Как Зарядить Аккумулятор Ni Mh

Как Зарядить Аккумулятор Ni Mh

Никель-металлические батареи (Ni-MH)

Сравнительные свойства щелочных батарей

Большое изменение определенных характеристик в таблице обусловлено различными целями (конструкциями) батарей.

История никель-металлогидридных аккумуляторов

В новом элементе водород накапливается в сплавах некоторых металлов. Сплавы, которые поглощают водород в объеме, в 1000 раз превышающем их собственный объем, были найдены в 1960-х годах. Эти сплавы состоят из 2 или более металлов, один из которых поглощает водород, а другой. катализатор, способствующий диффузии атомов водорода в решетку металла. Количество возможных составов используемых металлов практически не ограничено, что позволяет улучшить характеристики сплава. Создание Ni-MH аккумуляторов потребовало создания сплавов, которые работают при низком давлении водорода и комнатной температуре. В настоящее время в мире ведутся работы по созданию новых сплавов и технологий их переработки. Никелевые сплавы с редкоземельными металлами могут обеспечить до 2000 циклов зарядки аккумулятора, уменьшая отрицательную емкость электрода менее чем на 30%.

1-й Ni-MH аккумулятор, в котором сплав LaNi использовался в качестве основного активного материала гидридного металлического электрода5, был запатентован Биллом в 1975 году. В предыдущих экспериментах с металлическими гидридными сплавами никель-металлогидридные батареи были нестабильны, и требуемая емкость батареи не удавалась. Потому что промышленная реализация Ni-MH батареи началось исключительно в середине 80-х годов после создания сплава La-Ni-Co, который обеспечивает электрохимическое повторное поглощение водорода в течение более 100 циклов. С тех пор конструкция никель-металлогидридных аккумуляторов неуклонно совершенствуется в направлении увеличения их удельной энергии.

Замена отрицательного электрода позволила увеличить закладку активной массы положительного электрода в 1,3-2 раза, что определяет емкость аккумулятора. Следовательно, Ni-MH аккумуляторы имеют значительно более высокие удельные энергетические характеристики, чем Ni-Cd аккумуляторы.

Успех в распределении гидридных никель-металлических батарей был обеспечен высочайшей плотностью энергии и нетоксичностью материалов, используемых при их изготовлении.

Основные процессы для Ni-MH аккумуляторов

Реакция протекает на положительном оксидно-никелевом электроде Ni-MH:

На отрицательном электроде металл с поглощенным водородом превращается в гидрид металла:

Общий отклик в Ni-MH батарее записывается следующим образом:

Электролит не участвует в основной реакции образования тока.

После сообщения о 70-80% емкости и при зарядке на оксидно-никелевом электроде выделяется кислород:

который восстанавливается на отрицательном электроде:

Последние две реакции обеспечивают замкнутый кислородный цикл. За счет уменьшения кислорода дополнительное увеличение емкости металла гидридного электрода обеспечивается образованием группы ON.

Электронные Ni-MH батареи

Основным материалом, который определяет свойства никель-металлогидридных аккумуляторов, является водородопоглощающий сплав, способный поглощать в 1000 раз больше водорода.

Наиболее широко используемые сплавы, такие как LaNi5, в которой часть никеля заменена марганцем, кобальтом и алюминием для улучшения стабильности и активности сплава. Чтобы снизить стоимость, некоторые производители используют металл вместо лантана (Mm, который представляет собой смесь редкоземельных элементов; их консистенция близка к консистенции природных руд), которая также включает церий, празеодим и неодим, не включая лантан.

В течение цикла зарядки-разрядки кристаллическая решетка расширяется и сжимается на 15-25% из сплавов, поглощающих водород из-за поглощения и десорбции водорода. Такие конфигурации приводят к трещинам в сплаве из-за увеличения внутренних напряжений. Образование трещин вызывает увеличение площади поверхности, подверженной коррозии со стороны щелочного электролита. По этим причинам разрядная емкость отрицательного электрода равномерно уменьшается.

В батарее с ограниченным количеством электролита это вызывает помехи перераспределению электролита. Коррозия сплава приводит к химической пассивности поверхности из-за образования коррозионно-стойких оксидов и гидроксидов, которые повышают перенапряжение основной реакции образования тока металлогидридного электрода. Образование продуктов коррозии происходит за счет расхода кислорода и водорода из раствора электролита, что, в свою очередь, вызывает уменьшение количества электролита в батарее и повышение его внутреннего сопротивления.

Чтобы замедлить ненужные процессы дисперсии и коррозии сплавов, которые определяют срок службы Ni-MH аккумуляторов, существует два основных метода (кроме оптимизации состава и режима производства сплава). Первый метод. это микрокапсулирование частиц сплава, то есть покрытие их поверхности узким пористым слоем (5-10%). по весу никеля или меди. Второй метод, который стал более широко используемым в настоящее время, заключается в обработке поверхности сплавов частиц щелочными смесями с образованием защитных пленок, проницаемых для водорода.

Электроды из оксида никеля при серийном производстве изготавливаются в следующих конструктивных модификациях: пластинчатые, спеченные, спеченные (керамзит) и экструдированные, в том числе таблетированные. В последние годы использовались электроды без спермы и пенные электроды.

Читайте также

  • Замена натяжителя цепи на ВАЗ 21213, ВАЗ 21214, ВАЗ 2131Как следует из названия, натяжитель цепи нужен только для того, чтобы натянуть цепь, чтобы она не ослабла во время работы двигателя, поэтому со временем эта деталь ломается по разным причинам, э...
  • BMW 5 Series 528i /// Baby ›Бортжурнал› Ремонт Выключатель зажигания BMW e39 (part rel = 0; control = 0; showinfo = 0; iv_load_policy = 3; "frameborder =" 0 "Полный экран>Установка Выключатель зажигания на BMW E39 520. Как снять фару на туареге. авто...
  • Вполне вероятно, что автомобилисты в процессе использования ВАЗ-2114 столкнулись с тем, что вентилятор охлаждения двигателя отключен. Только вот не все знают, при какой температуре он должен работать. Такой индикатор неразрывно связан с радиатором и ...
  • Наверное, владельцы техники «Ижмаш» себя демонстрируют зажигание. Это простой процесс, если вы посмотрите на структуру набора бухгалтерских программ и механизм работы. В тексте статьи есть заметка о том, как установить зажигание на свой байк, включая...
  • Зарядка электромобиля все еще слишком сложна. Беспроводная зарядка стремится сделать это легко.Мы предполагаем, что электромобили должны быть подключены. В конце концов, это правильное название гибридного модуля. Но если бы не вилки и кабели, электро...
  • Добро пожаловать! Воздушный фильтр. это легкие любого автомобиля, есть люди, у которых есть легкие, которые чистят воздух и дышат нормально, и благодаря воздушному фильтру машина дышит так же хорошо, очищая воздух, поступающий в двигатель автомобиля....

Ламелловые электроды Они представляют собой набор перфорированных коробок (ламелей), соединенных между собой узкой (шириной 0,1 мм) никелированной металлической полосой.

Спеченные (керамические) электроды состоят из пористой (более 70% пористости) металлокерамической основы, в порах которой имеется активная масса. Основа изготовлена ​​из тонкого карбонил-никелевого порошка, который в соответствии с карбонатом аммония или мочевиной (60-65% никеля, остальное. наполнитель) прессуется, прокатывается или распыляется на сетку из железа или никеля. Порошковая сетка затем подвергается термообработке в восстановительной атмосфере (обычно в атмосфере водорода) при температуре 800-960 ° С, причем вся карбонатная или аммонийная мочевина разлагается и испаряется, а никель спекается. Основания, приобретенные на этой катушке, имеют толщину 1-2,3 мм, пористость 80-85% и радиус пор 5-20 мкм. Субстрат попеременно пропитывают концентрированным никелем, никелем или сульфатом никеля и щелочным веществом, нагретым до 60-90 ° С, что способствует осаждению оксидов и гидроксидов никеля.

В настоящее время также используется метод химической пропитки, в котором электрод катодно обрабатывают в растворе нитрата никеля. Из-за образования водорода раствор в порах пластины становится щелочным, что приводит к осаждению оксидов и гидроксидов никеля в порах пластины.

Фольговые электроды приравниваются к разновидностям спеченных электродов. Электроды создаются путем нанесения двух узких (0,05 мм) перфорированных никелевых полос с обеих сторон путем распыления, с использованием спиртовой эмульсии порошка карбонил никеля, содержащей связующие вещества, спекания и будущей химической или химической пропитки реагентами. Толщина электрода составляет 0,4-0,6 мм.

Экструдированные электроды изготавливают путем прессования под давлением 35-60 МПа активной массы на сетчатой ​​или перфорированной железной ленте. Активная масса состоит из гидроксида никеля, гидроксида кобальта, графита и связующего.

Металлические электроды имеют высокопористую основу из никеля или углеродных волокон. Пористость этих оснований. 95% или больше. Войлочный электрод выполнен на основе никелированного полимерного или углеграфитового войлока. Толщина электрода в зависимости от его назначения находится в диапазоне 0,8-10 мм. Активная масса вводится в войлок различными способами, в зависимости от его плотности.

Вы можете использовать войлок вместо войлока пенопласт никель, получен никелированием пенополиуретана с последующим отжигом в восстановительной среде. В высокопористой среде обычно применяется паста, содержащая гидроксид никеля и связующее. Затем основу с пастой сушат и раскатывают. Войлочные и полистирольные электроды характеризуются самой высокой удельной емкостью и огромным ресурсом.

Дизайн батареи Ni-MH.

Рис. 1. Конструкция никель-металлической батареи (Ni-MH):

1 корпус, 2 крышки, 3-клапанная крышка, 4-клапанный, 5-коллектор положительного электрода, 6-изолирующее кольцо, 7-отрицательный электрод, 8-разделитель, 9-положительный электрод, 10-изолятор.

В Ni-MH призматических батареях положительный и отрицательный электроды расположены поочередно, между ними расположен разделитель. Узел электрода вставляется в железный или пластиковый корпус и закрывается заглушкой. Клапан или датчик давления обычно устанавливаются на крышке (эскиз 2).

КАК ЗАРЯЖАТЬ ПЕСНИ АА AAA Ni Mh Ni Cd. обычное и умное зарядное устройство

Это верно упражнение Палец батареи AA и AAA Нет меча, Ni Cd. Который упражнение. о простых и умных.


Как правильно заряжать NiMH и NiCd батареи?

Друзья, я приветствую вас! Это видео было записано в ответ на ваши вопросы о том, насколько это правда зарядить аккумулятор.

Рис. 2. Конструкция Ni-MH батареи:

1 корпус, 2 крышки, крышка с 3 клапанами, 4 клапана, 5 изолирующих прокладок, 6 изоляторов, 7-разрядный электрод, 8 разделителей, 9 положительных электродов.

В никель-металлогидридных батареях используется щелочной электролит, состоящий из КОН с добавлением LiOH. Нетканый полипропилен и полиамид толщиной 0,12-0,25 мм, обработанные смачивающим агентом, используются в качестве сепараторов в Ni-MH батареях.

Положительный электрод. В никель-металлогидридных аккумуляторах используются положительные электроды из оксида никеля, аналогичные используемым в никель-кадмиевых аккумуляторах. Ni-MH аккумуляторы в основном используются в керамике и в последние годы. войлочные и пенные электроды (см. выше).

Отрицательный электрод. Было обнаружено, что пять применений отрицательного гидридного электрода имеют практическое применение в Ni-MH батареях (см. Выше):

Удельная емкость гидридных металлов различной конструкции близка по величине и определяется в основном емкостью используемого сплава.

Характеристики Ni-MH аккумуляторов

Электрические характеристики

Номинальное напряжение разряда Повышение при номинальном токе разряда Ip = 0,1-0,2 ° C (C. Номинальная емкость аккумулятора) при 25 ° C составляет 1,2-1,25 В, обычное напряжение на клеммах. 1С. Напряжение уменьшается с увеличением нагрузки (см. Рисунок 3)

Рис. 3. Характеристики разряда Ni-MH батареи при 20 ° C и различных нормированных токах нагрузки:

1-0,2C; 2-1C; 3-2C; 4-3C

Емкость батареи. С увеличением нагрузки (уменьшением времени разряда) и снижением температуры емкость Ni-MH батареи уменьшается (рис. 4). Эффект понижения температуры на резервуаре особенно заметен при высоких расходах и при температуре ниже 0 ° C.

Рис. 4. Температурная зависимость разрядной емкости Ni-MH батареи при разных токах разряда:

Читайте также

  • АвтоВАЗ объявляет об отзыве автомобилей 7220 Lada Рентгеновский«Он продается с ноября 2017 года по настоящее время.Обязательным условием для изъятия было наличие раковин газа в рукоятке из серого чугуна вместо прочной. Во время сервисной кампании авт...
  • Владельцы автомобилей Форд задаются вопросом, какой ресурс двигателя у Ford Focus 3.5? Это понятно, потому что то, как долго человек может вести машину без капитального ремонта, напрямую зависит от исправности и срока службы двигателя. Наоборот, устр...
  • На технологию и качество окраски кузова автомобиля существенно влияет температура на рабочем месте. Многих автовладельцев интересует вопрос, при какой температуре можно покрасить автомобиль, чтобы лакокрасочное вещество обладало высокими защитными и ...
  • Как узнать код Форд радио. Или как автор заплатил еще раз Привет, друзья! В этом посте мы поговорим об одной ситуации в жизни автора, в которой он столкнулся с глобальной проблемой. как узнать Радиокод Форд? Казалось бы, простая задача, но ее там не ...
  • Как много масло д Volkswagen Polo двигатель МашинаVolkswagen Polo Sedan является одним из самых популярных автомобилей на российском рынке наряду с Hyundai Solaris. Автомобиль, представленный в 2017 году, по-прежнему востребован. в основном из-за его...
  • Замена ламп УАЗ патриотЛампы, используемые в системе освещения и сигнализации УАЗ ПатриотЗамена лампы Фары УАЗ патриотСнимите железные фиксаторы крышки лампы и снимите крышку лампыОтсоедините блок проводов от выхода лампы и отсоедините пружинный зажи...

Безопасность и долговечность никель-металлогидридных аккумуляторов. Саморазряд происходит во время хранения. Ni-MH аккумулятор. Через месяц при комнатной температуре потеря емкости составляет 20-30%, а последующие потери при хранении уменьшаются до 3-7% в месяц. Скорость саморазряда увеличивается с ростом температуры (см. Рисунок 5).

Рис. 5. Зависимость разрядной емкости Ni-MH батареи от времени хранения при разных температурах:

Упражнение Ni-MH аккумулятор

Для надежной работы Ni-MH батареи в течение гарантийного срока необходимо соблюдать рекомендации и инструкции производителя. Наибольшее внимание следует уделить температуре. Рекомендуется избегать перенапряжений (ниже 1 В) и коротких замыканий. Рекомендуется использовать Ni-MH аккумуляторы по назначению, чтобы избежать сочетания использованных и неиспользованных аккумуляторов, а также не паять провода и другие детали непосредственно к аккумулятору.

Ni-MH аккумуляторы более чувствительны к перезарядке, чем Ni-Cd. переплата это может привести к тепловому ускорению. Зарядку обычно проводят с током О = 0,1 С в течение 15 часов. Компенсационная зарядка осуществляется с током О = 0,01-0,03 С в течение 30 часов и более.

Ускоренная (4,5 часа) и быстрая (1 час) зарядка возможна для никель-металлогидридных батарей с высокоактивными электродами. С такими зарядами процесс контролируется путем изменения температуры T и напряжения U и других параметров. Быстрая зарядка используется, например, для Ni-MH батареи, питание для ноутбуков, мобильных телефонов, электроинструментов, хотя в ноутбуках и мобильных телефонах в настоящее время используются в основном литий-ионные и литий-полимерные батареи. Рекомендуется также трехступенчатый метод зарядки: первая ступень быстрой зарядки (1С и выше), заряд 0,1 ° С в течение 0,5-1 часа для окончательной зарядки и заряд 0,05-0,02 С в качестве компенсации заряда. Информация о зарядке аккумулятора для Ni-MH обычно предоставляется в инструкциях производителя, а рекомендуемый зарядный ток указан на корпусе аккумулятора.

Напряжение зарядки Uz при Iz = 0,3-1C лежит в пределах 1,4-1,5 В. Из-за выделения кислорода на положительном электроде количество электричества, испускаемого зарядом (Q3), больше, чем разрядная емкость (Cp). Коэффициент отдачи (100 Sr / Qz) составляет 75-80% и 85-90% соответственно для дискового и цилиндрического Ni-MH батареи.

Контроль заряда и разряда. Чтобы избежать перезарядки никель-металлогидридных аккумуляторов, можно применять следующие методы контроля заряда с использованием соответствующих датчиков, установленных в аккумуляторах или зарядное устройство:

Используя метод Tmax, батарею можно заряжать, если температура окружающей среды падает или батарея может не заряжаться достаточно, если температура окружающей среды значительно возрастает. Метод T / t может быть очень эффективно использован для остановки заряда при низких температурах окружающей среды. Но если только этот метод используется при более высоких температурах, батареи внутри батарей будут нагреваться до нежелательно высоких температур, пока не будет достигнуто отключение T / t. Для конкретного Т / т, более высокая производительность на входе может быть получена при более низкой температуре окружающей среды, чем при более высокой температуре. В начале зарядки батареи (а также в конце зарядки) происходит быстрое повышение температуры, что может привести к преждевременному отключению заряда при использовании метода T / t. Чтобы избежать этого, разработчики зарядных устройств используют таймеры для первоначальной задержки датчика при использовании метода T / t.

Метод U эффективен для остановки заряда при низких температурах окружающей среды, а не при повышенных температурах. В этом смысле метод аналогичен методу T / t. Предоставлять прекращение в случаях, когда непредвиденные обстоятельства препятствуют нормальному прерыванию зарядки, также рекомендуется использовать контроллер таймера, который регулирует продолжительность зарядки (метод t).

Таким образом, для быстрой зарядки батарей с нормированными токами 0,5-1C при температуре 0-50 ° C целесообразно одновременно использовать методы Tmax (с температурой отключения 50-60 ° C в зависимости от конструкции батарей и аккумуляторы).U (от 5-15 мВ д аккумулятор), t (обычно для получения 120% номинальной мощности) и Umax (1,6-1,8 В на батарею). Вместо метода U можно использовать метод T / t (1-2 ° C / мин) с таймером начальной задержки (5-10 мин). Смотрите также соответствующую статью для контроля заряда

После быстрой зарядки батареи зарядные устройства позволяют им переключаться на перезарядку с нормализованным током 0,1 ° C и 0,2 ° C в течение определенного времени.

Для Ni-MH аккумуляторов постоянный заряд не рекомендуется, так как это может произойти. "тепловой отказ" батареи. Это связано с тем, что в конце зарядки происходит увеличение тока, пропорциональное разнице между напряжением питания и напряжением батареи, а напряжение батареи в конце зарядки уменьшается из-за повышения температуры.

При низких температурах скорость заряда должна быть уменьшена. В противном случае кислород не успеет рекомбинировать, что приведет к повышению давления в аккумуляторе. Ni-MH батареи с высокопористыми электродами рекомендуются для использования в этих условиях.

Преимущества и недостатки Ni-MH аккумуляторов

Ni-MH аккумуляторы этого не делают "эффект памяти"Характеристика никель-кадмиевых аккумуляторов обусловлена ​​образованием никеля в отрицательном кадмиевом электроде. Однако эффекты, связанные с перезарядкой электрода из оксида никеля, остаются.

Уменьшение напряжения разряда, наблюдаемое при частой и длительной перезарядке, а также при использовании никель-кадмиевых аккумуляторов, можно устранить, периодически выполняя несколько разрядов до 1 В. Такие разряды достаточно выполнять один раз в месяц.

Однако гидридные никель-металлические батареи по некоторым эксплуатационным характеристикам уступают никель-кадмиевым, которые они призваны заменить:

Как отмечалось ранее, деградация никель-металлогидридных аккумуляторов определяется, прежде всего, снижением сорбционной емкости отрицательного электрода при циклировании. В цикле зарядки-разрядки объем кристаллической решетки сплава изменяется, вызывая трещины и последующую коррозию при реакции с электролитом. Образование продуктов коррозии происходит за счет поглощения кислорода и водорода, что снижает общее количество электролита и увеличивает внутреннее сопротивление аккумулятора.

Следует отметить, что характеристики Ni-MH аккумуляторов в значительной степени зависят от сплава отрицательного электрода и технологии обработки сплава для повышения стабильности его состава и структуры. Это заставляет производителей батарей быть осторожнее при выборе поставщиков сплавов и потребителей батарей. перед выбором производителя.