Bir Ni─MH pil nasıl yenilenmelidir ve bu neden önemlidir? AA eleman tutucuları. Kullanılmış NiCd ve NiMh pillerin kapasitesini geri yükleme girişimi

Ni-MH piller (nikel-metal hidrit) alkalin grubuna aittir. Bunlar, nikel oksidin katot görevi gördüğü ve bir hidrojen metal hidrit elektrodunun anot görevi gördüğü kimyasal türdeki mevcut kaynaklardır. Alkali bir elektrolittir. Nikel-hidrojen pillere benzerler, ancak enerji kapasitesinde üstündürler.

Ni-MH pillerin üretimi yirminci yüzyılın ortalarında başladı. Eskimiş nikel-kadmiyum pillerin eksiklikleri dikkate alınarak geliştirilmiştir. NiNH, farklı metal kombinasyonlarını kullanabilir. Üretimleri için oda sıcaklığında ve düşük hidrojen basıncında çalışan özel alaşımlar ve metaller geliştirilmiştir.

Sanayi üretimi seksenlerde başladı. Ni-MH için alaşımlar ve metaller bugün hala üretilmekte ve geliştirilmektedir. Bu türdeki modern cihazlar, 2 bine kadar şarj-deşarj döngüsü sağlayabilir. Nadir toprak metalleri ile nikel alaşımlarının kullanılması nedeniyle benzer bir sonuç elde edilebilir.

Bu cihazlar nasıl kullanılır?

Nikel-metal hidrit cihazları, çevrimdışı çalışan çeşitli elektronik cihazlara güç sağlamak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Genellikle AAA veya AA pil şeklinde yapılırlar. Başka performanslar da var. Örneğin, endüstriyel piller. Ni-MH pillerin kullanım alanı, nikel-kadmiyum pillere göre biraz daha geniştir, çünkü bunlar toksik maddeler içermez.

Şu anda iç piyasada satılan nikel-metal hidrit piller kapasitelerine göre 2 gruba ayrılıyor - 1500-3000 mAh ve 300-1000 mAh:

1. Birinci kısa sürede güç tüketimi artan cihazlarda kullanılır. Bunlar her türlü oynatıcı, radyo kontrollü modeller, kameralar, video kameralar. Genel olarak hızlı enerji tüketen cihazlar.
2. Saniye belirli bir zaman aralığından sonra güç tüketimi başladığında kullanılır. Bunlar oyuncaklar, el fenerleri, telsizler. Piller, orta derecede elektrik tüketen ve uzun süre çevrimdışı olan cihazlar tarafından kullanılır.

Ni-MH Cihazlarını Şarj Etme

Şarj damla ve hızlıdır. Üreticiler, cihaza giden akım beslemesinin kesintiye uğradığını doğru bir şekilde belirlemeyi zorlaştırdığı için ilkini önermezler. Bu nedenle, pilin bozulmasına yol açacak güçlü bir aşırı şarj meydana gelebilir. hızlı seçeneği kullanarak. Buradaki verimlilik, damla tipi şarjdan biraz daha yüksektir. Akım ayarlandı - 0,5-1 C.

Hibrit pil nasıl şarj edilir:

• bir pilin varlığı belirlenir;
• cihaz kalifikasyonu;
• ön şarj;
• hızlı şarj;
• şarj etme;
• şarj desteği.

Hızlı şarj ile iyi bir hafızaya sahip olmanız gerekir. Süreç sonunu birbirinden bağımsız farklı kriterlere göre kontrol etmelidir. Örneğin Ni-Cd cihazlarında yeterli voltaj delta kontrolü vardır. Ve NiMH'nin en azından sıcaklığı ve deltayı izlemek için pile ihtiyacı var.

Ni-MH'nin düzgün çalışması için "Üç R Kuralını" unutmayın: " Aşırı ısıtmayın", "Aşırı şarj etmeyin", "Aşırı deşarj etmeyin".

Pillerin aşırı şarj olmasını önlemek için aşağıdaki kontrol yöntemleri kullanılır:

1. Sıcaklık değişim oranı ile şarjın sonlandırılması . Bu teknikle, şarj sırasında pilin sıcaklığı sürekli izlenir. Göstergeler gereğinden hızlı yükseldiğinde şarj işlemi durur.
2. Ücreti azami süresine kadar sonlandırma yöntemi .
3. Mutlak sıcaklık ile şarjın sonlandırılması . Burada, şarj işlemi sırasında akünün sıcaklığı izlenir. Maksimum değere ulaşıldığında hızlı şarj durur.
4. Negatif voltaj delta sonlandırma yöntemi . Batarya şarjı tamamlanmadan önce oksijen döngüsü NiMH cihazının sıcaklığını yükselterek voltajın düşmesine neden olur.
5. Maksimum voltaj . Yöntem, iç direnci yüksek olan cihazların şarjını kapatmak için kullanılır. İkincisi, elektrolit eksikliği nedeniyle pil ömrünün sonunda görünür.
6. maksimum basınç . Yöntem, yüksek kapasiteli prizmatik piller için kullanılır. Böyle bir cihazda izin verilen basınç seviyesi, büyüklüğüne ve tasarımına bağlıdır ve 0,05-0,8 MPa aralığındadır.

Bir Ni-MH pilin şarj süresini netleştirmek için tüm özellikleri dikkate alarak şu formülü uygulayabilirsiniz: şarj süresi (h) \u003d kapasite (mAh) / şarj cihazı akımı (mA). Örneğin 2000 miliamper saat kapasiteli bir pil var. Hafızadaki şarj akımı 500 mA'dır. Kapasite akıma bölünür ve 4 çıkar. Yani pil 4 saat şarj olur.

Nikel-metal hidrit cihazının doğru çalışması için uyulması gereken zorunlu kurallar:

1. Bu piller, nikel-kadmiyum pillere göre ısıya karşı çok daha hassastır ve aşırı yüklenmemelidir. . Aşırı yükleme, mevcut çıkışı (birikmiş şarjı tutma ve verme yeteneği) olumsuz yönde etkileyecektir.
2. Metal hidrit piller satın alındıktan sonra "eğitilebilir" . Cihazın konveyörden çıktıktan sonra taşınması ve depolanması sırasında kaybedilen kapasitenin sınırına ulaşmanızı sağlayacak 3-5 şarj / deşarj döngüsü yapın.
3. Pilleri az miktarda şarjla saklayın , nominal kapasitenin yaklaşık %20-40'ı.
4. Boşalttıktan veya şarj ettikten sonra cihazın soğumasını bekleyin. .
5. Elektronik cihaz şarj modunda aynı pil takımını kullanıyorsa , sonra zaman zaman her birini 0,98'lik bir voltaja boşaltmanız ve ardından tamamen şarj etmeniz gerekir. Bu döngü prosedürünün, her 7-8 pil şarj döngüsünde bir gerçekleştirilmesi önerilir.
6. NiMH'yi boşaltmanız gerekiyorsa, minimum değer olan 0,98'e bağlı kalmalısınız. . Voltaj 0,98'in altına düşerse şarjı durdurabilir.

Ni-MH pillerin geri kazanımı

"Hafıza etkisi" nedeniyle, bu cihazlar bazen performansın bir kısmını ve kapasitenin çoğunu kaybeder. Bu, tekrarlanan tamamlanmamış deşarj döngüleri ve ardından şarj etme ile oluşur. Bu tür çalışmaların bir sonucu olarak, cihaz daha küçük bir deşarj limitini “hatırlar”, bu nedenle kapasitesi düşer.

Bu sorundan kurtulmak için sürekli eğitim ve dinlenme yapmanız gerekir. Bir ampul veya şarj cihazı 0,801 volta boşalır, ardından pil tamamen şarj olur. Pil uzun süre iyileşme sürecinden geçmediyse, bu tür 2-3 döngü gerçekleştirmeniz önerilir. Her 20-30 günde bir eğitilmesi tavsiye edilir.

Ni-MH pil üreticileri, "bellek etkisinin" kapasitenin yaklaşık %5'ini aldığını iddia etmektedir. Eğitim yardımı ile geri yükleyebilirsiniz. Ni-MH'yi geri yüklerken önemli bir nokta, şarj cihazının minimum voltaj kontrolü ile deşarj işlevine sahip olmasıdır. Kurtarma sırasında cihazın güçlü bir şekilde boşalmasını önlemek için ihtiyacınız olan şey. Bu, ilk şarj derecesi bilinmediğinde ve yaklaşık bir deşarj süresi varsaymak imkansız olduğunda vazgeçilmezdir.

Bataryanın şarj durumu bilinmiyorsa tam voltaj kontrolü altında deşarj edilmelidir, aksi takdirde böyle bir geri kazanım derin deşarja yol açacaktır. Tüm bir pili geri yüklerken, şarj durumunu eşitlemek için önce tamamen şarj etmeniz önerilir.

Pil birkaç yıl çalıştıysa, şarj etme ve boşaltma yoluyla kurtarma işe yaramaz olabilir. Cihazın çalışması sırasında önleme için yararlıdır. NiMH'nin çalışması sırasında, "hafıza etkisinin" ortaya çıkmasıyla birlikte, elektrolitin hacminde ve bileşiminde değişiklikler meydana gelir. Pil hücrelerini tek tek geri yüklemenin tüm pilden daha makul olduğunu hatırlamakta fayda var. Pillerin bir ila beş yıl arasında bir raf ömrü vardır (spesifik modele bağlı olarak).

Avantajlar ve dezavantajlar

Nikel-metal hidrit pillerin enerji parametrelerinde önemli bir artış, kadmiyum pillere göre tek avantajları değildir. Kadmiyum kullanımını reddeden üreticiler daha çevre dostu bir metal kullanmaya başladılar. İle sorunları çözmek çok daha kolaydır.

Bu avantajlar ve üretimde kullanılan metalin nikel olması sayesinde Ni-MH cihazlarının üretimi nikel-kadmiyum pillere göre önemli ölçüde artmıştır. Uzun şarjlar sırasında deşarj voltajını azaltmak için her 20-30 günde bir tam deşarj (1 volta kadar) yapılması gerektiğinden de uygundurlar.

Birkaç eksiklik:

1. Üreticiler Ni-MH pilleri on hücreyle sınırlandırıyor , çünkü artan şarj-deşarj döngüleri ve hizmet ömrü ile aşırı ısınma ve kutupların ters çevrilmesi tehlikesi vardır.
2. Bu piller, nikel-kadmiyum pillerden daha dar bir sıcaklık aralığında çalışır. . Zaten -10 ve +40°С'de verimliliklerini kaybederler.
3. Ni-MH piller şarj olurken çok fazla ısı üretir , bu nedenle sigortalara veya sıcaklık rölelerine ihtiyaç duyarlar.
4. Artan kendi kendine yük varlığı, nikel oksit elektrotunun elektrolitten gelen hidrojen ile reaksiyonundan kaynaklanmaktadır.

Ni-MH pillerin bozulması, döngü sırasında negatif elektrotun sorpsiyon kapasitesindeki azalma ile belirlenir. Deşarj-şarj döngüsünde, elektrolit ile reaksiyon sırasında pas oluşumuna katkıda bulunan kristal kafesin hacmi değişir, çatlar. Akü hidrojen ve oksijeni emdiğinde korozyon meydana gelir. Bu da elektrolit miktarının azalmasına ve iç direncin artmasına neden olur.

Pillerin özelliklerinin negatif elektrot alaşımının işleme teknolojisine, yapısına ve bileşimine bağlı olduğu dikkate alınmalıdır. Alaşımlar için metal de önemlidir. Tüm bunlar, üreticileri alaşım tedarikçilerini çok dikkatli seçmeye ve tüketiciler de üreticiyi seçmeye zorlar.

Nikel-hidrojen pillerin ağırlığı ve hacmi üreticileri tatmin etmediğinden (bu pillerdeki hidrojen yüksek basınç altındaydı, bu da güçlü ve ağır Çelik kasa). Hidrojenin metal hidrit formunda kullanılması, pillerin ağırlığını ve hacmini azaltmayı mümkün kıldı ve aşırı ısınma sırasında pilin patlama riski de azaldı.

1980'li yıllardan itibaren NiMH pillerin üretim teknolojisi büyük ölçüde geliştirilmiş ve çeşitli alanlarda ticari olarak kullanılmaya başlanmıştır. NiNH pillerin başarısı, artan kapasite (NiCd'ye kıyasla %40'a kadar), geri dönüştürülebilir malzemelerin kullanımı ("çevre dostu") ve genellikle NiCd pillerinkini aşan çok uzun ömürden kaynaklanmaktadır.

NiMH pillerin avantajları ve dezavantajları

Avantajlar

・ Daha yüksek kapasite - geleneksel NiCd pillerden %40 veya daha fazla
・ nikel-kadmiyum pillere kıyasla çok daha az belirgin "hafıza" etkisi - pil bakım döngüleri 2-3 kat daha az sıklıkta gerçekleştirilebilir
・ basit ulaşım seçeneği - herhangi bir ön koşul olmadan hava yolu taşımacılığı
・ çevre dostu - geri dönüştürülebilir

Kusurlar

・ sınırlı pil ömrü - genellikle yaklaşık 500-700 tam şarj / deşarj döngüsü (ancak çalışma modlarına ve dahili cihaza bağlı olarak zaman zaman farklılıklar olabilir).
・ hafıza etkisi - NiMH piller, periyodik eğitim gerektirir (tam deşarj/şarj döngüsü)
・ Nispeten kısa pil ömrü - boş durumda saklandığında genellikle 3 yıldan fazla değildir ve ardından ana özellikler kaybolur. %40-60 oranında kısmi şarj ile serin koşullarda depolama, pillerin eskime sürecini yavaşlatır.
・ Yüksek pil kendi kendine deşarj
・ Sınırlı güç kapasitesi - İzin verilen yükler aşılırsa pil ömrü azalır.
・ Şarj sırasında büyük miktarda ısı üretildiğinden ve proho NiMH piller aşırı şarja dayanabileceğinden, kademeli şarj algoritmasına sahip özel bir şarj cihazı gereklidir.
・ Yüksek sıcaklıklar için zayıf tolerans (25-30 Santigrat derecenin üzerinde)

NiMH pillerin ve pillerin tasarımı

Modern nikel-metal hidrit piller, nikel-kadmiyum pillere benzer bir iç tasarıma sahiptir. Pozitif nikel oksit elektrot, alkalin elektrolit ve tasarım hidrojen basıncı her iki akü sisteminde de aynıdır. Yalnızca negatif elektrotlar farklıdır: nikel-kadmiyum pillerin bir kadmiyum elektrotu vardır, nikel-metal hidrit pillerin bir hidrojen emici metal alaşımına dayalı bir elektrotu vardır.

Modern nikel-metal hidrit piller, AB2 ve AB5 türlerinin hidrojen emici bir alaşım bileşimini kullanır. AB veya A2B tipindeki diğer alaşımlar yaygın olarak kullanılmamaktadır. Alaşımın bileşimindeki gizemli A ve B harfleri neyi temsil ediyor? - A sembolünün altında, oluşumu ısı açığa çıkaran bir metal (veya bir metal karışımı) gizlidir. Buna göre B sembolü, endotermik olarak hidrojen ile reaksiyona giren bir metali belirtir.

AB5 tipi negatif elektrotlar için, lantan grubunun (bileşen A) nadir toprak elementlerinin ve diğer metallerin (kobalt, alüminyum, manganez) - bileşen B'nin safsızlıkları ile nikelin bir karışımı kullanılır AB2 tipi elektrotlar için titanyum ve nikel zirkonyum, vanadyum, demir, manganez, krom safsızlıkları ile.

AB5 tipi elektrotlara sahip nikel-metal hidrit bataryalar, AB2 tipi elektrotlara sahip bataryaların daha ucuz olmasına, daha büyük kapasiteye ve daha iyi güç değerlerine sahip olmasına rağmen, daha iyi çevrim performansı nedeniyle daha yaygındır.

Döngü sürecinde, negatif elektrotun hacmi, hidrojenin emilmesi/salınması nedeniyle başlangıçtakinin %15-25'ine kadar dalgalanır. Hacim dalgalanmalarının bir sonucu olarak, elektrot malzemesinde çok sayıda mikro çatlak oluşur. Bu fenomen, yeni bir nikel-metal hidrit pilin, pilin gücünü ve kapasitesini nominal düzeye getirmek için neden birkaç "eğitim" şarj / deşarj döngüsü gerektirdiğini açıklar. Ayrıca, mikro çatlakların oluşumunun olumsuz bir yanı vardır - elektrolit tüketimi ile korozyona uğrayan elektrotun yüzey alanı artar, bu da elemanın iç direncinde kademeli bir artışa ve kapasitansta bir azalmaya yol açar. Korozyon işlemlerinin hızını azaltmak için nikel-metal hidrit pillerin şarjlı durumda saklanması önerilir.

Negatif elektrot, kabul edilebilir bir hidrojen oluşumu seviyesi sağlamak için hem aşırı şarj hem de aşırı deşarj açısından pozitif olana göre fazla kapasitansa sahiptir. Alaşımın korozyonu nedeniyle, negatif elektrotu şarj etme kapasitesi kademeli olarak azalır. Yeniden şarj için fazla kapasite biter bitmez, şarjın sonundaki negatif elektrotta büyük miktarda hidrojen salınmaya başlayacak ve bu da fazla hidrojenin hücre valflerinden salınmasına, elektrolitin “kaynamasına” yol açacaktır. uzakta” ​​ve pil arızası. Bu nedenle, nikel-metal hidrit pilleri şarj etmek için, pil hücresinin kendi kendini yok etme riskini önlemek amacıyla pilin kendine özgü davranışını dikkate alan özel bir şarj cihazı gerekir. Pil takımını monte ederken, hücreleri iyi havalandırın ve şarj edilmekte olan yüksek kapasiteli NiMH pilin yakınında sigara içmeyin.

Zamanla, döngünün bir sonucu olarak, ayırıcı malzemede büyük gözeneklerin ortaya çıkması ve elektrot plakaları arasında elektriksel bir bağlantı oluşması nedeniyle pilin kendi kendine boşalması da artar. Bu sorun, pilin birkaç kez tamamen boşaltılması ve ardından tam olarak yeniden şarj edilmesiyle geçici olarak çözülebilir.

Nikel-metal hidrit piller şarj olurken özellikle şarjın sonunda oldukça fazla ısı üretir ki bu da şarjın tamamlanması gerektiğinin işaretlerinden biridir. Birkaç pil hücresini bir pile monte ederken, bir pil parametre izleme sistemi (BMS) ve ayrıca pil hücrelerinin bir kısmı arasında termal olarak açık iletken bağlantı köprülerinin bulunması gerekir. Akü içindeki pillerin lehimleme yerine punta kaynak jumperları ile bağlanması da arzu edilir.

Nikel-metal hidrit pillerin düşük sıcaklıklarda deşarjı, bu reaksiyonun endotermik olması ve elektroliti seyrelten negatif elektrotta su oluşması ve bu da elektrolitin donma olasılığının yüksek olması nedeniyle sınırlıdır. Bu nedenle, ortam sıcaklığı ne kadar düşük olursa, çıkış gücü ve pil kapasitesi o kadar düşük olur. Aksine, deşarj işlemi sırasında yüksek bir sıcaklıkta, bir nikel-metal hidrit pilin deşarj kapasitesi maksimum olacaktır.

Tasarım ve çalışma ilkeleri bilgisi, nikel-metal hidrit pillerin çalışmasını daha iyi anlamanızı sağlayacaktır. Umarım bu makalede derlenen bilgiler pilinizin ömrünü uzatır ve nikel-metal hidrit pillerin güvenli kullanım ilkelerinin yanlış anlaşılmasından kaynaklanan olası tehlikeli sonuçlardan kaçınır.

NiMH pillerin çeşitli sıcaklıklarda deşarj özellikleri
20 °C ortam sıcaklığında deşarj akımları

resim www.compress.ru/Article.aspx?id=16846&iid=781 adresinden alınmıştır.

Duracell Nikel Metal Hidrit Pil

www.3dnews.ru/digital/1battery/index8.htm adresinden alınan görüntü

P.P.S.
Bipolar pillerin oluşturulması için gelecek vaat eden bir yönün şeması

bipolar kurşun-asit pillerden alınan diyagram

Çeşitli pil türlerinin parametrelerinin karşılaştırma tablosu

Diğer piller arasında Ni Mh piller sıklıkla kullanılmaktadır. Bu piller, onları olabildiğince verimli kullanmanızı sağlayan yüksek teknik özelliklere sahiptir. Bu tür pil hemen hemen her yerde kullanılmaktadır, aşağıda bu tür pillerin tüm özelliklerini ele alacağız ve ayrıca çalışma nüanslarını ve tanınmış üreticileri analiz edeceğiz.

Bakım

nikel metal hidrit pil nedir

Başlangıç ​​​​olarak, nikel-metal hidritin ikincil güç kaynaklarını ifade ettiğini belirtmekte fayda var. Enerji üretmez ve çalıştırmadan önce şarj edilmesi gerekir.

İki bileşenden oluşur:

• anot - nikel-lityum hidrit veya nikel-lantan;
• katot nikel oksittir.

Sistemi uyarmak için bir elektrolit de kullanılır. Potasyum hidroksit optimal elektrolit olarak kabul edilir. Bu, modern sınıflandırmaya göre alkali bir besin kaynağıdır.

Bu tip pil, nikel-kadmiyum pilin yerini almıştır. Geliştiriciler, önceki pil türlerinin dezavantajlarını en aza indirmeyi başardılar. İlk endüstriyel tasarımlar 80'li yılların sonunda piyasaya sürüldü.

Şu anda, ilk prototiplere kıyasla depolanan enerjinin yoğunluğunu önemli ölçüde artırmak mümkün olmuştur. Bazı uzmanlar, yoğunluk sınırına henüz ulaşılmadığına inanıyor.

Çalışma prensibi ve cihaz Ni Mh pil

Başlangıç ​​​​olarak, bir NiMh pilin nasıl çalıştığını düşünmeye değer. Daha önce de belirtildiği gibi, bu pil birkaç bileşenden oluşur. Onları daha ayrıntılı olarak analiz edelim.

Buradaki anot, hidrojen emici bir bileşimdir. Ortalama olarak büyük miktarda hidrojen alabilir, emilen elementin miktarı elektrot hacmini 1000 kat aşabilir. Tam stabilizasyon elde etmek için alaşıma lityum veya lantan eklenir.

Katotlar nikel oksitten yapılır. Bu, katot ve anot arasında kaliteli bir şarj elde etmenizi sağlar. Uygulamada, teknik tasarımlarına göre çeşitli tipte katotlar kullanılabilir:

• katmanlı;
• metal-seramik;
• metal keçe;
• preslenmiş;
• köpük nikel (köpük polimer).

Polimer köpük ve metal keçe katotlar, en yüksek kapasite ve hizmet ömrü ile karakterize edilir.

Aralarındaki iletken alkalidir. Konsantre potasyum hidroksit kullanır.

Pilin tasarımı, amaç ve hedeflere bağlı olarak farklılık gösterebilir. Çoğu zaman bunlar, aralarında bir ayırıcı bulunan bir rulo halinde sarılmış bir anot ve bir katottur. Plakaların bir ayırıcı ile kaydırılarak dönüşümlü olarak yerleştirildiği seçenekler de vardır. Tasarımın zorunlu bir unsuru bir emniyet valfidir, akünün içindeki basıncın 2-4 MPa'ya kadar acil bir şekilde artmasıyla tetiklenir.

Ni-Mh piller nelerdir ve teknik özellikleri

Tüm Ni-Mh piller Şarj Edilebilir Pildir (şarj edilebilir pil olarak çevrilir). Bu tip piller farklı tip ve şekillerde üretilmektedir. Hepsi çeşitli amaçlar ve görevler için tasarlanmıştır.

Şu anda neredeyse hiç kullanılmayan veya sınırlı ölçüde kullanılan piller var. Bu tür piller Krona tipini içerir, 6KR61 olarak işaretlenmiştir, eskiden her yerde kullanılıyorlardı, şimdi sadece eski ekipmanlarda bulunabiliyorlar. 6KR61 tipi pillerin voltajı 9v'dir.

Şu anda kullanılan ana pil türlerini ve özelliklerini analiz edeceğiz.

• AA.. Kapasite 1700-2900 mAh arasında değişmektedir.
• AAA.. Bazen MN2400 veya MX2400 olarak etiketlenir. Kapasite - 800-1000 mAh.
• İLE. Ortalama piller. 4500-6000 mAh aralığında kapasiteye sahiptirler.
• D. En güçlü pil türü. 9000 ila 11500 mAh arası kapasite.

Listelenen tüm pillerin voltajı 1,5v'dir. 1.2v gerilime sahip bazı modeller de vardır. Maksimum voltaj 12v (10 adet 1,2v pil bağlayarak).

Ni-Mh pilin artıları ve eksileri

Daha önce de belirtildiği gibi, bu tür piller eski pil türlerinin yerini almıştır. Analogların aksine, "hafıza etkisini" önemli ölçüde azalttı. Yaratılış sürecinde doğaya zararlı maddelerin miktarını da azalttılar.

Avantajlar aşağıdaki nüansları içerir.

• Düşük sıcaklıklarda iyi çalışın. Bu, özellikle açık havada çalıştırılan ekipman için önemlidir.
• Azaltılmış "hafıza etkisi". Ancak yine de mevcuttur.
• Toksik olmayan piller.
• Analoglara kıyasla daha yüksek kapasite.

Ayrıca, bu tür pillerin dezavantajları vardır.

• Daha yüksek kendi kendine deşarj.
• Üretimi daha pahalı.
• Yaklaşık 250-300 şarj/deşarj döngüsünden sonra kapasite azalmaya başlar.
• Sınırlı servis ömrü.

Nikel metal hidrit piller nerelerde kullanılır?

Büyük kapasiteleri sayesinde bu piller her yerde kullanılabilir. İster tornavida, ister karmaşık bir ölçüm cihazı olsun, her durumda böyle bir pil, ona doğru miktarda enerjiyi sorunsuz bir şekilde sağlayacaktır.

Günlük yaşamda, bu tür piller en çok taşınabilir aydınlatma cihazlarında ve radyo ekipmanlarında kullanılır. Burada, optimum tüketici özelliklerini uzun süre koruyarak iyi performans gösterirler. Ayrıca, harici güç kaynaklarından düzenli olarak şarj edilen hem tek kullanımlık hem de yeniden kullanılabilir elemanlar kullanılabilir.

Diğer bir uygulama ise ev aletleridir. Yeterli kapasiteleri nedeniyle taşınabilir tıbbi cihazlarda da kullanılabilirler. Tonometrelerde ve glükometrelerde iyi çalışırlar. Güç dalgalanmaları olmadığı için ölçüm sonucu üzerinde herhangi bir etkisi yoktur.

Teknolojideki birçok ölçüm cihazı, kış aylarında da dahil olmak üzere dış mekanlarda kullanılmak zorundadır. Burada metal hidrit pillerin yeri doldurulamaz. Negatif sıcaklıklara düşük reaksiyon göstermeleri nedeniyle en zor koşullarda kullanılabilirler.

Çalışma kuralları

Yeni pillerin oldukça büyük bir iç dirence sahip olduğu unutulmamalıdır. Bu parametrede bir miktar azalma elde etmek için, kullanım başlangıcında pili birkaç kez "sıfıra" kadar boşaltmak gerekir. Bunu yapmak için, bu işleve sahip şarj cihazlarını kullanın.

Dikkat! Bu, tek kullanımlık piller için geçerli değildir.

Bir Ni-Mh pilin kaç voltta boşalabileceği sorusunu sık sık duyabilirsiniz. Aslında, neredeyse sıfır parametreye deşarj edilebilir, bu durumda voltaj bağlı cihazın çalışmasını desteklemek için yeterli olmayacaktır. Hatta bazen tamamen boşalmasını beklemek bile tavsiye edilir. Bu, "hafıza etkisini" azaltır. Buna bağlı olarak pil ömrü uzar.

Aksi takdirde, bu tip pillerin çalışması analoglardan farklı değildir.

Ni-Mh pilleri sallamam gerekiyor mu?

Önemli bir çalışma aşaması, pilin birikmesidir. Nikel-metal hidrit piller de bu prosedürü gerektirir. Bu, kapasiteyi ve maksimum voltajı eski haline getirmek için uzun süreli depolamadan sonra özellikle önemlidir.

Bunu yapmak için pili sıfıra boşaltmak gerekir. Lütfen akımı boşaltmak için gerekli olduğunu unutmayın. Sonuç olarak, minimum voltajı almalısınız. Böylece üretim tarihinden bu yana çok zaman geçmiş olsa bile pili yeniden canlandırabilirsiniz. Pil ne kadar uzun süredir yatıyorsa, o kadar fazla birikme döngüsü gerekir. Kapasitans ve direnci eski haline getirmek genellikle 2-5 döngü sürer.

Ni Mh pil nasıl geri yüklenir

Tüm avantajlara ve özelliklere rağmen, bu tür pillerin hala bir "hafıza etkisi" vardır. Pil performansını kaybetmeye başladıysa, geri yüklenmelidir.

Çalışmaya başlamadan önce pil kapasitesini kontrol etmeniz gerekir. Bazen performansı iyileştirmenin neredeyse imkansız olduğu ortaya çıkıyor, bu durumda sadece pili değiştirmeniz gerekiyor. Ayrıca pilde bir arıza olup olmadığını da kontrol ediyoruz.

Doğrudan işin kendisi birikime benzer. Ancak burada tam bir deşarj elde etmezler, sadece voltajı 1v seviyesine düşürürler. 2-3 döngü sürer. Bu süre zarfında en iyi sonucu elde etmek mümkün olmadıysa, pili kullanılamaz olarak kabul etmeye değer. Şarj ederken, belirli bir pil için Delta Peak parametresini korumanız gerekir.

Depolama ve imha

Pili 0°C'ye yakın bir sıcaklıkta saklamaya değer. Bu en uygun durumdur. Depolamanın yalnızca son kullanma tarihi boyunca yapılması gerektiğini de hesaba katmak gerekir, bu veriler ambalaj üzerinde belirtilir, ancak kod çözme farklı üreticiler için farklılık gösterebilir.

Dikkat edilmesi gereken üreticiler

Ni-Mh piller tüm pil üreticileri tarafından üretilmektedir. Aşağıdaki listede benzer ürünler sunan en ünlü firmaları görebilirsiniz.

• enerji verici;
• Varta;
• Duracell;
• Minamoto;
• eneloop;
• deve;
• Panasonic;
• robot;
• Sanyo.

Kaliteye bakarsanız hepsi aynı. Ancak Varta ve Panasonic pillerini ayırmak mümkün, en uygun fiyat ve kalite oranına sahipler. Aksi takdirde, listelenen pillerden herhangi birini herhangi bir kısıtlama olmaksızın kullanabilirsiniz.

Ni-Cd piller ile Ni-Mh piller arasındaki temel fark, bileşimdir. Pilin temeli aynıdır - nikeldir, katottur ve anotlar farklıdır. Bir Ni-Cd pil için anot metal kadmiyumdur, Ni-Mh pil için anot bir hidrojen metal hidrit elektrottur.

Her pil türünün artıları ve eksileri vardır, bunları bilerek, ihtiyacınız olan pili daha doğru bir şekilde seçebileceksiniz.

Ni-Cd'yi Ni-Mh pille değiştirirsem veya tam tersi olursa eski şarj cihazı yeni pille çalışır mı?

Her iki pilin de şarj etme prensibi tamamen aynıdır, bu nedenle şarj cihazı önceki pilden kullanılabilir. Bu pilleri şarj etmenin temel kuralı, ancak tamamen boşaldıktan sonra şarj edilebilmesidir. Bu gereklilik, Ni-Mh pillerle bu sorun en aza indirilse de, her iki tür pilin de "bellek etkisine" maruz kalmasının bir sonucudur.

Ni-Cd ve Ni-Mh piller nasıl uygun şekilde saklanır?

Pili saklamak için en iyi yer serin ve kuru bir yerdir, saklama sıcaklığı ne kadar yüksek olursa pil o kadar hızlı kendi kendine boşalır. Batarya, tamamen boşalmış veya tamamen şarj edilmiş dışında herhangi bir koşulda saklanabilir. Optimum şarj %%40-60'tır. 2-3 ayda bir ek şarj yapılmalı (kendi kendine deşarj olması nedeniyle), boşaltılmalı ve kapasitenin %40-60'ına kadar tekrar şarj edilmelidir. Beş yıla kadar depolama kabul edilebilir. Depolamadan sonra, pil boşaltılmalı, şarj edilmeli ve ardından normal şekilde kullanılmalıdır.

Orijinal kitteki pilden daha büyük veya daha küçük kapasiteli piller kullanabilir miyim?

Akü kapasitesi, elektrikli aletinizin akü gücüyle çalışabileceği süredir. Buna göre, bir elektrikli alet için pil kapasitesinde kesinlikle hiçbir fark yoktur. Gerçek fark sadece akünün şarj süresi ve elektrikli el aletinin akü ömrü olacaktır. Akü kapasitesi seçerken ihtiyaçlarınıza göre başlamalısınız, eğer bir akü ile daha uzun süre çalışmanız gerekiyorsa - daha geniş akülerden yana bir seçim, akülerin tamamı tamamen tatmin oluyorsa, o zaman eşit veya benzer akülerde durmalısınız. kapasite.

Her şey, fotoğraflı sabunluğumun şarj cihazından yeni çıkarılmış pillerle - dört adet AA boyutunda NiMH pille - kesinlikle çalışmayı reddetmesiyle başladı. Her zamanki gibi alınıp atılacaklardı. Ama nedense, bu sefer merak sağduyuya galip geldi (ya da belki ses veren bir kurbağaydı) ve bu pillerden en azından başka bir şey sıkmanın mümkün olup olmadığını anlamak istedim. Kamera enerjiye çok aç, ancak daha mütevazı tüketiciler de var - örneğin kablosuz fareler veya klavyeler.

Aslında tüketiciyi ilgilendiren iki parametre vardır - pil kapasitesi ve iç direnci. Ayrıca birkaç olası manipülasyon vardır - boşaltmak ve şarj etmek. Deşarj sırasındaki akımı ve zamanı ölçerek pilin kapasitesini tahmin edebilirsiniz. Boşta ve yük altında akü voltajındaki farktan, iç direnci tahmin edebilirsiniz. Boşaltma-şarj döngüsünü birkaç kez tekrarlayarak (yani, "eğitimi" tamamladıktan sonra), bu eylemin hiç mantıklı olup olmadığı anlaşılabilir.

Buna göre, böyle bir plan oluşturuldu - kontrollü bir kıvılcım aralığı ve proses parametrelerinin sürekli ölçülmesi olasılığı olan bir şarj cihazı yapıyoruz, ölçülen değerler üzerinde basit aritmetik işlemler gerçekleştiriyoruz, işlemi gerektiği kadar tekrarlıyoruz. Karşılaştırıyoruz, sonuçlar çıkarıyoruz ve sonunda pilleri atıyoruz.

Ölçüm standı

Stand, üç metrelik bir yarıçap içinde bulunanlardan yapıldı. Birisi tekrarlamak isterse, şemayı tam olarak takip etmek hiç gerekli değildir. Eleman parametrelerinin seçimi oldukça geniş olabilir, bunun hakkında biraz sonra yorum yapacağım.

Deşarj ünitesi, op amp IC1B (LM324N) ve alan etkili transistör Q1'e dayalı kontrollü bir akım dengeleyicidir. Yeterince izin verilen voltaj, akım ve güç dağılımı olsaydı, hemen hemen her transistör. Ve hepsi küçük. Geri besleme direnci ve aynı zamanda pil için yükün bir kısmı (Q1 ve R20 ile birlikte) - R1. Maksimum değeri, gerekli maksimum deşarj akımını sağlayacak şekilde olmalıdır. Pilin 1 V'a kadar boşaltılabileceği gerçeğinden hareket edersek, örneğin 500 mA gibi bir deşarj akımı sağlamak için R1 direnci 2 ohm'dan fazla olmamalıdır. Stabilizatör, üç bit dirençli bir DAC (R12-R17) tarafından kontrol edilir. Burada hesaplama şu şekildedir - op-amp'in doğrudan girişindeki voltaj, R1'deki voltaja eşittir (deşarj akımıyla orantılıdır). Doğrudan girişteki voltajı değiştiriyoruz - deşarj akımı değişiyor. DAC çıkışını istenen aralığa ölçeklendirmek için bir ayar direnci R3 vardır. Çok turlu olması daha iyidir. R12-R17 derecelendirmeleri herhangi bir şey olabilir (onlarca kilo-ohm bölgesinde), asıl mesele, değerlerinin oranının 1/2 olmasıdır. İşlemdeki deşarj akımı (R1 boyunca voltaj) doğrudan enstrümantasyon amplifikatörü IC1D tarafından ölçüldüğü için DAC'den özel bir doğruluk gerekli değildir. Kazancı K=R11/R10=R9/R8'dir. Çıkış, mikrodenetleyicinin (A1) ADC'sine beslenir. R8-R11 değerleri değiştirilerek kazanç istenilen değere ayarlanabilir. Batarya voltajı ikinci amplifikatör IC1C tarafından ölçülür, K=R5/R4=R7/R6. Neden Deşarj Akım Kontrolü? Buradaki mesele temelde şu. Sabit bir yüksek akımla deşarj ederseniz, o zaman aşınmış pillerin yüksek iç direnci nedeniyle, izin verilen minimum voltaj olan 1 V'a (ve deşarjı durdurmak için başka bir referans noktası yoktur) pil fiilen dolmadan ulaşılacaktır. şartlı tahliye. Sabit bir düşük akımla deşarj ederseniz, işlem çok uzun sürecektir. Bu nedenle, boşaltma kademeli olarak gerçekleştirilir. Sekiz adım benim için yeterli görünüyordu. Arama daha fazla / daha az ise, DAC'nin bit derinliğini değiştirebilirsiniz. Ek olarak, yükü açıp kapatarak pilin iç direncini tahmin edebilirsiniz. Deşarj sırasında kontrolörün çalışmasının algoritmasının daha fazla açıklama gerektirmediğini düşünüyorum. İşlem sonunda Q1 kilitlenir, akünün yükten tamamen bağlantısı kesilir ve kontrolör şarj ünitesini açar.

Şarj bloğu. Ayrıca bir akım dengeleyici, yalnızca kontrolsüz, ancak değiştirilebilir. Akım, IC2 (2,5 V, veri sayfasına göre %1 doğruluk) ve direnç R21 üzerindeki voltaj referansı ile ayarlanır. Benim durumumda, şarj akımı klasikti - nominal pil kapasitesinin 1 / 10'u. Geri besleme direnci - R20. Zevkinize ve ayrıntıların mevcudiyetine göre başka herhangi bir referans voltaj kaynağı kullanabilirsiniz. Transistör Q2, Q1'den daha sert bir modda çalışır. Vcc voltajı ile akü voltajı arasındaki gözle görülür farktan dolayı üzerinde gözle görülür bir güç harcanır. Bu, planın basitliği için ödenmesi gereken bir bedeldir. Ancak radyatör durumu kurtarır. Transistör Q3, Q2'yi kapanmaya zorlamaya, yani şarj ünitesini kapatmaya yarar. Mikrodenetleyicinin sinyali 12 ile kontrol edilir. ADC denetleyicisinin çalışması için başka bir referans voltaj kaynağına (IC3) ihtiyaç vardır. Standımızın ölçümlerinin doğruluğu, parametrelerine bağlıdır. LED1 LED - işlemin durumunu belirtmek için. Benim durumumda deşarj işlemi sırasında yanmıyor, şarj olurken yanıyor ve döngü tamamlandığında yanıp sönüyor.
Besleme voltajı, transistörlerin açılmasını ve gerekli aralıklarda çalışmasını sağlayacak şekilde seçilir. Bu durumda, her iki transistör için kapı serbest bırakma voltajı oldukça yüksektir - yaklaşık 2-4 V. Ek olarak, Q2 akü voltajı ve R20 tarafından "yedeklenir", bu nedenle kapı serbest bırakma voltajı yaklaşık 3,5-5,5 V'ta başlar. Buna karşılık, LM323 çıkış voltajını Vcc eksi 1,5V'un üzerine çıkaramaz.Bu nedenle, Vcc yeterince büyük olmalıdır ve benim durumumda 9V'dur.

Şarj kontrol algoritması, pildeki voltaj düşüşünün başladığı anı kontrol etmenin klasik versiyonu tarafından yönlendirildi. Bununla birlikte, gerçekte, her şeyin pek öyle olmadığı ortaya çıktı, ancak daha sonra bunun hakkında daha fazlası.
"Araştırma" sürecinde ölçülen tüm büyüklükler bir dosyaya yazıldı, ardından hesaplamalar yapıldı ve grafikler oluşturuldu.

Ölçüm standı ile ilgili her şeyin açık olduğunu düşünüyorum, o yüzden sonuçlara geçelim.

Ölçüm sonuçları

Pillerin en iyisi ve en kötüsü için zaman, saat (X) ve güç, W (Y) eksenlerindeki grafikler. Depolanan enerjinin (grafiklerin altındaki alan) önemli ölçüde farklı olduğu görülebilir. Sayısal olarak ölçülen pil kapasitesi 1196, 739, 1237 ve 1007 mAh idi. Nominal kapasitenin (kasa üzerinde belirtilen) 2700 mAh olduğu göz önüne alındığında çok değil. Ve yayılma çok büyük. Peki ya iç direnç? Sırasıyla 0,39, 0,43, 0,32 ve 0,64 Ω idi. Korkunç. Sabunluğun neden çalışmayı reddettiği açıktır - piller büyük bir akım veremez. Peki, eğitime başlayalım.

Birinci bisiklet. Yine, en iyi ve en kötü pillerin güç çıkışları.

İlerleme çıplak gözle görülebilir! Rakamlar bunu onaylıyor: 1715, 1444, 1762 ve 1634 mAh. İç direnç de iyileşti, ancak çok düzensiz bir şekilde - 0.23, 0.40, 0.1, 0.43 Ohm. Görünüşe göre bir şans var. Ancak ne yazık ki, daha fazla deşarj / şarj döngüsü hiçbir şey vermedi. Kapasitans değerleri ve dahili direnç, döngüden döngüye yaklaşık %10 oranında değişiyordu. Bu, ölçüm doğruluğunun sınırlarına yakın bir yerde yatıyor. Onlar. en azından pillerim için uzun bir antrenman hiçbir şey yapmadı. Ancak öte yandan, pillerin kapasitelerinin yarısından fazlasını koruduğu ve yine de düşük akımda çalışacakları anlaşıldı. En azından biraz ekonomik tasarruf.

Şimdi şarj işlemi üzerinde biraz durmak istiyorum. Belki de gözlemlerim akıllı bir şarj cihazı tasarlayacak biri için faydalı olacaktır.
İşte tipik bir şarj grafiği (solda pilin volt cinsinden voltaj ölçeği var).

Şarj başladıktan sonra bir voltaj düşüşü gözlenir. Farklı döngülerde, az ya da çok derinlikte olabilir, süre olarak biraz farklı olabilir, bazen yoktur. Ayrıca, yaklaşık 10 saat boyunca tekdüze bir büyüme ve ardından neredeyse yatay bir platoya çıkış vardır. Teori, küçük bir şarj akımıyla, şarjın sonunda voltaj düşüşü olmadığını söylüyor. Sabırlıydım ve yine de bu sonbaharı bekledim. Küçüktür (grafikte neredeyse fark edilmez), çok uzun süre beklemeniz gerekir, ancak her zaman oradadır. On saatlik şarjdan sonra ve düşmeden önce, pildeki voltaj artmasına rağmen son derece önemsizdir. Bunun son şarj üzerinde neredeyse hiçbir etkisi yoktur, pil ısınması gibi hoş olmayan olaylar gözlenmez. Bu nedenle, düşük akımlı şarj cihazları tasarlarken onlara zeka sağlamanın bir anlamı yoktur. 10-12 saatlik bir zamanlayıcı yeterlidir ve özel bir doğruluk gerekmez.

Ancak bu idil, unsurlardan biri tarafından bozuldu. Yaklaşık 5-6 saatlik şarjdan sonra çok belirgin voltaj dalgalanmaları oldu.

İlk başta, standımdaki bir tasarım hatası olarak yazdım. Fotoğraf, her şeyin yüzeye monte edilerek monte edildiğini ve kontrolörün oldukça uzun kablolarla bağlandığını gösteriyor. Bununla birlikte, tekrarlanan deneyler, bu tür saçmalıkların sürekli olarak aynı pille meydana geldiğini ve diğerlerinde asla meydana gelmediğini göstermiştir. Utanç verici bir şekilde, bu davranışın nedenini bulamadım. Yine de (ve bu grafikte açıkça görülüyor), voltajın ortalama değeri olması gerektiği gibi büyüyor.

sonsöz

Bu kadar. İlginiz için teşekkür ederiz.