แบตเตอรี่ Ni-Cd, Ni-MH และ Li-Ion อะไรคือความแตกต่าง. ข้อดีและข้อเสีย. สิ่งที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับแบตเตอรี่ Ni-MH Ni cd แบบชาร์จใหม่ได้

บทความเกี่ยวกับแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (Ni-MH) เป็นบทความคลาสสิกบนอินเทอร์เน็ตของรัสเซีย ฉันแนะนำให้เช็คเอาท์…

แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (Ni-MH) มีความคล้ายคลึงในการออกแบบแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม (Ni-Cd) และในกระบวนการทางเคมีไฟฟ้า - แบตเตอรี่นิกเกิลไฮโดรเจน พลังงานจำเพาะของแบตเตอรี่ Ni-MH นั้นสูงกว่าพลังงานจำเพาะของแบตเตอรี่ Ni-Cd และไฮโดรเจน (Ni-H2) อย่างมาก

วิดีโอ: แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (NiMH)

ลักษณะเปรียบเทียบของแบตเตอรี่

***การแพร่กระจายจำนวนมากของพารามิเตอร์บางตัวในตารางเกิดจาก วัตถุประสงค์ต่างๆ(การออกแบบ) ของแบตเตอรี่ นอกจากนี้ ตารางนี้ไม่ได้คำนึงถึงข้อมูลเกี่ยวกับแบตเตอรี่สมัยใหม่ที่มีการคายประจุเองต่ำ

ประวัติแบตเตอรี่ Ni-MH

การพัฒนาแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (Ni-MH) เริ่มขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 50-70 ของศตวรรษที่ผ่านมา จึงได้ถูกสร้างขึ้นมา วิธีการใหม่การจัดเก็บไฮโดรเจนในแบตเตอรี่นิกเกิลไฮโดรเจนซึ่งใช้ในยานอวกาศ ในองค์ประกอบใหม่ ไฮโดรเจนสะสมในโลหะผสมของโลหะบางชนิด โลหะผสมที่ดูดซับไฮโดรเจนในปริมาตร 1,000 เท่าถูกค้นพบในปี 1960 โลหะผสมเหล่านี้ประกอบด้วยโลหะตั้งแต่สองชนิดขึ้นไป ตัวหนึ่งดูดซับไฮโดรเจนและอีกตัวหนึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ส่งเสริมการแพร่กระจายของอะตอมไฮโดรเจนไปยังโครงตาข่ายโลหะ จำนวนของส่วนผสมที่เป็นไปได้ของโลหะที่ใช้นั้นแทบไม่ จำกัด ซึ่งทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพคุณสมบัติของโลหะผสมได้ ในการสร้างแบตเตอรี่ Ni-MH จำเป็นต้องสร้างโลหะผสมที่สามารถทำงานได้ที่ความดันไฮโดรเจนต่ำและอุณหภูมิห้อง ปัจจุบัน การทำงานเกี่ยวกับการสร้างโลหะผสมและเทคโนโลยีใหม่สำหรับการประมวลผลยังคงดำเนินต่อไปทั่วโลก โลหะผสมของนิกเกิลกับโลหะของกลุ่มแรร์เอิร์ ธ สามารถให้รอบการชาร์จและคายประจุของแบตเตอรี่ได้มากถึง 2,000 รอบโดยความจุของอิเล็กโทรดลบจะลดลงไม่เกิน 30% แบตเตอรี่ Ni-MH ตัวแรกที่ใช้โลหะผสม LaNi5 เป็นวัสดุที่ใช้งานหลักของอิเล็กโทรดเมทัลไฮไดรด์ได้รับการจดสิทธิบัตรโดย Bill ในปี 1975 ในการทดลองครั้งแรกกับโลหะผสมของโลหะไฮไดรด์ แบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์ไม่เสถียร และความจุของแบตเตอรี่ที่ต้องการอาจ ไม่สามารถทำได้ ดังนั้นการใช้แบตเตอรี่ Ni-MH ในอุตสาหกรรมจึงเริ่มต้นขึ้นในช่วงกลางทศวรรษที่ 80 หลังจากการสร้างโลหะผสม La-Ni-Co ซึ่งช่วยให้ดูดซับไฮโดรเจนแบบย้อนกลับทางไฟฟ้าเคมีได้นานกว่า 100 รอบ ตั้งแต่นั้นมา การออกแบบแบตเตอรี่ Ni-MH ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องเพื่อเพิ่มความหนาแน่นของพลังงาน การเปลี่ยนอิเล็กโทรดลบทำให้สามารถเพิ่มโหลดของมวลแอคทีฟของอิเล็กโทรดบวกได้ 1.3-2 เท่า ซึ่งกำหนดความจุของแบตเตอรี่ ดังนั้นแบตเตอรี่ Ni-MH จึงมีคุณลักษณะด้านพลังงานจำเพาะสูงกว่าแบตเตอรี่ Ni-Cd อย่างมีนัยสำคัญ ความสำเร็จของการกระจายแบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์ทำให้มั่นใจได้ด้วยความหนาแน่นของพลังงานที่สูงและไม่เป็นพิษของวัสดุที่ใช้ในการผลิต

กระบวนการพื้นฐานของแบตเตอรี่ Ni-MH

แบตเตอรี่ Ni-MH ใช้อิเล็กโทรดนิกเกิล-ออกไซด์เป็นอิเล็กโทรดบวก เช่น แบตเตอรี่นิกเกิล-แคดเมียม และอิเล็กโทรดโลหะผสมนิกเกิล-แรร์-เอิร์ธที่ดูดซับไฮโดรเจนแทนอิเล็กโทรดแคดเมียมเชิงลบ บนอิเล็กโทรดนิกเกิลออกไซด์ที่เป็นบวกของแบตเตอรี่ Ni-MH ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้น:

Ni(OH) 2 + OH- → NiOOH + H 2 O + e - (ชาร์จ) NiOOH + H 2 O + e - → Ni(OH) 2 + OH - (การคายประจุ)

ที่ขั้วลบ โลหะที่มีไฮโดรเจนดูดซับจะถูกแปลงเป็นโลหะไฮไดรด์:

M + H 2 O + e - → MH + OH- (ชาร์จ) MH + OH - → M + H 2 O + e - (คายประจุ)

ปฏิกิริยาโดยรวมในแบตเตอรี่ Ni-MH เขียนได้ดังนี้:

Ni(OH) 2 + M → NiOOH + MH (ชาร์จ) NiOOH + MH → Ni(OH) 2 + M (การคายประจุ)

อิเล็กโทรไลต์ไม่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาหลักที่สร้างกระแส หลังจากรายงานความจุ 70-80% และในระหว่างการชาร์จใหม่ ออกซิเจนจะเริ่มถูกปล่อยออกมาบนอิเล็กโทรดออกไซด์-นิกเกิล

2OH- → 1/2O 2 + H2O + 2e - (ชาร์จใหม่)

ซึ่งถูกเรียกคืนที่ขั้วลบ:

1/2O 2 + H 2 O + 2e - → 2OH - (ชาร์จใหม่)

ปฏิกิริยาสองประการสุดท้ายทำให้เกิดวัฏจักรออกซิเจนแบบปิด เมื่อออกซิเจนลดลง การเพิ่มความจุของอิเล็กโทรดโลหะไฮไดรด์ก็จะเพิ่มขึ้นด้วยเนื่องจากการก่อตัวของกลุ่ม OH

การสร้างอิเล็กโทรดแบตเตอรี่ Ni-MH

อิเล็กโทรดไฮโดรเจนโลหะ

วัสดุหลักที่กำหนดประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ Ni-MH คือโลหะผสมที่ดูดซับไฮโดรเจนซึ่งสามารถดูดซับไฮโดรเจนได้มากถึง 1,000 เท่า ที่สุด แพร่หลายโลหะผสมที่ได้รับประเภท LaNi5 ซึ่งส่วนหนึ่งของนิกเกิลถูกแทนที่ด้วยแมงกานีส โคบอลต์ และอลูมิเนียมเพื่อเพิ่มความเสถียรและกิจกรรมของโลหะผสม เพื่อลดต้นทุน ผู้ผลิตบางรายใช้โลหะผสมแทนแลนทานัม (Mm ซึ่งเป็นส่วนผสมของธาตุหายาก อัตราส่วนในส่วนผสมใกล้เคียงกับอัตราส่วนในแร่ธรรมชาติ) ซึ่งนอกจากแลนทานัมแล้ว ยังรวมถึงซีเรียมด้วย , พรีโอดิเมียมและนีโอไดเมียม ในระหว่างการหมุนเวียนประจุ-การปล่อยประจุ จะมีการขยายตัวและการหดตัว 15-25% ของผลึกคริสตัลของโลหะผสมที่ดูดซับไฮโดรเจนเนื่องจากการดูดซับและการคายประจุของไฮโดรเจน การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวนำไปสู่การก่อตัวของรอยแตกในโลหะผสมเนื่องจากความเค้นภายในที่เพิ่มขึ้น การก่อตัวของรอยแตกทำให้พื้นที่ผิวเพิ่มขึ้นซึ่งสึกกร่อนเมื่อทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์อัลคาไลน์ ด้วยเหตุผลเหล่านี้ ความสามารถในการคายประจุของอิเล็กโทรดลบจึงค่อยๆ ลดลง ในแบตเตอรี่ที่มีอิเล็กโทรไลต์ในปริมาณจำกัด ทำให้เกิดปัญหาในการกระจายอิเล็กโทรไลต์ การกัดกร่อนของโลหะผสมทำให้เกิดความเฉื่อยทางเคมีของพื้นผิวเนื่องจากการก่อตัวของออกไซด์และไฮดรอกไซด์ที่ทนต่อการกัดกร่อน ซึ่งเพิ่มแรงดันไฟเกินของปฏิกิริยาหลักที่สร้างกระแสของอิเล็กโทรดโลหะไฮไดรด์ การก่อตัวของผลิตภัณฑ์กัดกร่อนเกิดขึ้นจากการใช้ออกซิเจนและไฮโดรเจนจากสารละลายอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งจะทำให้ปริมาณอิเล็กโทรไลต์ในแบตเตอรี่ลดลงและเพิ่มความต้านทานภายใน เพื่อชะลอกระบวนการกระจายตัวและการกัดกร่อนของโลหะผสมที่ไม่พึงประสงค์ซึ่งกำหนดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ Ni-MH นั้นใช้วิธีหลักสองวิธี (นอกเหนือจากการปรับองค์ประกอบและโหมดการผลิตของโลหะผสมให้เหมาะสม) วิธีแรกคือการห่อหุ้มไมโครแคปซูลของอนุภาคอัลลอยด์ เช่น ในการปกปิดพื้นผิวด้วยชั้นรูพรุนบาง ๆ (5-10%) - โดยน้ำหนักของนิกเกิลหรือทองแดง วิธีที่สอง ซึ่งพบว่ามีการประยุกต์กว้างที่สุดในปัจจุบัน คือ การบำบัดพื้นผิวของอนุภาคโลหะผสมในสารละลายอัลคาไลน์ด้วยการก่อรูป ฟิล์มกันรอยซึมเข้าสู่ไฮโดรเจนได้

อิเล็กโทรดนิกเกิลออกไซด์

อิเล็กโทรดออกไซด์-นิกเกิลในการผลิตจำนวนมากผลิตขึ้นโดยมีการปรับเปลี่ยนการออกแบบดังต่อไปนี้: แผ่นลาเมลลา การเผาแบบไม่มีแผ่น (เซรามิกโลหะ) และแบบอัด รวมถึงเม็ด ที่ ปีที่แล้วเริ่มใช้อิเล็กโทรดสักหลาดแบบไม่มีแผ่นและโฟมโพลีเมอร์

อิเล็กโทรด Lamellar

อิเล็กโทรด Lamellar คือชุดกล่องเจาะรูที่เชื่อมต่อถึงกัน (แผ่นลามิเนต) ที่ทำจากเทปเหล็กชุบนิกเกิลแบบบาง (หนา 0.1 มม.)

อิเล็กโทรดเผา (เซอร์เม็ท)

อิเล็กโทรดประเภทนี้ประกอบด้วยฐานเซอร์เม็ทที่มีรูพรุน (มีความพรุนอย่างน้อย 70%) ในรูพรุนที่มีมวลแอคทีฟอยู่ ฐานทำจากผงละเอียดคาร์บอนิลนิกเกิล ซึ่งผสมกับแอมโมเนียมคาร์บอเนตหรือคาร์บาไมด์ (นิกเกิล 60-65% ส่วนที่เหลือเป็นสารตัวเติม) ถูกกด รีด หรือพ่นบนเหล็กหรือตาข่ายนิกเกิล จากนั้นตะแกรงที่มีผงจะต้องผ่านการอบชุบด้วยความร้อนในบรรยากาศลด (โดยปกติในบรรยากาศไฮโดรเจน) ที่อุณหภูมิ 800-960 ° C ในขณะที่แอมโมเนียมคาร์บอเนตหรือคาร์บาไมด์สลายตัวและระเหยและนิกเกิลจะถูกเผา วัสดุพิมพ์ที่ได้จึงมีความหนา 1-2.3 มม. มีความพรุน 80-85% และรัศมีรูพรุน 5-20 µm ฐานถูกชุบด้วยสารละลายเข้มข้นของนิกเกิลไนเตรตหรือนิกเกิลซัลเฟตและสารละลายอัลคาไลให้ความร้อนถึง 60-90 ° C ซึ่งทำให้เกิดการตกตะกอนของนิกเกิลออกไซด์และไฮดรอกไซด์ ปัจจุบันยังใช้วิธีการชุบด้วยไฟฟ้าเคมี ซึ่งอิเล็กโทรดต้องผ่านการบำบัดด้วยแคโทดิกในสารละลายนิกเกิลไนเตรต เนื่องจากการก่อตัวของไฮโดรเจน สารละลายในรูพรุนของจานถูกทำให้เป็นด่าง ซึ่งนำไปสู่การสะสมของออกไซด์และไฮดรอกไซด์ของนิกเกิลในรูพรุนของจาน อิเล็กโทรดฟอยล์จัดเป็นประเภทอิเล็กโทรดเผา อิเล็กโทรดผลิตขึ้นโดยใช้เทปนิกเกิลเจาะรูบาง ๆ (0.05 มม.) ทั้งสองด้าน โดยการพ่นแอลกอฮอล์อิมัลชันของผงนิกเกิลคาร์บอนิลที่ประกอบด้วยสารยึดเกาะ การเผาผนึก และการเคลือบด้วยสารเคมีหรือไฟฟ้าเคมีเพิ่มเติมด้วยรีเอเจนต์ ความหนาของอิเล็กโทรดคือ 0.4-0.6 มม.

อิเล็กโทรดกด

อิเล็กโทรดแบบกดทำขึ้นโดยการกดภายใต้แรงกด 35-60 MPa ของมวลแอคทีฟบนตาข่ายหรือเทปเหล็กเจาะรู มวลสารออกฤทธิ์ประกอบด้วยนิกเกิลไฮดรอกไซด์ โคบอลต์ไฮดรอกไซด์ กราไฟต์และสารยึดเกาะ

อิเล็กโทรดสักหลาดโลหะ

อิเล็กโทรดสักหลาดโลหะมีฐานที่มีรูพรุนสูงซึ่งทำจากนิกเกิลหรือเส้นใยคาร์บอน ความพรุนของฐานรากเหล่านี้คือ 95% หรือมากกว่า อิเล็กโทรดสักหลาดทำขึ้นจากพอลิเมอร์ชุบนิกเกิลหรือสักหลาดกราไฟต์ ความหนาของอิเล็กโทรดขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ อยู่ในช่วง 0.8-10 มม. มวลที่ใช้งานถูกนำเข้าสู่ความรู้สึกด้วยวิธีการที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับความหนาแน่น ใช้แทนผ้าสักหลาดได้ นิกเกิลโฟมได้มาจากโฟมโพลียูรีเทนที่ชุบนิกเกิลตามด้วยการอบอ่อนในสภาพแวดล้อมที่ลดลง แป้งเปียกที่มีนิกเกิลไฮดรอกไซด์และสารยึดเกาะมักจะถูกนำมาใช้ในตัวกลางที่มีรูพรุนสูงโดยการแพร่กระจาย หลังจากนั้นฐานที่มีแป้งจะแห้งและรีด อิเล็กโทรดสักหลาดและโฟมโพลีเมอร์มีลักษณะความจุจำเพาะสูงและอายุการใช้งานยาวนาน

การสร้างแบตเตอรี่ Ni-MH

แบตเตอรี่ Ni-MH ทรงกระบอก

อิเล็กโทรดบวกและลบซึ่งคั่นด้วยตัวคั่นจะถูกม้วนขึ้นในรูปของม้วนซึ่งเสียบเข้าไปในตัวเรือนและปิดด้วยฝาปิดผนึกพร้อมปะเก็น (รูปที่ 1) ฝาปิดมี วาล์วนิรภัย, กระตุ้นที่ความดัน 2-4 MPa ในกรณีที่แบตเตอรี่ทำงานล้มเหลว

รูปที่ 1 การออกแบบแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (Ni-MH): 1 ตัว, 2 ฝา, ฝา 3 วาล์ว, 4 วาล์ว, ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรด 5 ขั้ว, แหวนฉนวน 6 อัน, อิเล็กโทรด 7 ขั้ว, 8- ตัวคั่น, อิเล็กโทรดบวก 9, ฉนวน 10 ตัว

แบตเตอรี่ Ni-MH เป็นแท่งปริซึม

ในแบตเตอรี่ Ni-MH แบบแท่งปริซึม อิเล็กโทรดขั้วบวกและขั้วลบจะถูกวางสลับกัน และวางตัวคั่นระหว่างแบตเตอรี่ ใส่บล็อกของอิเล็กโทรดลงในกล่องโลหะหรือพลาสติกแล้วปิดด้วยฝาปิดผนึก มักจะติดตั้งวาล์วหรือเซ็นเซอร์ความดันไว้ที่ฝาครอบ (รูปที่ 2)

รูปที่ 2 โครงสร้างแบตเตอรี่ Ni-MH: 1 ตัว, 2 ฝา, ฝาปิด 3 วาล์ว, 4 วาล์ว, ปะเก็นฉนวน 5 ตัว, ฉนวน 6 ตัว, อิเล็กโทรด 7 ขั้ว, 8 ตัวคั่น, อิเล็กโทรด 9 ขั้ว

แบตเตอรี่ Ni-MH ใช้อิเล็กโทรไลต์อัลคาไลน์ที่ประกอบด้วย KOH โดยเติม LiOH ในฐานะที่เป็นตัวคั่นในแบตเตอรี่ Ni-MH จะใช้โพลีโพรพิลีนไม่ทอและโพลีเอไมด์ที่มีความหนา 0.12-0.25 มม. ซึ่งบำบัดด้วยสารทำให้เปียก

อิเล็กโทรดบวก

แบตเตอรี่ Ni-MH ใช้ขั้วไฟฟ้านิกเกิลออกไซด์ที่เป็นบวก คล้ายกับที่ใช้ในแบตเตอรี่ Ni-Cd ในแบตเตอรี่ Ni-MH ส่วนใหญ่จะใช้อิเล็กโทรดเซรามิก-โลหะ และในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาใช้อิเล็กโทรดสักหลาดและโฟมโพลีเมอร์ (ดูด้านบน)

อิเล็กโทรดลบ

การออกแบบห้าแบบของอิเล็กโทรดเมทัลไฮไดรด์เชิงลบ (ดูด้านบน) พบการใช้งานจริงในแบตเตอรี่ Ni-MH: - แผ่นเคลือบ เมื่อผงของโลหะผสมดูดซับไฮโดรเจนที่มีหรือไม่มีสารยึดเกาะถูกกดลงในตาข่ายนิกเกิล - โฟมนิกเกิลเมื่อวางด้วยโลหะผสมและสารยึดเกาะเข้าไปในรูพรุนของฐานโฟมนิกเกิลแล้วทำให้แห้งและกด (รีด) - ฟอยล์ เมื่อวางด้วยโลหะผสมและสารยึดเกาะกับฟอยล์นิกเกิลหรือเหล็กชุบนิกเกิลที่มีรูพรุนแล้วทำให้แห้งและกด - รีดเมื่อผงของมวลที่ใช้งานซึ่งประกอบด้วยโลหะผสมและสารยึดเกาะถูกนำไปใช้โดยการกลิ้ง (กลิ้ง) บนกริดนิกเกิลแรงดึงหรือกริดทองแดง - เผาเมื่อผงโลหะผสมถูกกดลงบนตะแกรงนิกเกิลแล้วเผาในบรรยากาศไฮโดรเจน ความจุจำเพาะของอิเล็กโทรดเมทัลไฮไดรด์ที่มีการออกแบบต่างกันมีมูลค่าใกล้เคียงกันและพิจารณาจากความจุของโลหะผสมที่ใช้เป็นหลัก

ลักษณะของแบตเตอรี่ Ni-MH ลักษณะไฟฟ้า

แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด

ค่าแรงดันไฟวงจรเปิด Ur.c. ระบบ Ni-MH นั้นยากต่อการตรวจสอบอย่างแม่นยำเนื่องจากการพึ่งพาศักย์ดุลยภาพของอิเล็กโทรดนิกเกิลออกไซด์กับระดับของการเกิดออกซิเดชันของนิกเกิล รวมถึงการพึ่งพาศักย์สมดุลของอิเล็กโทรดโลหะไฮไดรด์กับระดับความอิ่มตัวของไฮโดรเจน 24 ชั่วโมงหลังจากชาร์จแบตเตอรี่แล้ว แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของแบตเตอรี่ Ni-MH ที่ชาร์จแล้วจะอยู่ในช่วง 1.30-1.35V

จัดอันดับแรงดันจำหน่าย

Ur ที่กระแสไฟปกติ Ir = 0.1-0.2C (C คือความจุปกติของแบตเตอรี่) ที่ 25 ° C คือ 1.2-1.25V แรงดันไฟฟ้าสุดท้ายปกติคือ 1V แรงดันไฟลดลงเมื่อโหลดเพิ่มขึ้น (ดูรูปที่ 3)

รูปที่ 3 ลักษณะการคายประจุของแบตเตอรี่ Ni-MH ที่อุณหภูมิ 20°C และกระแสโหลดปกติที่แตกต่างกัน: 1-0.2C; 2-1C; 3-2C; 4-3C

ความจุของแบตเตอรี่

เมื่อโหลดเพิ่มขึ้น (เวลาคายประจุลดลง) และอุณหภูมิลดลง ความจุของแบตเตอรี่ Ni-MH จะลดลง (รูปที่ 4) ผลกระทบของอุณหภูมิที่ลดลงต่อความจุนั้นสังเกตได้ชัดเจนเป็นพิเศษที่ ความเร็วสูงการคายประจุและที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0 องศาเซลเซียส

รูปที่ 4 การพึ่งพาความจุการคายประจุของแบตเตอรี่ Ni-MH กับอุณหภูมิที่กระแสไฟที่ต่างกัน: 1-0.2C; 2-1C; 3-3C

ความปลอดภัยและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ Ni-MH

ระหว่างการจัดเก็บ แบตเตอรี่ Ni-MH จะคายประจุเอง หลังจากหนึ่งเดือนที่อุณหภูมิห้อง ความจุที่สูญเสียคือ 20-30% และเมื่อจัดเก็บเพิ่มเติม การสูญเสียจะลดลงเหลือ 3-7% ต่อเดือน อัตราการคายประจุเองจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น (ดูรูปที่ 5)

รูปที่ 5 การพึ่งพาความจุการคายประจุของแบตเตอรี่ Ni-MH กับเวลาการจัดเก็บที่อุณหภูมิต่างกัน: 1-0 °С; 2-20 องศาเซลเซียส; 3-40°C

กำลังชาร์จแบตเตอรี่ Ni-MH

เวลาทำงาน (จำนวนรอบการคายประจุ-ประจุ) และอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ Ni-MH ส่วนใหญ่จะกำหนดโดยสภาพการทำงาน เวลาในการทำงานลดลงตามความลึกและความเร็วของการคายประจุที่เพิ่มขึ้น เวลาใช้งานขึ้นอยู่กับความเร็วของการชาร์จและวิธีการควบคุมความสมบูรณ์ ขึ้นอยู่กับประเภทของแบตเตอรี่ Ni-MH โหมดการทำงานและสภาพการทำงาน แบตเตอรี่มีรอบการคายประจุ 500 ถึง 1800 รอบที่ระดับความลึกของการคายประจุ 80% และมีอายุการใช้งาน (โดยเฉลี่ย) ตั้งแต่ 3 ถึง 5 ปี

เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่เชื่อถือได้ของแบตเตอรี่ Ni-MH ในช่วงระยะเวลาการรับประกัน คุณต้องปฏิบัติตามคำแนะนำและคำแนะนำของผู้ผลิต ควรให้ความสนใจมากที่สุดกับระบอบอุณหภูมิ ขอแนะนำให้หลีกเลี่ยงการจ่ายไฟเกิน (ต่ำกว่า 1V) และไฟฟ้าลัดวงจร ขอแนะนำให้ใช้แบตเตอรี่ Ni-MH ตามวัตถุประสงค์ หลีกเลี่ยงการผสมแบตเตอรี่ที่ใช้แล้วและไม่ได้ใช้ และอย่าบัดกรีสายไฟหรือชิ้นส่วนอื่นๆ เข้ากับแบตเตอรี่โดยตรง แบตเตอรี่ Ni-MH มีความไวต่อการชาร์จเกินมากกว่า Ni-Cd การชาร์จไฟเกินอาจทำให้เกิดการระบายความร้อนได้ การชาร์จมักจะดำเนินการด้วยกระแส Iz \u003d 0.1C เป็นเวลา 15 ชั่วโมง การชดเชยจะดำเนินการด้วยกระแส Iz = 0.01-0.03C เป็นเวลา 30 ชั่วโมงขึ้นไป การชาร์จแบบเร่ง (ใน 4 - 5 ชั่วโมง) และรวดเร็ว (ใน 1 ชั่วโมง) เป็นไปได้สำหรับแบตเตอรี่ Ni-MH ที่มีอิเล็กโทรดที่แอคทีฟสูง ด้วยประจุดังกล่าว กระบวนการจะถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ΔТ และแรงดัน ΔU และพารามิเตอร์อื่นๆ มีการใช้การชาร์จอย่างรวดเร็ว เช่น สำหรับแบตเตอรี่ Ni-MH ที่จ่ายไฟให้กับแล็ปท็อป โทรศัพท์มือถือ และเครื่องมือไฟฟ้า แม้ว่าแล็ปท็อปและโทรศัพท์มือถือส่วนใหญ่ในปัจจุบันจะใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและลิเธียมโพลิเมอร์ แนะนำให้ใช้วิธีการชาร์จแบบสามขั้นตอน: ขั้นตอนแรกของการชาร์จอย่างรวดเร็ว (1C ขึ้นไป) การชาร์จที่อัตรา 0.1C เป็นเวลา 0.5-1 ชั่วโมงสำหรับการชาร์จครั้งสุดท้าย และการชาร์จที่อัตรา 0.05- 0.02C เป็นค่าชดเชย ข้อมูลวิธีการ ชาร์จ Ni-MHโดยปกติแล้วจะพบแบตเตอรี่ในคำแนะนำของผู้ผลิต และกระแสไฟชาร์จที่แนะนำจะระบุไว้บนกล่องแบตเตอรี่ แรงดันการชาร์จ Uz ที่ Iz=0.3-1C อยู่ในช่วง 1.4-1.5V เนื่องจากการปล่อยออกซิเจนที่อิเล็กโทรดบวก ปริมาณไฟฟ้าที่จ่ายระหว่างการชาร์จ (Qz) จะมากกว่าความสามารถในการคายประจุ (Cp) ในเวลาเดียวกัน ผลตอบแทนจากความจุ (100 Ср/Qз) คือ 75-80% และ 85-90% ตามลำดับ สำหรับแบตเตอรี่ Ni-MH แบบดิสก์และทรงกระบอก

การควบคุมการชาร์จและการคายประจุ

เพื่อป้องกันการชาร์จแบตเตอรี่ Ni-MH มากเกินไป สามารถใช้วิธีการควบคุมการชาร์จต่อไปนี้กับเซ็นเซอร์ที่เหมาะสมที่ติดตั้งในแบตเตอรี่หรือเครื่องชาร์จ:

• วิธีการยุติการชาร์จด้วยอุณหภูมิสัมบูรณ์ Tmax อุณหภูมิของแบตเตอรี่จะถูกตรวจสอบอย่างต่อเนื่องในระหว่างกระบวนการชาร์จ และเมื่อถึงค่าสูงสุด การชาร์จอย่างรวดเร็วจะถูกขัดจังหวะ
• วิธีการยุติการชาร์จโดยอัตราการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ΔT/Δt ด้วยวิธีนี้ ความชันของเส้นโค้งอุณหภูมิ แบตเตอรี่ตรวจสอบอย่างต่อเนื่องในระหว่างกระบวนการชาร์จ และเมื่อพารามิเตอร์นี้สูงกว่าค่าที่ตั้งไว้ การชาร์จจะถูกขัดจังหวะ
• วิธีการยุติการชาร์จโดยเดลต้าแรงดันลบ -ΔU ในตอนท้ายของการชาร์จแบตเตอรี่ ในระหว่างรอบออกซิเจน อุณหภูมิของมันจะเริ่มสูงขึ้น ส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าลดลง
• วิธีการสิ้นสุดการชาร์จตามเวลาการชาร์จสูงสุด t;
• วิธีการยุติประจุด้วยแรงดันสูงสุด Pmax นิยมใช้ในปริซึมสะสม ขนาดใหญ่และภาชนะ ระดับความดันที่อนุญาตในตัวสะสมแบบแท่งปริซึมขึ้นอยู่กับการออกแบบและอยู่ในช่วง 0.05-0.8 MPa
• วิธีการยุติประจุด้วยแรงดันไฟฟ้าสูงสุด Umax ใช้สำหรับปลดประจุของแบตเตอรี่ที่มีค่าสูง ความต้านทานภายในซึ่งปรากฏขึ้นเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งานเนื่องจากขาดอิเล็กโทรไลต์หรือที่อุณหภูมิต่ำ

เมื่อใช้วิธี Tmax แบตเตอรี่อาจชาร์จไฟเกินได้หากอุณหภูมิ สิ่งแวดล้อมลดลงหรือแบตเตอรี่อาจชาร์จไม่เพียงพอหากอุณหภูมิแวดล้อมสูงขึ้นอย่างมาก วิธี ΔT/Δt สามารถใช้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อยุติการเรียกเก็บเงินที่ อุณหภูมิต่ำ สิ่งแวดล้อม. แต่ถ้าใช้วิธีนี้ที่อุณหภูมิสูงขึ้นเท่านั้น แบตเตอรี่ภายในแบตเตอรี่จะถูกสัมผัสกับอุณหภูมิสูงที่ไม่พึงประสงค์ก่อนที่จะถึงค่า ΔT/Δt สำหรับการปิดเครื่อง สำหรับค่าที่แน่นอนของ ΔT/Δt สามารถรับความจุอินพุตที่มากขึ้นได้ที่อุณหภูมิแวดล้อมต่ำกว่าที่อุณหภูมิสูงกว่า ที่จุดเริ่มต้นของการชาร์จแบตเตอรี่ (เช่นเดียวกับเมื่อสิ้นสุดการชาร์จ) อุณหภูมิจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งอาจนำไปสู่การปิดการชาร์จก่อนเวลาอันควรเมื่อใช้วิธี ΔT/Δt เพื่อกำจัดสิ่งนี้ นักพัฒนาอุปกรณ์ชาร์จใช้ตัวจับเวลาสำหรับความล่าช้าในการตอบสนองของเซ็นเซอร์เริ่มต้นด้วยวิธี ΔT / Δt วิธี -ΔU มีประสิทธิภาพในการยุติประจุที่อุณหภูมิแวดล้อมต่ำแทนที่จะใช้ที่อุณหภูมิสูง ในแง่นี้ วิธีการนี้คล้ายกับวิธี ΔT/Δt เพื่อให้แน่ใจว่าการชาร์จจะสิ้นสุดลงในกรณีที่เกิดเหตุการณ์ไม่คาดฝันขัดขวางการหยุดชะงักของการชาร์จตามปกติ ขอแนะนำให้ใช้การควบคุมตัวจับเวลาที่ควบคุมระยะเวลาของการดำเนินการชาร์จ (วิธี t) ดังนั้น หากต้องการชาร์จแบตเตอรี่อย่างรวดเร็วด้วยกระแสไฟที่กำหนด 0.5-1C ที่อุณหภูมิ 0-50 °C ขอแนะนำให้ใช้วิธี Tmax พร้อมกัน (โดยมีอุณหภูมิปิดเครื่องอยู่ที่ 50-60 °C ขึ้นอยู่กับการออกแบบของแบตเตอรี่ และแบตเตอรี่), -ΔU (5- 15 mV ต่อแบตเตอรี่), t (โดยปกติเพื่อให้ได้ 120% ของความจุที่กำหนด) และ Umax (1.6-1.8 V ต่อแบตเตอรี่) แทนที่จะใช้วิธี -ΔU คุณสามารถใช้วิธี ΔT/Δt (1-2 °C/นาที) ที่มีตัวจับเวลาหน่วงเวลาเริ่มต้น (5-10 นาที) ได้ สำหรับการควบคุมการชาร์จ ให้ดูบทความที่เกี่ยวข้อง หลังจากชาร์จแบตเตอรี่อย่างรวดเร็วแล้ว เครื่องชาร์จจะทำการสลับการชาร์จเพื่อชาร์จด้วยกระแสไฟที่กำหนดที่ 0.1C - 0.2C ในช่วงเวลาหนึ่ง ไม่แนะนำให้ชาร์จด้วยแรงดันไฟคงที่สำหรับแบตเตอรี่ Ni-MH เนื่องจาก "ความล้มเหลวทางความร้อน" ของแบตเตอรี่อาจเกิดขึ้นได้ เนื่องจากเมื่อสิ้นสุดการชาร์จจะมีกระแสเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นสัดส่วนกับความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟของแหล่งจ่ายไฟและแรงดันแบตเตอรี่ และแรงดันแบตเตอรี่เมื่อสิ้นสุดการชาร์จจะลดลงเนื่องจากอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ที่อุณหภูมิต่ำควรลดอัตราการชาร์จ มิฉะนั้นออกซิเจนจะไม่มีเวลารวมตัวกันใหม่ซึ่งจะทำให้แรงดันในตัวสะสมเพิ่มขึ้น สำหรับการใช้งานในสภาวะดังกล่าว ขอแนะนำให้ใช้แบตเตอรี่ Ni-MH ที่มีขั้วไฟฟ้าที่มีรูพรุนสูง

ข้อดีและข้อเสียของแบตเตอรี่ Ni-MH

พารามิเตอร์พลังงานจำเพาะที่เพิ่มขึ้นอย่างมากไม่ได้เป็นเพียงข้อได้เปรียบของแบตเตอรี่ Ni-MH เหนือแบตเตอรี่ Ni-Cd การย้ายออกจากแคดเมียมยังหมายถึงการมุ่งสู่การผลิตที่สะอาดขึ้น ปัญหาการรีไซเคิลแบตเตอรี่ที่ล้มเหลวก็แก้ไขได้ง่ายกว่าเช่นกัน ข้อได้เปรียบเหล่านี้ของแบตเตอรี่ Ni-MH กำหนดการเติบโตที่เร็วขึ้นของปริมาณการผลิตในบริษัทแบตเตอรี่ชั้นนำของโลกทั้งหมดเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ Ni-Cd

แบตเตอรี่ Ni-MH ไม่มี "เอฟเฟกต์หน่วยความจำ" ที่แบตเตอรี่ Ni-Cd มีเนื่องจากการก่อตัวของนิเกิลในขั้วลบแคดเมียม อย่างไรก็ตาม ผลกระทบที่เกี่ยวข้องกับการชาร์จมากเกินไปของอิเล็กโทรดนิกเกิลออกไซด์ยังคงอยู่ การลดลงของแรงดันการคายประจุที่สังเกตได้จากการชาร์จซ้ำบ่อยครั้งและยาวนานจะเหมือนกับสำหรับ แบตเตอรี่ Ni-Cd, สามารถกำจัดได้ด้วยการใช้งานเป็นระยะ ๆ ของการปล่อยหลายครั้งสูงถึง 1V - 0.9V ก็เพียงพอที่จะดำเนินการปล่อยดังกล่าวเดือนละครั้ง อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัล ไฮไดรด์ ด้อยกว่าแบตเตอรี่นิกเกิล-แคดเมียม ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้แทนในคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพบางประการ:

• แบตเตอรี่ Ni-MH ทำงานอย่างมีประสิทธิภาพในช่วงกระแสการทำงานที่แคบลง ซึ่งเกี่ยวข้องกับการคายไฮโดรเจนจากอิเล็กโทรดโลหะไฮไดรด์อย่างจำกัดที่อัตราการคายประจุที่สูงมาก
• แบตเตอรี่ Ni-MH มีช่วงอุณหภูมิการทำงานที่แคบกว่า: ส่วนใหญ่ใช้งานไม่ได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า -10 °C และสูงกว่า +40 °C แม้ว่าในแบตเตอรี่บางรุ่น การปรับสูตรทำให้ขีดจำกัดอุณหภูมิเพิ่มขึ้น
• ในระหว่างการชาร์จแบตเตอรี่ Ni-MH ความร้อนจะถูกปล่อยออกมามากกว่าการชาร์จแบตเตอรี่ Ni-Cd ดังนั้นเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปของแบตเตอรี่จากแบตเตอรี่ Ni-MH ในระหว่างการชาร์จอย่างรวดเร็วและ / หรือการชาร์จมากเกินไปอย่างมีนัยสำคัญ ฟิวส์ความร้อนหรือรีเลย์ความร้อน ติดตั้งอยู่ในนั้นซึ่งอยู่บนผนังของแบตเตอรี่ตัวใดตัวหนึ่งที่อยู่ตรงกลางของแบตเตอรี่ (ใช้กับชุดประกอบแบตเตอรี่อุตสาหกรรม)
• แบตเตอรี่ Ni-MH มีการปลดปล่อยตัวเองเพิ่มขึ้นซึ่งถูกกำหนดโดยปฏิกิริยาของไฮโดรเจนที่ละลายในอิเล็กโทรไลต์ด้วยอิเล็กโทรดออกไซด์ - นิกเกิลที่เป็นบวกอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ (แต่ด้วยการใช้โลหะผสมอิเล็กโทรดลบพิเศษทำให้เป็นไปได้ ลดอัตราการคายประจุเองให้ใกล้เคียงกับค่าของแบตเตอรี่ Ni-Cd );
• ความเสี่ยงที่จะเกิดความร้อนสูงเกินไปเมื่อชาร์จแบตเตอรี่ Ni-MH หนึ่งก้อนของแบตเตอรี่ รวมถึงการย้อนกลับของแบตเตอรี่ที่มีความจุต่ำกว่าเมื่อแบตเตอรี่หมด เพิ่มขึ้นตามพารามิเตอร์ของแบตเตอรี่ที่ไม่ตรงกันอันเป็นผลมาจากการปั่นจักรยานเป็นเวลานาน ดังนั้น ผู้ผลิตทุกรายไม่แนะนำให้สร้างแบตเตอรี่จากแบตเตอรี่มากกว่า 10 ก้อน
• การสูญเสียความจุของอิเล็กโทรดลบที่เกิดขึ้นในแบตเตอรี่ Ni-MH เมื่อคายประจุต่ำกว่า 0 V นั้นไม่สามารถย้อนกลับได้ ซึ่งทำให้มีข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้นในการเลือกแบตเตอรี่ในแบตเตอรี่และการควบคุมกระบวนการคายประจุมากกว่าในกรณีของ ใช้แบตเตอรี่ Ni-Cd ตามปกติแล้วจะคายประจุที่ 1 V/ac ในแบตเตอรี่แรงดันต่ำและสูงสุด 1.1 V/ac ในแบตเตอรี่ขนาด 7-10 ก้อน

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ การเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ Ni-MH นั้นพิจารณาจากความสามารถในการดูดซับของอิเล็กโทรดขั้วลบในระหว่างการปั่นจักรยานเป็นหลัก ในวงจรการปลดปล่อยประจุ ปริมาตรของผลึกขัดแตะของโลหะผสมจะเปลี่ยนไป ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของรอยแตกและการกัดกร่อนที่ตามมาเมื่อทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์ การก่อตัวของผลิตภัณฑ์การกัดกร่อนเกิดขึ้นจากการดูดซับออกซิเจนและไฮโดรเจน ซึ่งส่งผลให้ปริมาณอิเล็กโทรไลต์ทั้งหมดลดลงและความต้านทานภายในของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น ควรสังเกตว่าลักษณะของแบตเตอรี่ Ni-MH นั้นขึ้นอยู่กับโลหะผสมของขั้วลบและเทคโนโลยีการประมวลผลของโลหะผสมอย่างมีนัยสำคัญเพื่อปรับปรุงความเสถียรขององค์ประกอบและโครงสร้าง สิ่งนี้ทำให้ผู้ผลิตแบตเตอรี่ต้องระมัดระวังในการเลือกซัพพลายเออร์โลหะผสม และผู้ใช้แบตเตอรี่ต้องระมัดระวังในการเลือกผู้ผลิต

ขึ้นอยู่กับวัสดุของเว็บไซต์ powerinfo.ru "Chip and Dip"

ต้องขอบคุณการปรับปรุงด้านการผลิต ปัจจุบันแบตเตอรี่ Ni-Cd ถูกใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาส่วนใหญ่ ต้นทุนที่เหมาะสมและสูง ตัวชี้วัดประสิทธิภาพทำให้แบตเตอรี่ประเภทที่นำเสนอเป็นที่นิยม ปัจจุบันอุปกรณ์ดังกล่าวมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องมือ กล้อง เครื่องเล่น ฯลฯ เพื่อให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานยาวนาน คุณจำเป็นต้องรู้วิธีชาร์จแบตเตอรี่ Ni-Cd การปฏิบัติตามกฎสำหรับการใช้งานอุปกรณ์ดังกล่าวทำให้คุณสามารถยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ได้อย่างมาก

ลักษณะสำคัญ

เพื่อให้เข้าใจวิธีการชาร์จแบตเตอรี่ Ni-Cd คุณต้องทำความคุ้นเคยกับคุณสมบัติของอุปกรณ์ดังกล่าว พวกเขาถูกคิดค้นโดย W. Jungner ในปี 1899 อย่างไรก็ตาม การผลิตของพวกเขานั้นแพงเกินไป เทคโนโลยีมีการปรับปรุง ปัจจุบันมีการจำหน่ายแบตเตอรี่ที่ใช้งานง่ายและราคาไม่แพง นิกเกิลแคดเมียมประเภท.

อุปกรณ์ที่นำเสนอต้องการให้ชาร์จเร็วและปล่อยช้า นอกจากนี้ จะต้องดำเนินการล้างความจุของแบตเตอรี่จนหมด การชาร์จทำได้โดยกระแสพัลซิ่ง ควรปฏิบัติตามพารามิเตอร์เหล่านี้ตลอดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ เมื่อรู้จัก Ni-Cd คุณสามารถยืดอายุการใช้งานได้หลายปี ในเวลาเดียวกัน แบตเตอรี่ดังกล่าวยังทำงานแม้ในสภาวะที่ยากลำบากที่สุด คุณลักษณะของแบตเตอรี่ที่นำเสนอคือ "เอฟเฟกต์หน่วยความจำ" หากคุณไม่คายประจุแบตเตอรี่จนหมดเป็นระยะ ผลึกขนาดใหญ่จะก่อตัวบนแผ่นเซลล์ พวกเขาลดความจุของแบตเตอรี่

ข้อดี

เพื่อให้เข้าใจวิธีการชาร์จแบตเตอรี่ Ni-Cd ของไขควง กล้อง กล้อง และอุปกรณ์พกพาอื่นๆ อย่างถูกต้อง คุณจำเป็นต้องทำความคุ้นเคยกับเทคโนโลยีของกระบวนการนี้ เป็นเรื่องง่ายและไม่ต้องการความรู้และทักษะพิเศษจากผู้ใช้ แม้จะเก็บแบตเตอรี่ไว้เป็นเวลานาน ก็สามารถชาร์จใหม่ได้อย่างรวดเร็วอีกครั้ง นี่เป็นข้อดีอย่างหนึ่งของอุปกรณ์ที่นำเสนอซึ่งทำให้เป็นที่ต้องการ

นิกเกิล- แบตเตอรี่แคดเมียมมีรอบการชาร์จและการคายประจุจำนวนมาก ตัวเลขนี้สามารถเข้าถึงได้มากกว่า 1,000 รอบทั้งนี้ขึ้นอยู่กับผู้ผลิตและสภาพการใช้งาน ข้อดีของแบตเตอรี่ Ni-Cd คือความทนทานและความสามารถในการทำงานภายใต้สภาวะกดดัน แม้จะใช้งานในที่เย็น อุปกรณ์ก็ยังทำงานได้ตามปกติ ความสามารถในสภาวะดังกล่าวไม่เปลี่ยนแปลง สามารถเก็บแบตเตอรี่ได้ในทุกสถานะการชาร์จ เวลานาน. ข้อได้เปรียบที่สำคัญคือต้นทุนต่ำ

ข้อบกพร่อง

ข้อเสียอย่างหนึ่งของอุปกรณ์ที่นำเสนอคือความจริงที่ว่าผู้ใช้จำเป็นต้องเรียนรู้ วิธีชาร์จอย่างถูกต้องแบตเตอรี่ Ni-Cd แบตเตอรี่ที่นำเสนอดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้นมี "เอฟเฟกต์หน่วยความจำ" ดังนั้นผู้ใช้จึงต้องดำเนินมาตรการป้องกันเป็นระยะเพื่อกำจัด

ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ที่นำเสนอจะค่อนข้างต่ำกว่าแหล่งพลังงานอิสระประเภทอื่นๆ นอกจากนี้ในการผลิตอุปกรณ์เหล่านี้จะใช้วัสดุที่เป็นพิษที่ไม่ปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของมนุษย์ การกำจัดสารดังกล่าวมีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม ดังนั้นการใช้แบตเตอรี่ดังกล่าวจึงถูกจำกัดในบางประเทศ

แบตเตอรี่ Ni-Cd ต้องการรอบการชาร์จหลังจากเก็บรักษาเป็นเวลานาน นี่เป็นเพราะอัตราการปลดปล่อยตัวเองสูง นี่เป็นข้อบกพร่องในการออกแบบด้วย อย่างไรก็ตาม การรู้ว่า วิธีชาร์จอย่างถูกต้องหากใช้แบตเตอรี่ Ni-Cd อย่างถูกต้อง สามารถจัดหาแหล่งพลังงานอัตโนมัติให้กับอุปกรณ์ของคุณเป็นเวลาหลายปี

สายชาร์จแบบต่างๆ

ในการชาร์จแบตเตอรี่ประเภทนิกเกิลแคดเมียมอย่างถูกต้อง คุณจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ ส่วนใหญ่มักจะมาพร้อมกับแบตเตอรี่ หากไม่มีที่ชาร์จด้วยเหตุผลบางประการ คุณสามารถซื้อแยกต่างหากได้ ลดราคาวันนี้เป็นแบบอัตโนมัติและแบบย้อนกลับ การใช้อุปกรณ์ประเภทแรกผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องรู้ แรงดันไฟฟ้าที่จะชาร์จแบตเตอรี่ Ni-Cd กระบวนการนี้ดำเนินการโดยอัตโนมัติ ในเวลาเดียวกัน คุณสามารถชาร์จหรือคายประจุแบตเตอรี่ได้สูงสุด 4 ก้อนในเวลาเดียวกัน

อุปกรณ์ถูกตั้งค่าเป็นโหมดคายประจุโดยใช้สวิตช์พิเศษ ในกรณีนี้ ตัวระบุสีจะเรืองแสง สีเหลือง. เมื่อขั้นตอนนี้เสร็จสิ้น อุปกรณ์จะเปลี่ยนเป็นโหมดการชาร์จโดยอัตโนมัติ ไฟแสดงสถานะสีแดงจะสว่างขึ้น เมื่อแบตเตอรี่ถึงความจุที่กำหนด อุปกรณ์จะหยุดจ่ายกระแสไฟให้กับแบตเตอรี่ ในกรณีนี้ ตัวบ่งชี้จะเปลี่ยนเป็นสีเขียว กลับเป็นของกลุ่ม อุปกรณ์มืออาชีพ. สามารถทำการชาร์จและคายประจุได้หลายรอบโดยมีระยะเวลาต่างกัน

ที่ชาร์จแบบพิเศษและอเนกประสงค์

ผู้ใช้หลายคนสนใจคำถามของ วิธีชาร์จแบตเตอรี่ไขควงประเภท Ni-Cd ในกรณีนี้ อุปกรณ์ทั่วไปที่ออกแบบมาสำหรับแบตเตอรี่นิ้วจะไม่ทำงาน เครื่องชาร์จพิเศษมักมาพร้อมกับไขควง ควรใช้เมื่อทำการซ่อมบำรุงแบตเตอรี่ หากไม่มีเครื่องชาร์จ คุณควรซื้ออุปกรณ์สำหรับแบตเตอรี่ประเภทที่นำเสนอ ในกรณีนี้จะสามารถชาร์จแบตเตอรี่ของไขควงได้เท่านั้น หากมีการใช้แบตเตอรี่หลายประเภท ควรซื้ออุปกรณ์อเนกประสงค์ จะช่วยให้สามารถให้บริการแหล่งพลังงานอิสระสำหรับอุปกรณ์เกือบทั้งหมด (กล้อง ไขควง และแม้แต่แบตเตอรี่) ตัวอย่างเช่น สามารถชาร์จแบตเตอรี่ Ni-Cd iMAX B6 ได้ นี่เป็นอุปกรณ์ที่ง่ายและมีประโยชน์ในครัวเรือน

การคายประจุแบตเตอรี่ที่กดแล้ว

การออกแบบพิเศษมีลักษณะเฉพาะด้วยการอัด Ni- และการคายประจุของอุปกรณ์ที่นำเสนอขึ้นอยู่กับความต้านทานภายใน ตัวบ่งชี้นี้ได้รับอิทธิพลจากคุณสมบัติการออกแบบบางอย่าง แบตเตอรี่ใช้สำหรับการทำงานระยะยาวของอุปกรณ์ ประเภทดิสก์. มีอิเล็กโทรดแบบแบนที่มีความหนาเพียงพอ ในระหว่างการคายประจุ แรงดันไฟจะค่อยๆ ลดลงเป็น 1.1 V ซึ่งตรวจสอบได้โดยการวาดกราฟเส้นโค้ง

หากแบตเตอรี่ยังคงคายประจุจนเหลือ 1 V ความจุการคายประจุจะอยู่ที่ 5-10% ของค่าเดิม หากกระแสเพิ่มขึ้นเป็น 0.2 C แรงดันไฟฟ้าจะลดลงอย่างมาก สิ่งนี้ใช้กับความจุของแบตเตอรี่ด้วย นี่เป็นเพราะเป็นไปไม่ได้ที่จะปล่อยมวลอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งพื้นผิวของอิเล็กโทรด ดังนั้นวันนี้ความหนาของมันจึงลดลง ในขณะเดียวกันก็มี 4 อิเล็กโทรดในการออกแบบดิสก์แบตเตอรี่ ในกรณีนี้สามารถปล่อยกระแสไฟได้ 0.6 องศาเซลเซียส

แบตเตอรี่ทรงกระบอก

ปัจจุบันมีการใช้แบตเตอรี่ที่มีขั้วไฟฟ้าเซอร์เม็ทอย่างแพร่หลาย มีความต้านทานต่ำและให้ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงของอุปกรณ์ แรงดันไฟชาร์จแบตเตอรี่ Ni-Cd ประเภทนี้ถูกเก็บไว้ที่ 1.2 V จนกว่า 90% ของความจุที่ระบุจะหายไป ประมาณ 3% ของแบตเตอรี่จะสูญเสียไปในระหว่างการคายประจุที่ตามมาจาก 1.1 ถึง 1 V. แบตเตอรี่ประเภทที่นำเสนอสามารถถูกคายประจุด้วยกระแสไฟ 3-5 C.

อิเล็กโทรดชนิดม้วนถูกติดตั้งไว้ในตัวสะสมทรงกระบอก พวกเขาสามารถปล่อยด้วยกระแสที่มีอัตราสูงกว่าซึ่งอยู่ที่ระดับ 7-10 C ตัวบ่งชี้ความจุจะสูงสุดที่อุณหภูมิ +20 ºС เมื่อเพิ่มขึ้น ค่านี้จะเปลี่ยนไปเล็กน้อย หากอุณหภูมิลดลงเหลือ 0 ºСและต่ำกว่า ความสามารถในการคายประจุจะลดลงในสัดส่วนโดยตรงกับการเพิ่มขึ้นของกระแสไฟที่ปล่อยออกมา วิธีชาร์จ Ni- แบตเตอรี่ซีดี พันธุ์ต่างๆที่กำลังลดราคาอยู่นั้นต้องพิจารณาให้ละเอียด

กฎการชาร์จทั่วไป

เมื่อทำการชาร์จแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม จำเป็นต้องจำกัดกระแสไฟส่วนเกินที่จ่ายให้กับอิเล็กโทรด นี่เป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากการสะสมภายในอุปกรณ์ระหว่างกระบวนการดันนี้ เมื่อชาร์จจะปล่อยออกซิเจน ซึ่งส่งผลต่อปัจจัยการใช้ประโยชน์ในปัจจุบันซึ่งจะลดลง มีข้อกำหนดบางประการที่อธิบายวิธีชาร์จ Ni- แบตเตอรี่ซีดี พารามิเตอร์กระบวนการนี้คำนึงถึงโดยผู้ผลิตอุปกรณ์พิเศษ เครื่องชาร์จในระหว่างการทำงานรายงานไปยังแบตเตอรี่ 160% ของค่าความจุเล็กน้อย ช่วงอุณหภูมิตลอดกระบวนการทั้งหมดต้องอยู่ภายในช่วงตั้งแต่ 0 ถึง +40 ºС

โหมดการชาร์จมาตรฐาน

ผู้ผลิตต้องระบุในคำแนะนำ คิดราคาเท่าไร Ni-Cd-battery และกระแสไฟที่ควรทำ ส่วนใหญ่แล้ว โหมดการดำเนินการของกระบวนการนี้เป็นมาตรฐานสำหรับแบตเตอรี่ส่วนใหญ่ หากแบตเตอรี่มีแรงดันไฟฟ้า 1 V ควรชาร์จภายใน 14-16 ชั่วโมง ในกรณีนี้กระแสควรเป็น 0.1 C

ในบางกรณี ลักษณะของกระบวนการอาจแตกต่างกันเล็กน้อย สิ่งนี้ได้รับอิทธิพลจากคุณสมบัติการออกแบบของอุปกรณ์รวมถึงการวางมวลที่เพิ่มขึ้น นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อเพิ่มความจุของแบตเตอรี่

ผู้ใช้อาจจะสนใจ วิธีชาร์จแบตเตอรี่นิ-ซีดี ในกรณีนี้ มีสองตัวเลือก ในกรณีแรก กระแสจะคงที่ตลอดกระบวนการทั้งหมด ตัวเลือกที่สองช่วยให้คุณชาร์จแบตเตอรี่ได้นานโดยไม่เสี่ยงต่อความเสียหาย โครงการนี้เกี่ยวข้องกับการใช้กระแสไฟที่ลดลงเป็นขั้นตอนหรือราบรื่น ในระยะแรกจะเกิน 0.1 C อย่างมีนัยสำคัญ

การชาร์จอย่างรวดเร็ว

มีวิธีอื่นที่ยอมรับ Ni- แบตเตอรี่ซีดี วิธีชาร์จแบตเตอรี่ประเภทนี้ในโหมดเร็ว? ที่นี่มีทั้งระบบ ผู้ผลิตเพิ่มความเร็วของกระบวนการนี้ผ่านการเปิดตัวอุปกรณ์พิเศษ สามารถเรียกเก็บเงินได้ในอัตราที่สูงในปัจจุบัน ในกรณีนี้อุปกรณ์มีระบบควบคุมพิเศษ ป้องกันการชาร์จแบตเตอรี่มากเกินไป ทั้งตัวแบตเตอรี่เองหรือเครื่องชาร์จก็สามารถมีระบบดังกล่าวได้

อุปกรณ์ประเภททรงกระบอกจะถูกชาร์จด้วยกระแสคงที่ซึ่งมีค่าเท่ากับ 0.2 C กระบวนการนี้จะใช้เวลาเพียง 6-7 ชั่วโมงเท่านั้น ในบางกรณี อนุญาตให้ชาร์จแบตเตอรี่ด้วยกระแสไฟ 0.3 C เป็นเวลา 3-4 ชั่วโมง ในกรณีนี้ การควบคุมกระบวนการเป็นสิ่งจำเป็น ด้วยขั้นตอนที่เร่งรัด อัตราการชาร์จไม่ควรเกิน 120-140% ของความจุ มีแม้กระทั่งแบตเตอรี่ที่สามารถชาร์จจนเต็มได้ในเวลาเพียง 1 ชั่วโมง

หยุดชาร์จ

เมื่อเรียนรู้วิธีชาร์จแบตเตอรี่ Ni-Cd คุณต้องพิจารณาดำเนินการให้เสร็จสิ้น หลังจากที่กระแสหยุดไหลไปที่อิเล็กโทรด แรงดันภายในแบตเตอรี่ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง กระบวนการนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการออกซิเดชันของไฮดรอกไซด์ไอออนบนอิเล็กโทรด

ในบางครั้งจะมีสมการแบบค่อยเป็นค่อยไปของอัตราการวิวัฒนาการของออกซิเจนและการดูดซับที่ขั้วไฟฟ้าทั้งสอง สิ่งนี้นำไปสู่การลดลงของความดันภายในตัวสะสม หากการเติมเงินมีความสำคัญ กระบวนการนี้จะช้าลง

การตั้งค่าโหมด

ถึง ชาร์จอย่างถูกต้องแบตเตอรี่ Ni-Cd คุณจำเป็นต้องรู้กฎสำหรับการตั้งค่าอุปกรณ์ (หากได้รับจากผู้ผลิต) ความจุเล็กน้อยของแบตเตอรี่จะต้องมีกระแสไฟชาร์จสูงถึง 2 C จำเป็นต้องเลือกประเภทของพัลส์ อาจเป็น Normal, Re-Flex หรือ Flex เกณฑ์ความไว (แรงดันตก) ควรอยู่ที่ 7-10 mV เรียกอีกอย่างว่าเดลต้าพีค มันจะดีกว่าที่จะตั้งไว้ที่ระดับต่ำสุด ต้องตั้งค่ากระแสปั๊มในช่วง 50-100 mAh เพื่อให้สามารถใช้พลังงานแบตเตอรี่ได้อย่างเต็มที่ คุณต้องชาร์จด้วยกระแสไฟขนาดใหญ่ ถ้าจำเป็น พลังสูงสุด, ชาร์จแบตเตอรี่ด้วยกระแสไฟฟ้าขนาดเล็กใน โหมดปกติ. เมื่อพิจารณาถึงวิธีการชาร์จแบตเตอรี่ Ni-Cd แล้ว ผู้ใช้แต่ละคนจะสามารถดำเนินการตามกระบวนการนี้ได้อย่างถูกต้อง

เป็นเวลาห้าสิบปีเต็ม อุปกรณ์พกพาสามารถพึ่งพาอุปกรณ์จ่ายไฟนิกเกิลแคดเมียมเพียงอย่างเดียวสำหรับอายุการใช้งานแบตเตอรี่ แต่แคดเมียมเป็นวัสดุที่เป็นพิษอย่างยิ่ง และในปี 1990 เทคโนโลยีนิกเกิล-แคดเมียมก็ถูกแทนที่ด้วยเทคโนโลยีนิกเกิล-เมทัล ไฮไดรด์ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น อันที่จริง เทคโนโลยีเหล่านี้มีความคล้ายคลึงกันมาก และคุณลักษณะส่วนใหญ่ของแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมนั้นสืบทอดมาจากนิกเกิล-เมทัล ไฮไดรด์ แต่อย่างไรก็ตาม สำหรับการใช้งานบางอย่าง แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมยังคงขาดไม่ได้และใช้มาจนถึงทุกวันนี้

1. แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม (NiCd)

คิดค้นโดย Waldmar Jungner ในปี พ.ศ. 2442 แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมมีข้อดีหลายประการเหนือแบตเตอรี่กรดตะกั่วเพียงชนิดเดียวที่มีอยู่ในขณะนั้น แต่มีราคาแพงกว่าเนื่องจากต้นทุนวัสดุ การพัฒนาเทคโนโลยีนี้ค่อนข้างช้า แต่ในปี พ.ศ. 2475 มีการพัฒนาครั้งสำคัญ - ใช้วัสดุที่มีรูพรุนที่มีสารออกฤทธิ์อยู่ภายในเป็นอิเล็กโทรด มีการปรับปรุงเพิ่มเติมในปี พ.ศ. 2490 และแก้ปัญหาการดูดซึมก๊าซ ซึ่งทำให้สามารถสร้างแบตเตอรี่นิกเกิล-แคดเมียมที่ไม่ต้องบำรุงรักษาแบบปิดผนึกที่ทันสมัยได้

เป็นเวลาหลายปีแล้วที่แบตเตอรี่ NiCd ได้ทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานสำหรับวิทยุสองทาง อุปกรณ์ทางการแพทย์ฉุกเฉิน กล้องวิดีโอระดับมืออาชีพ และเครื่องมือไฟฟ้า ในช่วงปลายทศวรรษ 1980 มีการพัฒนาแบตเตอรี่ NiCd ความจุสูงพิเศษ ซึ่งทำให้โลกต้องตะลึงด้วยความจุของแบตเตอรี่ ซึ่งสูงกว่าแบตเตอรี่มาตรฐานถึง 60% ซึ่งทำได้โดยการวาง more สารออกฤทธิ์ในแบตเตอรี่ แต่มีการเพิ่มข้อเสีย - ความต้านทานภายในเพิ่มขึ้นและจำนวนรอบการชาร์จ / การคายประจุลดลง

มาตรฐาน NiCd ยังคงเป็นหนึ่งในแบตเตอรี่ที่เชื่อถือได้และไม่โอ้อวดที่สุด และอุตสาหกรรมการบินยังคงเป็นจริงสำหรับระบบนี้ อย่างไรก็ตาม อายุการใช้งานของแบตเตอรี่เหล่านี้ขึ้นอยู่กับการบำรุงรักษาที่เหมาะสม NiCd และแบตเตอรี่ NiMH ในระดับหนึ่ง อาจมีเอฟเฟกต์ "หน่วยความจำ" ซึ่งนำไปสู่การสูญเสียความจุหากไม่มีการหมุนเวียนแบตเตอรี่เป็นระยะ หากโหมดการชาร์จที่แนะนำถูกละเมิด ดูเหมือนว่าแบตเตอรี่จะจำได้ว่าในรอบการทำงานก่อนหน้านั้นความจุไม่ได้ถูกใช้จนหมด และเมื่อคายประจุออก แบตเตอรี่จะจ่ายไฟเพียงระดับหนึ่งเท่านั้น ( ดู: วิธีการซ่อมแซมแบตเตอรี่นิกเกิล). ตารางที่ 1 แสดงข้อดีและข้อเสียของแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมมาตรฐาน

ตารางที่ 1: ข้อดีและข้อเสียของแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม

2. แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (NiMH)

การวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีนิกเกิล-เมทัล ไฮไดรด์เริ่มขึ้นในปี 2510 อย่างไรก็ตาม ความไม่เสถียรของโลหะไฮไดรด์ขัดขวางการพัฒนา ซึ่งจะนำไปสู่การพัฒนาระบบนิกเกิล-ไฮโดรเจน (NiH) โลหะผสมไฮไดรด์ใหม่ที่ค้นพบในปี 1980 ช่วยแก้ปัญหาด้านความปลอดภัยและทำให้สามารถสร้างแบตเตอรี่ที่มีปริมาณพลังงานเฉพาะสูงกว่านิกเกิลแคดเมียมมาตรฐานถึง 40%

แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ไม่มีข้อเสีย ตัวอย่างเช่น กระบวนการชาร์จมีความซับซ้อนกว่า NiCd ด้วยการปลดปล่อยตัวเอง 20% ในวันแรกและอัตรารายเดือน 10% NiMH เป็นหนึ่งในผู้นำในระดับเดียวกัน การปรับเปลี่ยนโลหะผสมของไฮไดรด์ทำให้สามารถลดการปล่อยประจุเองและการกัดกร่อนได้ แต่สิ่งนี้จะเพิ่มข้อเสียของการลดการใช้พลังงานที่เฉพาะเจาะจง แต่ในกรณีของยานยนต์ไฟฟ้า การดัดแปลงเหล่านี้มีประโยชน์มาก เนื่องจากช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือและยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่

3. ใช้ในกลุ่มผู้บริโภค

แบตเตอรี่ NiMH ใน ช่วงเวลานี้เป็นสิ่งที่หาได้ง่ายที่สุด ยักษ์ใหญ่ในอุตสาหกรรมเช่น Panasonic, Energizer, Duracell และ Rayovac ตระหนักถึงความต้องการแบตเตอรี่ที่มีราคาไม่แพงและทนทานในตลาด และนำเสนอแหล่งจ่ายไฟนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ในขนาดต่างๆ โดยเฉพาะ AA และ AAA ผู้ผลิตกำลังทำงานอย่างหนักเพื่อเอาชนะตลาดบางส่วนจากแบตเตอรี่อัลคาไลน์

ในกลุ่มตลาดนี้ แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์เป็นทางเลือกแทนการชาร์จใหม่ แบตเตอรี่อัลคาไลน์ซึ่งปรากฏขึ้นในปี 1990 แต่เนื่องจากวงจรชีวิตที่จำกัดและลักษณะการรับน้ำหนักที่อ่อนแอ จึงไม่ประสบความสำเร็จ

ตารางที่ 2 เปรียบเทียบความเข้มของพลังงาน แรงดันไฟ การคายประจุ และเวลาทำงานของแบตเตอรี่และตัวสะสมโดยเฉพาะในกลุ่มผู้บริโภค มีจำหน่ายในขนาด AA, AAA และขนาดอื่นๆ พาวเวอร์ซัพพลายเหล่านี้สามารถใช้ได้กับอุปกรณ์พกพา แม้ว่าแรงดันไฟฟ้าเหล่านั้นอาจมีแรงดันไฟฟ้าต่างกันเล็กน้อย แต่สถานะการคายประจุมักจะเกิดขึ้นที่ค่าแรงดันจริงเท่ากับ 1 V สำหรับทุกคน ช่วงแรงดันไฟฟ้านี้ยอมรับได้เนื่องจากอุปกรณ์พกพามีความยืดหยุ่นในแง่ของช่วงแรงดันไฟฟ้า สิ่งสำคัญคือต้องใช้เฉพาะประเภทเดียวกันเท่านั้น องค์ประกอบไฟฟ้า. ความกังวลด้านความปลอดภัยและความไม่ลงรอยกันของแรงดันไฟฟ้าได้ขัดขวางการพัฒนาแบตเตอรี่ Li-Ion แบบ AA และ AAA

ตารางที่ 2: การเปรียบเทียบแบตเตอรี่ AA แบบต่างๆ

* Eneloop เป็นเครื่องหมายการค้าของ Sanyo Corporation ตามระบบ NiMH

อัตราการปลดปล่อยตัวเองในระดับสูงของ NiMH เป็นความกังวลของผู้บริโภคอย่างต่อเนื่อง ไฟฉายหรืออุปกรณ์พกพาที่มีแบตเตอรี่ NiMH จะหมดพลังงานหากไม่ได้ใช้งานเป็นเวลาหลายสัปดาห์ ข้อเสนอให้ชาร์จอุปกรณ์ก่อนการใช้งานแต่ละครั้งไม่น่าจะเข้าใจได้ โดยเฉพาะในกรณีของไฟฉายซึ่งจัดวางเป็นแหล่งกำเนิดแสงสำรอง ข้อดีของแบตเตอรี่อัลคาไลน์ที่มีอายุการเก็บรักษา 10 ปีนั้นไม่อาจปฏิเสธได้

แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์จาก Panasonic และ Sanyo ภายใต้ชื่อแบรนด์ Eneloop สามารถลดการปล่อยประจุเองได้อย่างมาก สามารถจัดเก็บ Eneloop ได้โดยไม่ต้องชาร์จนานกว่า NiMH ทั่วไปถึง 6 เท่า แต่ข้อเสียของแบตเตอรี่ที่ได้รับการปรับปรุงดังกล่าวคือความหนาแน่นของพลังงานที่ต่ำกว่าเล็กน้อย

ตารางที่ 3 แสดงข้อดีและข้อเสียของระบบไฟฟ้าเคมีนิกเกิล-เมทัล ไฮไดรด์ ตารางนี้ไม่ได้คำนึงถึงลักษณะของ Eneloop และแบรนด์ผู้บริโภคอื่นๆ

ตารางที่ 3: ข้อดีและข้อเสียของแบตเตอรี่ NiMH

4. แบตเตอรี่เหล็ก-นิกเกิล (NiFe)

หลังจากการประดิษฐ์แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมในปี 1899 วิศวกรชาวสวีเดน Waldmar Jungner ได้ทำการวิจัยต่อไปและพยายามเปลี่ยนแคดเมียมราคาแพงด้วยเหล็กที่ถูกกว่า แต่ประสิทธิภาพการชาร์จต่ำและก๊าซไฮโดรเจนที่มากเกินไปทำให้เขาต้องละทิ้งการพัฒนาแบตเตอรี่ NiFe ต่อไป เขาไม่ได้จดสิทธิบัตรเทคโนโลยี

แบตเตอรี่เหล็กนิกเกิล (NiFe) ใช้นิกเกิลออกไซด์ไฮเดรตเป็นแคโทด เหล็กเป็นแอโนด และสารละลายโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ในน้ำเป็นอิเล็กโทรไลต์ เซลล์ของแบตเตอรี่ดังกล่าวสร้างแรงดันไฟฟ้า 1.2 V NiFe สามารถทนต่อการชาร์จไฟเกินและคายประจุได้ลึก สามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานสำรองได้ยาวนานกว่า 20 ปี การสั่นสะเทือนและความทนทานต่ออุณหภูมิสูงทำให้แบตเตอรี่นี้มีการใช้งานมากที่สุดในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ในยุโรป นอกจากนี้ยังพบว่ามีการใช้เพื่อให้มีกำลังในการส่งสัญญาณทางรถไฟยังใช้เป็น ฉุดแบตเตอรี่สำหรับรถตัก สังเกตได้ว่าในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองมีแบตเตอรี่เหล็กนิกเกิลที่ใช้ในจรวด V-2 ของเยอรมัน

NiFe มีกำลังไฟฟ้าจำเพาะต่ำประมาณ 50 วัตต์/กก. นอกจากนี้ ข้อเสีย ได้แก่ ประสิทธิภาพต่ำที่อุณหภูมิต่ำและ อัตราสูงปลดปล่อยตัวเอง (20-40 เปอร์เซ็นต์ต่อเดือน) มันคือสิ่งนี้ร่วมกับ ค่าใช้จ่ายสูงการผลิต ส่งเสริมให้ผู้ผลิตยึดมั่นในแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดอย่างแท้จริง

แต่ระบบไฟฟ้าเคมีของเหล็ก-นิกเกิลกำลังพัฒนาอย่างแข็งขัน และในอนาคตอันใกล้นี้ อาจกลายเป็นทางเลือกแทนกรดตะกั่วในบางอุตสาหกรรม รูปแบบการทดลองของการออกแบบแผ่นลาเมลลาดูมีความหวัง มันสามารถลดการคายประจุของแบตเตอรี่เองได้ แทบไม่ได้รับผลกระทบจากอันตรายจากการชาร์จไฟเกินและน้อยเกินไป และอายุการใช้งานคาดว่าจะอยู่ที่ 50 ปี ซึ่งเทียบได้กับ จนถึงอายุการใช้งาน 12 ปีของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดในโหมดทำงานด้วยการคายประจุแบบวงจรลึก ราคาที่คาดหวังของแบตเตอรี่ NiFe ดังกล่าวจะเทียบได้กับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน และมีราคาเพียงสี่เท่าของราคาแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด

แบตเตอรี่ NiFe รวมทั้ง NiCdและ NiMHต้องใช้กฎการชาร์จพิเศษ - เส้นโค้งแรงดันไฟฟ้ามีรูปทรงไซน์ ดังนั้น ใช้ที่ชาร์จสำหรับ กรดตะกั่วหรือ ลิเธียมไอออนแบตเตอรี่จะไม่ออกมา มันอาจทำอันตรายได้ เช่นเดียวกับแบตเตอรี่นิกเกิลทั่วไป NiFe กลัวการชาร์จมากเกินไป เพราะจะทำให้น้ำในอิเล็กโทรไลต์สลายตัวและนำไปสู่การสูญเสีย

ความจุของแบตเตอรี่ดังกล่าวซึ่งลดลงอันเนื่องมาจากการใช้งานที่ไม่เหมาะสม สามารถเรียกคืนได้โดยการใช้กระแสไฟที่ปล่อยออกมาสูง (เทียบเท่ากับค่าความจุของแบตเตอรี่) ขั้นตอนนี้ต้องดำเนินการได้ถึงสามครั้งโดยมีระยะเวลาการปลดปล่อย 30 นาที คุณควรตรวจสอบอุณหภูมิของอิเล็กโทรไลต์ด้วย - ไม่ควรเกิน 46 ° C

5. แบตเตอรี่นิกเกิล-สังกะสี (NiZn)

แบตเตอรี่นิกเกิล-สังกะสีมีลักษณะคล้ายกับแบตเตอรี่นิกเกิล-แคดเมียมที่ใช้อัลคาไลน์อิเล็กโทรไลต์และอิเล็กโทรดนิกเกิล แต่มีแรงดันไฟฟ้าต่างกัน - NiZn ให้ 1.65 โวลต์ต่อเซลล์ ในขณะที่ NiCd และ NiMH มี 1.20 โวลต์ต่อเซลล์ จำเป็นต้องชาร์จแบตเตอรี่ NiZn กระแสตรงด้วยค่าแรงดันไฟฟ้า 1.9 V ต่อเซลล์ ก็ควรค่าแก่การจดจำว่าแบตเตอรี่ประเภทนี้ไม่ได้ออกแบบมาให้ทำงานในโหมดชาร์จใหม่ การใช้พลังงานจำเพาะคือ 100W/kg และจำนวนรอบที่เป็นไปได้คือ 200-300 ครั้ง NiZn ไม่มีวัสดุที่เป็นพิษและสามารถรีไซเคิลได้ง่าย มีจำหน่ายในขนาดต่างๆ รวมทั้ง AA

ในปี 1901 Thomas Edison ได้รับสิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาสำหรับแบตเตอรี่นิกเกิล-ซิงค์แบบชาร์จซ้ำได้ ต่อมา การออกแบบของเขาสมบูรณ์แบบโดย James Drumm นักเคมีชาวไอริช ซึ่งติดตั้งแบตเตอรี่เหล่านี้บนรถรางที่วิ่งไปตามเส้นทาง Dublin Brae ตั้งแต่ปี 1932 ถึง 1948 NiZn ไม่ได้รับการพัฒนาอย่างดีเนื่องจากมีการปลดปล่อยตัวเองออกมาอย่างแข็งแกร่งและวงจรชีวิตสั้นที่เกิดจากการก่อเดนไดรต์ ซึ่งมักนำไปสู่การลัดวงจร แต่การปรับปรุงองค์ประกอบของอิเล็กโทรไลต์ช่วยลดปัญหานี้ ซึ่งทำให้ NiZn ได้รับการพิจารณาอีกครั้งเพื่อการใช้งานเชิงพาณิชย์ ต้นทุนต่ำ กำลังสูง และช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้าง ทำให้ระบบไฟฟ้าเคมีนี้น่าสนใจอย่างยิ่ง

6. แบตเตอรี่นิกเกิล-ไฮโดรเจน (NiH)

เมื่อการพัฒนาแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์เริ่มขึ้นในปี 2510 นักวิจัยต้องเผชิญกับความไม่เสถียรของโลหะไฮไดรต์ ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงไปสู่การพัฒนาแบตเตอรี่นิกเกิล-ไฮโดรเจน (NiH) เซลล์ของแบตเตอรี่ดังกล่าวประกอบด้วยอิเล็กโทรไลต์ที่ห่อหุ้มในภาชนะ นิกเกิลและไฮโดรเจน (ไฮโดรเจนถูกปิดไว้ในกระบอกเหล็กภายใต้แรงดัน 8207 บาร์) อิเล็กโทรด

ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 บางส่วนของการชาร์จที่ดีที่สุด แหล่งเคมีปัจจุบันเป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ซึ่งผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีนิกเกิลแคดเมียม พวกเขายังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่าง ๆ เนื่องจากความน่าเชื่อถือและไม่โอ้อวด

การซ่อมบำรุง

แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมคืออะไร

แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมเป็นแหล่งกระแสไฟแบบชาร์จไฟแบบกัลวานิกที่ Waldmar Jungner ประดิษฐ์ขึ้นในปี พ.ศ. 2442 ในสวีเดน จนถึงปี พ.ศ. 2475 การใช้งานจริงมีจำกัด เนื่องจากโลหะที่ใช้มีราคาสูงเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด

การปรับปรุงเทคโนโลยีในการผลิตนำไปสู่การปรับปรุงประสิทธิภาพที่สำคัญ และทำให้เป็นไปได้ในปี 1947 ในการสร้างแบตเตอรี่ที่ไม่ต้องบำรุงรักษาแบบปิดผนึกพร้อมพารามิเตอร์ที่ยอดเยี่ยม

หลักการทำงานและอุปกรณ์ของแบตเตอรี่ Ni-Cd

แบตเตอรี่เหล่านี้ผลิตพลังงานไฟฟ้าเนื่องจากกระบวนการย้อนกลับของปฏิกิริยาของแคดเมียม (Cd) กับนิกเกิลออกไซด์ไฮดรอกไซด์ (NiOOH) และน้ำ ซึ่งส่งผลให้เกิดการก่อตัวของนิกเกิลไฮดรอกไซด์ Ni (OH) 2 และแคดเมียมไฮดรอกไซด์ Cd (OH) 2 ทำให้มีลักษณะ แรงเคลื่อนไฟฟ้า.

แบตเตอรี่ Ni-Cd ผลิตขึ้นในกล่องปิดผนึก ซึ่งมีอิเล็กโทรดแยกจากกันโดยตัวคั่นกลางที่มีนิกเกิลและแคดเมียม ซึ่งอยู่ในสารละลายของอิเล็กโทรไลต์อัลคาไลน์คล้ายวุ้น (โดยปกติคือโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ KOH)

อิเล็กโทรดขั้วบวกเป็นตาข่ายเหล็กหรือฟอยล์ที่เคลือบด้วยสารนิกเกิลออกไซด์ไฮดรอกไซด์ผสมกับวัสดุที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า

อิเล็กโทรดลบเป็นตาข่ายเหล็ก (ฟอยล์) ที่มีแคดเมียมมีรูพรุนกด

เซลล์นิกเกิลแคดเมียมหนึ่งเซลล์สามารถส่งแรงดันไฟฟ้าได้ประมาณ 1.2 โวลต์ ดังนั้น เพื่อเพิ่มแรงดันไฟและพลังงานของแบตเตอรี่ อิเล็กโทรดที่เชื่อมต่อแบบขนานจำนวนมากที่คั่นด้วยตัวแยกจึงถูกนำมาใช้ในการออกแบบ

ข้อมูลจำเพาะและแบตเตอรี่ Ni-Cd คืออะไร

แบตเตอรี่ Ni-Cd มีข้อกำหนดดังต่อไปนี้:

• แรงดันจำหน่ายขององค์ประกอบหนึ่งประมาณ 0.9-1 โวลต์
• แรงดันไฟฟ้าเล็กน้อยขององค์ประกอบคือ 1.2 v เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้า 12v และ 24v จะใช้การเชื่อมต่อแบบอนุกรมขององค์ประกอบหลายอย่าง
• แรงดันไฟฟ้าชาร์จเต็ม - 1.5-1.8 โวลต์;
• อุณหภูมิในการทำงาน: จาก -50 ถึง +40 องศา;
• จำนวนรอบการชาร์จและการคายประจุ: ตั้งแต่ 100 ถึง 1,000 (ในแบตเตอรี่ที่ทันสมัยที่สุด - มากถึง 2000) ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีที่ใช้
• ระดับการปลดปล่อยตัวเอง: จาก 8 ถึง 30% ในเดือนแรกหลังจากชาร์จเต็ม;
• ความเข้มของพลังงานจำเพาะ - สูงถึง 65 W*h/กิโลกรัม
• อายุการใช้งานประมาณ 10 ปี

แบตเตอรี่ Ni-Cd ผลิตขึ้นในกรณีต่างๆ ที่มีขนาดมาตรฐานและในรุ่นที่ไม่ได้มาตรฐาน

แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมใช้ที่ไหน?

แบตเตอรี่เหล่านี้ใช้ในอุปกรณ์ที่ใช้กระแสไฟสูง และยังมีโหลดสูงระหว่างการทำงานในกรณีต่อไปนี้:

• บนรถเข็นและรถราง
• บนรถยนต์ไฟฟ้า
• เกี่ยวกับการขนส่งทางทะเลและทางแม่น้ำ
• ในเฮลิคอปเตอร์และเครื่องบิน
• ในเครื่องมือไฟฟ้า (ไขควง, สว่าน, ไขควงไฟฟ้าและอื่น ๆ );
• เครื่องโกนหนวดไฟฟ้า
• ในด้านเทคโนโลยีทางทหาร
• สถานีวิทยุแบบพกพา
• ในของเล่นที่ควบคุมด้วยวิทยุ
• ไฟดำน้ำ

ในปัจจุบัน เนื่องจากข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดขึ้น แบตเตอรี่ส่วนใหญ่ที่มีขนาดยอดนิยม (และอื่นๆ) จึงผลิตโดยใช้เทคโนโลยีนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์และลิเธียมไอออน ในเวลาเดียวกัน ยังมีแบตเตอรี่ Ni Cd หลายขนาด ซึ่งเปิดตัวเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา

เซลล์ Ni-Cd มีอายุการใช้งานยาวนาน บางครั้งอาจเกิน 10 ปี ดังนั้น คุณยังคงพบแบตเตอรี่ประเภทนี้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ นอกเหนือจากที่ระบุไว้ข้างต้น

ข้อดีและข้อเสียของแบตเตอรี่ Ni-Cd

แบตเตอรี่ประเภทนี้มีลักษณะเชิงบวกดังต่อไปนี้:

• อายุการใช้งานยาวนานและจำนวนรอบการคายประจุ
• อายุการใช้งานและการเก็บรักษาที่ยาวนาน
• ความเป็นไปได้ของการชาร์จอย่างรวดเร็ว
• ความสามารถในการทนต่องานหนักและอุณหภูมิต่ำ
• รักษาประสิทธิภาพในสภาพการทำงานที่เลวร้ายที่สุด
• ราคาถูก;
• ความสามารถในการเก็บแบตเตอรี่เหล่านี้ในสภาวะคายประจุได้นานถึง 5 ปี
• ความต้านทานเฉลี่ยต่อการชาร์จไฟเกิน

ในเวลาเดียวกัน อุปกรณ์จ่ายไฟนิกเกิลแคดเมียมมีข้อเสียหลายประการ:

• การปรากฏตัวของเอฟเฟกต์หน่วยความจำที่แสดงออกในการสูญเสียความจุเมื่อชาร์จแบตเตอรี่โดยไม่ต้องรอให้ปล่อยประจุจนหมด
• ความจำเป็นในการทำงานป้องกัน (รอบการชาร์จและการคายประจุหลายรอบ) เพื่อให้เต็มประสิทธิภาพ
• การกู้คืนแบตเตอรี่อย่างสมบูรณ์หลังจากการจัดเก็บระยะยาวต้องใช้รอบการชาร์จและคายประจุเต็มสามถึงสี่รอบ
• การคายประจุเองจำนวนมาก (ประมาณ 10% ในเดือนแรกของการจัดเก็บ) ทำให้แบตเตอรี่เกือบหมดในการจัดเก็บหนึ่งปี
• ความหนาแน่นของพลังงานต่ำเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่อื่นๆ
• ความเป็นพิษสูงของแคดเมียมเนื่องจากถูกห้ามในหลายประเทศรวมถึงสหภาพยุโรปจำเป็นต้องทิ้งแบตเตอรี่ดังกล่าวโดยใช้อุปกรณ์พิเศษ
• มีน้ำหนักมากกว่าแบตเตอรี่สมัยใหม่

ความแตกต่างระหว่างแหล่ง Ni-Cd และ Li-Ion หรือ Ni-Mh

แบตเตอรี่ที่มีส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ รวมทั้งนิกเกิลและแคดเมียม มีความแตกต่างหลายประการจากแหล่งไฟฟ้าลิเธียมไอออนและนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ที่ทันสมัยกว่า:

• องค์ประกอบ Ni-Cd ตรงกันข้ามกับตัวแปรมีเอฟเฟกต์หน่วยความจำมีความจุเฉพาะที่ต่ำกว่าด้วยมิติเดียวกัน
• แหล่งที่มาของ NiCd นั้นไม่โอ้อวดมากกว่า ยังคงทำงานที่อุณหภูมิต่ำมาก มีความทนทานต่อการชาร์จไฟเกินและคายประจุที่แรงกว่าหลายเท่า
• แบตเตอรี่ Li-Ion และ Ni-Mh มีราคาแพงกว่า พวกเขากลัวการชาร์จเกินและคายประจุที่แรง แต่มีการคายประจุเองที่ต่ำกว่า
• อายุการใช้งานและอายุการเก็บรักษาของแบตเตอรี่ Li-Ion (2-3 ปี) น้อยกว่าผลิตภัณฑ์ Ni Cd หลายเท่า (8-10 ปี)
• แหล่งนิกเกิลแคดเมียมสูญเสียความจุอย่างรวดเร็วเมื่อใช้ในโหมดบัฟเฟอร์ (เช่น ใน UPS) แม้ว่าจะสามารถกู้คืนได้อย่างสมบูรณ์โดยการคายประจุและการชาร์จอย่างลึกล้ำ แต่ก็เป็นการดีกว่าที่จะไม่ใช้ผลิตภัณฑ์ Ni Cd ในอุปกรณ์ที่ชาร์จอยู่ตลอดเวลา
• โหมดการชาร์จเดียวกันสำหรับแบตเตอรี่ Ni-Cd และ Ni-Mh ช่วยให้คุณใช้ที่ชาร์จเดียวกันได้ แต่คุณต้องคำนึงถึงความจริงที่ว่าแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมมีเอฟเฟกต์หน่วยความจำที่เด่นชัดกว่า

จากความแตกต่างที่มีอยู่ เป็นไปไม่ได้ที่จะสรุปอย่างชัดเจนว่าแบตเตอรี่ชนิดใดดีกว่า เนื่องจากองค์ประกอบทั้งหมดมีทั้งจุดแข็งและจุดอ่อน

กฎการดำเนินงาน

ระหว่างการใช้งาน มีการเปลี่ยนแปลงหลายอย่างเกิดขึ้นในแหล่งจ่ายไฟ Ni Cd ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพการทำงานลดลงทีละน้อย และสุดท้ายก็สูญเสียประสิทธิภาพการทำงาน:

• พื้นที่ใช้งานและน้ำหนักของอิเล็กโทรดจะลดลง
• องค์ประกอบและปริมาตรของอิเล็กโทรไลต์เปลี่ยนไป
• มีการสลายตัวของตัวคั่นและสิ่งสกปรกอินทรีย์
• การสูญเสียน้ำและออกซิเจน
• มีการรั่วไหลในปัจจุบันที่เกี่ยวข้องกับการเติบโตของแคดเมียมเดนไดรต์บนจาน

เพื่อลดความเสียหายของแบตเตอรี่ระหว่างการใช้งานและการจัดเก็บ จำเป็นต้องหลีกเลี่ยงผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์ต่อแบตเตอรี่ ซึ่งเกี่ยวข้องกับปัจจัยต่อไปนี้:

• การชาร์จแบตเตอรี่ที่ชาร์จไม่สมบูรณ์ทำให้สูญเสียความจุแบบย้อนกลับได้เนื่องจากการลดลงของพื้นที่ทั้งหมดของสารออกฤทธิ์อันเป็นผลมาจากการก่อตัวของผลึก
• การชาร์จไฟเกินปกติอย่างแรงซึ่งนำไปสู่ความร้อนสูงเกินไปการก่อตัวของก๊าซเพิ่มขึ้นการสูญเสียน้ำในอิเล็กโทรไลต์และทำลายอิเล็กโทรด (โดยเฉพาะขั้วบวก) และตัวแยก
• การชาร์จน้อยเกินไปทำให้แบตเตอรี่หมดก่อนเวลาอันควร
• การใช้งานในระยะยาวที่อุณหภูมิต่ำมากทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบและปริมาตรของอิเล็กโทรไลต์ ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น และประสิทธิภาพการทำงานลดลง โดยเฉพาะความจุลดลง

ด้วยแรงดันที่เพิ่มขึ้นอย่างมากภายในแบตเตอรี่อันเป็นผลมาจากการชาร์จอย่างรวดเร็วด้วยกระแสไฟสูงและแคโทดแคโทดเสื่อมสภาพอย่างรุนแรง ไฮโดรเจนส่วนเกินจะถูกปล่อยออกสู่แบตเตอรี่ ซึ่งจะทำให้แรงดันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ซึ่งอาจทำให้ตัวเรือนเสียรูปทรงได้ ละเมิดความหนาแน่นของการประกอบ เพิ่มความต้านทานภายใน และลดแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน

ในแบตเตอรี่ที่มี วาล์วฉุกเฉินการปล่อยแรงดันสามารถป้องกันความเสี่ยงของการเสียรูปได้ แต่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางเคมีของแบตเตอรี่กลับไม่ได้

ควรชาร์จแบตเตอรี่ Ni Cd ด้วยกระแสไฟ 10% (หากคุณต้องการชาร์จอย่างรวดเร็วใน แบตเตอรี่พิเศษ- ปัจจุบันสูงถึง 100% ใน 1 ชั่วโมง) ความจุ (เช่น 100 mA ที่มีความจุ 1,000 mAh) เป็นเวลา 14-16 ชั่วโมง โหมดที่ดีที่สุดของการคายประจุคือกระแสไฟเท่ากับ 20% ของความจุของแบตเตอรี่

วิธีคืนค่าแบตเตอรี่ Ni Cd

แหล่งจ่ายไฟนิกเกิลแคดเมียมในกรณีที่สูญเสียความจุสามารถกู้คืนได้เกือบทั้งหมดโดยใช้การคายประจุจนหมด (สูงสุด 1 โวลต์ต่อเซลล์) และการชาร์จที่ตามมาในโหมดมาตรฐาน การฝึกแบตเตอรี่นี้สามารถทำซ้ำได้หลายครั้งเพื่อการฟื้นฟูความจุที่สมบูรณ์ที่สุด

หากไม่สามารถคืนค่าแบตเตอรี่โดยการคายประจุและการชาร์จ คุณสามารถลองคืนค่าได้โดยการสัมผัสกับพัลส์กระแสไฟสั้น (มากกว่าความจุขององค์ประกอบที่กู้คืนหลายสิบเท่า) เป็นเวลาหลายวินาที เอฟเฟกต์นี้กำจัดวงจรภายในในเซลล์แบตเตอรี่ซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการเติบโตของเดนไดรต์โดยการเผาไหม้ด้วยกระแสไฟที่แรง มีตัวกระตุ้นทางอุตสาหกรรมพิเศษที่มีผลกระทบดังกล่าว

การคืนค่าความจุดั้งเดิมของแบตเตอรี่ดังกล่าวอย่างสมบูรณ์นั้นเป็นไปไม่ได้เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบและคุณสมบัติของอิเล็กโทรไลต์ที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ รวมถึงการเสื่อมสภาพของเพลต แต่ทำให้สามารถยืดอายุการใช้งานได้

วิธีการกู้คืนที่บ้านคือดำเนินการดังต่อไปนี้:

• ลวดที่มีหน้าตัดอย่างน้อย 1.5 ตารางมิลลิเมตรเชื่อมต่อกับลบขององค์ประกอบที่คืนค่าด้วยแคโทดของแบตเตอรี่ทรงพลังเช่นแบตเตอรี่รถยนต์หรือจาก UPS
• สายที่สองติดอยู่กับขั้วบวก (บวก) ของแบตเตอรี่ก้อนหนึ่งอย่างแน่นหนา
• เป็นเวลา 3-4 วินาที ปลายสายที่สองที่ว่างจะสัมผัสขั้วบวกอิสระอย่างรวดเร็ว (ด้วยความถี่ 2-3 ครั้งต่อวินาที) ในกรณีนี้จำเป็นต้องป้องกันการเชื่อมสายไฟที่ทางแยก
• โวลต์มิเตอร์จะตรวจสอบแรงดันไฟที่แหล่งกำเนิดที่ถูกกู้คืน หากไม่มีอยู่ จะมีการสร้างวงจรการกู้คืนอื่น ;;
• เมื่อมีแรงเคลื่อนไฟฟ้าปรากฏบนแบตเตอรี่ก็จะถูกชาร์จ

นอกจากนี้ คุณสามารถลองทำลายเดนไดรต์ในแบตเตอรี่ด้วยการแช่แข็งไว้ ​​2-3 ชั่วโมง ตามด้วยการเคาะที่แหลมคม เมื่อถูกแช่แข็ง เดนไดรต์จะเปราะและถูกทำลายโดยการกระแทก ซึ่งในทางทฤษฎีสามารถช่วยกำจัดพวกมันได้

นอกจากนี้ยังมีวิธีการฟื้นฟูที่รุนแรงกว่านั้นอีกที่เกี่ยวข้องกับการเติมน้ำกลั่นให้กับองค์ประกอบเก่าโดยการขุดลอกเคสออก แต่ข้อกำหนดที่ครบถ้วนของความหนาแน่นขององค์ประกอบดังกล่าวในอนาคตเป็นปัญหามาก ดังนั้นจึงไม่คุ้มที่จะประหยัดและทำให้สุขภาพของคุณเสี่ยงต่อการเป็นพิษจากสารประกอบแคดเมียมอันเนื่องมาจากการเพิ่มขึ้นของรอบการทำงานหลายรอบ

การจัดเก็บและการกำจัด

ควรเก็บแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมไว้ในสภาวะคายประจุที่อุณหภูมิต่ำในที่แห้ง ยิ่งอุณหภูมิในการจัดเก็บของแบตเตอรี่ดังกล่าวต่ำลงเท่าใด ก็ยิ่งมีการปลดปล่อยตัวเองน้อยลงเท่านั้น โมเดลคุณภาพสูงสามารถจัดเก็บได้นานถึง 5 ปี โดยไม่ทำให้คุณสมบัติทางเทคนิคเสียหายอย่างมีนัยสำคัญ เพื่อนำไปใช้งานก็เพียงพอที่จะชาร์จ

สารที่เป็นอันตรายที่มีอยู่ในแบตเตอรี่ AA หนึ่งก้อนสามารถก่อให้เกิดมลพิษในพื้นที่ประมาณ 20 ตารางเมตร เพื่อการกำจัดแบตเตอรี่ Ni Cd อย่างปลอดภัย จะต้องนำแบตเตอรี่เหล่านั้นไปที่ศูนย์รีไซเคิล จากนั้นจะถูกส่งไปยังโรงงานต่างๆ ซึ่งจะต้องถูกทำลายในเตาอบที่ปิดสนิทแบบพิเศษซึ่งมีตัวกรองเพื่อดักจับสารพิษ

คุณอาจสนใจ

การเอารัดเอาเปรียบ แบตเตอรี่รถยนต์ด้วยประจุที่ไม่สมบูรณ์อาจส่งผลเสียอย่างมากต่อ ลักษณะการทำงานแบตเตอรี่.

แบตเตอรี่ยังคงผลักดันแบตเตอรี่แบบเดิมออกจากตลาดปีแล้วปีเล่า สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจาก

แบตเตอรี่ทั้งหมดแบ่งออกเป็นหลายประเภท ในชีวิตประจำวันเรียกว่าแตกต่างกัน แต่การจำแนกที่ทันสมัย

แบตเตอร์รี่สดใส สะดุดตา ชวนให้นึกถึงรถแข่ง Formula 1 สีสันสวยงาม รูปทรงตามหลักสรีรศาสตร์

แบตเตอรี่ Ni-MH (นิกเกิล-เมทัล ไฮไดรด์) อยู่ในกลุ่มอัลคาไลน์ สิ่งเหล่านี้เป็นแหล่งกำเนิดของสารเคมีประเภทปัจจุบัน โดยที่นิกเกิลออกไซด์ทำหน้าที่เป็นแคโทด และอิเล็กโทรดของโลหะไฮโดรเจนไฮไดรด์ทำหน้าที่เป็นแอโนด อัลคาไลเป็นอิเล็กโทรไลต์ พวกมันคล้ายกับแบตเตอรี่นิกเกิล-ไฮโดรเจน แต่มีความจุพลังงานที่เหนือกว่า

การผลิตแบตเตอรี่ Ni-MH เริ่มขึ้นในกลางศตวรรษที่ยี่สิบ พวกเขาได้รับการพัฒนาโดยคำนึงถึงข้อบกพร่องของแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมที่ล้าสมัย NiNH สามารถใช้โลหะผสมที่แตกต่างกันได้ สำหรับการผลิตนั้น โลหะผสมและโลหะพิเศษได้รับการพัฒนาให้ทำงานที่อุณหภูมิห้องและความดันไฮโดรเจนต่ำ

การผลิตภาคอุตสาหกรรมเริ่มขึ้นในทศวรรษที่แปด โลหะผสมและโลหะสำหรับ Ni-MH ยังคงทำและปรับปรุงอยู่ในปัจจุบัน อุปกรณ์ที่ทันสมัยประเภทนี้สามารถให้รอบการชาร์จและคายประจุได้มากถึง 2 พันรอบ ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันสามารถทำได้เนื่องจากการใช้โลหะผสมนิกเกิลกับโลหะหายาก

วิธีการใช้อุปกรณ์เหล่านี้

อุปกรณ์นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ใช้กันอย่างแพร่หลายในการจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประเภทต่างๆ ที่ทำงานแบบออฟไลน์ โดยปกติแล้วจะทำในรูปของแบตเตอรี่ AAA หรือ AA นอกจากนี้ยังมีการแสดงอื่นๆ ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่อุตสาหกรรม ขอบเขตการใช้แบตเตอรี่ Ni-MH นั้นกว้างกว่าแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมเล็กน้อย เนื่องจากไม่มีวัสดุที่เป็นพิษ

ในขณะนี้แบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ที่จำหน่ายในตลาดภายในประเทศแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มตามความจุ - 1500-3000 mAh และ 300-1000 mAh:

1. อันดับแรกใช้ในอุปกรณ์ที่มีการใช้พลังงานเพิ่มขึ้นในเวลาอันสั้น เหล่านี้เป็นเครื่องเล่นทุกประเภท, รุ่นที่มีวิทยุควบคุม, กล้อง, กล้องวิดีโอ. โดยทั่วไปแล้วอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานอย่างรวดเร็ว
2. ที่สองใช้เมื่อการใช้พลังงานเริ่มต้นหลังจากช่วงเวลาหนึ่ง ได้แก่ ของเล่น ไฟฉาย วิทยุสื่อสาร แบตเตอรี่ถูกใช้โดยอุปกรณ์ที่กินไฟปานกลางและออฟไลน์เป็นเวลานาน

การชาร์จอุปกรณ์ Ni-MH

การชาร์จลดลงและรวดเร็ว ผู้ผลิตไม่แนะนำอดีตเพราะทำให้ยากต่อการตรวจสอบการหยุดชะงักของการจ่ายกระแสไฟไปยังอุปกรณ์อย่างแม่นยำ ด้วยเหตุผลนี้ อาจเกิดการโอเวอร์ชาร์จอย่างรุนแรง ซึ่งจะทำให้แบตเตอรี่เสื่อมคุณภาพ โดยใช้ตัวเลือกด่วน ค่าสัมประสิทธิ์ การกระทำที่เป็นประโยชน์ที่นี่สูงกว่าการชาร์จแบบหยดเล็กน้อย ปัจจุบันถูกตั้งค่า - 0.5-1 C.

วิธีชาร์จแบตเตอรี่ไฮไดรด์:

• มีการกำหนดสถานะของแบตเตอรี่
• คุณสมบัติของอุปกรณ์
• เติมเงิน;
• ชาร์จเร็ว;
• การชาร์จ;
• รองรับการชาร์จ

ด้วยการชาร์จอย่างรวดเร็ว คุณจำเป็นต้องมีหน่วยความจำที่ดี ควรควบคุมการสิ้นสุดของกระบวนการตามเกณฑ์ต่างๆ ที่เป็นอิสระจากกัน ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ Ni-Cd มีการควบคุมเดลต้าแรงดันเพียงพอ และ NiMH ต้องใช้แบตเตอรี่เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิและเดลต้าเป็นอย่างน้อย

เพื่อให้ Ni-MH ทำงานได้อย่างถูกต้อง โปรดจำ "กฎสามอาร์": " อย่าร้อนมากเกินไป", "อย่าชาร์จมากเกินไป", "อย่าชาร์จมากเกินไป"

เพื่อป้องกันการชาร์จแบตเตอรี่มากเกินไป ใช้วิธีควบคุมต่อไปนี้:

1. การสิ้นสุดการชาร์จด้วยอัตราการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ . ด้วยเทคนิคนี้ อุณหภูมิของแบตเตอรี่จะถูกตรวจสอบอย่างต่อเนื่องระหว่างการชาร์จ เมื่อไฟแสดงสถานะเพิ่มขึ้นเร็วกว่าที่จำเป็น การชาร์จจะหยุดลง
2. วิธีการยุติการชาร์จโดยเวลาสูงสุด .
3. การสิ้นสุดการชาร์จด้วยอุณหภูมิสัมบูรณ์ . ที่นี่อุณหภูมิของแบตเตอรี่จะถูกตรวจสอบระหว่างกระบวนการชาร์จ เมื่อถึงค่าสูงสุด การชาร์จอย่างรวดเร็วจะหยุดลง
4. วิธีการสิ้นสุดเดลต้าแรงดันลบ . ก่อนที่การชาร์จแบตเตอรี่จะเสร็จสิ้น วัฏจักรของออกซิเจนจะทำให้อุณหภูมิของอุปกรณ์ NiMH สูงขึ้น ทำให้แรงดันไฟฟ้าลดลง
5. แรงดันไฟสูงสุด . วิธีนี้ใช้เพื่อปิดการชาร์จอุปกรณ์ที่มีความต้านทานภายในสูง หลังปรากฏขึ้นเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งานแบตเตอรี่เนื่องจากขาดอิเล็กโทรไลต์
6. แรงดันสูงสุด . วิธีนี้ใช้สำหรับแบตเตอรี่ปริซึมความจุสูง ระดับแรงดันที่อนุญาตในอุปกรณ์ดังกล่าวขึ้นอยู่กับขนาดและการออกแบบ และอยู่ในช่วง 0.05-0.8 MPa

เพื่อชี้แจงเวลาในการชาร์จของแบตเตอรี่ Ni-MH โดยคำนึงถึงคุณสมบัติทั้งหมด คุณสามารถใช้สูตร: เวลาในการชาร์จ (h) \u003d ความจุ (mAh) / กระแสไฟของเครื่องชาร์จ (mA) ตัวอย่างเช่น มีแบตเตอรี่ที่มีความจุ 2,000 มิลลิแอมป์ชั่วโมง กระแสไฟชาร์จในหน่วยความจำคือ 500 mA ความจุถูกหารด้วยกระแสแล้วกลายเป็น 4. นั่นคือแบตเตอรี่จะชาร์จเป็นเวลา 4 ชั่วโมง

กฎบังคับที่ต้องปฏิบัติตามเพื่อการทำงานที่ถูกต้องของอุปกรณ์นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์:

1. แบตเตอรี่เหล่านี้ไวต่อความร้อนมากกว่าแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมมากและไม่ควรใส่มากเกินไป . การบรรทุกเกินพิกัดจะส่งผลเสียต่อเอาต์พุตปัจจุบัน (ความสามารถในการเก็บและส่งมอบประจุสะสม)
2. แบตเตอรี่เมทัลไฮไดรด์หลังการซื้อสามารถ "ฝึกฝน" ได้ . ทำรอบการชาร์จ / การคายประจุ 3-5 รอบ ซึ่งจะช่วยให้คุณถึงขีดจำกัดของความจุที่สูญเสียไประหว่างการขนส่งและการจัดเก็บอุปกรณ์หลังจากออกจากสายพานลำเลียง
3. เก็บแบตเตอรี่ด้วยการชาร์จเพียงเล็กน้อย ประมาณ 20-40% ของความจุเล็กน้อย
4. หลังจากคายประจุหรือชาร์จแล้ว ปล่อยให้เครื่องเย็นลง .
5. หากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใช้แบตเตอรี่แบบเดียวกันในโหมดชาร์จ ในบางครั้งคุณต้องปล่อยแรงดันไฟฟ้าแต่ละอันให้เป็น 0.98 จากนั้นจึงชาร์จจนเต็ม ขั้นตอนการปั่นจักรยานนี้แนะนำให้ทำทุกๆ 7-8 รอบการชาร์จแบตเตอรี่
6. หากคุณต้องการปล่อย NiMH คุณควรปฏิบัติตามค่าต่ำสุดที่ 0.98 . หากแรงดันไฟฟ้าลดลงต่ำกว่า 0.98 แสดงว่าอาจหยุดชาร์จ

การกู้คืนแบตเตอรี่ Ni-MH

เนื่องจาก "เอฟเฟกต์หน่วยความจำ" บางครั้งอุปกรณ์เหล่านี้อาจสูญเสียประสิทธิภาพและความจุส่วนใหญ่ สิ่งนี้เกิดขึ้นกับรอบการคายประจุที่ไม่สมบูรณ์ซ้ำๆ และการชาร์จที่ตามมา จากการทำงานดังกล่าวอุปกรณ์ "จำ" ขีด จำกัด การคายประจุที่น้อยกว่าด้วยเหตุนี้ความจุจึงลดลง

เพื่อกำจัดปัญหานี้ คุณต้องทำการฝึกอบรมและการกู้คืนอย่างต่อเนื่อง หลอดไฟหรือ ที่ชาร์จคายประจุเป็น 0.801 โวลต์ จากนั้นชาร์จแบตเตอรี่จนเต็ม ถ้า เป็นเวลานานแบตเตอรี่ยังไม่ผ่านกระบวนการกู้คืน ขอแนะนำให้ดำเนินการ 2-3 รอบดังกล่าว ขอแนะนำให้ฝึกทุกๆ 20-30 วัน

ผู้ผลิตแบตเตอรี่ Ni-MH อ้างว่า "เอฟเฟกต์หน่วยความจำ" ใช้ความจุประมาณ 5% คุณสามารถกู้คืนได้ด้วยความช่วยเหลือของการฝึกอบรม จุดสำคัญเมื่อทำการคืนค่า Ni-MH เครื่องชาร์จจะมีฟังก์ชั่นการคายประจุพร้อมการควบคุมแรงดันไฟต่ำ สิ่งที่คุณต้องการเพื่อป้องกันการคายประจุของอุปกรณ์อย่างแรงระหว่างการกู้คืน สิ่งนี้เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้เมื่อไม่ทราบระดับประจุเริ่มต้น และเป็นไปไม่ได้ที่จะสรุปเวลาการคายประจุโดยประมาณ

หากไม่ทราบสถานะการชาร์จของแบตเตอรี่ ควรปล่อยประจุภายใต้การควบคุมแรงดันไฟฟ้าเต็มรูปแบบ มิฉะนั้น การฟื้นตัวดังกล่าวจะนำไปสู่การคายประจุที่ลึก เมื่อทำการคืนค่าแบตเตอรี่ทั้งหมด ขอแนะนำให้ดำเนินการก่อน ชาร์จเต็มแม้กระทั่งค่าใช้จ่าย

หากแบตเตอรี่ใช้งานได้หลายปี การกู้คืนด้วยการชาร์จและการคายประจุอาจไม่มีประโยชน์ มีประโยชน์ในการป้องกันระหว่างการใช้งานอุปกรณ์ ระหว่างการทำงานของ NiMH พร้อมกับการปรากฏตัวของ "เอฟเฟกต์หน่วยความจำ" การเปลี่ยนแปลงของปริมาตรและองค์ประกอบของอิเล็กโทรไลต์จะเกิดขึ้น โปรดจำไว้ว่าควรคืนค่าเซลล์แบตเตอรี่ทีละก้อนมากกว่าแบตเตอรี่ทั้งหมด แบตเตอรี่มีอายุการเก็บรักษาหนึ่งถึงห้าปี (ขึ้นอยู่กับรุ่นเฉพาะ)

ข้อดีข้อเสีย

การเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในพารามิเตอร์พลังงานของแบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัล ไฮไดรด์ ไม่ได้เป็นเพียงข้อได้เปรียบเหนือแบตเตอรี่แคดเมียมเท่านั้น ผู้ผลิตเริ่มใช้โลหะที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นในการปฏิเสธการใช้แคดเมียม มันง่ายกว่ามากในการแก้ไขปัญหาด้วย

ด้วยข้อดีเหล่านี้และความจริงที่ว่าโลหะที่ใช้ในการผลิตเป็นนิกเกิล การผลิตอุปกรณ์ Ni-MH เพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม นอกจากนี้ยังสะดวกเพราะเพื่อลดแรงดันไฟฟ้าในการคายประจุในระหว่างการชาร์จเป็นเวลานาน จำเป็นต้องทำการคายประจุจนหมด (สูงสุด 1 โวลต์) ทุกๆ 20-30 วัน

ข้อบกพร่องบางประการ:

1. ผู้ผลิตจำกัดแบตเตอรี่ Ni-MH ไว้ที่สิบเซลล์ เนื่องจากวงจรการคายประจุและอายุการใช้งานที่เพิ่มขึ้น จึงมีอันตรายจากความร้อนสูงเกินไปและการกลับขั้ว
2. แบตเตอรี่เหล่านี้ทำงานในช่วงอุณหภูมิที่แคบกว่าแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม . เมื่ออยู่ที่ -10 และ +40°C พวกมันจะสูญเสียประสิทธิภาพไป
3. แบตเตอรี่ Ni-MH สร้างความร้อนได้มากเมื่อชาร์จ ดังนั้นจึงต้องใช้ฟิวส์หรือรีเลย์อุณหภูมิ
4. เพิ่มภาระตัวเอง การปรากฏตัวของมันเกิดจากปฏิกิริยาของอิเล็กโทรดนิกเกิลออกไซด์กับไฮโดรเจนจากอิเล็กโทรไลต์

การเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่ Ni-MH พิจารณาจากความสามารถในการดูดซับที่ลดลงของอิเล็กโทรดขั้วลบในระหว่างการปั่นจักรยาน ในวัฏจักรการคายประจุ ปริมาตรของโครงผลึกจะเปลี่ยนแปลง ซึ่งก่อให้เกิดสนิม รอยแตกระหว่างปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์ การกัดกร่อนเกิดขึ้นเมื่อแบตเตอรี่ดูดซับไฮโดรเจนและออกซิเจน ส่งผลให้ปริมาณอิเล็กโทรไลต์ลดลงและเพิ่มความต้านทานภายใน

ควรคำนึงว่าลักษณะของแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีการประมวลผลของโลหะผสมอิเล็กโทรดเชิงลบ โครงสร้างและองค์ประกอบของแบตเตอรี่ โลหะสำหรับโลหะผสมก็มีความสำคัญเช่นกัน ทั้งหมดนี้ทำให้ผู้ผลิตต้องเลือกซัพพลายเออร์โลหะผสมอย่างระมัดระวัง และผู้บริโภคเลือกผู้ผลิต

บ้าน » การแพร่เชื้อ » แบตเตอรี่ Ni-Cd, Ni-MH และ Li-Ion อะไรคือความแตกต่าง. ข้อดีและข้อเสีย. สิ่งที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับแบตเตอรี่ Ni-MH Ni cd แบบชาร์จใหม่ได้