Эксплуатация Ni-Cd аккумуляторных батарей

Аккумуляторы Ni-Cd используются в подавляющем большинстве электронных устройств и портативных инструментов. В последние годы производители стремятся заменить их Li-ion батареями, но из-за дороговизны последних полное замещение произойдет нескоро. К тому же, несмотря на некоторые недостатки, Ni-Cd battery в эксплуатации безопаснее литий-ионных аккумуляторов.

История создания

Ni cd устройство Полноценные щелочные аккумуляторы были разработаны в конце 19 века швейцарским ученым Вальдемаром Юнгером. При этом никелю отводилась роль положительного электрода, а кадмию — отрицательного.

Через пару лет конструкция первого Ni-Cd аккумулятора была улучшена Эдисоном. Он предложил сделать отрицательный электрод из железа, чтобы удешевить батарею. Однако даже после этого Ni-Cd аккумуляторы оставались настолько дорогими, что их промышленное производство было отложено на 50 лет.

В 1932 ученые Шлехт и Акерман предложили технологию прессованного анода, позволявшую значительно повысить ток батареи и ее долговечность. В серию эти Ni-Cd аккумуляторные батареи пошли лишь после разработки Ньюманом герметичного корпуса для них. Произошло это в 1947 г.

Основные преимущества и недостатки

Аккумуляторы с никелем и кадмием имеют различные формы. Самыми распространенными являются цилиндрические батареи. Чуть меньше распространены плоские батарейки в виде таблеток для часов.

Эти АКБ имеют следующие преимущества:

  • Аккумуляторная батарея ni cdУ Ni-Cd АКБ достаточно прочный металлический корпус. Он способен как выдержать внешнее физическое воздействие, так и противостоять внутренним химическим реакциям.
  • Такие аккумуляторные батареи способны пережить замораживание до -40°С.
  • Такие батареи считаются пожаробезопасными. В отличие от своих литий-ионных собратьев они не воспламеняются во время зарядки, эксплуатации и хранения.
  • Еще одно важное преимущество — невысокая стоимость. Низкая цена делает эти аккумуляторы очень привлекательными.
  • Независимо от формы зарядные элементы этого типа имеют небольшую емкость в сравнении Ni-MH батареями, разработанными значительно позже. Но меньшая емкость — не повод отказываться от кадмиевых аккумуляторов. Дело в том, что при использовании они нагреваются существенно медленнее, чем никель-металл-гидридные батареи.

Медленное нагревание объясняется эндотермическим характером реакций, протекающих внутри аккумуляторной батареи. Тепловая энергия поглощается самим аккумулятором. В никель-металл-гидридных АКБ тепло, напротив, выделяется наружу. Выделение тепла настолько существенное, что если вовремя не прекратить использовать МН аккумуляторов, то они могут выйти из строя.

Рекомендуем:  Щелочные аккумуляторы: характеристика и применение АКБ

Эти батареи имеют следующие недостатки:

  • Невысокая энергетическая емкость в сравнении с другими типами АКБ.
  • Эффект памяти. При неполном разряде с последующей зарядкой емкость аккумулятора постепенно уменьшается.
  • Материалы, применяемые при изготовлении этих аккумуляторов, считаются токсичными. Из-за этого в некоторых странах их запретили.
  • Достаточно высокий саморазряд. После длительного хранения нужно полностью зарядить аккумулятор.

Несмотря на эти недостатки, такие АКБ сегодня широко применяются в авиационной промышленности, военной технике и устройствах, обеспечивающих мобильную связь. В форме таблеток они востребованы в компьютерах и электронных часах.

Конструкция аккумулятора

Аккумуляторы ni cd Устройство Ni-Cd аккумулятора довольно простое. В нем есть положительный и отрицательный электроды. Они разделены перегородкой, называемой сепаратором. Каждый электрод погружен в щелочную среду.

Положительный электрод состоит из оксид-гидроксида никеля, а отрицательный из кадмия, заключенного в термопластичную полимерную смолу. Роль электролита играет гидроксид калия. У этого вещества нет запаха. К его преимуществам можно отнести хорошую пожаробезопасность.

Электроды в никель-кадмиевой АКБ очень тонкие. Это сделано специально для увеличения площади их поверхности. Разделительная перегородка изготавливается из нетканого материала нейтрального по отношению к щелочи. Во время реакции гидроксид калия, являющийся сильной щелочью, не расходуется.

Роль клеммы играет токовыводящий элемент, называемой борном. Он плотно закреплен в корпусе.

Особенности эксплуатации батарей

Hi cd Максимальный срок эксплуатации этих аккумуляторов возможен только в том случае, если их полностью разряжать. Если этого не делать, то эффективная площадь электродов уменьшается.

Эффект памяти заключается в том, что АКБ запоминает нижнее значение разряда при подключении к зарядной станции. В результате оставшаяся энергия не учитывается. Это приводит к прекращению зарядки при достижении нижней точки разряда.

Эффекта памяти можно избежать, если перед зарядкой искусственно разрядить аккумуляторы до напряжения в 0,9 вольта. Такие манипуляции увеличат срок службы АКБ. При искусственной разряде следует быть осторожными, поскольку преодоление минимального порога может вывести батарею из строя.

Рекомендуем:  Ремонт и восстановление Ni-Cd аккумуляторов

Опытные пользователи рекомендуют перед установкой в устройство тренировать Ni-Cd батарейки. Тренировка заключается в нескольких полных циклах разряд-заряд. Эти манипуляции позволяют вывести батареи на заявленные производителем параметры. Кроме того, аккумуляторные элементы начинают лучше держать нагрузку, и у них уменьшается эффект памяти.

К процессу тренировки также рекомендуется прибегать после длительного хранения Hi-Cd аккумуляторов. Причем заряд нужно осуществлять низким током.

Не рекомендуется заряжать эти батарейки перед длительным хранением. Эти элементы в разряженном виде не утрачивают свои характеристики.

Виды зарядных устройств

Для заряда никель-кадмиевых аккумуляторов рекомендуется использовать специальные зарядные устройства. Они бывают автоматическими и реверсивными импульсными.

Автоматические зарядки

Автоматические ЗУ устроены просто и стоят очень дешево. Как правило, у них четыре ячейки под батареи. Причем одновременно можно заряжать как 4, так и 2 аккумулятора. Для начала заряда нужно просто вставить банки в ЗУ и подключить его к сети.

На автоматических ЗУ имеются индикаторные светодиоды:

  • Если они горят красным цветом, то это указывает на идущий процесс заряда.
  • В хороших автоматических зарядных устройствах имеется переключатель, позволяющий запускать процесс разрядки банок. Когда он активирован на устройстве загорается желтый индикатор. После полного разряда батарей автоматически начинается зарядка. Загорается красный светодиод.
  • После полного заряда банок на корпусе зарядного устройства загорается зеленый светодиод.

Такая индикация имеется на зарядных устройствах, позволяющих заряжать несколько одиночных батарей. Для заряда аккумуляторов, используемых в электроинструменте, применяются штатные ЗУ. Индикация на них может отличаться от описанной.

Реверсивные импульсные ЗУ

Батарея ni cd Эти зарядки намного сложнее по устройству, потому и стоят дороже, чем автоматические зарядные устройства. Производители традиционно называют их профессиональными, хотя для их использования не нужно быть профессионалом.

Такие зарядные устройства самостоятельно разряжают и заряжают аккумуляторы. Причем временной интервал между циклами разряда-заряда меняется в автоматическом режиме.

Пользоваться «профессиональными» зарядками несложно. Нужно вставить аккумулятор и с помощью кнопок управления на корпусе ЗУ выбрать необходимый режим работы. Как правило, процесс заряда отображается в реальном времени на ЖК экранах зарядного устройства и дублируется световой индикацией. В простых импульсных зарядках ЖК экранов нет. Уровень заряда АКБ показывается только светодиодами.

Преимущество реверсивных импульсных зарядок заключается в том, что они не только заряжают Ni -Cd аккумуляторы, но и способны поддерживать их работоспособность.

Восстановление никель-кадмиевых АКБ

Споры о необходимости восстановления вышедших из строя Ni — Cd аккумуляторных батарей ведутся давно. Одни люди говорят, что такие манипуляции не имеют смысла, ведь проще купить новую батарейку. Другие пользователи упирают на то, что иногда просто нет возможности добраться до магазина.

Рекомендуем:  Щелочные аккумуляторы: характеристика и применение АКБ

Людям, которые много работают с электрическими инструментами, иногда приходится восстанавливать никель-кадмиевые АКБ. Сделать это можно несколькими способами:

  • Особенности батарейки ni cd Восстановление водой. Речь идет о введении внутрь батареи электролита в виде дистиллированной воды. Например, для восстановления АКБ шуруповерта, нужно взять аккумуляторный блок, определить в нем самую слабую банку и затем проделать в ней отверстие. Работать нужно аккуратно, чтобы не повредить электроды и сепаратор. После этого с помощью шприца нужно медленно залить внутрь банки 1 мл дистиллята. Отверстие следует закрыть с помощью паяльной кислоты. Вода создаст нужную плотность электролита, и батарея снова заработает.
  • Метод запзаппинга. Это достаточно рискованный метод восстановления. Его суть заключается в кратковременном воздействии на аккумуляторные элементы высокими токами. Считается, что с помощью этого способа можно восстановить батареи, пролежавшие 20 лет. Неопытным пользователям к нему прибегать не рекомендуется. Да и опытным любителям электроники при запзаппинге нужно облачиться в спецодежду и надеть защитные очки.
  • Разрядка и зарядка. Считается, что несколько циклов разряда и заряда батареи могут устранить эффект памяти. Но это справедливо только к тем аккумуляторам, емкость которых снизилась в процессе эксплуатации, а не вовремя хранения. Восстановленные таким способом батареи в дальнейшем нужно тренировать не реже 1 раза в месяц.

Выбор батарейки ni cd

А вот метод заморозки батарей очень сомнителен. Прибегать к нему не следует, даже несмотря на то, что в сети эта методика активно популяризируется.

Если требуется быстро и безопасно восстановить никель-кадмиевые аккумуляторные батареи, то лучше всего прибегнуть к методу восстановления дистиллированной водой. Он гарантированно оживляет нерабочие аккумуляторы.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector