Как заряжать ni cd аккумуляторы

Конструкционные особенности

В состав никель кадмиевых аккумуляторов введены минусовые и плюсовые токопроводящие выводы, для разделения которых использован сепаратор. Внутренняя часть заполнена щелочным электролитическим составом. Корпус для никель кадмиевых батарей подготовлен из специального металла, герметично запаян.

Дабы обеспечить лучший контакт, для подготовки электродов используют фольгу, которая отличается небольшой толщиной. Для конструирования сепаратора, который сосредотачивают между выводами в батареях никель кадмиевых, применяют тканое сырье. Ведь он не взаимодействует со щелочным электролитом.

Для подсоединения аккумуляторной батареи к другим никелево кадмиевым источникам питания применяют борн. В состав устройства никель кадмиевых аккумуляторов входят сварные соединения, при помощи которых обеспечивается плотное соединение.

Преимущества никель-кадмиевых источник питания

  • Численность циклов разряда и заряда достигает 1 000 и более.
  • Период хранения таких устройств продолжителен. При этом степень заряженности агрегата не влияет на данный показатель.
  • Технология зарядки никель кадмиевых аккумуляторов относительно проста. Ее смогут реализовать и новички-автомобилисты.
  • Эксплуатировать такие источники питания можно и в зимний период, в жестких условиях.
  • Емкость не снижается даже при минусовой температуре.

Никель кадмиевые аккумуляторы

Отрицательные стороны

  • Устройства обладают таким свойством, как «эффект памяти». Для его устранения возникает потребность в проведении определенных мероприятий.
  • Уровень саморазряда повышенный.
  • Если сравнить cd аккумуляторы с иными источниками питания, то можно выделить их невысокую энергетическую плотность.
  • Для подготовки применены токсичные компоненты. Поэтому некоторые государства не используют такие аккумуляторные батареи, не занимаются их изготовлением.
  • Для утилизации таких агрегатов применяют соответствующее оборудование. В нашей стране для никель кадмиевых агрегатов подготавливают установки для утилизации, переработки.

Заряд, разряд никель-кадмиевых аккумуляторных батарей

Процесс разряда

Разрядные параметры источника питания во многом зависят от конструктивных особенностей, характеристик электродов и токовыводов. Они же предопределяют величину напряжения и внутреннего сопротивления.

Разрядные параметры зависят от:

  • Особенности и структуры сепаратора.
  • Качества сборки.
  • Количества электролитического состава, которым заполнен корпус.
  • Прочее.

При продолжительном разряде nicd источника специалисты рекомендуют пользоваться дисковыми батарейками, который дополнены крупногабаритными прессованными выводами. Поэтому при небольшом увеличении тока емкость разрядная, а также напряжение снижается. Дабы оптимизировать этот показатель, толщину выводов уменьшают, численность увеличивают.

Максимальное значение емкости наблюдается при комнатной температуре. Дальнейшее повышение температуры не влияет на этот параметр. Отрицательная температура провоцирует снижение разрядного напряжения, повышение разрядного тока.

Использование шуруповертов, которые укомплектованы никель-кадмиевыми источниками питания, в зимний период требует осторожности.

Зарядный процесс

В процессе зарядки ni cd аккумуляторов необходимо вводить ограничения по заряду. Ведь в процесс подзарядки внутри корпуса повышается давления, вырабатывается кислород, а коэффициент применения тока понижается.


Как заряжать ni cd батарею? Дабы полностью восстановить заряд, должна быть сообщена емкость в 150–160 процентов. Температурный диапазон – 0-+35 градусов. Если не учитывать температурный диапазон, то давление повысится. Через аварийный клапан будет выделяться кислородная смесь. Поэтому важно заранее определить, как правильно заряжать аккумуляторную батарею.

Разряженный никель-кадмиевый аккумулятор заряжают в различных режимах. От того, какой режим выбран, зависит время зарядки.

  1. Током в 0,2 от общей емкости в течение 7 часов.
  2. Током в 0,3 от общей емкости не более 4 часов.

Заряжая агрегат в ускоренном режиме (током в 0,4 от имеющейся емкости), перезаряд запрещен, так как это повлечет уменьшение емкости. Устанавливать, до скольки заряжен источник питания, можно с помощью соответствующих устройств. При работе с токами применяется амперметр. Дабы определить количество вольт, используют вольтметр или мультиметр.

Никель кадмиевые аккумуляторы

Зарядник для никель-кадмиевых аккумуляторных батарей


Для заряда ni cd батареи используют реверсивные и автоматические зарядники.

Автоматическое зарядное устройство для ni cd отличается простотой использования. С его помощью можно подзарядить 2–4 батарейки для шуруповерта или другой бытовой техники. После размещения батарейки в ЗУ устанавливается режим, число. После этого агрегат подключают к сети.

Автоматические модели оснащены индикаторами, с помощью которых определяется состояние заряжаемых источников питания при работе с током. Такие устройства подходят и для того, чтобы разряжать ni cd батареи.

Импульсные зарядники отличаются более сложной конструкцией. Их можно использовать при работе со значительным током. Поскольку их относят к профессиональным агрегатам, перед использованием изучается, как зарядить источник питания, как выставить требуемые параметры.

Реверсные (импульсные) модели подходят для циклической подачи ток заряда и разряда. При разряде и заряде заранее определяются параметры тока, напряжения.

Особенности использования

Продолжительная эксплуатация влияет на функционирование и работоспособность кадмий никелевых акб. К ухудшению работоспособности и выходу из строя приводят:


  • Рабочая поверхность токопроводящих выводов уменьшается.
  • Активная масса токопроводящих выводов существенно уменьшается.
  • Щелочной электролитический состав меняет состав, неправильно перераспределяется по источнику питания.
  • Образуется утечка по проводящим элементам. В итоге, разрядка заряженного источника питания наступает достаточно быстро.
  • Расход жидкости, кислорода возрастает. При чрезмерном выделении кислорода процесс становится необратимым.
  • Органические составы начинают распадаться.

Никель кадмиевые аккумуляторы

Восстановление никель-кадмиевых аккумуляторов

Процедура восстановления никель кадмиевых аккумуляторов, которые используются для комплектации шуруповёрта, иного портативного агрегата, занимает определенное время. Поскольку стоимость таких акб высокая, перед реализацией следует изучить особенности.

По сути, восстанавливаем никель-кадмиевый аккумулятор шуруповерта импульсным током, который подается в течение 2–4 секунд. Величина тока превышает параметры емкости в 10 и более раз.

Перед тем как восстановить АКБ, подготавливаются определенные элементы и инструменты:


  1. Работоспособный источник питания с сильными показателями тока. В качестве АКБ используют автоаккумулятор.
  2. Зажимы.
  3. Провода.
  4. Мультиметр, с помощью которого контролируется напряжение.
  5. Защитные предметы.

Процедура восстановления включает определенные мероприятия:

  • У блока портативного инструмента или отдельной батареи определяется положительный и отрицательный контакт.
  • Пользуясь зажимами или крокодилами, а также отрезками проводов присоединяются минусы.
  • Другой конец провода прижимают к положительному контакту. Длительность контакта провода составляет 1–2 секунды (возможно увеличение до 3 секунд). Подобные действия занимают немного времени. При контакте следят за тем, чтобы провода не прикипели к блоку, батарее.

Специалисты рекомендуют осуществлять контакт при помощи зажима, дабы вернуть работоспособность.

По истечении одного цикла при помощи мультиметра замеряется уровень напряжения. Как только напряжение восстановилось, переходят к набору емкости. Дабы восстановить и выполнить ремонт источника питания, выполняется 2–4 цикла.

Такая методика приносит ожидаемый эффект лишь на короткий срок. Все потому, что электролитический состав меняется, изменяется и его объем. В результате, аккумуляторы как источники долго использовать нельзя.


Никель кадмиевые аккумуляторы

Модернизированная методика

Дабы своими руками восстановить никель кадмиевые аккумуляторы, а также обеспечить их продолжительную эксплуатацию, выполняются следующие действия:

  • Все батарейки тщательно проверяются, измеряется напряжение. Те элементы, на которых напряжение близко к нулю, изымаются.
  • В корпусе при помощи соответствующего инструмента подготавливаются отверстия, дабы залить 1 см3 дистиллированной воды.
  • Источники питания отстаиваются в течение короткого временного промежутка, после чего проводят повторную проверку напряжения.
  • Если работоспособность АКБ восстановлена, то сформированные отверстия обрабатывают герметиком, пайкой.
  • Блок комплектуется батарейками, повторно заряжается. Портативный инструмент готов к эксплуатации, как только на заряднике индикатор изменит оттенок. Для этих целей стоит пользоваться импульсными зарядными устройствами, которые отличаются обширным функционалом, качественной комплектацией.
  • При нулевом напряжении в АКБ вводят дистиллированную воду вновь.
  • Процедуру повторяют до тех пор, пока не достигнут положительного результата.

Особенности хранения

На кадмиевые аккумуляторы правила эксплуатации подготовлены специалистами. В инструкции прописано, как хранить источники питания. Выделено несколько основных правил.

Хранить ni cd источники можно только при полной разрядке. Для этих целей используют зарядные устройства, которые оснащены соответствующей функцией. Для опустошения применяют и лампы накаливания с соответствующим количеством ампер.

Хранить аккумуляторные батареи, которые правильно подготовлены, можно долго. Температурные изменения не влияют на состояние и работоспособность.

Для хранения никель кадмиевых аккумуляторов используют помещения. Ведь температурные колебания не провоцируют разрядку, запуск необратимых процессов.

Хотя хранятся никель-кадмиевые аккумуляторы долго, на определенном этапе возникает потребность в утилизации. Для этого следует обратиться в организацию, которая выполняет подобные процессы.

Эффективность никель кадмиевых аккумуляторов сложно переоценить. Ими комплектуют портативные инструменты, используемые в быту и в промышленности. При правильном обращении, соблюдении техники безопасности и условий эксплуатации период применения превышает пять лет.

akbzona.ru

Устройство аккумулятора шуруповерта


Аккумулятор – это источник энергии для беспроводных моделей шуруповертов. За счет протекания физико-химических процессов (электролиза) данный элемент накапливает электроэнергию, а затем выдает на соответствующих своих выходах постоянное напряжение нужной величины. Напряжение и емкость являются основными параметрами любого накопителя. Первое показывает разность потенциалов между катодом и анодом батареи. Напряжение измеряется в вольтах. Емкость определяет величину выдаваемого за 1 час аккумуляторной батареей тока, поэтому измеряется данный параметр в ампер-часах.

У разных моделей аккумуляторный блок (АКБ) выглядит и устроен сходным образом. Он состоит из следующих конструктивных элементов:

  • корпуса с расположенными на нем контактами;
  • питающих элементов (батарей);
  • цепи датчика температуры (термистора), выполняющего функцию защиты блока от перегрева (диапазон составляет от 50 до 600 градусов).

Аккумулятор

Термисторами оснащаются не все модели.


рпус обычно представляет собой коробку из пластика, состоящую из двух частей. У него внутри размещаются, в основном, около 10 батарей, а иногда их количество больше. При этом элементы питания соединяются друг с другом в цепочку. Свободные клеммы крайних банок подсоединяются к расположенным на корпусе контактам, предназначенным для питания электродвигателя инструмента и подключения к зарядному оборудованию. Выходное напряжение АКБ определяется путем суммирования данного параметра всех соединенных в единую цепь батарей.

На корпусе АКБ расположены 4 контакта:

  • 2 силовых («+», «-»), предназначенных для зарядки и разрядки;
  • один управляющий верхний, связанный с термистором;
  • один контакт, используемый для зарядки от специальных станций, которые способны выравнивать величину заряда у всех элементов питания, имеющихся в составе блока.

По виду элементов питания аккумуляторные накопители разделяют на такие типы:

  • никель-металлогидридные (обозначаются – NiMh) с выходным напряжением 1,2 V;
  • никель-кадмиевые (маркируются NiCd) на выходе выдают также 1,2 V;
  • литий-ионные (обозначаемые символами Li-Ion), у которых напряжение зависит от числа питающих элементов в АКБ и может быть в диапазоне 1,2-3,6 V.

У литий-ионных аккумуляторов имеется управляющая плата. При этом специальный контроллер следит за работой элементов питания.

Литий-ионный аккумулятор

Отдельная батарея состоит из следующих конструктивных элементов:

  • положительного и отрицательного контактов;
  • электрода с положительным зарядом;
  • внешнего покрытия корпуса;
  • электролита;
  • отрицательного электрода.

Конструкция батареи

Наибольшее распространение получили никель-кадмиевые накопители энергии из-за доступной цены, компактных размеров и большой величины емкости. Их можно перезаряжать более 1 тысячи раз.

Общие правила зарядки АКБ

Чтобы правильно заряжать аккумулятор шуруповерта, должен быть обеспечен определенный внешний температурный режим. Оптимальной считается температура воздуха от 10 до 40 градусов. Нежелательным моментом является возможный перегрев блока батарей во время накопления заряда. Чтобы избежать возможных негативных последствий такого явления, необходимо аккумулятор отсоединять для охлаждения от зарядного устройства.

Не рекомендуется после того, как батареи наберут полную емкость, оставлять их в отключенном зарядном устройстве или вставлять в шуруповерт, который затем не будет использоваться, лучше укладывать в кейс из-под инструмента.

Аккумуляторные блоки, которые длительный период времени не используются, рекомендуется один раз в течение месяца подзаряжать.

Зарядка аккумулятора

Рекомендуемое время зарядки АКБ составляет от 30 минут до 7 часов и зависит от ее типа. Для конкретной модели электроинструмента оно указывается в эксплуатационной инструкции. Эти указания следует точно выполнять, чтобы изделие прослужило долго. Большинство зарядных устройств оснащены индикаторами, показывающими, на каком этапе находится процесс. В таких случаях по загоранию светодиодов определенного цвета не составляет труда определить, сколько точно нужно заряжать элементы питания. После достижения полного уровня емкости нужно сразу прекратить процесс.

Нюансы зарядки аккумуляторов различных типов

Зарядка различных типов аккумуляторных блоков имеет свои особенности. Они связаны со свойствами материалов, из которых сделаны батареи. Для регулярной подзарядки аккумуляторных блоков используют импульсные или обычные зарядные устройства. Адаптерами первого типа оснащается профессиональный электроинструмент, а второго – модели для бытового применения. Новые или разряженные за время хранения накопители необходимо перед началом использования правильно зарядить с учетом их характеристик.

Так, никель-кадмиевые аккумуляторы отличаются ярко выраженным «эффектом памяти». Первый раз их рекомендуется три раза подряд зарядить, каждый раз при этом полностью разряжая. Только таким способом будет достигнута максимальная (рабочая) величина емкости батарей накопителя. После понадобится проводить регулярное подключение шуруповерта к зарядному устройству, когда его мощность будет падать до минимума.

У никель-металлогидридных элементов питания также имеется «эффект памяти». Перед первым применением цикл полной зарядки/разрядки для них рекомендуется повторять 4-5 раз. При дальнейшей эксплуатации заряд пополняют по необходимости.

Если первоначальную зарядку аккумуляторов никель-кадмиевого и никель-металлогидридного типов выполнять не правильным образом, то постепенно будет уменьшаться емкость их батарей.

Литиевые аккумуляторные блоки наименее прихотливы. Для них никаких особых правил нет, потому что отсутствует «эффект памяти». Литий-ионные питающие элементы длительное время способны сохранять свои первоначальные показатели уровня рабочей емкости. Каждый раз их необязательно доводить до полной зарядки/разрядки.

Способы зарядки без использования специального зарядного устройства

Когда стандартное зарядное устройство отсутствует или просто поломалось, можно обойтись и без него. Умельцы придумали разные способы пополнения аккумуляторного заряда от разных источников. Чтобы зарядить аккумулятор шуруповерта без зарядного устройства обычного образца, можно воспользоваться:

  • автомобильной зарядкой;
  • зарядным устройством универсального типа;
  • внешними источниками электроэнергии.

Оптимальным вариантом автомобильной зарядки выступает устройство с возможностью регулирования величины напряжения и силы тока. Главное в таких случаях – это избегнуть перезарядки. Для этого зарядный ток устанавливают в таких пределах, чтобы процесс шел от 0,5 до 0,1 А*ч в зависимости от величины общей емкости. Например, если она составляет 1,3 А*ч, то сила тока должна быть от 650 до 130 мА.

Автомобильное зарядное

Когда токовые величины слишком большие, а меньшие выставить регулятором нельзя, применяют дополнительное сопротивление, например, автомобильную лампу. Ее подсоединяют последовательно к блоку батарей.

Универсальные зарядки удобны на практике. У них много дополнительных настроек, позволяющих оптимальным образом подобрать подходящие токовые параметры для подзарядки аккумуляторов от разных электроинструментов.

Зарядка универсальным зарядным

Внешние источники электроэнергии применяют в основном для изношенных шуруповертов, для которых нецелесообразно с экономической точки зрения приобретать новые АКБ. В таких случаях электроинструмент модернизируют определенным образом, при этом разрабатывается соответствующая схема соединений. Примером может служить переделанная USB-зарядка, дополнительно оснащенная предохранителем.

Рекомендации по хранению аккумуляторных батарей

Хранить аккумуляторные батареи любого типа рекомендуется, отсоединив от шуруповерта. Каждая разновидность АКБ также имеет свои особенности в этом плане:

  • никель-кадмиевые элементы питания нужно перед хранением разрядить до такой степени, чтобы шуруповерт работал не на всю свою мощность;
  • никель-металлогидридные батареи рекомендуется держать полностью заряженными, но все же допускается небольшая их разрядка;
  • перед тем, как положить на хранение аккумулятор литий-ионного типа, его также требуется разрядить, но только наполовину.

После долгого периода хранения никель-металлогидридные элементы питания, способные без потери емкости выдерживать от 200 до 300 циклов перезарядки, необходимо в течение суток подзаряжать. Блоки данного типа отличаются значительным параметром саморазрядки.

Как уже было сказано выше, литий-ионные питающие элементы лишены «эффекта памяти». Они обладают большой емкостью и наиболее низким показателем саморазрядки. Пополнять их заряд можно в любой момент, несмотря на степень разрядки.

Разряжать Li-Ion аккумуляторы полностью не следует, потому что это может вызвать отключение встроенной электронной системы защиты от повышения температуры либо напряжения.

Чтобы достичь 50 % зарядки, необходимой для правильного хранения, литий-ионные батареи нужно заряжать с практически нулевого уровня на протяжении периода, составляющего около 65 % от времени, которое требуется для набора полной емкости.

Соблюдение простейших рекомендаций по хранению и зарядке аккумуляторных блоков разных типов позволит выработать весь ресурс элементов питания, заложенный в них производителями.

Проверка состояния аккумулятора мультиметром

Не всегда, когда аккумулятор быстро садится или вообще не функционирует, необходимо покупать новый или нести блок к специалистам сервисного центра. Причину неисправности сможет самостоятельно найти во многих случаях даже неопытный электрик, ознакомившись с алгоритмом поиска. Для этого понадобится воспользоваться мультиметром либо аналогичными ему по измерительным возможностям приборами. Кроме данного устройства, потребуются также следующие инструменты:

  • отвертка;
  • паяльник с набором для пайки;
  • нож;
  • плоскогубцы.

Мультиметр

Чтобы точно установить причину неполадок АКБ, необходимо выяснить работоспособность каждого отдельного питающего элемента. Но сначала рекомендуется проверить зарядное устройство. С помощью мультиметра это делают таким образом:

  • включают прибор;
  • устанавливают переключатель измеряемых величин мультиметра на постоянное напряжение;
  • устанавливают щупы в соответствующие гнезда мультиметра и прикасаются ими к контактам («+» и «-») зарядного устройства;
  • сравнивают отображаемую на табло прибора величину с выходным напряжением зарядного устройства, указанным в инструкции по эксплуатации или на корпусе;
  • если значения не совпадают, то ремонтируют адаптер или покупают новый.

Когда есть возможность, то выбирают на используемом приборе диапазон измерения, который наиболее близок к указанному на зарядном устройстве выходному напряжению.

Проверка аккумулятора

Чтобы проверить аккумулятор шуруповерта мультиметром, выполняют следующие действия:

  • заряжают полностью аккумуляторный блок;
  • проверяют мультиметром выходное напряжение АКБ, установив переключатель прибора на его постоянную величину, а щупами дотрагиваясь до плюса и минуса;
  • если установлено несоответствие измеренного параметра указанной в эксплуатационной инструкции величине, то разбирают аккумуляторный блок и достают все батареи;
  • когда отсутствуют поврежденные банки (потекшие либо вздутые), тогда проверяют мультиметром напряжение на выводах каждой батареи, предварительно с помощью паяльника распаяв цепь;
  • к элементам питания по очереди подсоединяют нагрузку на одинаковое время (например, лампочку соответствующего вольтажа);
  • на какой батарее произошла наибольшая просадка, та и является поврежденной.

Для проверки никель-металлогидридные и никель-кадмиевые накопители энергии разряжают полностью — это делают, чтобы избежать «эффекта памяти».

Выполняя проверку батарей, следует учитывать, что для никель-кадмиевых и никель-металлогидридных типов элементов питания выходное напряжение должно находиться в пределах от 1,2 до 1,4 V, а для литиевых – от 3,6 до 3,8 V.

Найдя дефектную батарею, ее можно заменить новой либо попытаться временно восстановить с помощью добавления дистиллированной воды либо воздействия высокого напряжения. Также мультиметром можно измерять силу тока: если она растет и за первый час превышает 1 А, то аккумуляторная батарея считается работоспособной.

Если напряжение на выходе аккумулятора отсутствует, то велика вероятность нарушения целостности цепи внутри блока. При этом также разбирают блок и ищут вначале визуально, а затем с помощью мультиметра место обрыва.

Приступая к эксплуатации нового аккумуляторного шуруповерта, необходимо внимательно изучить инструкцию по пользованию данным изделием, прилагаемую производителем. Следует учитывать особенности установленного на электроинструмент типа элементов питания, чтобы правильно выполнять их зарядку, а также хранить продолжительное время. Соблюдение простых рекомендаций позволит продлить срок службы АКБ до полного исчерпания ресурса. Когда отсутствует фирменное зарядное устройство, тогда временно помогут приведенные альтернативные способы подзарядки.

При падении емкости батарей, снижении времени работы на одном заряде, можно своими руками их отремонтировать. Для этого достаточно установить с помощью мультиметра величины выходного тока или напряжения и сравнить их соответствие нормативным значениями данных параметров.

tehnika.expert

Особенности Ni-Cd эксплуатации аккумуляторов

Для того чтобы никель-кадмиевые аккумуляторы работали продолжительное время, нужно их полностью разряжать.

Ni─Cd аккумуляторные батареи имеют ярко выраженный эффект памяти. Если разрядка в процессе эксплуатации будет неполной, то эффективная площадь электродов аккумулятора будет постоянно снижаться.

