NiMH står för Nickel Metal Hydride. Korrekt laddning är nyckeln till att bibehålla prestanda och livslängd. Du måste känna till denna teknik för att ladda NiMH. Återvinningen av NiMH-celler är en ganska komplicerad process, eftersom spänningstoppen och det efterföljande fallet är mindre, och därför är indikatorerna svårare att bestämma. Överladdning leder till överhettning och skador på cellen, varefter kapaciteten går förlorad, vilket resulterar i förlust av funktionalitet.
Design och funktionsprincip
Batteriet är en elektrokemisk anordning där elektrisk energi omvandlas och lagras i kemisk form. Kemisk energi omvandlas lätt till elektrisk energi. NiMH arbetar enligt principen att absorbera, frigöra och transportera väte inuti två elektroder.
NiMH-batterier består av två metallremsor som fungerar som positiva och negativa elektroder, och en isolerande folieseparator mellan dem. Denna energi "smörgås" lindas och placeras i ett batteri tillsammans med vätskaelektrolyt. Den positiva elektroden består vanligtvis av nickel, den negativa elektroden av metallhydrid. Därav namnet "NiMH", eller "nickelmetallhydrid".
Förmåner:
- Innehåller mindre gifter och är miljövänligt och återvinningsbart.
- Minneseffekten är högre än Ni-Cad.
- Mycket säkrare än litiumbatterier.
Flaws:
- Djuputladdning förkortar livslängden och genererar värme vid snabbladdning och hög belastning.
- Självurladdning är högre jämfört med andra batterier och måste beaktas innan NiMH laddas.
- Hög underhållsnivå krävs. Batteriet måste vara helt urladdat för att förhindra kristallbildning under laddning.
- Dyrare än Ni-Cad-batteri.
Karakteristika för laddning/urladdning
Nickel-metallhydridcellen har många egenskaper som liknar NiCd, som urladdningskurvan (med extra laddning) som batteriet kan acceptera. Den är intolerant mot överladdning som orsakar kapacitetsförsämring, vilket är ett stort problem för laddardesigners.
Nuvarande specifikationer behövs för att ladda ett NiMH-batteri korrekt:
- Nominell spänning är 1,2V.
- Specifik energi - 60-120 Wh/kg.
- Energitäthet - 140-300 Wh/kg.
- Specifik effekt - 250-1000 W/kg.
- Laddnings-/urladdningseffektivitet -90%.
Laddningseffektiviteten för nickelbatterier sträcker sig från 100 % till 70 % av full kapacitet. Inledningsvis sker en liten temperaturhöjning, men senare, när laddningsnivån stiger, sjunker effektiviteten, vilket genererar värme, vilket måste beaktas innan NiMH laddas.
När ett NiCD-batteri laddas ur till en viss lägsta spänning och sedan laddas, måste försiktighet iakttas för att minska konditioneringseffekten (ungefär var tionde laddnings-/urladdningscykel), annars kommer det att börja tappa kapacitet. För NiMH krävs inte detta krav eftersom effekten är försumbar.
En sådan återställningsprocess är dock också bekväm för NiMH-enheter, det rekommenderas att överväga det innan NiMH-batterier laddas. Processen upprepas tre till fem gånger innan de når full kapacitet. Konditioneringsprocessen för de uppladdningsbara batterierna säkerställer att de håller i många år.
NiMH-återställningsmetoder
Det finns flera laddningsmetoder som kan användas med NiMH-batterier. De, liksom NiCds, kräver en konstant strömkälla. Hastigheten anges vanligtvis på cellkroppen. Det bör inte överskrida tekniska standarder. Gränserna för avgiftsgränser är tydligt reglerade av tillverkarna. Innan du använder batterier måste du tydligt veta vilken ström du ska ladda NiMH-batterier med. Det finns flera metoder som används för att förhindra fel:
- Laddning med timer. Användning av tid föratt bestämma slutet av processen är det enklaste sättet. Ofta är en elektronisk timer inbyggd i enheten, även om många enheter inte har denna funktion. Tillvägagångssättet förutsätter att cellen laddas från ett känt tillstånd, till exempel när den är helt urladdad.
- Termisk detektering. Bestämning av slutet av processen utförs genom att övervaka elementets temperatur. Även om enheten blir varmare när den överladdas, är det svårt att exakt mäta temperaturökningen eftersom mitten av batteriet blir mycket varmare än utsidan.
- Detektering av negativ deltaspänning. NiMH detekterar spänningsfall (5 mV). Innan NiMH-batterier laddas, introduceras brusfiltrering för att tillförlitligt fånga ett sådant fall för att säkerställa att "parasitära" sensorer och andra ljud inte leder till slutet av laddningen.
Parallell tillförsel av element
Parallell laddning av batterier gör det svårt att kvalitativt fastställa slutet på processen. Detta beror på att man inte kan vara säker på att varje cell eller paket har samma motstånd och därför kommer vissa att dra mer ström än andra. Detta innebär att en separat laddningskrets måste användas för varje linje i den parallella enheten. Det bör fastställas hur mycket ström som ska laddas NiMH genom att till exempel balansera med motstånd med ett sådant värde att de kommer att dominera styrparametrarna.
Moderna algoritmer har utvecklats för att säkerställa korrekt laddning utan användning av en termistor. Dessaenheter liknar Delta V, men har speciella mätmetoder för att detektera full laddning, vanligtvis involverar någon form av cykel där spänningen mäts över ett tidsintervall och mellan pulser. För paket med flera element, om de inte är i samma tillstånd och inte är balanserade i kapacitet, kan de fyllas ett i taget, vilket signalerar slutet på ett steg.
Det kommer att ta flera cykler att balansera dem. När batteriet når slutet av sin laddning, börjar syre att bildas vid elektroderna och rekombineras vid katalysatorn. Den nya kemiska reaktionen skapar värme som enkelt kan mätas med en termistor. Detta är det säkraste sättet att upptäcka slutet på en process under en snabb återställning.
Billigt sätt att regenerera
Laddning över natten är det billigaste sättet att ladda ett NiMH-batteri vid C/10, vilket är under 10 % av den nominella kapaciteten per timme. Detta måste beaktas för att NiMH ska laddas korrekt. Så ett 100mAh batteri laddas vid 10mA i 15 timmar. Denna metod kräver ingen processslutsensor och ger en full laddning. Moderna celler har en syreåtervinningskatalysator som förhindrar skador på batteriet när det utsätts för elektrisk ström.
Denna metod kan inte användas om laddningshastigheten är över C/10. Den minsta spänning som krävs för en fullständig reaktion är beroende av temperaturen (minst 1,41V per cell vid 20 grader), vilket måste beaktas för att ladda NiMH korrekt. Långvarig återhämtning orsakar inte ventilation. Det värmer upp batteriet något. För att bevara livslängden rekommenderas det att använda en timer med ett intervall på 13 till 15 timmar. Ni-6-200-laddaren har en mikroprocessor som rapporterar laddningstillståndet via en lysdiod och även utför en synkroniseringsfunktion.
Snabbladdningsprocess
Med timern kan du ladda C/3.33 i 5 timmar. Detta är lite riskabelt eftersom batteriet måste laddas ur helt först. Ett sätt att se till att detta inte händer är att automatiskt ladda ur batteriet med laddaren, som sedan startar återställningsprocessen i 5 timmar. Denna metod har fördelen att den eliminerar alla möjligheter att skapa ett negativt batteriminne.
För närvarande tillverkar inte alla tillverkare sådana laddare, men mikroprocessorkortet används till exempel i C/10 /NiMH-NiCad-solar-charge-controller-laddaren och kan enkelt modifieras för att utföra en urladdning. En strömavledare kommer att krävas för att avleda energin från ett delvis laddat batteri inom rimlig tid.
Om en temperaturvakt används kan NiMH-batterier laddas med upp till 1C, med andra ord, 100 % amperetimmars kapacitet i 1,5 timmar. PowerStream batteriladdningskontroller gör detta tillsammans med ett styrkort som kan mäta spänning och ström för mer komplexa algoritmer. När temperaturen stiger måste processen stoppas och närdT/dt-värdet bör ställas in på 1-2 grader per minut.
Det finns nya algoritmer som använder mikroprocessorkontroll när du använder -dV-signalen för att bestämma slutet på laddningen. I praktiken fungerar de mycket bra, vilket är anledningen till att moderna enheter använder denna teknik, som inkluderar på- och avstängningsprocesser för att mäta spänning.
Adapterspecifikationer
En viktig fråga är batteritiden, eller systemets totala livstidskostnad. I det här fallet erbjuder tillverkare enheter med mikroprocessorkontroll.
Algorithm för den perfekta laddaren:
- Mjukstart. Om temperaturen är över 40 grader eller under noll, börja med att ladda C/10.
- Alternativ. Om den urladdade batterispänningen är högre än 1,0 V/cell, ladda ur batteriet till 1,0 V/cell och fortsätt sedan till snabbladdning.
- Snabbladdning. Vid 1 grad tills temperaturen når 45 grader eller dT indikerar full laddning.
- När snabbladdningen är klar, ladda vid C/10 i 4 timmar för att säkerställa full laddning.
- Om spänningen för ett laddat NiMH-batteri stiger till 1,78V/cell, stoppa driften.
- Om snabbladdningstiden överstiger 1,5 timmar utan avbrott kommer den att stoppas.
Teoretiskt sett är omladdning en laddningshastighet som är tillräckligt snabb för att hålla batteriet fulladdat, men tillräckligt långsam för att undvika överladdning. Bestämma den optimala laddningshastigheten för ett visst batterilite svårt att beskriva, men det är allmänt accepterat att det är cirka tio procent av batteriets kapacitet, till exempel för Sanyo 2500 mAh AA NiMH är den optimala laddningshastigheten 250 mA eller lägre. Det måste beaktas för att kunna ladda NiMH-batterier korrekt.
Batteriskador
Den vanligaste orsaken till för tidigt batteriavbrott är överladdning. De typer av laddare som oftast orsakar det är de så kallade "snabbladdarna" för 5 eller 8 timmar. Problemet med dessa instrument är att de egentligen inte har någon processkontrollmekanism.
De flesta av dem har enkel funktionalitet. De laddar med full hastighet under en bestämd tidsperiod (vanligtvis fem eller åtta timmar) och stänger sedan av eller växlar till en lägre "manuell" hastighet. Om de används på rätt sätt är allt i sin ordning. Om de appliceras på fel sätt kommer batteritiden att förkortas på flera sätt:
- När helt eller delvis laddade batterier sätts in i enheten kan den inte känna av det, så den laddar helt batterierna som den är designad för. Så batterikapaciteten sjunker.
- En annan vanlig situation är att avbryta den pågående laddningscykeln. Detta följs dock av en återkoppling. Tyvärr gör detta att en full laddningscykel startas om, även om den föregående cykeln nästan är klar.
Det enklaste sättetFör att undvika dessa scenarier, använd en intelligent mikroprocessorstyrd laddare. Den kan känna av när batteriet är fulladdat och sedan - beroende på dess design - antingen stängas av helt eller växla till underhållsladdningsläge.
iMax B6 smarta enheter
För att ladda NiMH iMax behöver du en dedikerad laddare, eftersom fel metod kan göra batteriet oanvändbart. Många användare anser att iMax B6 är det bästa valet för NiMH-laddning. Den stöder processen med upp till 15-cellsbatterier, samt många inställningar och konfigurationer för olika typer av batterier. Den rekommenderade laddningstiden bör inte överstiga 20 timmar.
Typiskt garanterar tillverkaren 2000 laddnings-/urladdningscykler från ett standard NiMH-batteri, även om detta kan variera beroende på användningsförhållanden.
Arbetsalgoritm:
- Ladda NiMH iMax B6. Det är nödvändigt att ansluta nätsladden till uttaget på enhetens vänstra sida, med hänsyn till formen i änden av kabeln för att säkerställa att rätt anslutning görs. Vi sätter in den hela vägen och slutar trycka när en ljudsignal och ett välkomstmeddelande visas på displayen
- Använd den silverfärgade knappen längst till vänster för att bläddra genom den första menyn och välj vilken typ av batteri som ska laddas. Genom att trycka på knappen längst till vänster bekräftas valet. Knappen till höger kommer att bläddra genom alternativen: laddning, urladdning, balans, snabbladdning, lagring ochandra.
- Två centrala kontrollknappar hjälper dig att välja önskat nummer. Genom att trycka på knappen längst till höger för att gå in kan du gå till spänningsinställningen genom att bläddra igen med de två mittknapparna och trycka på enter.
- Använd flera kablar för att ansluta batteriet. Den första uppsättningen ser ut som labbutrustning. Den kommer ofta ihop med krokodilklämmor. Uttag för anslutning finns på höger sida av enheten nära botten. De är lätta nog att upptäcka. Så här kan du ladda NiMH med iMax B6.
- Då måste du ansluta den lediga batterikabeln till änden av de röda och svarta klämmorna, vilket skapar en sluten slinga. Detta kan vara lite riskabelt, speciellt om användaren gör fel inställningar för första gången. Tryck och håll ned enter-knappen i tre sekunder. Skärmen bör då informera om att den kontrollerar batteriet, varefter användaren kommer att bli ombedd att bekräfta lägesinställningen.
- Medan batteriet laddas kan du bläddra igenom de olika skärmarna på displayen med de två mittknapparna som ger information om laddningsprocessen i olika lägen.
Tips för att optimera batteriprestanda
Det vanligaste rådet är att tömma batterierna helt och sedan ladda upp dem. Även om detta är en behandling för "minneseffekten" måste man vara försiktig med nickel-kadmium-batterier, eftersom det är lätt att skada dem på grund av överurladdning, vilket leder till "polvändning" och irreversibla processer. I vissa fall tillverkas batterielektronikpå ett sätt som förhindrar negativa processer genom att stänga av innan de inträffar, men enklare enheter som ficklampor gör det inte.
Obligatoriskt:
- Var redo att byta ut dem. Nickel-metallhydridbatterier håller inte för evigt. När resursen är slut kommer de att sluta fungera.
- Köp en smart laddare som elektroniskt styr processen och förhindrar överladdning. Detta är inte bara bättre för batterier, utan det använder också mindre ström.
- Ta bort batteriet när laddningen är klar. Onödig tid på enheten innebär att mer jetenergi används för att ladda den, vilket ökar slitaget och använder mer kraft.
- Töm inte batterierna helt för att förlänga deras livslängd. Trots alla råd om motsatsen kommer en fullständig flytning faktiskt att förkorta deras liv.
- Förvara NiMH-batterier i rumstemperatur på en torr plats.
- Övervärme kan skada batterierna och få dem att ladda ur snabbt.
- Överväg att använda en modell med låg batterinivå.
Därmed kan du dra en linje. NiMH-batterier är faktiskt mer förberedda av tillverkaren för dagens miljö, och korrekt laddning av batterier med en smart enhet säkerställer deras prestanda och livslängd.
