются Ni-Fe аккумуляторы. Некоторые примеры Лондонские подземные электровозы и Вагон метро Нью-Йорка — R62A.

Технология вернула популярность за вне сетки приложения, где ежедневная зарядка делает его подходящая технология.

Никель-железные батареи исследуются для использования в качестве комбинированных батарей и электролиз за водород производство для топливная ячейка автомобили и хранилище. Эти «баттолизеры» можно было заряжать и разряжать, как обычные батареи, и они производили бы водород при полной зарядке.

ЛИТИЙ-ИОННЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ

Батареи такого типа широко применяются в самой различной бытовой электронике. Это мобильные телефоны, планшетные компьютеры, ноутбуки, фотоаппараты и видеокамеры. Литий ион — достаточно новая технология. Такие аккумуляторы появились на рынке в 1991 году. В устройстве имеются анод и катод, между которыми находится пористый сепаратор (разделитель), пропитанный электролитом. Переносчиком заряда в такой системе является ион лития.

Литий-ионные батареи очень критичны к превышению напряжения в процессе заряда, поэтому в большинство литиевых источников питания известных компаний устанавливается микрочип контроллер заряда. Так же в некоторых моделях имеется предохранительный клапан для сброса повышенного давления.

Литий-ионные АКБ обладают достоинствами, определившими их преимущественное использование в компактной бытовой технике:

возможность регулярной небольшой подзарядки;
длительный срок службы (более 1000 рабочих циклов);
малый вес и габариты.

Недостатки у таких источников питания тоже есть:

высокая цена;
критичность к температурному режиму работы;
взрывоопасность.

При эксплуатации таких батарей следует не допускать глубокого разряда. Беречь батарею от перегрева и прямых солнечных лучей, не эксплуатировать её на сильном морозе, защищать от механических воздействий.

Дрель, шуруповерт — необходимые в быту инструменты. Приобрести их будет полезно каждому, кто занимается обустройством дома своими руками. Также и для мастеров-профессионалов шуруповерты сейчас незаменимы. А поскольку в магазинах строительного инструментария выбор их огромный, у многих могут возникнуть резонные вопросы: какой инструмент лучше выбрать и какой аккумулятор лучше для шуруповерта? От выбора АКБ зависит очень многое: прежде всего, мобильность инструмента и продолжительность его работы в автономных от сети условиях. Прежде чем окончательно решить, какие батареи наиболее предпочтительны в том или ином случае, следует более подробно ознакомиться с тем, какие аккумуляторы используются в шуруповертах.

Как зарядить щелочной аккумулятор?

Стандартные режимы зарядки, рекомендованные производителями аккумуляторов

Заряд Ni─Cd аккумуляторов в стандартном варианте ведётся током 0,1*С в течение 14─16 часов. В этом случае «С» — это номинальная ёмкость батареи. Заряжать аккумуляторы можно при температурах в интервале 0─50 градусов Цельсия. Рекомендуемый интервал температур 10─40 С, когда заряд протекает особенно эффективно. Чем температура окружающей среды ниже, тем при более высоком напряжении проходит процесс в конце зарядки (ориентировочно около 1,7 вольта). Если температура ОС ниже 0 градусов аккумуляторные батареи должны заряжаться токами примерно 0,02 С.

Существуют серии щелочных аккумуляторов, которые разработаны для быстрой зарядки. Для них могут устанавливаться большие токи заряда. При этом они разогреваются на первоначальном этапе, улучшая условия заряда. Режим ускоренного заряда, называемый гальваностатическим, стал использоваться после некоторых модификаций аккумуляторных батарей.

В результате доработок появились аккумуляторы с плотными рулонными электродами небольшой толщины. Кроме того, были разработаны методы контроля процесса при ведении зарядки на большой скорости. На базе этого были разработаны и выпущены всевозможные электронные зарядные устройства, позволяющие вести процесс ускоренной зарядки под полным контролем.

Так, что сейчас львиная доля щелочных аккумуляторов, продаваемых на рынке, позволяет вести ускоренный зарядку. В большинстве случаев ток составляет 0,3 С. Контроль ведётся, в том числе, по времени (до 4 часов). При ускоренной зарядке контроль окончания процесса и снижение перезаряда выходят на первый план.

Это обусловлено тем, что быстрый заряд приводит к быстрому увеличению давления в батарее при окончании процесса. Это обусловлено тем, что при постоянном поглощении кислорода на отрицательном электроде, скорость его образования на положительном возрастает. Что касается разрядной ёмкости батарей при быстрой зарядке, то она остаётся аналогичной при заряде током 0,1*С. Подробнее о зарядке Ni─Cd аккумуляторов можно прочитать в статье по указанной ссылке.

В принципе, современные щелочные аккумуляторы с рулонным типом электродом могут быть заряжены за один час. Но при этом в зарядном устройстве должны быть предусмотрены различные методы контроля. Ускоренная зарядка разрешена при температуре 5─50 С, а рекомендованные значения 10─40 С.

Следует сказать, что большинство современных щелочных аккумуляторов могут выдержать перезаряд стандартным током без выхода из строя (ток не более 0,1*С). Так, что их можно ставить на зарядку даже если в них есть остаточная ёмкость. Однако такая зарядка в постоянном режиме сокращают их срок эксплуатации.

Точность степени заряда по напряжению щелочных аккумуляторов определить достаточно сложно до того момента, пока они не выберут 80─90 процентов ёмкости. А до этого момент напряжение меняется мало. Кроме того, на уровень напряжения может оказывать воздействие температурные условия, меняющиеся в процессе циклирования батареи. При контроле степени заряда по балансу ёмкостей следует понимать, что их оценка довольно проста, но значение коэффициента отдачи может меняться в широких пределах. Коэффициент зависит от температуры ОС, нагрузочного тока, от возраста аккумулятора.

Есть и другой подход к зарядке щелочных аккумуляторов. Когда неизвестна остаточная ёмкость, то аккумуляторной батарее отдают энергии ровно столько, сколько потребуется для полной зарядки аккумулятора. При этом не берётся в расчёт степень деградации аккумулятора. Здесь проблема в том, что как точно оценить состояние аккумулятора, и сколько ему нужно сообщить энергии для полной зарядки.

При заряде герметичных щелочных аккумуляторов должны контролироваться следующие параметры:

напряжение;
температура;
внутреннее давление.

На графиках ниже можно видеть изменения всех этих параметров в процессе зарядки герметичной никель─кадмиевой аккумуляторной батареи.

Изменение напряжения при заряде щелочного аккумулятора

Тяговые аккумуляторы

Это совершенно другой тип батарей, хотя также применяется в автомобилях, хотя не в традиционных – электрокары, гибриды, разного рода спецтехника (погрузчики, тягачи, питание для электрических двигателей лодок).

Такие аккумуляторы не имеют высоких пусковых токов, они заточены немного на другое, а именно:

Отдавать определенную энергию длительный промежуток времени, причем они могут разряжаться почти в ноль (рекомендуемое минимальное напряжение – 5% от общего).

Их применяют там, где нужно питать долго и постоянно. Например, на электромобилях (или гибридах) — питание электрических двигателей, на погрузчиках – питание подъемника, на моторах лодок – питание винтов и т.д. Очень эффективно их применять и в альтернативных источниках энергии – ветрогенераторы, солнечные панели. Причем они очень устойчивы к такой нагрузке, могут работать часами или даже днями (в зависимости от потребления энергии)

Дополнительными плюсами можно назвать — устойчивость к низким и высоким температурам (от – 30 до 65 градусов Цельсия).

У них есть два важных показателя:

Напряжение – зачастую это 2 – 4 – 8 – 12 — 24Вольта

Емкость – начинается от 30 до 300 Ампер, хотя бывают батареи и больше

Важно отметить зачастую у них указывается две емкости при «2» или «5» градусах Цельсия, и при «20» «25» градусах. Как правило, они различны, при низких температурах емкость может падать на 10 – 15%

Примеры моделей тяговых АКБ

Рассматривать модели тяговых АКБ для автомобилей, скутеров или моторных лодок в рамках этой статьи не имеет смысла. На сайте не раз были обзоры производителей аккумуляторов, где были представлены такие модели. Поэтому рассмотрим, какие тяговые аккумуляторные батареи предлагают некоторые отечественные предприятия для складской техники.

Ниже приведены примеры тяговых аккумуляторов, выпускаемых тремя отечественными предприятиями.

Тюменский аккумуляторный завод

В группе тяговых аккумуляторных батарей предлагаются следующие модели.

24 вольта. Ёмкость составляет от 210 до 1200 Ач. Тип PzS.
40 В. 70─120 Ач. PzS.
48 В. 210─1200 Ач. PzS.
80 В. 210─1200 Ач. PzS.

Курские аккумуляторы

Курское предприятие предлагает следующие тяговые АКБ.

Серия ТНЖ и ТНК. Ёмкость 250─950 Ач. Назначение ─ безрельсовый напольный транспорт.
Серии ТНЖШ и FLM (никель-железные), ТНКШ и KL (никель-кадмиевые). Ёмкость 350 до 550 Ач. Для питания электромоторов рудничных электровозов.

Великолукский аккумуляторный завод

Здесь тяговые батареи представлены в серии FL/FH.

FL 500 МР, FL 350 MP. Для рудничных электровозов.
FL 300 ВМР, FL 250 P, FL 350 II КР, FL 500 К P, FL 400 P, FL 450 P. Для напольного безрельсового электротранспорта.

Использует [ редактировать ]

Во многих железнодорожных транспортных средствах используются Ni-Fe батареи. Некоторые примеры — лондонские подземные электровозы и вагон метро Нью-Йорка — R62A .

Эта технология снова стала популярной для приложений вне сети, где ежедневная зарядка делает ее подходящей технологией .

Никель-железные батареи исследуются на предмет использования в качестве комбинированных батарей и электролиза для производства водорода для автомобилей и хранилищ на топливных элементах . Эти «баттолизеры» можно было заряжать и разряжать, как обычные батареи, и они производили бы водород при полной зарядке.

Отличия тягового аккумулятора от стартерного. В чем основной секрет

Все мы с вами привыкли к нашим автомобильным аккумуляторам, мы знаем что они запускают двигатель, подавая энергию на стартер, который уже вращает маховик запуская мотор. Такие АКБ получили название стартерные, но зачастую в литературе есть еще одно понятие – тяговые, они также применяются в транспорте, хотя и не всегда так, как мы с вами привыкли. Сегодня я хочу вам рассказать — чем они отличаются друг от друга, и можно ли один применять вместо другого …

Лично я видел тяговые батареи в обычном автомобильном магазине, правда раздел был совмещен с товарами для рыбалки и охоты, а именно такие АКБ продавались для лодок. Так что же это за зверь дивный такой, и почему они не продаются для обычных авто? Для начала коротко вспомним про стартерные варианты.

Отличия тягового аккумулятора от стартерного. В чем секрет

В современном мире ассортимент аккумуляторных батарей огромен. Их отличает различная конструкция и размер, используемый химический состав и принцип действия. Одной из самых распространенных АКБ является стартерная, так как именно этот тип используется на практически всех транспортных средствах с бензиновым либо дизельным двигателем.

Но относительно недавно появился иной вид батареи — тяговый аккумулятор. Некоторые автовладельцы стали путать его со стартерным аналогом и задаваться вопросом об их взаимозаменяемости.

Есть ли важные отличия в этих источниках питания и можно ли заменить одну АКБ другой, узнаем ниже.

Устройство: в чем сходство и различие

Несмотря на принципиально разное назначение двух видов батарей, их устройство имеет немало общего. Схожесть заключается в следующем:

есть два пластины (одна заряжена на «плюс», а другая на «минус»);
используется электролит (кроме разновидности AGM);
имеется пластиковый корпус.

Теперь отметим имеющиеся отличия:

толщина пластин у силовых батарей в десятки раз больше, чем у стартерных;
разный химический состав электролитов;
более толстый корпус у силовой батареи (необходим, чтобы выдержать вес толстых пластин);
зачастую стартерная АКБ будет иметь меньший вес и габариты (ввиду своих тонких пластин).

Конструкция аккумуляторов

Основной выпуск никель металлогидридных аккумуляторов производится в двух формах: призматической и цилиндрической.

Цилиндрические Ni-MH элементы

В конструкцию входят:

цилиндрический корпус;
крышка корпуса;
клапан;
клапанный колпачок;
анод;
коллектор анода;
катод;
кольцо диэлектрическое;
сепаратор;
изоляционный материал.

Анод с катодом разделены между собой с помощью сепаратора. Данная конструкция свернута рулоном и помещена в корпус аккумулятора. Герметизацию производят при помощи крышки и прокладки. На крышке предусмотрен предохранительный клапан. Он предназначен для того, чтобы при повышении давления внутри аккумулятора до 4 МПа, при срабатывании выпускал излишки летучих соединений, образующихся при химических реакциях.

Многие встречались мокрыми или покрывшимися шапкой источниками питания. Это результат работы клапана при перезаряде. Характеристики меняются и дальнейшая эксплуатация их невозможна. При его отсутствии аккумуляторы просто вспухают и полностью теряют свою работоспособность.

Призматические Ni-MH элементы

В конструкцию входят следующие элементы:

прямоугольный корпус;
крышка такой же формы;
клапан;
клапанный колпачок;
прокладка изолятор;
изолятор;
анод;
катод;
сепаратор.

Призматическая конструкция предполагает поочередное размещение анодов и катодов с разделением их сепаратором. Собранные таким образом в блок, они помещаются в корпус. Корпус изготовляется пластиковым или же металлическим. Крышка герметизирует конструкцию. Для безопасности и контроля за состоянием элемента питания на крышке размещают датчик давления и клапан.

В качестве электролита используется щелочь – смесь гидроксида калия (КОН) и гидроксида лития (LiOH).

Для Ni-MH элементов изолятором выступает полипропилен или же нетканый полиамид. Толщина материала составляет 120–250 мкм.

Для производства анодов производители используют металлокерамику. Но в последнее время для снижения стоимости используют войлок и пенополимеры.

При производстве катодов используются различные технологии:

ламельная;
пеноникелеванием;
фольгованием;
вальцеванием;
спечением.

Эксплуатация

Условно процедуры эксплуатации и обслуживания можно разделить на четыре группы – ежедневные, еженедельные, ежемесячные и ежегодные операции.

Ежедневные операции:

зарядить батарею после разряда;
проверить уровень электролита и при необходимости откорректировать его, долив дистиллированную воду.

Еженедельные операции:

очистить батарею от загрязнений;
провести визуальный осмотр;
провести выравнивающий заряд (желательно).

Ежемесячные операции:

проверить исправность зарядного устройства;
проверить и записать в журнал значение плотности электролита на всех элементах (после заряда);
проверить и записать в журнал значение напряжения на всех элементах (после заряда).

Ежегодные операции:

измерить сопротивление изоляции между батареей и корпусом машины. Сопротивление изоляции тяговых батарей в соответствии с DIN VDE 0510, ч. 3 должно быть не менее 50 Ом на каждый вольт номинального напряжения.

Вообще говоря, долив воды требуется примерно 1 раз в 7 циклов (1 раз в неделю при односменной работе), но проверка требуется после каждого заряда, так как вода расходуется неравномерно.

Никель- металлогидридные аккумуляторы или ионные, что лучше

Работа аккумулятора оптимальна, если он соответствует требованиям эксплуатации. По запросам потребителей нельзя сказать, что аккумуляторы дотягивают до их требований. Правильно хранить электричество до конца не научились. Никель-металлогидридные аккумуляторы по сравнению с ионными имеют меньший срок службы и сроки хранения заряда до начала работы. Хотя обладают высокой экологичностью.

Батарея этого вида практична, долговечна. Разница в быстрой зарядке. Металлогидридные заряжаются за 1 час, а ионные за 2 часа.

Зарядка никель-металлогидридного аккумулятора.

Ионные аккумуляторы с минимальным весом и максимальной емкостью заслужили уважение среди потребителей. Но стоимость батареи высокая, если учитывать срок службы и непереносимость холода. Зато «эффект памяти», что нельзя сказать о металлогидридных аккумуляторах. Сложность технологии изготовления ионных аккумуляторов в стабилизации их из-за высокой пожароопасности и взрывной способности. На 2020 год ионные аккумуляторы достаточно безопасны для эксплуатации в авиации, гаджетах. Для каждого аккумулятора своя сфера применения.

Особенности и характеристики

Ni-MH или NiMH аккумулятор состоит из следующих компонентов:

Металлический изолированный корпус.
Анод (плюс) – водородный металлогидридный электрод, чаще всего гидрид никель-литий или никель-лантан.
Катод (минус) – оксид никеля.
Электролит – гидроксид калия.

В зависимости от формы, размеров и выходных параметров тока, никель-металлогидридные АКБ можно классифицировать на такие основные виды:

«Пальчиковые» (АА). Напряжение – 1,2 В, ёмкость – 1200-3000 мА·ч.
«Мизинчиковые» (AAA). Напряжение – 1,2 В, ёмкость – 700-1000 мА·ч.
«Крона» (C). Напряжение – 9 В, ёмкость – 4200-6500 мА·ч.
«Бочка» (D). Напряжение – 1,2 В, ёмкость – свыше 8500 мА·ч.

Для узкоспециализированных технических устройств могут производиться и АКБ с другими параметрами. Ni-MH аккумуляторы обладают такими техническими характеристиками:

Энергетическая плотность – 60-120 Вт·ч/кг.
Внутреннее сопротивление при напряжении 6 В – 200-300 мОм.
Количество циклов заряд-разряд при условии зарядки примерно до 80% – около 500.
Длительность зарядки до полной ёмкости – 2-4 часа.
Номинальное напряжение – 1,25 В.
Саморазряд при комнатной температуре – около 30% в месяц. У современных моделей с низким саморазрядом (LSD) параметр составляет около 20% в год.
Допустимый ток нагрузки – 0,5-5C, где C – номинальная ёмкость элемента питания.
Допустимый температурный режим эксплуатации – от -20°С до +60°С.
Срок службы – 1-5 лет, в зависимости от производителя и режима эксплуатации. На практике качественные аккумуляторы могут работать и гораздо дольше.

Такие аккумуляторы имеют сравнительно высокое внутреннее сопротивление, вследствие чего снижается эффективность компонентов. Для снижения сопротивления и продления срока службы нужно соблюдать правило циклования, согласно которому перед зарядкой элемент необходимо полностью разрядить. Но, нельзя допускать глубокого разряда, в таком случае зарядное устройство не всегда может определить АКБ. Поэтому рекомендуется разряжать примерно до 3%.

Кроме того, каждые несколько месяцев необходимо полностью разряжать и заряжать аккумулятор, чтобы устранить «эффект памяти». Последний состоит в том, что из-за неполной разрядки и последующей зарядки постепенно снижается ёмкость. «Тренировка» путём полного разряда и заряда позволяет восстановить характеристики.