Никель магниевые аккумуляторы плюсы и минусы

Взаимозаменяемы ли никель-кадмиевые (Ni-Cd) и никель-металл-гидридные (Ni-Mh) аккумуляторы? Какой из них лучше?

Основное отличие Ni-Cd аккумуляторов и Ni-Mh аккумуляторов — это состав. Основа аккумулятора одинаковая — это никель, он является катодом, а аноды разные. У Ni-Cd аккумулятора анодом является металлический кадмий, у Ni-Mh аккумулятора анодом является водородный металлогидридный электрод.

У каждого типа аккумулятора есть свои плюсы и минусы, зная их вы, сможете более точно подобрать необходимый вам аккумулятор.

Плюсы	Минусы
Ni-Cd	Низкая цена. Возможность отдавать большой ток нагрузки. Широкий диапазон рабочих температур от -50°C до +40°C. Ni-Cd аккумуляторы даже могут заряжаться при отрицательной температуре. До 1000 циклов заряда-разряда, при правильной эксплуатации.	Относительно высокий уровень саморазряда (примерно 8-10%% в первый месяц хранения) После длительного хранения требуется 3-4 цикла полного заряда-разряда для полного восстановления аккумулятора. Обязательно полный разряд аккумулятора перед зарядкой, для предотвращения «эффекта памяти» Больший вес относительно Ni-Mh аккумулятора одинаковых габаритах и ёмкости.
Ni-Mh	Большая удельная емкость относительно Ni-Cd аккумулятора (т.е. меньший вес при той же емкости). Практически отсутствует «эффект памяти». Хорошая работоспособность при низких температурах, хотя и уступает Ni-Cd аккумулятору.	Более дорогие аккумуляторы в сравнении с Ni-Cd. Большее время зарядки. Меньший рабочий ток. Меньшее количество циклов заряда-разряда (до 500). Уровень саморазряда в 1,5-2 раза выше, чем у Ni-Cd.

Подойдёт ли старое зарядное устройство к новому аккумулятору если я поменяю Ni-Cd на Ni-Mh аккумулятор или наоборот?

Принцип заряда у обоих аккумуляторов абсолютно одинаковый, поэтому зарядное устройство можно использовать от предыдущего аккумулятора. Основное правило зарядки данных аккумуляторов заключается в том, что заряжать их можно только после полной разрядки. Это требование является следствием того, что оба типа аккумулятора подвержены «эффекту памяти», хотя у Ni-Mh аккумуляторов эта проблема сведена к минимуму.

Как правильно хранить Ni-Cd и Ni-Mh аккумуляторы?

Лучшее место для хранения аккумулятора — сухое прохладное помещение, так как чем выше температура хранения, тем быстрее происходит саморазряд аккумулятора. Хранить батарею можно в любом состоянии кроме полного разряда или полного заряда. Оптимальный заряд — 40-60%%. Раз в 2-3 месяца следует проводить дозаряд (по причине присутствующего саморазряда), разряд и снова заряд до 40-60%% ёмкости. Допустимо хранение сроком до пяти лет. После хранения батарею следует разрядить, зарядить и после этого использовать в обычном режиме.

Можно ли использовать аккумуляторы большей или меньшей ёмкости чем аккумулятор из первоначального комплекта?

Ёмкость аккумулятора — это время работы вашего электроинструмента от аккумулятора. Соответственно для электроинструмента нет абсолютно никакой разницы по ёмкости аккумулятора. Фактическая разница будет только во времени зарядки аккумулятора, и времени работы электроинструмента от аккумулятора. При выборе ёмкости аккумулятора следует отталкиваться от ваших требований, если требуется дольше работать, используя один аккумулятор — выбор в пользу более ёмких аккумуляторов, если комплектные аккумуляторы полностью устраивали, то следует остановиться на аккумуляторах равных или близких по ёмкости.

Современные устройства постепенно вытесняют устаревшие модели, однако Ni-MH-аккумуляторы продолжают применяться до сих пор. Это объясняется доступной ценой и наличием некоторых преимуществ. Такие источники питания часто устанавливаются в роботы-пылесосы. При правильном обслуживании они могут проработать дольше, чем литийионные (Li-ion) батареи.

Аккумуляторная батарея Ni-MH типа.

Что представляет собой Ni-MH-аккумулятор

Этот элемент питания пришел на смену кадмиевым батареям, разработанным в XX в. Конструкция и принцип работы почти не отличаются от характеристик предшественника.

Конструкция никель-металл-гидридной аккумуляторной батареи

Понимание строения и технических характеристик помогает узнать, как работает никелевый элемент питания.

Схема батареи включает такие детали:

• отрицательный электрод, состоящий из металлогидрида;
• положительный электрод, выполненный из оксида никеля;
• электролит – калия гидроксид.

Ni-MH аккумуляторы – конструкция: батарейки и аккумуляторной батареи.

При производстве металлогидридного анода используют фольговую технологию. Пастообразный сплав и связующий компонент наносят на пористый материал. Конструкцию просушивают и прессуют. При производстве катода применяют никелевый порошок, наносимый на решетку из того же металла. При прогревании сетки вещество спекается.

В состав батареек входят также церий, празеодим. Технические характеристики аккумулятора зависят от типа впитывающего водород сплава.

Основные параметры и характеристика

Все NiMH-батареи являются перезаряжаемыми. Существуют элементы питания разных размеров. Некоторые модели сейчас применяются редко, например батарейка “Крона”. Этот источник питания выдавал напряжение 9 В.

Сейчас применяются такие аккумуляторы:

1. Пальчиковые (АА). Емкость достигает 2900 мА/ч.
2. Мизинчиковые (AAA). Помечаются надписью MN2400 или MX2400. Мощность источников питания достигает 1000 мА/ч.
3. Средние (С). От пальчиковых батареек отличаются большими размерами. Емкость достигает 6000 мА/ч.
4. Большие (D). Имеют самую большую мощность – до 11500 мА/ч.

Металлогидридные источники выдают напряжение 1,5 или 1,2 В. При последовательном соединении 10 батареек можно добиться напряжения 15 В.

Как хранить Ni-MH-аккумуляторы

При отправке на хранение аккумуляторы полностью заряжают. После длительного пребывания батареи в нерабочем состоянии нужно проверить ее напряжение. При снижении этого параметра до 1 В элемент разряжают. Пользоваться им можно будет только после восстановления заряда.

Если отказаться от проведения такой процедуры, изделие выйдет из строя.

Некоторые специалисты советуют хранить аккумуляторы в холодильнике. Считается, что это продлевает срок эксплуатации. Температура корпуса батареи не должна принимать отрицательные значения. Учитывают и рекомендуемое время хранения.

Достоинства и недостатки

Пользователи отмечают такие преимущества никель-металлогидридных аккумуляторов:

1. Отсутствие эффекта памяти. Их не нужно полностью разряжать и заряжать, как источники питания старого образца. Однако кадмиевые батарейки не нагреваются при зарядке, поэтому от их применения пока не отказываются. Отсутствие эффекта памяти у никелевых элементов объясняется наличием особого вещества в отрицательном электроде.
2. Безопасность для окружающей среды. В состав батарейки входит меньше вредных веществ, кроме того, они не содержат кадмия.
3. Увеличенная емкость. При тех же размерах никель-металлогидридные аккумуляторы дольше держат заряд.

К отрицательным качествам относят следующие:

1. Небольшой срок службы. Емкость начинает постепенно снижаться после 300 циклов зарядки.
2. Способность к возгоранию. Если устройство, снабженное аккумулятором, постоянно находится подключенным к электросети, батарея может взорваться или воспламениться.
3. Быстрый саморазряд. Применение никелевого сплава позволило снизить этот показатель до значений, свойственных кадмиевым батареям.

Зарядка никель-металлгидридного аккумулятора

Аккумуляторы такого типа заряжают стандартными или быстрыми способами.

Характеристики и рекомендации по методам заряда Ni-MH аккумуляторов.

Капельный тип

Этот способ зарядки не изменяет технические характеристики элемента питания. Процесс не прекращается даже после восстановления мощности. При этом выбирается наименьшая сила тока, это препятствует перегреву и возгоранию. Зарядное устройство для NiMH-аккумуляторов должно выдавать силу, равную 0,05С (С – емкость батареи).

Время зарядки рассчитывается на основании начальной мощности и номинальной емкости.

Быстрая подзарядка

Процесс быстрой зарядки включает такие этапы:

Временная характеристика Ni-MH аккумуляторов при быстрой зарядке.

1. Подготовка. На этой стадии подается ток минимальной силы, определяется напряжение на контактах. Если показатель составляет более 1,8 В, зарядка не начинается. Проверка наличия батарейки осуществляется на всех стадиях, если изделие извлекается из ЗУ.
2. Классификация элемента питания. На этом этапе определяют уровень заряда. При напряжении менее 0,8 В подзарядку не начинают. В таком случае запускается процесс предзарядки. Этот режим предназначен для восстановления мощности критически разряженного аккумулятора.
3. Предзарядка. На этой стадии подается ток силой 0,1-0,3С. Предзарядка длится полчаса. Если напряжение аккумулятора не определяется, процесс прекращается, батарейка считается непригодной к дальнейшей эксплуатации.
4. Переходный этап. Сила тока медленно растет в течение 2-5 минут. При этом отслеживают температуру. При критических показателях зарядное устройство отключают.
5. Быстрая зарядка. Подается ток силой 0,5-1С. Важным является своевременное прекращение процесса, поэтому состояние батареи контролируют по нескольким параметрам.

Ускоренная зарядка

На первых стадиях зарядки подают ток силой 10С. Показатель снижают до 1С после достижения уровня заряда в 70%. Длительность первого этапа зависит от степени разряда.

При длительной подаче тока высокой силы батарея легко выходит из строя, поэтому применять ускоренную зарядку можно только при наличии навыков.

Рекомендации по разрядке и зарядке АКБ

Чтобы предотвратить перегрев или перезаряд батареи, выполняют такие рекомендации:

1. Процесс восстановления прекращают при минимальном нагреве корпуса. Температуру контролируют постоянно.
2. Использование метода максимального времени. Время набора заряда высчитывается заранее.
3. Оценка напряжения во время заряда. Изменение этого показателя подскажет, когда нужно прекращать зарядку.
4. Использование автоматических ЗУ. Такой прибор самостоятельно оценивает все параметры и отключается при необходимости.
5. Контроль силы тока. Показатель не должен превышать 1С – это приводит к срабатыванию контроллера, аварийному снижению давления и выходу заряжаемого аккумулятора из строя.

Восстановление никель-металлогидридных источников питания

Для восстановления емкости батарею разряжают до 1В, после чего полностью заряжают. Тренировку проводят 1 раз в месяц. Для зарядки новых АКБ используют ЗУ с функцией разрядки. Подключение потребителей энергии приводит к критической потере заряда.

Автоматическое ЗУ не сможет распознать элемент, подающий напряжение менее 0,9 В – устройство сигнализирует о том, что батарея в гнезде отсутствует.

Правила использования аккумуляторных батарей

При эксплуатации никель-металлогидридных аккумуляторов соблюдают такие рекомендации:

1. При отправке на хранение батарею заряжают до 50% емкости.
2. Не используют зарядные устройства, предназначенные для кадмиевых элементов питания. NiMH-аккумуляторы более чувствительны к повышению температуры и перезаряду.
3. Тренировочные разряды-заряды проводить необязательно. Использование качественного зарядного устройства помогает батарее восстановить емкость за несколько циклов зарядки.
4. После зарядки источник питания оставляют на несколько минут. Нельзя заряжать АКБ при температуре ниже -5 °С и выше +50 °С. Это снижает срок службы изделия.

При частом выполнении дозарядки аккумулятор нужно периодически разряжать и полностью заряжать.

23 Сентября 2019

Основные типы аккумуляторов:

• Ni-Cd Никель-кадмиевые аккумуляторы
• Ni-MH Никель-металлогидридные аккумуляторы
• Li-Ion Литий-ионные аккумуляторы

Ni-Cd Никель-кадмиевые аккумуляторы

Для аккумуляторного инструмента никель-кадмиевые аккумуляторы являются фактическим стандартом. Инженерам хорошо известны их достоинства и недостатки, в частности Ni-Cd Никель-кадмиевые аккумуляторы содержат кадмий – тяжёлый металл повышенной токсичности.

У никель-кадмиевых аккумуляторов есть так называемый «эффект памяти» суть которого сводится к тому, что при заряде не полностью разряженного аккумулятора его новый разряд возможен только до того уровня, с которого его зарядили. Другими словами аккумулятор «помнит» уровень остаточного заряда, с которого его полностью зарядили.

Итак, при заряде не полностью разряженного Ni-Cd аккумулятора происходит уменьшение его ёмкости.

Существует несколько способов борьбы с этим явлением. Опишем только самый простой и надёжный способ.

При использовании аккумуляторного инструмента с Ni-Cd аккумуляторными батареями следует придерживаться простого правила: заряжать только полностью разряженные аккумуляторы.

Рекомендуется хранить Ni-Cd Никель-кадмиевые аккумуляторные батареи в разряженном состоянии, желательно чтобы разряд не был глубоким, в противном случае это может вызвать необратимые процессы в батарее.

Плюсы Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов

• Низкая цена Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов
• Возможность отдавать наибольший ток нагрузки
• Возможность быстрого заряда аккумуляторной батареи
• Сохранение высокой ёмкости аккумулятора до -20°C
• Большое количество циклов заряда-разряда. При правильной эксплуатации подобные аккумуляторы отлично работают и допускают до 1000 циклов заряда-разряда и более

Минусы Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов

• Относительно высокий уровень саморазряда – Ni-Cd Никель-кадмиевый аккумулятор теряет порядка 8-10% своей ёмкости в первые сутки после полного заряда.
• Во время хранения Ni-Cd Никель-кадмиевый аккумулятор теряет порядка 8-10% заряда каждый месяц
• После длительного хранения ёмкость Ni-Cd Никель-кадмиевого аккумулятора восстанавливается после 5 циклов разряда-заряда.
• Для продления срока службы Ni-Cd Никель-кадмиевого аккумулятора рекомендуется каждый раз полностью его разряжать для предотвращения проявления «эффекта памяти»

Ni-MH Никель-металлогидридные аккумуляторы

Эти аккумуляторы предлагаются на рынке как менее токсичные (по сравнению с Ni-Cd Никель-кадмиевыми аккумуляторами) и более экологически безопасные, как в производстве, так и при утилизации.

На практике Ni-MH Никель-металлогидридные аккумуляторы действительно демонстрируют весьма большую ёмкость при габаритах и массе, несколько меньших, чем у стандартных Ni-Cd Никель-кадмиевых аккумуляторов.

Благодаря практически полному отказу от применения токсичных тяжелых металлов в конструкции Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов последние после использования могут быть утилизованы вполне безопасно и без экологических последствий.

У никель-металлогидридных аккумуляторов несколько снижен «эффект памяти». На практике «эффект памяти» практически незаметен из-за высокого саморазряда этих аккумуляторов.

При эксплуатации Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов желательно разряжать их в процессе работы не полностью.

Хранить Ni-MH Никель-металлогидридные аккумуляторы следует в заряженном состоянии. При длительных (более месяца) перерывах в работе аккумуляторы следует перезаряжать.

Плюсы Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов

• Нетоксичные аккумуляторы
• Меньший «эффект памяти»
• Хорошая работоспособность при низкой температуре
• Большая ёмкость по сравнению с Ni-Cd Никель-кадмиевыми аккумуляторами

Минусы Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов

• Более дорогой тип аккумуляторов
• Величина саморазряда примерно в 1.5 раза выше по сравнению с Ni-Cd Никель-кадмиевыми аккумуляторами
• После 200-300 циклов разряда-заряда рабочая ёмкость Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов несколько снижается
• Батареи Ni-MH Никель-металлогидридных аккумуляторов имеют ограниченный срок службы

Li-Ion Литий-ионные аккумуляторы

Несомненным достоинством литий-ионных аккумуляторов является практически незаметный «эффект памяти».

Благодаря этому замечательному свойству Li-Ion аккумулятор можно заряжать или подзаряжать по мере необходимости, исходя из потребностей. Например, можно подзарядить не полностью разряженный литий-ионный аккумулятор перед важной, ответственной или продолжительной работой.

Длительное хранение рекомендуется производить при половинном уровне заряда литий-ионного аккумулятора.

К сожалению эти аккумуляторы являются наиболее дорогими аккумуляторными батареями. Кроме того литий-ионные аккумуляторы имеют ограниченный срок службы, независящий от числа циклов разряд-заряд.

Резюмируя можно предположить, что литий-ионные аккумуляторы лучше всего пригодны для случаев постоянной интенсивной эксплуатации аккумуляторного инструмента.

Плюсы Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов

• Отсутствует «эффект памяти» и поэтому появляется возможность заряжать и подзаряжать аккумулятор по мере необходимости
• Высокая ёмкость Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов
• Небольшая масса Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов
• Рекордно-низкий уровень саморазряда – не более 5% в месяц
• Возможность быстрого заряда Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов

Минусы Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов

• Высокая стоимость Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов
• Сокращается время работы при температуре ниже нуля градусов Цельсия
• Ограниченный срок службы

Из практики эксплуатации Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов в телефонах, фотокамерах и т.д. можно отметить, что эти аккумуляторы служат в среднем от 4 до 6 лет и выдерживают за это время около 250-300 циклов разряда-заряда. При этом абсолютно точно замечено: больше циклов разряд-заряд – короче срок службы Li-Ion Литий-ионных аккумуляторов!

Все эти типы аккумуляторов имеют такой важный параметр как емкость. Емкость аккумулятора показывает, сколько времени он сможет питать подключенную к нему нагрузку. У радиостанции емкость аккумулятора измеряется в миллиампер-часах. Эта характеристика обычно указывается на самой батарее.

Для примера возьмем радиостанцию Альфа 80 и ее батарею емкостью 2800 мАч. При цикле работы 5/5/90, где 5% времени работы радиостанции на передачу, 5% работы на прием, 90% времени дежурный режим — время работы радиостанции составит не менее 15 часов. Чем ниже будет этот параметр у батареи, тем меньше она сможет проработать.

Следите за новостями в наших группах: