Есть ли эффект памяти у ni mh аккумуляторов
Обновлено: 06.07.2024
Для того чтобы аккумуляторы вышли на свою максимальную емкость, перед первым их необходимо сначала разрядить до напряжения 0,9В, а затем полностью зарядить.
Эту процедуру рекомендуется повторить 3-5 раз.
Новые купленные аккумуляторы из упаковки должны иметь напряжение более 1В. Меньшее напряжение говорит о том, что аккумуляторы хранились слишком долго без подзаряда, либо хранились при неоптимальной температуре и за счет саморазряда их напряжение снизилось. При снижении напряжения ниже 0,9В в аккумуляторе начинаются необратимые процессы, которые ведут к снижению емкости и увеличению внутреннего сопротивления.
Существуют зарядные устройства с функциями доразряда, тренировки аккумуляторов (циклирования) и измерения емкости и напряжения, например ROBITON ProCharger1000, MasterCharger Pro, MasterCharger 2B/Pro
Номинальная емкость
Точное значение номинальной емкости можно узнать в спецификации на данный аккумулятор. Емкость, указанная на этикетке, может отличаться от номинальной.
Большинство зарядных устройств, которые обладают функцией замера емкости - не калиброваны и имеют погрешность до 5%. Это означает, что один и тот же аккумулятор емкостью 2500мАч, может показать различную емкость при измерении: от 2375мАч до 2625мАч.
Эффект памяти
Эффект памяти - потеря емкости, имеющая место в некоторых типах электрических аккумуляторов при подзаряде не полностью разрядившегося аккумулятора.
Когда говорят, что Ni-MH не обладают "эффектом памяти", имеют ввиду, что выражен он значительно слабее, чем у Ni-Cd аккумуляторов. Так сложилось исторически, так как Ni-Cd аккумуляторы появились первыми и обладали сильновыраженным "эффектом памяти"
Примерно 1 раз в два месяца необходимо полностью разряжать Ni-MH аккумуляторы (до 0,9В), чтобы поддерживать емкость аккумулятора на уровне заявленной производителем.
Название «эффект памяти» связано с внешним проявлением эффекта: аккумулятор как будто «помнит», что в предыдущие циклы работы его ёмкость не была использована полностью, и при разряде отдаёт только до «запомненной границы»
Количество циклов
Ni-MH аккумуляторы могут выдержать более 500 циклов заряд/разряд.
Количество циклов измеряется просто - аккумулятор заряжается/разряжается до тех пор, пока его емкость не снизится до уровня 80% от номинальной емкости. После 500-го цикла аккумулятор не "умирает", а продолжает работать, но его емкость уже будет ниже на 20% от изначальной емкости.
Температура
Стандартный заряд: От 0 до 45ºС
Быстрый заряд: От 10 до 45ºС
Разряд: От -20 до 65ºС
Зачастую перегрев происходит при заряде аккумуляторов большим током. Температура при заряде током более 0,5С (где С - емкость) может достигать 65*С, поэтому при использовании быстрых зарядных устройств неизбежно ускоренное старение аккумуляторов.
Некоторые зарядные устройства имеют охлаждающий куллер, либо систему защиты от перегрева – они прекращают процесс заряда при превышении некоторого температурного порога.
Хранение
Максимальный срок хранения Ni-MH аккумуляторов достигается при уровне заряженности примерно 50%. С производства Ni-MH аккумуляторы выходят именно в таком состоянии. Оптимальная температура хранения от -20 до +30*С.
Саморазряд
Стандартные Ni-MH аккумуляторы, как и все другие элементы питания подвержены саморазряду. Это означает, что с течением времени их запасенная энергия снижается.
Скорость саморазряда стандартных Ni-MH аккумуляторов составляет до 40% в течение месяца. При этом 15-20% своей запасенной энергии аккумулятор теряет в первые сутки после заряда и по 10-15% от остаточной запасенной энергии теряется в течение каждого следующего месяца.
Это означает, что стандартные Ni-MH аккумуляторы необходимо подзаряжать непосредственно перед использованием.
Существуют Ni-MH аккумуляторы с низким саморазрядом, обычно с отметкой READY To USE или LOW SelfDischarge. За год их запасенная энергия снижается всего на 15%. Такие аккумуляторы выходят с производства полностью заряженными, они готовы к использованию сразу после покупки.
Время заряда Ni-MH аккумуляторов
Для аккумуляторов любой емкости формула расчета времени заряда проста:
Время (в часах) = Емкость аккумулятора (в мАч) * 1,2 / Ток зарядного устройства (в мА)
Например, если аккумулятор емкостью 2500мАч поставить на заряд током 700мА, то время заряда составит: 2500 * 1,2 / 700 = 4,3 часа
Формула применима для полностью разряженных аккумуляторов
Ток заряда Ni-MH аккумуляторов
Все Ni-MH аккумуляторы поддерживают стандартный и быстрый заряд.
Некоторые модели аккумуляторов могут поддерживать сверхбыстрый заряд.
Ток заряда выражается через С - емкость аккумулятора.
Например, ток заряда 0,3С для аккумулятора 2500мАч это 2500 * 0,3=750мА
Стандартный заряд: ток заряда <0,2C
Время заряда аккумуляторов контролируется пользователем. Перед зарядом аккумуляторов необходимо вычислить приблизительное время заряда по формуле.
Быстрый заряд: ток заряда 0,2C-0,5С
При этом токе возможно автоматическое определение момента окончания заряда. Аккумуляторы можно заряжать в автоматическом режиме, если используется автоматическое зарядное устройство. В случае использования стандартных зарядных устройств, время заряда контролируется пользователем и вычисляется предварительно по формуле.
В процессе заряда возможен небольшой нагрев аккумуляторов, это нормально.
Сверхбыстрый заряд: ток заряда 0,5-1C
При этом токе возможно автоматическое определение момента окончания заряда. Можно заряжать в автоматическом режиме, если у вас автоматическое з/у, а если нет, то нужно вычислить время по приведенной выше формуле.
Возможен сильный нагрев аккумуляторов, это нормально. Если нагрев выше 55*С, необходимо отключить заряд и подождать их остывания. Примерно температуру можно оценить по тактильным ощущениям при длительном прикосновении к аккумуляторам - если есть ощущение жжения и продолжительно удерживать контакт невозможно, значит температура 55-60*С.
Помните, что не все аккумуляторы поддерживают сверхбыстрый заряд.
Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.
Последние посетители 0 пользователей онлайн
Broadlink RM4 RM4C mini - ИК пульт управления различной техникой со смартфона
Похожий контент
Здравствуйте.
Прошу пояснить, можно ли подключить к этой плате аккумулятор напрямую, без устройств, контролирующих заряд/разряд?
На микросхеме маркировка: AS21BPOC466-25A4
где - D3 микросхема зарядки Li-ion\Li-Pol аккумулятора (MCP73831),
D4 - DC\DC преобразователь USB -> 3.3V (LM3671),
D5 - DC\DC преобразователь VBAT -> 3.3V (LM3671).
Суть моего вопроса:
Если присутствует напряжение VBUS (USB), то необходимо выключать преобразователь D5 сигналом LM3671_BAT, но включать D4 сигналом LM3671_USB.
Таким образом получается, что аккумулятор будет заряжаться, а питаться прибор будет от USB.
Мои предположения, рассуждения и решения которые я вижу:
Если управлять преобразователями при помощи GPIO портов МК, то получится, что как только питание по USB отключится, то прибор выключится быстрее, чем успеет включиться преобразователь работающий от VBAT, ввиду чего я такое решение и отмёл. Использовать небольшую схемку на двух полевых транзисторах в одном корпусе (p и n типа). В симуляторе вроде как всё работает, но вероятно может произойти та же ситуация, что и в случае 1;
Использовать микросхему выполняющую данную задачу, но тут играет роль, что достать её сложно, стоит 7$ и выглядит как overkill для такой простой задачи. Покидайтесь, пожалуйста, камнями и критикой решений, своими вариантами решения задачи или же исправлениями к приложенным схемам.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Если вдруг кого-то заинтересует,
то вот ссылка на GitHub проекта,
а так же ссылка на GitHub библиотеки.
Используются шрифты T-Flex GOST, можно получить по ссылке.
Здравствуйте господа, подскажите по какой схеме лучше соединить аккумуляторы. Аккумуляторы д-0.55с, нагрузка светодиодная матрица. В рамках вопроса интересует только работа на нагрузку (без схемы зарядки/
Нужна принципиальная схема устройства зарядного малогабаритного УЗМ 1,5-5
Исследования в области никель-металлгидридных батарей начались в 1970х годах как совершенствование никель-водородных батарей, поскольку вес и объем никель-водородных батарей не удовлетворял производителей (водород в этих батареях находился под высоким давлением, что требовало прочного и тяжелого стального корпуса). Использование водорода в виде гидридов металлов позволило снизить вес и объем батарей, также снизилась и опасность взрыва батареи при перегреве.
Начиная с 1980х была существенно улучшена технология производства NiMH батарей и началось коммерческое использование в различных областях. Успеху NiNH батарей способствовала увеличенная емкость (на 40% по сравнению с NiCd), использование материалов, годных к вторичной переработке («дружественность» природной среде), а также весьма длительных срок службы, часто превышающий показатели NiCd аккумуляторов.
Преимущества и недостатки NiMH аккумуляторов
Преимущества
・ бОльшая емкость — на 40% и более, чем обычные NiCd батареи
・ намного меньшая выраженность эффекта «памяти» по сравнению с никель-кадмиевыми аккумуляторами — циклы обслуживания батареи можно проводить в 2-3 раза реже
・ простая возможность транспортировки — авиакомпании перевозят без всяких предварительных условий
・ экологически безопасны — возможна переработка
Недостатки
・ ограниченное время жизни батареи — обычно около 500-700 циклов полного заряда/разряда (хотя в зависимости от режимов работы и внутреннего устройства могут быть различия в разы).
・ эффект памяти — NiMH батареи требуют периодической тренировки (цикла полного разряда/заряда аккумулятора)
・ Относительно малый срок хранения батарей — обычно не более 3х лет при хранении в разряженном состоянии, после чего теряются основные характеристики. Хранение в прохладных условиях при частичном заряде в 40-60% замедляют процесс старения батарей.
・ Высокий саморазряд батарей
・ Ограниченная мощностная емкость — при превышении допустимых нагрузок уменьшается время жизни батарей.
・ Требуется специальное зарядное устройство со стадийным алгоритмом заряда, поскольку при заряде выделяется большое количество тепла и никель-металлгидридные батареи прохо переносят перезаряд.
・ Плохая переносимость высоких температур (свыше 25-30 по Цельсию)
Конструкция NiMH аккумуляторов и АКБ
Современные никель-металлгидридные аккумуляторы имеют внутреннюю конструкцию, схожую с конструкцией никель-кадмиевых аккумуляторов. Положительный оксидно-никелевый электрод, щелочной электролит и расчетное давление водорода совпадают в обеих аккумуляторных системах. Различны только отрицательные электроды: у никель-кадмиевых аккумуляторов – кадмиевый электрод, у никель-металлгидридных – электрод на базе сплава поглощающих водород металлов.
В современных никель-металлгидридных аккумуляторах используется состав водородоадсорбирующего сплава вида AB2 и AB5. Другие сплавы вида AB или A2B не получили широкого распространения. Что же обозначают загадочные буквы A и B в составе сплава? – Под символом A скрывается металл (или смесь металлов), при образовании гидридов которых выделяется тепло. Соответственно, символ B обозначает металл, который реагирует с водородом эндотермически.
Для отрицательных электродов типа AB5 используется смесь редкоземельных элементов группы лантана (компонент А) и никель с примесями других металлов (кобальт, алюминий, марганец) – компонент B. Для электродов типа AB2 используются титан и никель с примесями циркония, ванадия, железа, марганца, хрома.
Никель-металлгидридные аккумуляторы с электродами типа AB5 имеют большее распространение из-за лучших показателей циклируемости, несмотря на то, что аккумуляторы с электродами типа AB2 более дешевы, имеют большую емкость и лучшие мощностные показатели.
В процессе циклирования происходит колебания объема отрицательного электрода до 15-25% от исходного за счет поглощения/выделения водорода. В результате колебаний объема возникает большое количество микротрещин в материале электрода. Это явление объясняет, почему для нового никель-металлгидридного аккумулятора необходимо произвести несколько «тренировочных» циклов заряда/разряда для приведения значений мощности и емкости аккумулятора к номинальным. Также у образования микротрещин есть и отрицательная сторона – увеличивается площадь поверхности электрода, которая подвергается коррозии с расходованием электролита, что приводит к постепенному увеличению внутреннего сопротивления элемента и снижению емкости. Для уменьшения скорости коррозийных процессов рекомендуется хранить никель-металлгидридные аккумуляторы в заряженном состоянии.
Отрицательный электрод имеет избыточную емкость по отношению к положительному как по перезаряду, так и по переразряду для обеспечения приемлемого уровня выделения водорода. Из-за коррозии сплава постепенно уменьшается емкость по перезаряду отрицательного электрода. Как только избыточная емкость по перезаряду исчерпается, на отрицательном электроде в конце заряда начнет выделяться большое количество водорода, что приведет к стравливанию избыточного количества водорода через клапаны элемента, «выкипанию» электролита и выходу аккумулятора из строя. Поэтому для заряда никель-металлгидридных аккумуляторов необходимо специальное зарядное усройство, учитывающее специфику поведения аккумулятора для избегания опасности саморазрушения аккумуляторного элемента. При сборе батареи аккумуляторов необходимо предусмотреть хорошую вентиляцию элементов и не курить рядом с заряжающейся никель-металлгидридной батареей большой емкости.
Со временем в результате циклирования возрастает и саморазряд аккумулятора за счет появления больших пор в материале сепаратора и образовании электрического соединения между пластинами электродов. Эта проблема может быть временно решена путем нескольких циклов глубокого разряда аккумулятора с последующим полным зарядом.
При заряде никель-металлгидридных аккумуляторов выделяется достаточно большое количество тепла, особенно в конце заряда, что является одним из признаков необходимости завершения заряда. При собирании нескольких аккумуляторных элементов в батарею необходима система контроля параметров батареи (BMS), а также наличие терморазмыкающихся токопроводящих соединительных перемычек между частью аккумуляторных элементов. Также желательно соединять аккумуляторы в батарее путем точечной сварки перемычек, а не пайки.
Разряд никель-металлгидридных аккумуляторов при низких температурах лимитируется тем фактом, что эта реакция эндотермическая и на отрицательном электроде образуется вода, разбавляющая электролит, что приводит к высокой вероятности замерзания электролита. Поэтому, чем меньше температура окружающей среды, тем меньше отдаваемая мощность и емкость аккумулятора. Напротив, при повышенной температуре в процессе разряда разрядная емкость никель-металлгидридного аккумулятора будет максимальной.
Знание конструкции и принципов работы позволит с большим пониманием отнестись к процессу эксплуатации никель-металлгидридных аккумуляторов. Надеюсь, информация, почерпнутая в статье, позволит продлить жизнь вашей аккумуляторной батареи и избежать возможных опасных последствий из-за недопонимания принципов безопасного использования никель-металлгидридных аккумуляторов.
P.S. youROCK посоветовал вставить несколько графиков и картинок, не хотел этого делать из-за соображений копирайта, однако попробую их вставить со ссылкой на источник
Зависимось характеристик никель-металлгидридной аккумуляторной батареи на 6В от циклирования
Разрядные характеристики NiMH-аккумуляторов при различных
токах разряда при температуре окружающей среды 20 °С
Отдельные виды аккумуляторов подвержены "эффекту памяти", который оказывает ощутимое негативное влияние на продуктивность батареи.
Ниже рассмотрены определение этого явления, способы предотвращения проявления его у источников питания, а также порядок действий в случае, когда ипо этой причине батарея начала работать некорректно.
Определение "эффекта памяти" аккумулятора
"Эффект памяти" аккумулятора представляет собой процесс существенной утраты емкости батареей из-за нарушений условий подзарядки, когда АКБ начинают заряжать до потери предыдущего заряда.
В этом случае создаются условия для того, чтобы источник питания будто зафиксировал уровень емкости до момента, когда его начали подзаряжать. В дальнейшей работе аккумулятор отдаст ток строго до этого значения.
У батареи нет мозга и, соответственно, памяти, а описываемый эффект объясняется повышением числа кристаллов активного вещества.
Это отклонение начинает особенно выражаться, когда перязаряжаемые аккумуляторные батареи подвергают подзарядке до того, как они полностью отдали электроток, который у них еще есть.
Если из раза в раз такой цикл повторяется, то АКБ утрачивает большую часть емкости. К тому же появляется риск того, что изделие полностью потеряет работоспособность.
Признаки того, что у батареи проявляются признаки такого явления, несложно - у моделей разных производителей они похожи. Чтобы оградить себя от того, чтобы менять аккумулятор чаще, чем нужно, необходимо обращать внимание на режим работы батареи и его отклонения от стандартного.
Количество циклов заряда АКБ конечно, однако есть возможность реанимировать даже значительно испорченные батареи путем специфической тренировки.
Варианты проявления "эффекта памяти" в АКБ
Осведомленность о типе аккумулятора является важным фактором в процессе работы с "эффектом памяти" изделия. Разрастание кристаллов — явление, которому батареи с разным химическим составом электролита и электродов подвержены по-разному:
1. Ni-Mh. Если в составе батареи присутствует никель, с большой вероятностью можно утверждать, что она будет склонна к "эффекту памяти" (АКБ Ni-Mh – в том числе).
Стоит раз нарушить режим подзарядки - и уже следующий цикл работы будет значительно короче. А если устройство, в которое установлена АКБ, используется постоянно, проявление "эффекта памяти" найдет отражение в основательном уменьшении времени его работы.
2. Ni-Cd. Этот тип батарей является самым чувствительным с точки зрения "эффекта памяти". Особенностью является то, что уменьшение времени работы как следствие сокращения емкости, может наступить даже после недолгой эксплуатации. Больше всего эффект заметен у недорогих моделей.
3. Li-Ion. Литий-ионные АКБ — это современные химические элементы питания. Эффект памяти у них почти отсутствует. Если емкость немного и снижается, то это результат долгой эксплуатации или постоянной работы.
4. Li-Pol. У этого типа батарей "эффект памяти" также отсутствует. Литиево-полимерные АКБ хорошо устанавливать в приборы, которые включают нерегулярно и заряжаются время от времени и не по правилам: до того, как заряд батареи истощится до конца.
5. LiFePO4. Литиево-железофосфатные батареи предрасположены к "эффекту памяти". Он проявляется не так радикально, как в аккумуляторах, содержащих никель, однако пренебрегать правилами зарядки таких элементов питания не стоит. Если хоть раз начать заряжать аккумулятор до того, как зарядка «села», на катоде аккумулятора такого вида начнутся разрушительные процессы.
Способы предотвращения развития "эффекта памяти"
Предотвратить "эффект памяти" у АКБ, которые к нему предрасположены, предельно легко. Нужно лишь удержаться установки на зарядку элемента питания до того, как он полностью истощится.
Если же такой возможности нет, то в профилактических целях нужно периодически осуществлять цикл по полному израсходованию тока с последующей полной подзарядкой с использованием рекомендаций завода-производителя батареи.
В аккумуляторах типа Ni-Cd и никель-металлогидридных АКБ подход по уменьшению риска развития эффекта памяти другой.
Необходимо задать необходимый уровень емкости. Для этого нужно до упора новую батарею, используя при этом силу тока, рекомендованную производителем изделия.
Далее требуется полностью разрядить аккумулятор, используя устройство невысокой мощности.
Такой цикл сделает возможным задать максимально возможные эксплуатационные характеристики изделия на старте эксплуатации, а также удалить первичное формирование кристаллов на внутренних контактах аккумулятора.
Аккумуляторы, предрасположенные к проблеме
Очевидно, что этот процесс будет выражаться отчетливее в переносных приборах, которые используются в течение долгого периода времени (такие как шуруповерт: они эксплуатируются на объектах без электричества).
Очень часто такие устройства заряжают, не дожидаясь, пока запас электрической энергии не истощится полностью.
Чаще всего подобные приборы не заряжают в процессе работы, обычно специфика их применения исключает такую возможность. Такая же сложность возникает с теми устройствами, которые используются время от времени.
К уменьшению продуктивности работы аккумулятора приводит распространенная практика подключения устройства к электросети с использованием адаптера, к которой часто прибегают пользователи.
Способы восстановления емкости АКБ
Восстановление емкости содержащих никель аккумуляторов возможна почти в полном объеме. Порядок действий нужно выполнить в определенном порядке:
Если аккумулятор устанавливался на подзарядку, когда имеющийся электроток еще полностью не израсходован в течение значительного периода времени, есть вероятность, что для восстановления емкости потребуется зарядное устройство более высокой мощности.
Описанную выше процедуру можно проводить и как профилактику. Она применима в нескольких случаях:
Читайте также: