Ремонт и восстановление Ni-Cd аккумуляторов

Работоспособность любых аккумуляторных батарей со временем начинает ухудшаться, и они приходят к полному состоянию разряда. Причем подзарядка на это состояние не влияет никаким образом. Они просто не могут принять заряд. При этом у батареи еще хватает ресурсов для последующей эксплуатации. Потому были разработаны способы восстановления Ni-Cd аккумуляторов.

Особенности эксплуатации

Во время постоянной эксплуатации Ni-Cd батарей постепенно снижается разрядная емкость и напряжение. Существуют основные причины, которые объясняют эти процессы:

• снижение активной массы и ее последующее распределение по электролитам;
• истончение основной поверхности отрицательных и положительных электролитов;
• изменение размера и консистенции электролита;
• процессы, вследствие которых начинает происходить потеря кислорода и воды;
• появление утечек напряжения по причине появления дендритов в Cd.

Также эти процессы отмечаются, если эксплуатируются Ni-MH аккумуляторы. Отличие заключается лишь в применяемом материале электролита.

Во время эксплуатации батарей по причине распределения активной массы по электролитам начинается изменение размера положительного никелевого электролита и механической прочности. Вследствие этого снижается контакт с активной массой.

Все эти процессы снижают емкость и ухудшают проводимость. В некоторых случаях происходит разрыв контакта отрицательного и положительного электролита. Вследствие этого батарея больше просто не подает никаких признаков жизни.

Причины полной разрядки

Все описанные процессы в Ni-Cd электроде происходят из-за регулярных перезарядок, во время которых на поверхности электролита образуется кислород. Чем чаще происходит процедура разряда-заряда, тем больше отмечается уплотнение кристаллов массы электролита. Потому снижается рабочая поверхность, а, соответственно, и емкость аккумулятора.

На кадмиевом электролите процедура деформации происходит, как правило, по причине перераспределения активной массы. Вследствие этого начинается ее определенная потеря. Помимо этого, масса засоряет пористую поверхность отрицательного электролита. По причине этого осложняется доступ электролита в глубокие слои. Следствием миграции активной массы является увеличение в объеме дендритных мостиков через сепаратор к электролиту, это приводит к множественным замыканиям и повышает время разряда. На кадмиевом электролите во время эксплуатации также происходит повышение активной массы и уплотнение кристаллов.

Помимо описанных выше процессов, в батареях проходит окисление разных примесей, которые находятся внутри. Металлокерамика положительного электролита со временем окисляется по причине потребления воды.

Еще один негативный момент, приводящий к снижению работоспособности аккумуляторной батареи — отбор из сепаратора электрода. Это начинает происходить по причине изменения поверхности электролита и приводит к увеличению сопротивления.

Состав электрода также изменяется через определенное время. В том числе увеличивается объем кристаллов. Снижается электропроводность и ухудшаются все показатели батареи во время разрядки. Этот процесс особенно заметен при пониженных температурах.

Основные способы восстановления

На тему восстановления емкости Ni-Cd аккумуляторов существует довольно большое количество видеороликов. В основном все из них относятся к ремонту аккумулятора от шуруповерта и иного строительного инструмента. Это вполне логично, так как эти батареи довольно дорогостоящие, и часто их еще сложно найти в продаже. Как правило, в проблеме, как восстановить Ni-Cd аккумулятор, применяется несколько основных способов.

Использование повышенного тока

Этот метод восстановления состоит в подаче на батарею повышенного тока с короткими частотами на протяжении 2−3 секунд. Причем ток обязан быть намного выше емкости аккумулятора (более, чем в 10 раз).

Этот вариант восстановления подходит лишь для никель-кадмиевых батарей, и он не применяется для никель-металлогидридных. Изначально он был разработан для рулонных моделей, но, по большому счету, подойдет для батарей любого возраста, и даже тех, которые «потекли». Естественно, чем восстанавливаемый источник питания старше, тем шансы на ремонт значительно снижаются.

Для проведения процесса восстановления будут необходимы:

• кусочки провода, крокодилы. Кусочки провода обязаны быть длиной приблизительно 15 см и иметь сечение не меньше 3 мм;
• другой рабочий аккумулятор с высоким током. Это возможен аккумулятор от автомобиля, батарея от источника постоянного питания и т. д. ;
• индивидуальные средства защиты;
• мультиметр для определения напряжения.

Важно: не стоит пренебрегать индивидуальными средствами защиты. Непременно используйте перчатки и защитные очки, чтобы избежать травм рук или глаз.

Лучше всего производить этот процесс на каждой батарее (1,5 В) отдельно, а не полностью на всей сборке одновременно. В таком случае процесс реанимации аккумулятора происходит гораздо эффективней, и вторую аккумуляторную батарею можно выбрать меньшей мощности (достаточно стандартного аккумулятора от автомобиля или от ИБП).

Этапы выполнения:

1. Вначале необходимо у восстанавливаемого аккумулятора найти — и +.
2. После при помощи крокодилов и провода нужно соединить минусы двух аккумуляторных батарей.
3. Затем к одному из плюсов закрепляется второй кусочек провода.
4. После чего необходимо свободным концом прикасаться к свободному плюсовому выходу. В этом случае надо прикасаться быстро и короткое время (несколько прикосновений в секунду). Этот процесс длится около 5 секунд. Самое главное — не допустить приваривания провода на участке касания.

По большому счету советуют проводом прикасаться не к непосредственно выводу аккумулятора, а вначале закрепить к нему пластину либо крокодил. И уже затем прикасаться к ним.

После выполнения цикла этих прикасаний нужно произвести замер напряжения на аккумуляторе, который восстанавливается. Если эти манипуляции не принесли результата, то нужно выполнить повторный цикл. Затем, когда на батарее возникло напряжение, то ее нужно установить на подзарядку до максимального набора емкости. Вероятней всего, напряжение будет ниже номинального значения. Лучше всего еще выполнить 2−3 цикла разряд-заряд для тренировки батареи.

Судя по отзывам об этом способе реанимации, он улучшает состояние только на короткое время. Батарея на самом деле начинает работать, набирать емкость, однако впадает на определенное время «в кому». Это случается из-за того, что не был устранен непосредственно источник проблемы. Вследствие прожига устраняются лишь дендриты, которые вызывали замыкание, и аккумулятор начинает работать. Но так как размер и состав электрода уже нарушен, то батарея через время возвращается в изначальное состояние.

Улучшенный вариант

Если разобрать несколько банок батареи, то в некоторых случаях можно увидеть разрыв отрицательного корпуса с положительным электродом. Это состояние вызывается деградацией электролита.

Как было уже указано, во время эксплуатации процесс окисления происходит из-за потребления воды. Вследствие снижения ее количества в составе электрода изменяются и эксплуатационные свойства.

Способ восстановления:

• прежде чем производить какие-то манипуляции с подачей высокого напряжения и подзарядкой батареи, необходимо убрать из сборки элементы, где находится нулевое напряжение;
• в их корпусе шуруповертом с помощью тонкого сверла необходимо проделать отверстие;
• затем в это отверстие нужно добавить кубический сантиметр воды;
• после чего необходимо элементам дать постоять определенное время и замерить их напряжение;
• затем нужно произвести подзарядку батарей;
• после нужно оставить их на 2−3 дня и заново померить напряжение;
• если элементы восстановились, то отверстия можно запаять или заделать герметиком. Аккумулятор собирается и полностью подзаряжается;
• если напряжение все же так и осталось нулевым, то можно добавить еще «кубик» воды, и процедура выполняется заново до успешного завершения.

Этот вариант ремонта Ni-Cd аккумуляторов более долгосрочный и эффективный.

Реанимация с помощью замораживания

Смысл этого способа заключается в замораживании элементов в морозильной камере на протяжении 2−3 часов. Затем их нужно быстро достать и тут же начать коротко и резко бить с определенной силой. Стучать необходимо по корпусу банки, при этом непосредственно банку нужно нежестко удерживать.

Идея состоит в том, что во время заморозки дендриты становятся хрупкими, и во время резких ударов крошатся и разрушаются, как лед.

Бить необходимо таким образом, чтобы за максимально короткое время передавалась вся энергия удара. То есть быстро и отрывисто жестким, при этом нетяжелым предметом, к примеру, маленьким молотком, карболитовой ручкой отвертки, и т. д. Бить необходимо, пока дендриты не оттают. Повторять процедуру можно до 10 раз.

Пока никель-кадмиевые батареи новые, со склада, их изначально лучше «беречь смолоду», желательно заряжать долго и малым током. Если к ним относится с уважением, то они и прослужат долго. Но все же, скорей всего, у любого человека дома находятся старые аккумуляторы. Попробуйте один из предложенных способов, и они непременно заработают.