Как восстановить nimh аккумулятор: простые способы тренировки и восстановление металлогидридной батареи

Контроль и рекомендации по зарядке-разрядке

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

Чтобы предупредить перезарядку батарей, используются такие методы контролирования:

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

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

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

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

История изобретения

NiCd был изобретён в далёком 1899 году, шведом Вальдемаром Юнгнером. Плюсовой электрод изготовили из никеля, а минусовой — из кадмия. Спустя два года, внёс свою лепту в общее дело знаменитый изобретатель Томас Эдисон, предложив альтернативную схему. Учёный решил вместо кадмия применить железо. Никель-кадмиевая и никель-железная системы стоили скажем так не дёшево, поэтому их практическое применение было ограничено.

Технический прогресс на месте как говорится не стоит и после появления в 1932 году спрессованного анода, было произведено большое количество модернизаций. По итогу, разработчики получили повышенный ток нагрузки и более длительный срок эксплуатации. Довольно распространённый сегодня герметичный NiCd, стал реальностью после создания целиком герметичного элемента, а произошло это знаменательное событие в 1947 году.

Общие рекомендации по разрядке и зарядке АКБ

NiMH как заряжать. Среди общих рекомендаций можно выделить правильно купленное зарядное устройство и соблюдение технических характеристик аккумуляторных батарей.

Требования к зарядным устройствам
В первую очередь рекомендуется, чтобы зарядное устройство имело автоматический режим регулировки технических параметров

Среди важных параметров выделяются: сила электрического тока, выходное напряжение.
Параметры зарядки
Важнейшие параметры для любой аккумуляторной батареи, это сила тока и напряжение
При покупке устройства важное внимание стоит уделить именно им. Серьёзную роль они играют не только в аккумуляторе, а также и в зарядных устройствах. Их соблюдение является обязательным условием, если не хочется испортить источник питания после подзарядки.
Сила тока
Сила электрического тока — это значение, которое указывается на маркировке аккумулятора
Отвечает за то, несколько сильно будет подача электроэнергии внутри устройства

В зарядных устройствах данный параметр должен соответствовать требованиям модели АКБ, если он будет больше или меньше, то велик риск испортить аккумулятор. А также он может быть просто не распознан ЗУ. Измеряется данный параметр в Амперах (А) или миллиамперах (мА), всё также зависит от модели источника питания.
Напряжение
Напряжение — это величина давления от источника, которая обеспечивает движение заряженных электронов. Также важнейший компонент внутри аккумулятора. Благодаря этому параметру, создаётся нужное давление для работы электрической цепи. Перенапряжение может вызвать короткое замыкание или другие печальные последствия. Поэтому выбор зарядного устройства должен соответствовать требованиям аккумулятора.

Металлогидридный аккумулятор

Источники питания данного типа относятся к щелочным. В качестве отрицательного электрода применяется сплав на основе редкоземельных металлов, содержащих большое количество водорода, а в роли катод выступает никель кадмиевый электрод, между ними находится щелочь гидроксид калия.

В каждом элементе питания происходит реакция восстановления атомов кислорода при заряде до номинального значения. При циркуляции этого элемента происходит увеличение внутренней емкости батареи, так восстанавливается заряд.

Никель металлгидридные аккумуляторные батареи по особенностям конструктивного исполнения разделяют на два вида:

цилиндрические;
призматические.

Цилиндрические ni mh батареи

Устройство таких источников питания заключается в том, что электроды изготавливаются в виде металлической ленты. В емкость в виде банки укладывают свернутые электроды, разделяются между собой они специальным сепаратором. В качестве электролита используется щелочной раствор.

Верхняя крышка герметично закрывает батарею, в ней устанавливается предохранительный клапан с установленным значением давления срабатывания до 4 Мпа.

Призматические ni mh батареи

В конструкции такого вида применяются электроды, изготовленные в виде пластин, как и в первом случае пластины разделены между собой специальным сепаратором из полипропилена, произведенного нетканым способом толщиной до 0,25 мм. В верхней крышке устанавливают датчик давления, либо предохранительный клапан, который срабатывает при давлении до 4 Мпа. Благодаря своей форме такой тип ni mh аккумулятора нашел широкое применение как источник питания в бытовой электротехнике.

Плюсы и минусы Ni-Mh аккумулятора

Как уже упоминалось, этот тип АКБ пришел на смену более старым разновидностям. В отличие от аналогов, значительно снизили «эффект памяти». Также снизили количество используемых вредных для природы веществ в процессе создания.

Аккумуляторный блок из 8 батареек на 1,2v

К плюсам можно отнести следующие нюансы.

Хорошо работают при низких температурах

Особенно это важно для оборудования, эксплуатируемого на улице.
Сниженный «эффект памяти». Но, все же он присутствует.
Нетоксичные батареи.
Более высокая емкость в сравнении с аналогами.

Также у аккумуляторов этого типа имеются и недостатки.

Более высокая величина саморазряда.
Дороже в производстве.
Примерно через 250-300 циклов заряд/разряд емкость начинает снижаться.
Ограниченный срок эксплуатации.

Где применяются никель металлгидридные АКБ

Благодаря большой емкости использовать подобные батареи можно повсеместно. Будь-то шуруповерт, или сложный измерительный прибор, в любом случае подобный аккумулятор без проблем обеспечит его энергией в должном количестве.

В быту чаще всего такие батареи используются в портативных осветительных приборах и радиоаппаратуре. Тут они показывают хорошие показатели, сохраняя оптимальные потребительские свойства длительное время. Причем могут использоваться как одноразовые элементы, так и многоразовые, регулярно подзаряжаемые от внешних источников питания.

Еще одно применение – приборы. Благодаря достаточной емкости их можно применять в том числе в переносном медицинском оборудовании. Они хорошо работают в тонометрах и глюкометрах. Так как не возникает скачков напряжения, никакого влияния на результат измерения не оказывается.

Многие измерительные приборы в технике приходится применять на улице, в том числе и зимой. Тут металлгидридные батареи просто незаменимы. Благодаря малой реакции на отрицательные температуры, они могут использоваться в самых сложных условиях.

Типы аккумуляторов, подверженных эффекту памяти

Ниже перечислены типы конструкций, в которых зафиксировано наличие эффекта:

никель-кадмиевые;
никель-металл-гидридные;
литий-ионные.

Наиболее выражен эффект памяти у первого типа батарей – NiCa. Усовершенствованные никель-металлгидридные свободны от него практически полностью. Лишь в случае длительного хранения не полностью разряженных NiMH наблюдается появление эффекта памяти. Хранить нужно только полностью разряженный источник питания. Восстановление емкости производится так же, как и описано выше.

У литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов эффект памяти зафиксирован в лабораторных условиях и составляет доли и единицы процента, поэтому потребителям можно считать, что данный отрицательный эффект у них отсутствует полностью.

Особенности устройства

Устройство АКБ.

Первая Ni MH АКБ была выпущена в 1970 году в научно-исследовательском институте Баттеля. Первые модели отличались нестабильным гибридным сплавом, что не давало высокого значения емкости. Спустя 10 лет, когда открыли новые металлы, «выносливость» батареи получилось значительно повысить, а именно на 50 %.

Аккумуляторная батарея включает в себя анод, сделанный из гидрид-лития или никель-латана, и катод – из оксида никеля. Это «плюс» и «минус», располагаемые друг напротив друга. Электролитом, то есть рабочей жидкостью, проводящей ток, служит щелочь. В данном случае это концентрированный гидроксид калия.

Чтобы правильно подключить АКБ к электроприбору, на корпусе есть отметки + и -. Эксплуатация подразумевает соблюдение полярности – это позволяет продлить срок службы гальванического элемента.

Все NiMH источники питания – аккумуляторы (rechargeable battery). Вид у них разный, как и форма, от чего зависит сфера применения. Есть гальванические элементы, которые применяют все реже, или ограничено. Пример – тип «крона» в форме призмы, маркируемая 6KR61. С напряжением в 9 В сейчас их используют преимущественно в старых устройствах.

Ныне востребованы такие виды:

АА. По-другому называют «пальчиковые». Уровень емкости – от 1700 до 2900 мАч;
ААА. «Мизинчиковые» источники питания емкостью 800 – 1000 мАч, которые также маркируются как MN2400 или MX2400;
C. Аккумуляторы средних размеров и емкостью от 4500 до 6000 мАч;
D. Изделия в форме бочонка, наиболее «выносливые», с запасом емкости в 9000 – 11500 мАч.

Параметр напряжения для всех этих элементов – 1.5 В, но есть модели и на 1.2 В. Практикуют последовательное соединение АКБ, с достижением максимального напряжения 12 В.

Зарядка Ni-MH устройств

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

Как заряжается гидридный аккумулятор:

определяется наличие батареи,
квалификация устройства,
предварительная зарядка,
быстрая зарядка,
дозарядка,
поддерживающая зарядка.

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

Восстановление аккумуляторов

Эффект памяти аккумулятора является обратимым. В том случае, если его проявления были сразу замечены, то может помочь единственный полный цикл заряда и разряда:

Для разрядки нужно подключить к аккумулятору нагрузку, ток через которую является номинальным для данного типа устройства.
Зарядить аккумулятор номинальным током до повышения напряжения до необходимого.
Продолжать заряд до того времени, как начнется повышаться температура корпуса.
Немедленно отключить батарею от зарядного устройства.

Продолжительная эксплуатация неисправных аккумуляторов приводит к необходимости выполнения нескольких последовательных тренировочных циклов работы и заряда.

Распространенные виды никелевых АКБ, их сходства и различия

Самыми распространенными видами считаются никель-кадмиевые, никель-металлогидридные, никель-цинковые.

Ni-Mh
Являются вторичными разновидностями источников питания. У них повышенная энергетическая ёмкость по сравнению с кадмиевыми, но срок эксплуатации ниже. Применяются такие модели во многих направлениях конструирования. Исключением является только авиационная техника, так как марганцевые элементы по весу тяжелее других разновидностей. Создавать их начали ещё в прошлом веке, чтобы заменить кадмиевые аккумуляторы. Полностью вытеснить их не получилось, так как некоторые преимущества за собой сохранили кадмиевые типы. После 10 лет производства всё же удалось добиться хорошего результата. Аккумуляторные батареи стали стабильнее, а также понизился эффект памяти. Процесс, который провоцируется неправильной зарядкой. Установка АКБ при заряде выше 20 процентов или её снятие не до конца заполненной электроэнергией, приводит к этому процессу. Но даже несмотря на все преимущества, кадмиевые модели всё равно продолжают использовать многие производители. Металлогидридные элементы более чувствительны к перегреву из-за особенностей своей конструкции. Поэтому иногда кадмиевые могут заряжаться повышенными техническими параметрами.

Ni-Cd
Кадмиевые типы как уже было сказано не теряют своей популярности и по сей день. Выпускаются они уже достаточно давно. Является одной из самых старинных моделей. Если правильно выполнять все требования по зарядке и эксплуатировать аккумулятор как надо, то срок службы будет примерно на уровне всех новых моделей, лишь иногда уступая. Производители в последнее время обновляют модели, при этом значительно их улучшая. Химические реакции внутри кадмиевых АКБ являются экзотермическими. В металлогидридных разновидностях химические реакции при зарядке будут эндотермическими.

Существуют ли Ni-Mn аккумуляторы
Да, конечно они существуют. Единственное, что они являются подтипом кадмиевых АКБ. Иногда их путают, но отличия у них есть. Данная разновидность является усовершенствованной в сравнении с предшественниками. У них увеличивалась энергетическая ёмкость, а также другие важные параметры. Особых изменений в конструкции не замечено, есть лишь небольшие доработки и изменения.

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.

Характеристики, типы и устройство Ni-MH аккумуляторов

Никель-металлогидридные аккумуляторы более ёмкие чем Ni-Cd, но экологически чистые. Так же подвержены «эффекту памяти».