Никель─кадмиевые батареи запоминают нижнюю отметку разряда. В результате при разряде до этой отметки они перестают работать, хотя возможность для этого есть. Это явление получило название «эффект памяти».

Поэтому, перед тем как зарядить никель кадмиевый аккумулятор нужно полностью разрядить элементы батареи до напряжения 0,9─1 вольт. Это позволить как можно дольше сохранить параметры батареи и увеличить срок службы Ni─Cd аккумуляторных батарей. Стоит отметить, что слишком сильный разряд, ниже порогового значения также не рекомендуется.

Никель-кадмиевым батарейкам нужна периодическая тренировка

Нужно также сказать, что новые никель─кадмиевые батарейки необходимо предварительно потренировать. Эта тренировка подразумевает активацию работы аккумулятора. При этом делается 3─5 циклов разряд-заряд. Такой разряд и заряд Ni─Cd аккумуляторов «разгоняет» их и они начинают работать на заявленных параметрах. После выполнения тренировки никель─кадмиевые батарейки хорошо держат нагрузки и имеют менее выраженный «эффект памяти». Иногда можно встретить рекомендации о том, что Ni─Cd батареи низкого качества требуют тренировки до 70─80 циклов разряд-заряд. Здесь стоит придерживаться рекомендаций производителя и зависит это в основном от технологии изготовления батареек.

Процесс «тренировки» или циклирования также нужно выполнять после длительного (более 6 месяцев) хранения Ni─Cd аккумуляторов. Но сильно усердствовать также не стоит, поскольку излишнее циклирование снижает ресурс аккумулятора. Стоит отметить ещё один момент. Если вы не собираетесь использовать никель─кадмиевые батарейки, то не нужно их заряжать. Этот тип батарей может вполне нормально храниться в разряженном состоянии. В заряженном состоянии никель─кадмиевый аккумулятор постепенно теряет первоначальные характеристики.

Теперь несколько слов о том, какие есть зарядные устройства для Ni─Cd аккумуляторов.
Вернуться к содержанию
 

Разновидности зарядных устройств для никель─кадмиевых аккумуляторов

Сегодня на рынке можно выделить две основные группы устройств, предназначенных для заряда никель кадмиевых аккумуляторов:

  • Автоматические ЗУ;
  • Реверсивные импульсные ЗУ.

Автоматические зарядное устройство для Ni-Cd аккумуляторных батарей. Это простые и доступные по цене устройства. Они менее сложные и выпускаются в конструкции, которая позволяет заряжать по два или 4 батарейки одновременно. Чтобы запустить заряд никель кадмиевых аккумуляторов, вставьте в батарейки в зарядное устройство. Переключателем ЗУ нужно установить количество заряжаемых батареек и подключить устройство к сети.

Как правило, автоматическое зарядное устройство для никель─кадмиевых аккумуляторов имеет следующую цветовую индикацию. Красный цвет индикатора показывает, что идёт процесс заряда батареек. Чтобы сделать разряд аккумуляторов, на устройстве имеется переключатель «разряд». В процессе разряда индикатор будет иметь жёлтый цвет. После того, как пройдёт разряд, зарядное устройство для Ni─Cd аккумуляторов само запустит зарядку. Зелёный цвет индикатора говорит о том, что цикл разряд-заряд закончен.

Дополнительно можете прочитать отдельную статью о про восстановление Ni─Cd аккумулятора для шуруповерта.

В данном случае речь идёт о заряде никель─кадмиевых батареек по отдельности. Если это аккумуляторы для шуруповёрта или другого электроинструмента, то с ними в комплекте идёт штатное зарядное устройство, которое позволяет заряжать всю батарею сразу от бытовой электросети.

Реверсивное импульсное ЗУ. Эти устройства более сложные и стоят дороже, чем модели первого типа. Обычно производители позиционируют их как профессиональные. Такое зарядное устройство для Ni─Cd аккумуляторов циклически проводит разряд-заряд с разным временным интервалом.

Устанавливается аккумулятор, выставляется режим и запускается работа. Индикатор даст сигнал об окончании зарядки. С помощью таких ЗУ можно не только выполнять заряд никель─кадмиевых аккумуляторов, но и поддерживать их в рабочем состоянии. В качестве примера можно привести широко распространённое универсальное зарядное устройство iMAX B6.

Никель─кадмиевые АКБ менее требовательны к характеристикам зарядного устройства, чем Ni-MH аккумуляторы. Но экономить на нём нельзя, поскольку дешевые устройства сокращают срок эксплуатации батарей. Теперь, давайте, разберёмся, как зарядить никель кадмиевый аккумулятор.

Вернуться к содержанию
 

Процесс разряда и заряда Ni─Cd аккумуляторов

Процесс разряда никель─кадмиевых батарей

Для этого типа батарей (как впрочем, и для других) разрядные характеристики зависят от особенностей аккумуляторов, которые определяют его внутреннее сопротивление. Среди таких особенностей можно отметить структуру и толщину электродов. На разрядные характеристики влияют:

  • толщина сепаратора и его структура;
  • плотность сборки;
  • объём электролита;
  • некоторые характеристики конструкции.

При работе в условиях продолжительного разряда используются дисковые батарейки с прессованными электродами большой толщины. Для них разрядная кривая показывает постоянное медленное снижение напряжения до величины 1,1 вольта. Разрядная ёмкость в случае дальнейшего разряда до 1 вольта равна от 5 до 10 процентов от номинального значения. Особенностью этого типа батарей является существенно падение разрядной ёмкости и напряжения при увеличении тока до 0,2*С. Объяснение этому достаточно простое ─ невозможность разряда активной массы равномерно по всей электрода.

Если уменьшить толщину электродов и увеличить их количество до четырёх, то ток разряда для дискового аккумулятора может быть увеличен до величины 0,6*С.

Аккумуляторные батареи с электродами из металлокерамики имеют малое внутреннее сопротивление и высокие энергетические характеристики. На их разрядных характеристиках заметно меньшее падение напряжения. У этого типа аккумуляторов величина напряжения держится выше 1,2 вольта до отдачи 0,9 от номинальной ёмкости. При дальнейшем разряде и падении напряжения с 1,1 до 1 вольта отдаётся около 3 процентов номинальной ёмкости. Допускается разряжать этот тип аккумуляторов разрядными токами величиной до 3─5*С.

Ni─Cd аккумуляторы цилиндрической формы можно разряжать более высокими токами. В них используются рулонные электроды, что позволяет разряжать их максимальным током 7─10*С.

На изображениях ниже можно видеть влияние тока разряда и температуры на значение разрядной ёмкости.

Наибольшее значение ёмкости достигается при температуре 20 градусов Цельсия. Ёмкость практически не снижается, если увеличивать температуру. А вот при температуре ОС ниже ноля значение разрядной ёмкости падает пропорционально увеличению разрядного тока. Уменьшение ёмкости при низких температурах объясняется уменьшением разрядного напряжения щелочной аккумуляторной батареи из-за увеличения сопротивления.

Увеличение сопротивления объясняется ограниченным объёмом электролита в герметичной батарейке. Состав и концентрация электролита сильно отражаются на характеристиках. От них напрямую зависит температура образования твёрдой фазы. Это могут кристаллогидраты, лёд, соли и т. п. При замёрзшем электролите разряд вообще отсутствует. Работоспособность Ni─Cd в большинстве случае ограничена температурой минус 20 градусов Цельсия. В некоторых случаях при корректировке состава электролита и его концентрации производители выпускают модели Ni─Cd батарей работоспособных при минус 40.

Если у вас электроинструмент или электронный гаджет работает на металлогидридных батарейках, вам будет интересно прочитать о том, как восстановить Ni─MH аккумуляторы.
Вернуться к содержанию
 

Процесс заряда никель─кадмиевых батарей

В процессе зарядки никель─кадмиевых аккумуляторов важным моментом является ограничение излишнего заряда. Это важный момент, поскольку при заряде никель─кадмиевых аккумуляторов внутри них растёт давление. В процессе зарядки выделяется кислород и постепенно снижается коэффициент использования тока. На графике ниже можно видеть зависимость разрядной ёмкости от скорости заряда. Данные приводятся для цилиндрических батарей.

Чтобы аккумулятор полностью зарядился, ему требуется сообщить до 160 процентов от номинальной ёмкости. Зарядка никель кадмиевых аккумуляторов должна вестись в интервале температур 0─40 С. Рекомендуемый интервал 10─30 С. При понижении температуры на отрицательном электроде снижается поглощение кислорода и растёт давление. В результате при сильном перезаряде из-за увеличения давления может открыться аварийный клапан. При увеличении температуры потенциал растёт и на положительном электроде очень рано выделяется кислород, что сокращает процесс зарядки в штатном режиме.

Если температура поддерживается стабильной, то на процесс заряда сильно влияет ток. Его увеличение вызывает рост скорости выделения кислорода. А скорость его поглощения при этом не меняется, поскольку зависит от особенностей конструкции аккумуляторной батареи. Влияние на газопоглощение оказывает компоновка, структура, толщина электродов, материал сепаратора, объем электролита.

В частности, чем плотность компоновки электродов больше и их толщина меньше, тем зарядка идёт с большей скоростью. Поэтому цилиндрические батареи заряжаются с большой скоростью. На кривых заряда можно заметить, что у таких моделей Ni─Cd аккумуляторов при токе 0,1─1С эффективность зарядки почти не меняется. Снижение тока заряда вызывает существенное уменьшение ёмкости, которую батарея отдаст при разряде.

Стандартный режим зарядки считается следующий. Никель─кадмиевый аккумулятор с напряжением 1 вольт заряжается примерно 14─16 часов током 0,1С. Детали процесса зарядки оговариваются производителями аккумуляторов. Они могут отличаться из-за особенностей конструкции или увеличенной закладки активной массы (это делается для наращивания ёмкости). Для Ni-Cd аккумуляторов может использоваться зарядка постоянным током в течение всего времени. А может использоваться схема ступенчатого или плавного снижения тока зарядки во время процесса. Это позволяет проводить длительную зарядку без риска повредить аккумулятор. При таких режимах ток зарядки на первой стадии может значительно превышать значение 0,1*С.

Часто есть необходимость в увеличении скорости зарядки. Производители решают эту проблему выпуском батарей, которые способны эффективно заряжаться большими токами. При этом используются различные системы контроля, охраняющие никель─кадмиевый аккумулятор от сильного перезаряда. Эти системы контроля могут содержать, как сами аккумуляторы, так и зарядное устройство для никель─кадмиевых аккумуляторов.

Для цилиндрических Ni-Cd аккумуляторов рекомендуется выполнять зарядку постоянным током величиной 0,2 С в течение 6─7 часов. Также используется режим током 0,3 С в течение 3─4 часов. В последнем случае контроль по времени заряда обязателен. Если ведётся ускоренный заряд, то перезаряд должен составлять до 120─140 процентов от ёмкости и не более. В этом случае Ni─Cd аккумулятор набирает разрядную ёмкость не меньше номинальной. Для работы в ускоренных режимах производители даже предлагают аккумуляторы, которые могут заряжаться за один час. В таком режиме используются различные средства контроля за температурой и напряжением, чтобы никель─кадмиевые батарейки не деградировали в результате резкого роста давления.

После того, как заряд прекращается давление внутри аккумуляторной батареи ещё продолжает расти, поскольку окисление гидроксильных ионов на оксидно─никелевых электродах продолжается. Постепенно скорость выделения кислорода на положительном электроде сравнивается с поглощением на отрицательном (кадмиевом) электроде. Поэтому давление в батарее постепенно понижается. Если был существенный перезаряд, то давление будет снижаться медленнее. Рекомендуем также прочитать о том, как заряжать Ni─MH аккумуляторы.

Вернуться к содержанию
 

Режим заряда Ni─Cd аккумулятора

Давайте, суммируем, что нужно знать о режиме зарядки Ni─Cd аккумуляторов. Речь, естественно, о тех случаях, когда у вас есть возможность выставить параметры. Как вы уже поняли, при заряде никель─кадмиевого аккумулятора его напряжение растёт до определённого значения, а затем стабилизируется. Когда батарея полностью заряжается, то напряжение понижается. По этому падению зарядные устройства чаще всего отслеживают окончание заряда. Это падение напряжения ещё называется Delta Peak. Чем точнее отслеживается эта дельта, тем батарейка заряжается более качественно и не будет перезаряда.

Итак, рекомендуется следующий режим. Ток заряда до 2С (номинальная ёмкость батарейки). Если доступен, то выбирается вид импульса (Re-Flex, Flex, Normal). Delta Peak должна составлять 7─10 мВ на один элемент батареи. Ток подкачки (ещё называемый trickle) составляет 50─100 мА-ч.

Следует помнить, что нельзя допускать перегрев аккумулятора выше 50 градусов Цельсия. Для того, чтобы продлить срок службы Ni─Cd аккумулятора, то выставляйте Delta Peak по минимуму. Недозарядка составит примерно 50 мА-ч. Стоит отметить и ещё ряд деталей процесса зарядки. Советуем также прочитать материал о восстановлении и ремонте Ni─Cd аккумуляторов.

Для полноценного использования мощности аккумулятора его следует заряжать большим током зарядки. Если важно использовать его мощность по максимуму, то нужно заряжать в нормальном режиме малым током. Величина тока около 0,1С. При этом время заряда составит 14─16 часов. С помощью ступенчатой подачи тока можно зарядить Ni─Cd аккумуляторную батарею в ускоренном режиме. Для этого 10 процентов ёмкости батареи набирается током 1С, затем до 80 процентов током 1,5С, а остаток добивается током 0,5С.

Теперь вы знаете, как зарядить никель─кадмиевый аккумулятор в различных режимах. Главное, не допускать сильного переразряда и вести контроль и отключение зарядки по ряду параметров. Если у вас есть дополнения к статье или вопросы, пишите их в комментариях ниже. Также предлагаем проголосовать в опросе и оценить материал.
Вернуться к содержанию

akbinfo.ru


Leave a Comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.