Никель-металлогидридные (Ni-MH) аккумуляторы отличаются от никель-кадмиевых (Ni-Cd) анодом из сплава, который абсорбирует водород. Не содержат ртуть и кадмий, считаются экологически чистыми. Ni-Mh АКБ обладают схожими с Ni-Cd напряжением и типоразмерами, ёмкость больше на 30-50%, также подвержены «эффекту памяти». Применяются в цифровых фотокамерах, игрушечных автомобилях на радиоуправлении, проигрывателях MP3.

Характеристики

Ni-MH аккумуляторы бывают призматическими и цилиндрическими. Внутри цилиндра помещены электроды, которые разделяют сепаратором и заворачивают в рулон. В призматических аккумуляторах электроды разделяют сепаратором и размещают поочередно друг за другом. В крышке имеется клапан, который открывается при аварийном росте давления. Ni-MH аккумуляторы предназначены для работы при температурах от -40оС до 60оС и выдерживают 1000 циклов заряд/разряд.

Ni (OH)₂ + OH- → NiOOH + H₂O + e-

M + H₂O + e- → MH + OH-

Взрывоопасность

Никель-металлогидридные аккумуляторы безопасные, можно заряжать всю ночь без риска взрыва или возгорания. Для ограничения большого зарядного тока применяется термистор с положительным коэффициентом сопротивления. Такой термистор ограничивает токи при росте температуры.

Требования к заряду/разряду

Никель-металлогидридные аккумуляторы заряжают малыми токами (0,2C-0,5C). Саморазряд при хранении составляет 10-20% в месяц, при длительном хранении в разряженном состоянии не стареют. Пролежав незаряженными много месяцев, могут нормально использоваться после зарядки и раскачки. При неполном заряде или неполном разряде возникает «эффект памяти».

Эффект памяти

При окислительно-восстановительной реакции происходит рост кристаллов. Когда масса кристаллов увеличивается, площадь контакта с электролитом уменьшается — ёмкость аккумулятора также уменьшается. Емкость восстанавливается тренировкой. Аккумуляторы заряжают импульсным током с кратковременным отрицательным импульсом. В случае продолжительного роста кристаллов изменения могут быть необратимыми. Если острые края кристаллов проткнут электроды, то аккумулятор восстановить не получится.

Часто задаваемые вопросы:

Как правильно зарядить Ni-Mh аккумулятор?

Малыми токами от 0,2С до 0,5С.
Необходимо следить за температурой.
Если зарядное устройство не оснащено автоматической функцией отключения, то необходимо следить за временем заряда.

Сколько заряжать никель-металлогидридные аккумуляторы?

Современные ЗУ оснащены функцией автоматического отключения при достижении напряжения на АКБ около 1,5 V.
Зная ёмкость аккумулятора и выходную мощность ЗУ можно рассчитать время заряда до состояния полного разряда.
Например, ёмкость АКБ 2000 mAh, а на ЗУ 200 mAh, значит аккумулятор нужно заряжать не менее 10 часов (2000/200).

Как хранить Ni-Mh АКБ?

Хранить аккумулятор извлеченным из устройства.
Беречь от влаги и высоких температур.

Как восстановить никель-металлогидридные батареи?

Аккумулятор соединяют с лампочкой и полностью его разряжают.
Соединяют АКБ с зарядным устройством и полностью заряжают.
Можно повторять тренировку 1 раз в месяц.

Рекомендуем ознакомиться:

Была ли эта статья полезна?

Авторизуйтесь, чтобы голосовать и оставлять комментарии,а также видеть отзывы других посетителей.

Лучшие варианты

Понятие лучшего элемента питания абстрактно: то, что хорошо для игрушек, может не подойти для серьёзного оборудования. Поэтому элементы питания, попавшие в обзор, просто выделяются каким-либо выдающимися характеристиками, ценой либо благосклонностью пользователей.

Robiton Ni-MH PR44 40mAh (40BVH)

Данный аккумулятор — это самый миниатюрный и дешёвый перезаряжаемый элемент питания в продаже. Всего 40 мА-ч, зато и размеры — не больше булавочной головки. Область применения весьма специфическая — слуховые аппараты. Люди с нарушениями слуха сталкиваются с необходимостью подзарядки очень редко, ведь энергопотребление этих устройств минимальное.

Плюсы	Минусы
Миниатюрный размер	Сравнительно быстрая деградация
безопасность использования
Низкая цена

Perfeo AA 2700 мА/ч Ni-MH

Эти перезаряжаемые батарейки являются одними из самых дешёвых в пальчиковом типоразмере. Четыре полноценных элемента, да ещё и с пластиковым кейсом менее, чем за 500 рублей. Ёмкость каждого элемента 2700 мА-ч, что позволяет их использовать в различных приборах, характеризующихся высоким энергопотреблением.

Плюсы	Минусы
Большая ёмкость	Нестабильная работа в течение эксплуатации
Низкая цена
Кейс в комплекте

Camelion R20, 1.2 В, 4500 мАч, NiCd BL2

Батареи китайского производства Camelion пользуются популярностью не только в России, но и на рынках Европы, Индонезии, Латинской Америки. Они занимают позицию посередине — между такими брендами, как Duracell или Panasonic, и совсем дешёвым «ноунеймом». Размер D и приличная ёмкость позволяют использовать эти батареи в мощной аппаратуре, а никель-кадмиевая технология адаптирована под высокий зарядный ток

Плюсы	Минусы
Высокая ёмкость	Специфичность использования типоразмера
Никель-кадмиевое наполнение
Невысокая цена

GP Rechargeable 1000 Series AAA Ni-Mh 950 мА·ч

Батарейки и аккумуляторы GP стали в России самым продаваемым брендом, опередив более дорогие. Причина — умеренная цена, продуманная маркетинговая политика, а главное — правильное выстраивание отношений B2B. Обеспечивая выгодные условия торговым сетям, GP активно внедряет свои устройства на полки магазинов. Качество приведённых в обзоре аккумуляторов вполне сносное, а ёмкость в 1000 мА-ч является золотой серединой для большинства устройств.

Плюсы	Минусы
Хорошо представлены во многих торговых точках, иногда даже неспециализированных	Случается, скачет значение предзаряда
Оптимальная ёмкость
Умеренная цена

Energizer Accu Recharge Power Plus 9V Крона Ni-Mh 175 мА·ч

Типоразмер PP3 от известной американской компании Энерджайзер. Производство, естественно, Китай. Качество на высоте, а низкая по сравнению с пальчиковыми ёмкость обусловлена выходом тока в 9 вольт. Хороший вариант для замены обычной батарейки соответствующих устройствах, несмотря на цену.

Плюсы	Минусы
Типоразмер «Крона»	Небольшая ёмкость
Хорошее качество исполнения	Высокая цена
Длительный срок службы

ROBITON 18650-3400 Protected, 3,7 V Li-Ion 3400 мА·ч

Помимо доступных решений в никель-металлгидридном исполнении, компания Robiton выпускает недорогие литий-ионные аккумуляторы в классическом формате АА — в данном случае маркировка 18650. Аккумулятор характеризуется большой ёмкостью, а главное, оснащён электронным блоком, предохраняющим от перезаряда и выхода из строя.

Плюсы	Минусы
Литий-ионная технология	Высокая цена
Отсутствие эффекта памяти
Электронная защита

DURACELL Rechargeable HR03-4BL, 850мAч, AAA

Компания по праву считается лидером среди производителей как батареек, так и аккумуляторов. Акцент делается на самые ходовые форматы АА и ААА. Например, комплект из четырёх мизинчиковых аккумуляторов ёмкостью 850 мА-ч каждый придётся выложить больше тысячи рублей. Что поделаешь, за качество нужно платить.

Плюсы	Минусы
Хорошее качество изготовления	Высокая цена
Долгий срок службы
Большое количество допустимых циклов

Panasonic eneloop AAA Ni-Mh 750 мА·ч

Пример эволюции стандартного никель-металлогидридного аккумулятора. Производитель гордо заявляет о 2100 циклах перезарядки. Вряд ли обычные пользователи могут проверить этот показатель. Но даже исключив маркетинг, можно отметить почти полное отсутствие саморазряда и возможность длительного хранения серии Eneloop.

Плюсы	Минусы
Долгий срок службы	Высокая цена
Большое количество циклов зарядки
Минимальный саморазряд при бездействии

Эффект памяти аккумулятора

При эксплуатации герметичного Ni-Cd аккумулятора отмечается феномен, который долгие годы вызывал беспокойство пользователей этих источников тока. Феномен получил название — эффект памяти. Первоначально его наблюдали при специфических режимах циклирования — с малой глубиной разряда (не более 30% от состояния полной заряженности) аккумулятора. В результате такой эксплуатации на разрядной кривой аккумулятора возникала вторая площадка более низкого напряжения, и емкость, которую можно было снять до момента достижения 1В, понижалась. При увеличении продолжительности циклирования в этом режиме площадка пониженного напряжения увеличивалась (сдвигалась влево).

Впоследствии любое уменьшение разрядного напряжения, наблюдаемое при длительном циклировании на небольшую глубину, стали называть «эффектом памяти», хотя механизмы, приводящие к такому эффекту, могли различаться

Так как вопрос об «эффекте памяти» возникает у большинства потребителей источников тока разных систем, мы хотим обратить особое внимание на различие этих механизмов, приводящих к снижению напряжения аккумулятора

В герметичных Ni-Cd аккумуляторах кадмиевый электрод имеет никелевую основу. Кроме того, в его активной массе присутствует некоторое количество оксидов никеля, которые входят в рецептуру или попадают в электрод в ходе технологического процесса его производства. При циклировании аккумуляторов в кадмиевом электроде может образоваться интерметаллическое соединение Ni5Cd21 разряд которого совершается при потенциале на 150 мВ положительнее, чем разряд чистого кадмиевого электрода. В результате этого на разрядной кривой Ni-Cd аккумулятора и появляется вторая площадка с более низким напряжением. Формирование этой площадки идет наиболее быстро при небольших токах заряда и ускоряется с повышением температуры. Именно такая ситуация часто имеет место при использовании источников тока в буферном режиме. Неглубокое циклирование на верхнем уровне заряженности приводит к повышенному тепловыделению аккумулятора и быстрому росту содержания Ni5Cd21.

Уменьшение разрядного напряжения в результате накопления никелата кадмия не является необратимым. Разрушение Ni5Cd21 и восстановление начального состояния активной массы происходит при проведении нескольких разрядов до 1В, которые следует делать не реже 1 раза в месяц.

Если аккумулятор используется в режиме глубокого циклирования, этот эффект вообще не возникает.

Имеет место и другой механизм, который приводит к снижению разрядного напряжения, хоть и меньшему по величине по сравнению с описанным выше. Он связан с регулярными значительными перезарядами аккумуляторов. На оксидно-никелевом электроде в этом случае образуется γ-фаза NiOOH, разрядный потенциал которого ниже на 50 мВ, чем у β-NiOOH. И разрядное напряжение аккумулятора понижается. Эффект снижения разрядного напряжения аккумуляторов, связанный с действием их перезаряда, можно назвать ложным эффектом памяти.

Для того чтобы такой эффект не возникал, достаточно просто правильно контролировать заряд и не допускать продолжительных перезарядов, особенно при больших токах.

Следует добавить, что перезаряд к тому же способствует формированию крупных кристаллов в структуре электродов. Их рабочая поверхность уменьшается, и это ведет к уменьшению разрядной емкости. Укрупнение кристаллов в электродных массах происходит и при малых токах, которые имеют место в режиме компенсационного подзаряда. Поэтому долго держать аккумуляторы в таком режиме не рекомендуется.

При периодическом проведении разрядов никель-кадмиевых аккумуляторов до 1В происходит перестройка структуры активных масс. Возвращение мелкопористой структуры приводит к увеличению рабочей поверхности электродов и повышению разрядной емкости аккумулятора. Еще больший эффект разукрупнения кристаллов достигается при последующем доразряде до 0,5В малыми токами, а также при циклировании с зарядом знакопеременным током.

Но не стоит забывать что уменьшение емкости аккумуляторов происходит и в результате процессов деградации, которые происходят даже в не использующихся аккумуляторах.

В случаи использования содержимого сайта, необходимо ставить активные ссылки на данный сайт видимые посетителями и поисковыми роботами.

Литература