Ni mh акумулятори: пристрій, підзарядка, вибір моделей. Принцип роботи нікель-металогідридних акумуляторів та можливості їх заміни Основні процеси Ni-MH акумуляторів

Основні типи акумуляторів:

• Ni-Cd Нікель-кадмієві акумулятори
• Ni-MH Нікель-металогідридні акумулятори
• Li-Ion Літій-іонні акумулятори

Ni-Cd Нікель-кадмієві акумулятори

Для акумулятора нікель-кадмієві акумулятори є фактичним стандартом. Інженерам добре відомі їхні переваги та недоліки, зокрема Ni-Cd Нікель-кадмієві акумулятори містять кадмій – важкий метал підвищеної токсичності.

У нікель-кадмієвих акумуляторів є так званий ефект пам'яті суть якого зводиться до того, що при заряді не повністю розрядженого акумулятора його новий розряд можливий тільки до того рівня, з якого його зарядили. Тобто акумулятор «пам'ятає» рівень залишкового заряду, з якого його повністю зарядили.

Отже, при заряді повністю розрядженого Ni-Cd акумулятора відбувається зменшення його ємності.

Існує кілька способів боротьби із цим явищем. Опишемо лише найпростіший і надійніший спосіб.

При використанні акумулятора з Ni-Cd акумуляторними батареями слід дотримуватися простого правила: заряджати тільки повністю розряджені акумулятори.

Плюси Ni-Cd Нікель-кадмієвих акумуляторів

• Низька ціна Ni-Cd Нікель-кадмієвих акумуляторів
• Можливість віддавати найбільший струм навантаження
• Можливість швидкого заряду акумуляторної батареї
• Збереження високої ємності акумулятора до -20°C
• Велика кількість циклів заряду-розряду. При правильній експлуатації подібні акумулятори відмінно працюють і допускають до 1000 циклів заряду-розряду та більше

Мінуси Ni-Cd Нікель-кадмієвих акумуляторів

• Відносно високий рівень саморозряду Ni-Cd Нікель-кадмієвий акумулятор втрачає близько 8-10% своєї ємності в першу добу після повного заряду.
• Під час зберігання Ni-Cd Нікель-кадмієвий акумулятор втрачає близько 8-10% заряду щомісяця.
• Після тривалого зберігання ємність Ni-Cd Нікель-кадмієвого акумулятора відновлюється після 5 циклів розряду-заряду.
• Для продовження терміну служби Ni-Cd Нікель-кадмієвого акумулятора рекомендується щоразу повністю його розряджати для запобігання прояву «ефекту пам'яті»

Ni-MH Нікель-металогідридні акумулятори

Ці акумулятори пропонуються на ринку як менш токсичні (порівняно з Ni-Cd Нікель-кадмієвими акумуляторами) та більш екологічно безпечні, як у виробництві, так і при утилізації.

На практиці Ni-MH Нікель-металогідридні акумулятори дійсно демонструють велику ємність при габаритах і масі, дещо менших, ніж у стандартних Ni-Cd Нікель-кадмієвих акумуляторів.

Завдяки практично повній відмові від застосування токсичних важких металів у конструкції Ni-MH Нікель-металогідридних акумуляторів останні після використання можуть бути утилізовані цілком безпечно та без екологічних наслідків.

У нікель-металогідридних акумуляторів дещо знижений «ефект пам'яті». Насправді «ефект пам'яті» майже непомітний через високий саморозряджання цих акумуляторів.

При експлуатації Ni-MH Нікель-металогідридних акумуляторів бажано розряджати їх у процесі роботи не повністю.

Зберігати Ni-MH Нікель-металогідридні акумулятори слід у зарядженому стані. При тривалих (більше місяця) перервах у роботі акумулятори слід перезаряджати.

Плюси Ni-MH Нікель-металогідридних акумуляторів

• Нетоксичні акумулятори
• Найменший «ефект пам'яті»
• Хороша працездатність за низької температури
• Велика ємність у порівнянні з Ni-Cd Нікель-кадмієвими акумуляторами

Мінуси Ni-MH Нікель-металогідридних акумуляторів

• Найдорожчий тип акумуляторів
• Величина саморозряду приблизно в 1.5 рази вище в порівнянні з Ni-Cd Нікель-кадмієвими акумуляторами
• Після 200-300 циклів розряду-заряду робоча ємність Ni-MH Нікель-металогідридних акумуляторів дещо знижується
• Батареї Ni-MH Нікель-металогідридних акумуляторів мають обмежений термін служби

Li-Ion Літій-іонні акумулятори

Безперечною перевагою літій-іонних акумуляторів є практично непомітний «ефект пам'яті».

Завдяки цій чудовій властивості Li-Ion акумулятор можна заряджати або заряджати при необхідності, виходячи з потреб. Наприклад, можна повністю зарядити літій-іонний акумулятор перед важливою, відповідальною або тривалою роботою.

На жаль, ці акумулятори є найдорожчими акумуляторними батареями. Крім того, літій-іонні акумулятори мають обмежений термін служби, незалежний від числа циклів розряд-заряд.

Резюмуючи, можна припустити, що літій-іонні акумулятори найкраще придатні для випадків постійної інтенсивної експлуатації акумуляторного інструменту.

Плюси Li-Ion Літій-іонних акумуляторів

• Відсутня «ефект пам'яті» і тому з'являється можливість заряджати і заряджати акумулятор за необхідності
• Висока ємність Li-Ion Літій-іонних акумуляторів
• Невелика маса Li-Ion Літій-іонних акумуляторів
• Рекордно-низький рівень саморозряду – не більше ніж 5% на місяць
• Можливість швидкого заряду Li-Ion Літій-іонних акумуляторів

Мінуси Li-Ion Літій-іонних акумуляторів

• Висока вартість Li-Ion Літій-іонних акумуляторів
• Скорочується час роботи за температури нижче нуля градусів Цельсія
• Обмежений термін служби

Примітка

З практики експлуатації Li-Ion літій-іонних акумуляторів у телефонах, фотокамерах і т.д. можна відзначити, що ці акумулятори служать в середньому від 4 до 6 років і витримують цей час близько 250-300 циклів розряду-заряду. При цьому абсолютно точно помічено: більше циклів розряд-заряд – коротший термін служби Li-Ion літій-іонних акумуляторів!

Всі ці типи акумуляторів мають такий важливий параметр, як ємність. Місткість акумулятора показує, скільки часу він зможе живити підключене до нього навантаження. У радіостанції ємність акумулятора вимірюється в міліампер-годинниках. Ця характеристика зазвичай вказується на батареї.

Наприклад візьмемо радіостанцію Альфа 80 та її батарею ємністю 2800 мАг. При циклі роботи 5/5/90, де 5% часу роботи радіостанції на передачу, 5% роботи прийом, 90% часу черговий режим - час роботи радіостанції становитиме щонайменше 15 годин. Чим нижче буде цей параметр у батареї, тим менше вона зможе пропрацювати.

Слідкуйте за новинами у наших групах:

Нікель-металгідридні акумуляториприйшли на зміну нікель-кадмієвим та нікель-водневим батареям. У Ni-MHакумуляторах позитивний електрод, як і в нікель-кадмієвому акумуляторі, виготовляється з оксидно-нікелевого сплаву, а негативний - зі сплаву нікелю з рідкісноземельними металами, що поглинає водень. Головним матеріалом, що визначає характеристики Ni-MH акумулятора, є саме водень-абсорбуючий сплав, який може поглинати обсяг водню, що у 1000 разів перевищує свій власний обсяг.

Ці сплави складаються з двох або декількох металів, один з яких абсорбує водень, а інший є каталізатором, що сприяє дифузії атомів водню в решітку металу. Кількість можливих комбінацій металів, що застосовуються, практично не обмежена, що дає можливість оптимізувати властивості сплаву. Застосування цих матеріалів для виготовлення негативного електрода дозволило підвищити в 1,3-2 рази закладку активних мас позитивного електрода, який визначає ємність акумулятора.

Тому нікель-металгідридніакумуляторні батареї відрізняє висока енергетична щільністьпроти попередниками. Тому що при їх виробництві використовуються нетоксичні матеріали, То легше вирішується і проблема утилізації відпрацьованих акумуляторів. У Ni-MH акумуляторів, на відміну від Ni-Cd, немає “ефекту пам'яті”.

Напрацювання (число розрядно-зарядних циклів) та термін служби значною мірою визначаються умовами експлуатації. Напрацювання знижується зі збільшенням глибини та швидкості розряду та залежить від швидкості заряду. Прискорений (за 4 – 5 годин) та швидкий (за 1 годину) заряди можливі для Ni-MH акумуляторів, що мають високоактивні електроди. Залежно від типу, режиму роботи та умов експлуатації акумулятори забезпечують від 500 до 1000 розрядно-зарядних циклів при глибині розряду 80% термін служби від 3 до 5 років. З підвищенням навантаження(зменшення часу розряду) та при зниженні температури ємність Ni-MH акумулятора зменшується. Особливо помітно вплив зниження температури на ємність при великих швидкостях розряду.

Умови експлуатації та зберігання

При зберіганні відбувається саморозряд Ni-MH акумулятора. За місяць за кімнатної температури втрата ємності становить 20-30%, а при подальшому зберіганні втрати зменшуються до 3-7% на місяць. Швидкість саморозряду підвищується зі збільшенням температуричутливі до перезаряду. Протягом заряду Ni-MH акумуляторів виділяється теплота, тому з метою запобігання перегріву батареї з Ni-MH акумуляторів у процесі швидкого заряду та/або значного перезаряду в них встановлюють термозапобіжники або термореле. Ni-MH акумулятори мають порівняно вузький температурний діапазон експлуатації: більша частина непрацездатна при температурі нижче -10 градусів і вище +40 градусів.

Застосування у гібридних автомобілях

У гібридних автомобілях застосовуються прямокутні конструкції. У них позитивні та негативні електроди розміщені по черзі, а між ними розміщується сепаратор. Блок електродів вставлений у металевий або пластмасовий корпус і закритий кришкою, що герметизує. У Ni-MH акумуляторах використовується лужний електроліт, Що складається з КОН із добавкою LiOH. Хоча більшість фахівців упевнені, що майбутнє за літій-іонними батареями, на багатьох гібридних автомобілях використовуються нікель-металгідридні акумулятори. Вони суттєво дешевше, які виробництво технологічно відпрацьовано. Програютьж вони в ваговийякості (стосунку запасеної енергії до маси) та діапазоні зарядки(Від 40 до 60%) - всього 20% загальної ємності.

Історія створення

Перші роботи зі створення нікель-кадмієвих акумуляторів розпочалися ще у 50-х роках. Однак лише до середини 70-х було створено сплави, що дозволяють абсорбувати водень у досить великих обсягах. Щоправда, акумулятори, створені з їхньої основі, мали недостатню ємність проти нікель-кадмієвими.

Проте дослідження не припинялися, у результаті було створено сплав La-Ni-Co, що дозволяє електрохімічно оборотно абсорбувати водень протягом понад 100 циклів. У промислове виробництво Ni-MH акумулятори надійшли у середині 80-х. З того часу їх конструкція постійно удосконалюється шляхом застосування нових сплавів. Сплави нікелю з металами рідкісноземельної групи можуть забезпечити до 2000 циклів заряду-розряду акумулятора при зниженні ємності негативного електрода не більше ніж на 30%.

З 1932 року робилися спроби відновити експерименти. У той час було запропоновано ідею введення всередину пористого пластинчастого нікелевого електроду з активних металів, які б забезпечили кращий рух зарядів і значно знизили б вартість виробництва акумуляторів.

Але тільки після Другої світової війни (1947 року) розробники дійшли майже сучасної схеми герметичних Ni-Cd акумуляторів.

Що потрібно знати про Ni-MH акумулятори

При такій конструкції внутрішні гази, що виділяються під час заряду, поглиналися не прореагував частиною катода, а не випускалися назовні, як у попередніх варіантах.

Якщо з будь-яких причин (перевищення зарядного струму, зниження температури) швидкість анодного утворення кисню виявиться вищою за швидкість його катодної іонізації, то різке підвищення внутрішнього тиску може призвести до вибуху акумулятора. Для запобігання цьому корпус батареї виготовляється зі сталі, а іноді навіть є запобіжний клапан.

З того часу конструкція Ni-Cd батарей істотних змін не зазнала (рис. 2).

Рисунок 2 - Будова Ni-Cd акумулятора

Основу будь-якого акумулятора складають позитивний та негативний електроди.

У цій схемі позитивний електрод (катод) містить гідрооксид нікелю NiOOH з графітовим порошком (5-8%), а негативний (анод) - металевий кадмій Cd у вигляді порошку.

Акумулятори цього типу часто називають рулонними, так як електроди скатані в циліндр (рулон) разом з шаром, що розділяє, поміщені в металевий корпус і залиті електролітом. Розділювач (сепаратор), зволожений електролітом, ізолює пластини одна від одної. Він виготовляється з нетканого матеріалу, який має бути стійким до дії лугу. Електролітом найчастіше виступає гідрооксид калію KOH з добавкою гідроксиду літію LiOH, що сприяє утворенню нікелатів літію та збільшення ємності на 20%.

Рисунок 3 — Напруга на акумуляторі під час заряду або розряду, залежно від рівня заряджання.

Під час розрядки активні нікель і кадмій трансформуються в гідрооксиди Ni(OH)2 та Cd(OH)2.

До основних переваг Ni-Cd акумуляторів належать:

- низька вартість;

- робота в широкому температурному діапазоні та стійкість до її перепадів (наприклад, Ni-Cd акумулятори можуть заряджатися при негативній температурі, що робить їх незамінними при роботі в умовах крайньої півночі);

- вони можуть віддавати в навантаження значно більший струм, ніж інші види акумуляторів;

- стійкість до великих струмів заряду та розряду;

- відносно короткий час заряду;

- велика кількість циклів "заряду-розряду" (при правильній експлуатації вони витримують більше 1000 циклів);

- Легко відновлюються після тривалого зберігання.

Недоліки Ni-Cd акумуляторів:

- Наявність ефекту пам'яті - якщо регулярно ставити не до кінця розряджений акумулятор на зарядку, його ємність буде знижуватися за рахунок зростання кристалів на поверхні пластин та інших фізико-хімічних процесів. Щоб акумулятор не «віддав кінці» заздалегідь, хоча б раз на місяць його необхідно «тренувати», про що сказано трохи нижче;

- Кадмій - дуже токсична речовина, тому виробництво Ni-Cd акумуляторів погано позначається на екології.

Також виникають проблеми з переробкою та утилізацією самих акумуляторів.

- Низька питома ємність;

- велика вага та габарити в порівнянні з іншими типами акумуляторів при однаковій ємності;

- Високий саморозряд (після заряду за перші 24 години роботи втрачають до 10%, а за місяць - до 20% запасеної енергії).

Рисунок 4 - Саморозряд Ni-Cd акумуляторів

В даний час число акумуляторів Ni-Cd стрімко скорочується, їм на зміну прийшли, зокрема, Ni-MH батареї.

3. Нікель-металогідридні акумулятори

Протягом кількох десятиліть нікель-кадмієві акумулятори використовувалися досить широко, але висока токсичність виробництва змушувала шукати альтернативні технології. В результаті були створені нікель-металогідридні батареї, що виробляються і до сьогодні.

Незважаючи на те, що роботи над створенням Ni-MH акумуляторів почалися ще в 1970-х роках, стійкі металогідридні сполуки, здатні пов'язувати великі обсяги водню, були знайдені лише через десять років.

Перший Ni-MH акумулятор, в якому як основний активний матеріал металогідридного електрода застосовувався сплав LaNi5, був запатентований Віллом в 1975 р. У ранніх експериментах з металогідридними сплавами, нікель-металогідридні акумулятори працювали нестабільно, і необхідної до необхідної допоміжної. Тому промислове використання Ni-MH акумуляторів почалося лише в середині 80-х років після створення сплаву La-Ni-Co, що дозволяє електрохімічно оборотно абсорбувати водень протягом 100 циклів. З того часу конструкція Ni-MH акумуляторних батарей безперервно удосконалювалася у бік збільшення їхньої енергетичної щільності.

Нікель-металогідридні акумулятори за своєю конструкцією є аналогами нікель-кадмієвих акумуляторів, а за електрохімічними процесами – нікель-водневих акумуляторів. Питома енергія Ni-MH-акумулятора значно вища за питому енергію Ni-Cd- і Ni-Н2-акумуляторів (таблиця 1).

Таблиця 1

Значний розкид деяких параметрів таблиці 1 пов'язані з різним призначенням (конструкціями) акумуляторів. Відмінними рисами НМ-акумулятора є висока ємність, високі потужнісні (критичні) характеристики (здатність заряду і розряду великими струмами), здатність витримувати надлишковий заряд і надглибокий розряд (переполюсування), відсутність дендритоутворень. Дуже важливою перевагою НМ-акумулятора перед НК-акумулятором є відсутність екологічно шкідливого елемента - кадмію. За напругою, типорозмірами, конструктивним виконанням та технологією НМ-акумулятор відповідає НК-акумулятору, і вони можуть бути взаємозамінні як у виробництві, так і в експлуатації.

Заміна негативного електрода дозволила підвищити в 1,3-2 рази закладку активних мас позитивного електрода, який визначає ємність акумулятора. Тому Ni-MH акумулятори мають порівняно з Ni-Cd акумуляторами значно вищими питомими енергетичними характеристиками.

В результаті область застосування НМ-акумуляторів близька до області застосування НК-акумуляторів, НМ-акумулятори використовуються в стільникових телефонах, пейджерах, радіотелефонах, сканерах, ліхтарях, радіостанціях, електровелосипедах, електромобілях, гібридних автомобілях, електронних таймерах і декадних лічильниках MBU) та центральних процесорах (СР) комп'ютерів та ноутбуків, пристроях виявлення наявності вогню та диму, пристроях охоронної сигналізації, приладах екологічного аналізу води та повітря, блоках пам'яті електронно-керованих обробних верстатів, радіоприймачах, диктофонах, калькуляторах, електричних бритвах, слухових апаратах електричні іграшки і т.д.

На відміну від Ni-Cd в Ni-MH батареях як анод береться метал металів, що поглинають водень. Лужний електроліт, як і раніше, не бере участі в реакції, що ґрунтується на переміщенні іонів водню між електродами. У ході зарядки гідрооксид нікелю Ni(OH)2 перетворюється на оксигідрит NiOOH, віддаючи водень сплаву негативного електрода. Поглинання водню не є ізотермічною реакцією, тому метали для сплаву завжди підбирають таким чином, щоб один із них при зв'язуванні газу виділяв, а інший, навпаки, поглинав тепло. Теоретично це мало забезпечити тепловий баланс, проте, нікель-металогідридні акумулятори гріються значно сильніше, ніж нікель-кадмієві.

Успіх поширенню нікель-металогідридних акумуляторних батарей забезпечили висока енергетична щільність і нетоксичність матеріалів, що використовуються при їх виробництві.

4. Основні процеси Ni-MH акумуляторів

У Ni-MH акумуляторах як позитивний електрод використовується оксидно-нікелевий електрод, як і в нікель-кадмієвому акумуляторі, а електрод зі сплаву нікелю з рідкісноземельними металами, що поглинає водень, використовується замість негативного кадмієвого електрода.

Детальний опис нікель-металогідридних акумуляторів

Всі ми звикли до того, що в автомобілях переважно використовуються свинцеві акумулятори.

Утримувачі елементів АА. Спроба відновити ємність відпрацьованих акумуляторів NiCd і NiMh.

Але існують інші типи батарей, які забезпечують запуск і рух автомобіля, і одна з них - це нікель-металогідридний акумулятор, про переваги і недоліки якої ми поговоримо з вами сьогодні.

Застосовуються переважно у гібридних автомобілях чи электрокарах. Отже, що потрібно знати про властивості акумулятора даного типу?

Переваги нікель-металогідридних батарей

• Висока потужністьбатареї (порівняно з нікель-кадмієвими акумуляторами). Різниця становить до 40%. При цьому, така батарея має малу вагу
• У нікель-металогідридних акумуляторів дуже низький ефект пам'яті, а це означає, що користувач може без проблем заряджати елементи живлення, не чекаючи їх повної розрядки
• NiMH-батарея має високою механічною надійністю
• Повні цикли зарядки-розрядкитакого акумулятора проводяться значно рідше, ніж батареї NiCd
• Нікель металогідридні акумулятори не вимагають особливих умов транспортування
• Ці батареї екологічно чисті, після закінчення терміну експлуатації їх без проблем можна утилізувати

Недоліки нікель-металгідридних акумуляторних батарей

На жаль, недоліки такого типу батарей теж є. І найголовніший із них — це дуже високий рівень саморозряду. Іншими словами, навіть у тому випадку, якщо автомобіль стоїть і не експлуатується, батарея розряджається.

Щоб продовжити термін служби батареї, якщо батарея не експлуатувалася надто довго, перед заряджанням її необхідно повністю розрядити. Таким чином, продовжіть термін її служби.

Наступний недолік нікель-металогідридного акумулятора - це порівняно мале (близько 600) циклів заряду.

Вищеописана батарея також погано переносить високі температури (від 25 градусів тепла), тому зберігати її потрібно у прохолодних умовах. Тут слід враховувати також і те, що зберігання батареї в розрядженому стані прискорює її старіння. Середній термін зберігання – 3 роки.

Крім того, важливо враховувати також тир зарядного пристрою, який ви збираєтеся використовувати для заряджання нікель металогідридного акумулятора. Воно має бути зі стадійним алгоритмом заряду, так ви уникнете перегріву та перезарядження акумулятора, які негативно впливають на його якісні характеристики.

Ще один фактор, який слід враховувати при експлуатаціїнікель металогідридних акумуляторів - тут дуже важливо не перевищувати максимально допустимі навантаженнярекомендовані виробником.

І насамкінець: при дотриманні всіх норм і правил використання, а також зберігання нікель-металогідридних акумуляторів, вони будуть служити вам дуже довго.

FONAREVKA.RU — Все про ліхтарі та освітлювальну техніку > Джерела живлення та зарядні пристрої > Вторинні елементи живлення (Акумулятори) > Правильне відновлення NI-MH акумуляторів

Перегляд повної версії: Правильне відновлення акумуляторів NI-MH

Доброго дня.
Заголовок вийшов трохи жовтим, так. Зміст швидше навпаки — питання, а не розповідь, як Ви очікували. Але в міру заповнення теми я думаю вона може бути корисна читаючим пізніше.

Власне, потрапив до мене ось такий зоопарк акумуляторів (додаток 1), які люди викинули.
Щось мені підказує, що майже всі з них заряджалися тупими дешевими зарядками за 50р, не вчасно заряджалися і неправильно зберігалися, і від цього втратили в ємності.
І це щось мені так само нагадує, що багато з них можна реанімувати і благополучно використовувати в будь-яких не високострумових пристроях, типу слабких ліхтариків, плеєрів, годинників, пультів і т.п.

У мене є зарядка LaCrosse, яка вміє тренувати банки, і, напевно, всі вже знають — це працює. Також є аймакс.
З особистого досвіду - я знайшов найдавніший нікель-кадмієвий акумулятор (прил. 2), я його купував більше 10 років тому для плеєра mp3, тоді це був найємніший. Так ось, через рік використання та 9 років валяння у столі лакросс показав ємність у шалених 120 мАг. Через 7 циклів зарядки-розрядки в режимі відновлення - ємність при розряді 250 ма становить 650 мАг. Непогано, правда?

Так от, власне, в чому у мене виникла проблема: заряджати нікель струмами більше 0,7С і нижче 0.2С шкідливо. А яким же їх струмом ганяти на розряд-заряд для оптимального, скажімо, відновлення?

Принцип роботи нікель-металогідридних акумуляторів та можливості їх заміни

В інтернетах повно суперечливої ​​інформації: хтось радить 1С, хтось 0.1.

Я був би вдячний за пораду обізнаних людей.

05.03.2014, 19:20

А яким же їх струмом ганяти на розряд-заряд для оптимального, скажімо, відновлення?
Так у лякрузи і не такий великий вибір 🙂 Заряд/розряд: 200/100мА, 500/250, 750/350 і т.д.
Якщо зовсім дохлі, я почав би з 200/100, потім 500/250. Та й слідкувати треба, щоб не перегрівалися і не було перезаряду, якщо круза дельту не зловить, з напівдохлими таке можливо.

Ну, як я сказав, є ще й аймакс, їм можна вдмухати куди великі струми.
Але питання переважно щодо лакросу, так.

05.03.2014, 20:59

їм можна вдмухати куди великі струми.
Моя думка - не варто вдувати в напівдохлі акумулятори великі струми, вони від цього гріються і пухнуть: Але, можливо, є люди, які вважають інакше.

Якщо зовсім дохлі, я почав би з 200/100, потім 500/250
Саме так.
750/350 підходить тільки для свіжих сучасних акумуляторів, типу енелупів. Можна, звичайно, і в цей мотлох такий струм вдмухати (як на акуми вплине — хз, тут уже індивідуально), але зарядка вирубуватиметься по перегріву — виграшу в часі не буде.

якщо вони гріються від струмів вище 0.2-0.3С - настав час додати води (http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=20:29955:1018#1018).
або викинути вже нафік, а не займатися некрофілією.

заряджати нікель струмами більше 0,7С та нижче 0.2С шкідливо
Бог із ним з 0.7, але чому нижче 0.2С шкідливо? якщо рекомендований 0.1С?

Непогано, правда?
до речі, швидше за все, такого чудового результату як з кадмієм, з металгідридом ви не досягнете. просто тому, що ефект пам'яті у них проявляється слабше, ніж деградація.

07.03.2014, 14:05

але чому нижче за 0.2С шкідливо?
Думаю, тому, що зарядка, швидше за все, ΔV не зловить і не припинить зарядку. Але за таких струмів це вже крапельна зарядка виходить.

Думаю, тому, що зарядка швидше за все ΔV не зловить
тоді вже менше 0.3С
а менше 0.2С дельта вже не потрібна, там пофіг

Про доливку воду колись думав але не пробував:)), а ось тренінги толку не давали, але та ємність відновлювалася але зовсім не надовго. З переходом на літій закинув усю цю тему. У миші напевно вже більше року живе Fujicell 2800мА, ЗУ інтегровано в мишу заряджається доки я сплю напругою 1.39В струм наприкінці падає до 20мА.

думав але не пробував
я намагався. ємність звичайно не відновлюється, з чого їй відновитися.
а ось внутрішній опір драматикал падає 🙂
8 штук з 0.5-1 (!) Ом впали в середньому до 60-100 мОм

Але витрата води для водних електролітів це так і має бути, всі АКБ на це страждають. Та розтин показував що всі Ni-Mh були дуже сухі.

Знаю, що в Ni-Ca наливних раніше електроліт змінювали і вони працювали років по 15.

Нікель-кадмієві акумулятори

Герметичні Ni-Cd акумулятори характеризуються горизонтальною розрядною кривою, високими швидкостями розряду та здатністю діяти за низьких температур. Застосовуються для живлення портативної апаратури, електроінструменту, побутових приладів, іграшок та ін. Це тип акумуляторів, які здатні працювати у найжорсткіших умовах.

Для нікель-кадмієвих акумуляторів необхідний повний періодичний розряд: якщо його не робити, на пластинах елементів формуються великі кристали, що значно знижують їхню ємність (так званий ефект пам'яті).
Номінальна напруга герметичних Ni-Cd акумуляторів – 1,2 Ст.
Номінальний (стандартний) режим заряду струмом 0,1С протягом 16 год.
Номінальний режим розряду струмом 0,2С до напруги 1 В.

Відразу після зарядки нікель-кадмієві акумулятори можуть мати напругу до 1,44 В., але досить швидко вона падає і доходить до стаціонарних 1,2 В. Такі елементи живлення здатні витримувати 1000 циклів заряд-розряд, але тільки при правильному режимі заряду. Переваги акумуляторних батарей Ni-Cd:

• можливість швидкого та простого заряду, навіть після тривалого зберігання акумулятора;
• велика кількість циклів заряд/розряд: при правильній експлуатації – понад 1000 циклів;
• гарна здатність навантаження і можливість експлуатації при низьких температурах;
• тривалі терміни зберігання за будь-якого ступеня заряду;
• збереження стандартної ємності за низьких температур;
• діапазон робочих температур від -40 до +60 °C.
• найбільша пристосованість для використання у жорстких умовах експлуатації;
• низька вартість;

Недоліки Ni-Cd акумуляторних батарей:

• відносно низька, порівняно з іншими типами акумуляторних батарей, енергетична щільність;
• властивий цим акумуляторам ефект пам'яті та необхідність проведення періодичних робіт щодо його усунення;
• токсичність матеріалів, що застосовується, що негативно позначається на екології, і деякі країни обмежують використання акумуляторів цього типу;
• відносно високий саморозряд після зберігання необхідний цикл заряду.

Сучасні циліндричні Ni-Cd акумулятори з рулонними електродами допускають високі розрядні струми, для деяких типів акумуляторів максимальний довготривалий струм становить 7-10С.

Працездатність герметичних Ni-Cd при експлуатації визначається поступовими змінами, які відбуваються в акумуляторах при циклюванні та призводять до неминучого зменшення розрядної ємності та напруги. Температура навколишнього середовища є одним із найзначніших факторів зовнішнього впливу, що визначає тривалість працездатного стану герметичних акумуляторів. На процеси старіння акумуляторів найбільше впливає висока температура, при якій прискорюються всі хімічні реакції (у 2-4 рази на кожні 10 ° С), у тому числі і ведуть до псування акумулятора. За низьких температур під час заряду збільшується небезпека виділення водню. Сильне впливає режим експлуатації: режим і глибина розряду, режим заряду, тривалість паузи між зарядом і розрядом при безперервному циклуванні, періоди експлуатації та зберігання.

Нікель-металогідридні акумулятори

Питома ємність та енергія нікель-металогідридних акумуляторів у 1,5-2 рази вище питомої енергії нікель-кадмієвих акумуляторів, крім того вони не містять токсичний кадмій, що дозволяє їм суттєво потіснити нікель-кадмієві у багатьох областях техніки. Виготовляються у герметичному виконанні циліндричної, призматичної та дискової форм. Застосовуються для живлення портативних приладів та апаратури як побутового, так і промислового призначення.
Номінальна напруга акумуляторів – 1,2-1,25 Ст.
Номінальний (стандартний) режим заряду струмом 0,1С протягом 15 год.
Номінальний режим розряду струмом 0,1-0,2С до напруги 1 В.
Ni-MH акумуляторів не має "ефекту пам'яті", властивого Ni-Cd, проте ефекти, пов'язані з перезарядом, зберігаються. Зменшення розрядної напруги, що спостерігається при частих і довгих перезарядах так само, як і у Ni-Cd акумуляторів, може бути усунуто при періодичному здійсненні кількох розрядів до 1 В. Такі розряди достатньо проводити 1 раз на місяць. Залежно від типу Ni-MH акумуляторів, режиму роботи та умов експлуатації, акумулятори забезпечують від 500 до 1000 розрядно-зарядних циклів при глибині розряду 80% і мають термін служби від 3 до 5 років.

Однак нікель-металогідридні акумулятори поступаються нікель-кадмієвим за деякими експлуатаційними характеристиками:

• Ni-MH акумулятори ефективно працюють у вужчому інтервалі робочих струмів.
• Ni-MH акумулятори мають більш вузький температурний діапазон експлуатації: більша частина їх непрацездатна при температурі нижче -10 °С і вище +40 °С, хоча в окремих серіях акумуляторів забезпечено розширення температурних меж.
• протягом заряду Ni-MH акумуляторів виділяється більше теплоти, ніж при заряді Ni-Cd акумуляторів, тому з метою попередження перегріву батареї з Ni-MH акумуляторів у процесі швидкого заряду та/або значного перезаряду в них встановлюють термо-запобіжники або термо-реле, які розміщують на стінці одного з акумуляторів у центральній частині батареї.
• Ni-MH акумулятори мають підвищений саморозряд.
• Небезпека перегріву при заряді одного з Ni-MH акумуляторів батареї, а також переполюсування акумулятора з меншою ємністю при розряді батареї, зростає з неузгодженістю параметрів акумуляторів внаслідок тривалого циклування, тому створення батарей більш ніж з 10 акумуляторів не рекомендується.
• більш жорсткі вимоги до підбору акумуляторів батареї та контролю процесу розряду, ніж у разі використання Ni-Cd акумуляторів.

Розрядна крива Ni-MH акумулятора аналогічна кривій Ni-Cd акумулятора.

Напрацювання (число розрядно-зарядних циклів) та термін служби Ni-MH акумулятора також значною мірою визначаються умовами експлуатації. Напрацювання знижується зі збільшенням глибини та швидкості розряду. Напрацювання залежить від швидкості заряду та способу контролю його закінчення. Найбільшу увагу слід приділити температурному режиму, уникати перерозрядів (нижче 1В) та коротких замикань. Рекомендується використовувати Ni-MH акумулятори за призначенням, уникати поєднання вживаних та невикористаних акумуляторів, не припаювати безпосередньо до акумулятора дроту або інші частини. Під час зберігання відбувається саморозряд Ni-MH акумулятора. Через місяць при кімнатній температурі втрата ємності становить 20-30%, а при подальшому зберіганні втрати зменшуються до 3-7% на місяць.

Заряд нікелевих акумуляторів

При заряді герметичного акумулятора крім проблеми відновлення витраченої енергії, важливим є обмеження перезаряджання, оскільки процес заряду супроводжується підвищенням тиску всередині акумулятора.

Як потрібно проводити відновлення Ni-MH акумулятора і чому це важливо?

Істотним чинником зовнішнього впливу електричні характеристики акумуляторів є температура довкілля. Місткість, яка може бути отримана від акумулятора при 20°С, найбільша. Вона майже не зменшується і при розряді за більш високої температури. Але при температурі нижче 0°С розрядна ємність зменшується, і тим більше, чим більший розрядний струм.

Номінальним (стандартним) режимом заряду є режим, коли акумулятор, розряджений до 1В, заряджається струмом 0,1С протягом 16ч (для Ni-Mh 15ч.). Акумулятори можуть бути заряджені при температурі від 0 до +40 °С, найбільш ефективно в інтервалі температур від +10 до +30 °С. Прискорений (за 4-5 годин) і швидкий (за 1 годину) заряди можливі для Ni-MH акумуляторів, що мають високоактивні електроди. При таких зарядах процес контролюється зміною температури?Т і напруги?U та іншим параметрам. Рекомендується також триступінчастий спосіб заряду: перший етап швидкого заряду (струм до 1С), заряд зі швидкістю 0,1С протягом 0,5-1 год для заключної підзарядки, і заряд зі швидкістю 0,05-0,02С як компенсаційний підзаряд. Зарядна напруга Uз при Iз = 0,3-1С лежить в інтервалі 1,4-1,5В. Для виключення перезаряджання акумуляторних батарей можуть застосовуватися такі методи контролю заряду з відповідними датчиками, що встановлюються в акумуляторні батареї або зарядні пристрої:

• метод припинення заряду за абсолютною температурою Тmax.
• метод припинення заряду за швидкістю зміни температури?T/?t.
• метод припинення заряду за негативною дельтою напруги -?U.
• метод припинення заряду за максимальним часом заряду t.
• метод припинення заряду максимального тиску Pmax. (0,05-0,8 МПа).
• метод припинення заряду максимальної напруги Umax.

Для Ni-MH акумуляторів не рекомендується заряд при постійній напрузі, оскільки може статися "тепловий вихід з ладу" акумуляторів. Тепловиділення в герметичному Ni-Cd акумуляторі залежить від рівня його зарядженості. До кінця заряду в стандартному режимі температура акумулятора може зрости на 10-15 °С. При швидкому заряді розігрів більше (до 40-45 ° С).

Правила експлуатації NiCd/NiMh акумуляторів

• Намагайтеся використовувати лише штатні зарядні пристрої
• У разі використання неавтоматичних зарядних пристроїв не заряджайте акумулятор більше часу, зазначеного в інструкції. Перезаряджання значно прискорює процес старіння акумулятора
• Не залишайте розряджений акумулятор у ввімкненій апаратурі. Подальший безконтрольний розряд повністю виводить акумулятор з ладу.
• Уникайте заряджання не повністю розрядженого акумулятора.
• Кожні 3-4 тижні робіть повну розрядку* акумулятора в апаратурі
• Дотримуйтесь температурного діапазону експлуатації
• Перед зберіганням більше 1 місяця NiCd акумулятор потрібно розрядити*. NiMh акумулятора зберігати при 30-50% рівні заряду. Тримайте при температурі +5°С…+20°С. Термін зберігання – до 4 років.
• Кожні 6 місяців для NiMh та 12 місяців для NiCd зберігання рекомендується зробити не менше 3 циклів заряду-розряду у стандартному режимі.

*Примітка: Акумулятор повністю розряджений, коли його напруга падає до 83% від номінального. Наприклад, акумулятор з номіналом 1,2В буде повністю розряджений, коли при працюючій апаратурі напруга на ньому дорівнюватиме 1 В. Зазвичай цей рівень напруги збігається з порогом відключення апаратури.

УВАГА! У процесі експлуатації НЕ ДОПУСКАТИ:

• застосування зарядних пристроїв, не призначених для заряду акумуляторів цієї хімічної системи
• короткого замикання між контактами акумулятора
• зовнішнього нагріву вище 100°З впливу відкритого вогню
• будь-яких фізичних пошкоджень корпусу акумулятора
• заряджання холодного акумулятора (нижче 0°С)
• проникнення рідини у корпус акумулятора.

Незважаючи на широке поширення літій-іонних акумуляторів у малогабаритних пристроях - плеєрах, мобільних телефонах, дорогих бездротових мишках - звичайні батарейки формату AA поки не збираються здавати позиції. Вони дешеві, їх можна купити в будь-якому кіоску, нарешті зробивши харчування від стандартних батарейок, виробник пристрою може перекласти турботу про їх зміну (або, у разі акумуляторів, зарядку) на користувача і тим самим заощадити ще кілька доларів.

Батарейки формату AA використовуються у більшості недорогих бездротових мишок, практично у всіх бездротових клавіатурах, у пультах дистанційного керування, у недорогих фотоапаратах-«мильницях» та дорогих професійних фотоспалахах, у ліхтарях та дитячих іграшках... загалом, перераховувати можна довго.

І все частіше ці батарейки замінюються акумуляторами, як правило - нікель-металгідридними, що мають паспортну ємність від 2500 до 2700 мА * год і робоча напруга 1,2 В. Ідентичні з батарейками габарити і близька напруга дозволяють без проблем встановлювати спочатку розраховане на батареї. Вигода очевидна: мало того, що один акумулятор витримує кілька сотень циклів перезарядки, так ще й ємність його при хоч трохи серйозному навантаженні виявляється відчутно вище, ніж у батарейок. А значить, ви не тільки заощадите гроші, але ще й отримаєте більш «довгограючий» пристрій.

У сьогоднішній статті ми розглянемо - і перевіримо на практиці - 16 акумуляторів різних виробників і з різними параметрами, щоб визначитися, які з них варто купувати. Зокрема, не залишаться без уваги і акумулятори зі зменшеним струмом саморозряду, що не так давно з'явилися у продажу, здатні місяцями лежати в зарядженому стані - і залишатися готовими до використання в будь-яку хвилину.

Нагадаємо нашим читачам, що пристрій та базові особливості різних типів елементів живлення, а також питання вибору зарядних пристроїв для Ni-MH акумуляторів вже описували раніше.

Методика тестування

Детальний опис методики можна знайти в окремій статті, повністю присвяченій цій темі: «».

Якщо ж говорити коротко, то для тестування акумуляторів нами використовується зарядний пристрій Sanyo MQR-02 (чотири незалежні канали заряду, струм 565 мА), чотириканальне стабілізоване навантаження власного виготовлення, що дозволяє випробовувати одночасно чотири акумулятори, а також самостроєць Velleman графік залежності напруги на акумуляторах від часу.

Усі акумулятори перед випробуваннями проходять тренування – два повні цикли заряд-розряд. Вимірювання ємності акумуляторів починається відразу після зарядки - за винятком тесту на струм саморозряду, перед яким акумулятори витримуються протягом тижня при кімнатній температурі без навантаження. У більшості тестів кожна модель представлена ​​двома екземплярами, але в деяких випадках – на акумуляторах GP і Philips, які показали несподівано погані результати – ми перевіряли ще раз вимірювання на чотирьох акумуляторах. Втім, якихось серйозних розбіжностей між різними екземплярами не було в жодному з тестів.

Так як криві напруги у більшості акумуляторів схожі - винятком у сьогоднішній статті стала лише продукція NEXcell - ми наводимо результати вимірювання тільки в ампер-годинник (А * год). Переведення їх у ват-годинник із зазначеної причини на розстановку сил не вплине.

Ansmann Energy Digital (2700 мА * год)

Відкриває нашу статтю марка акумуляторів, що не дуже часто зустрічається в магазинах, але при цьому досить відома і має гарну репутацію серед фотографів.

Тим не менш, виступили акумулятори Ansmann не більш ніж середньо - у загальному заліку в жодному з тестів вони не піднялися навіть до середини підсумкової таблиці. Відставання від лідерів за ємністю становило близько 15-20%. Втім, інших проблем із ними не було.

Ansmann Energy Digital (2850 мА * год)

Більш ємна версія попередніх акумуляторів, що зовні, на перший погляд, відрізняється тільки написом на корпусі.

Втім, при уважному розгляді відмінності виявилися більш суттєвими:

Як ви бачите на фотографії, корпус старшої моделі трохи більший, ніж у молодшої, а плюсовий контакт зроблений, навпаки, коротше, щоб зберегти загальні габарити акумулятора незмінними. На жаль, у деяких пристроях, в яких плюсовий контакт в батарейному відсіку втоплений (щоб не допустити випадкового переполюсування акумуляторів), Ansmann Energy Digital 2850 можуть просто не заробити - вони упруться в корпус пристрою і просто не дістануть його плюсового контакту. До речі, одним з таких пристроїв виявився тестовий стенд: щоб протестувати ці акумулятори, довелося підкладати металеві пластинки під плюсовий контакт.
Але чи варто овчинка вичинки?.. За результатами тестів, акумулятори Ansmann Digital Energy 2850 хоч і випередили молодшу модель цієї ж компанії, але в загальному заліку вище четвертого місця піднятися не змогли, та й четверте зайняли в досить специфічному тесті.

Ansmann Energy Max-E (2100 мА * год)

Порівняно невелика ємність цих акумуляторів пояснюється тим, що вони відносяться до нового класу елементів живлення – Ni-MH акумуляторів зі зменшеним струмом саморозряду. Як відомо, у звичайних акумуляторів при зберіганні ємність плавно знижується, тому, полежавши кілька місяців, вони розрядяться до нуля. Max-E повинні тримати заряд протягом куди більшого часу, тобто місяців, а то й років – це дозволяє, по-перше, ефективно використовувати їх у пристроях з маленьким енергоспоживанням (наприклад, годинниках, пультах дистанційного керування і так далі), по-друге, за потреби використовувати відразу після покупки, без попередньої зарядки.

Зовні акумулятори звичайні. Габарити – стандартні, проблем сумісності з будь-якими пристроями не буде.
До звичайного набору тестів ми додали ще один: розряджання акумулятора струмом 500 мА без попереднього заряджання. Важко сказати, скільки часу вони добиралися від виробника до магазину, а потім лежали в магазині перед тим, як їх купили ми - але результат очевидний: щойно куплені акумулятори мали залишкову ємність близько 1,5 А * год. Звичайні акумулятори такий тест просто не проходили: без попередньої зарядки їхня ємність виявлялася близькою до нуля.

Camelion High Energy NH-AA2600 (2500 мА * год)

Ні, в заголовку не друкарська помилка: незважаючи на число «2600» у назві, насправді паспортна типова ємність цих акумуляторів - 2500 мА * год.

На корпусі акумуляторів це вказано прямим текстом - щоправда, дуже дрібним шрифтом.
Більше того, у більшості тестів акумулятори Camelion впевнено посіли останнє місце, продемонструвавши реальну ємність менше 2000 мА*год (ми тестували два акумулятори Camelion одночасно – результат у них вийшов однаковим). На розрядних кривих при цьому немає нічого незвичайного - вони виглядають рівно так, як мають виглядати графіки для акумулятора з ємністю 2000 мА * год. Спроби з лупою знайти на етикетці ще дрібніший шрифт, що пояснює отриманий результат, успіхом не увінчалися.

Duracell (2650 мА * год)

Марка Duracell на ринку елементів живлення відома чудово – навряд чи буде легко знайти людину, яка б про неї не чула. Однак, судячи з конструкції акумуляторів, Duracell робить їх не сам - вони дуже схожі на продукцію Sanyo.

Результат акумулятори Duracell показали непоганий: незважаючи на найвищу паспортну ємність, в одному випадку вони змогли навіть дістатися до трійки лідерів.

Energizer (2650 мА * год)

Така сама конструкція, і навіть дизайн етикетки в чомусь схожий – перед нами знову акумулятори виробництва Sanyo, але цього разу продаються під маркою Energizer.

Результат виявився приголомшливим: незважаючи на участь у тестуванні моделей акумуляторів з паспортною ємністю аж до 2850 мА * год, акумулятори Energizer з їх, здавалося б, скромними 2650 мА * год у двох тестах навантаження з трьох посіли перше місце!

GP "2700 Series" 270AAHC (2600 мА * год)

Ще одна «не друкарська помилка» в заголовку: незважаючи на дворазовий натяк на ємність 2700 мА*год, насправді акумулятори GP 270AAHC мають паспортну типову ємність 2600 мА*год.

Як водиться, про це написано дрібним шрифтом – трохи нижче великого, майже на весь корпус, числа «2700».
Результат же в загальному заліку виявився невеликим: восьме місце в тестах з великим навантаженням і лише передостаннє, з ємністю, що ледве перевищує 2000 мА * год, - при навантаженні 500 мА.

GP ReCyko+ 210AAHCB (2050 мА*год)

ReCyko+ – ще одна серія акумуляторів з невеликим струмом саморозряду, готових до використання відразу після покупки та придатних для роботи у пристроях з невеликим енергоспоживанням.

Паспортна ємність акумулятора відрізняється від зазначеної в його найменуванні («210AAHCB») на 50 мА*год у меншу сторону.
Обіцяне зменшення струму саморозряду в тестах підтвердилося: новенький, тільки з магазину, акумулятор зміг віддати близько 1,7 А * год без попереднього заряджання. Нагадаємо читачам, що кілька випробуваних нами «звичайних» акумуляторів у таких умовах не змогли віддати взагалі нічого, одразу «просівши» під навантаженням до нуля.

NEXcell (2300 мА * год)

Продукція не надто відомої компанії NEXcell приваблює своєю низькою ціною: упаковка із чотирьох штук коштує менше двохсот рублів.

Формально ніяких каверз немає: значення 2300 мА*ч прямо вказано як типова паспортна ємність акумуляторів.
На жаль, насправді картина сумніша. У всіх випадках акумулятори NEXcell опинилися в останній трійці, а в найважчому тесті, з постійним навантаженням 2,5 А, - і зовсім на останньому місці, причому з катастрофічним відставанням: порівняно з навантаженням 500 мА ємність акумулятора "просіла" більш ніж удвічі . При цьому в інших акумуляторів ємність від навантаження залежала дуже слабко.

Пояснюється це просто: акумулятори NEXcell мають дуже великий внутрішній опір. Подивіться на графік імпульсного розряду: верхня межа смуги на ньому відповідає напрузі без навантаження, нижня – при навантаженні 2,5 А. Відповідно, ширина лінії дорівнює падінню напруги акумулятора під навантаженням, яке визначається його внутрішнім опором – і якщо в інших акумуляторів падіння становить близько 0,1 В, то у NEXcell воно вдвічі більше. Через це при великому навантаженні напруга на акумуляторі сильно просідає, і в результаті швидко виявляється нижче гранично допустимого значення, що дорівнює 0,9 Ст.

Так що, хоча під середнім навантаженням (500 мА) акумулятори NEXcell виступили більш-менш прийнятно, з серйознішими струмами вони або не зможуть працювати взагалі, або сильно втратить в ємності. А скажімо, для фотоспалахів такі характеристики акумуляторів означатимуть помітно більший час заряджання високовольтного конденсатора.

NEXcell (2600 мА * год)

Наступна модель акумуляторів NEXcell - ємністю 2600 мА * год і ціною 220 рублів за чотири штуки.

Зовнішніх відмінностей немає ніяких, але чи відрізнятимуться результати тестів?
Стан пацієнта, як кажуть медики, є стабільно важким: у всіх тестах – місця наприкінці турнірної таблиці. Результат не такий катастрофічний, як у моделі на 2300 мА*год, але проблема із завищеним удвічі внутрішнім опором нікуди не поділася: під великим навантаженням акумулятор помітно «просідає».

Взагалі кажучи, зараз у продажу з'явилися акумулятори NEXcell ємністю 2700 мА*год, однак, ще раз подивившись результати двох описаних вище моделей, ми вирішили не витрачати час на їх тестування. Як дешеві акумулятори для пристроїв з відносно невеликим енергоспоживанням продукція NEXcell підійде, але для чогось серйознішого використовувати її не варто.

Philips MultiLife (2600 мА * год)

Акумулятори Philips змогли здивувати нас відразу – на жаль, в негативному ключі. Вони мають той самий недолік, що й розглянуті вище Ansmann Energy Digital 2850: збільшені габарити корпусу, через що деякі пристрої вони просто не дістають до плюсового контакту. І якщо у випадку з Ansmann можна було хоча б послатися на велику паспортну ємність, то для акумуляторів Philips заявлено досить скромні 2600 мА*год.

При цьому жодних успіхів акумулятори Philips у тестах не продемонстрували, в тестах навантаження стабільно займаючи місця в середині списку. Будь-який сенс у покупці MultiLife, таким чином, знайти важко: середня ємність і потенційні проблеми сумісності через збільшені габарити корпусу.

Philips MultiLife (2700 мА * год)

Нова версія акумуляторів MultiLife на 100 мА*год збільшила паспортну ємність, але при цьому зберегла нестандартні габарити корпусу – і потенційні проблеми сумісності.

Цікаво, що на обох серіях акумуляторів MultiLife вказана та сама мінімальна ємність – 2500 мА*год. Інакше висловлюючись, збільшилася як типова паспортна ємність, а й розкид параметрів між різними екземплярами.
Втім, у всіх тестах Philips MultiLife 2700 мА * год показали кращий результат, ніж їх 2600-мА * год побратими по серії, а при навантаженні 500 мА змогли навіть вибратися на третє місце. Хоча фінальний вердикт від цього і не змінюється: нестандартні габарити можуть призвести до несумісності з конкретними пристроями, тому від покупки цих акумуляторів краще утриматися.

Sanyo HR-3U (2700 мА * год)

Компанія Sanyo – один з найбільших виробників акумуляторів, і ми вже протестували її продукцію, що продається під марками Duracell і Energizer. Однак, то були акумулятори з паспортною ємністю 2650 мА * год, зараз ми тримаємо в руках модель на 2700 мА * год. Що це, просто округлення числа – чи інший акумулятор?

Габарити Sanyo HR-3U має абсолютно стандартні, що після акумуляторів Philips приємно тішить – не треба більше підкладати металеві пластинки, щоб забезпечити надійний контакт акумулятора з навантаженням у нашій установці.

Зауважте, що при типовій паспортній ємності 2700 мА*год мінімальна може бути на 200 мА*год нижче – через розкид параметрів між різними екземплярами.
Цікаво, але в навантажувальних тестах з великими струмами Sanyo 2700 мА * год відчутно відстали від акумуляторів Energizer і Duracell ємністю 2650 мА * год, по суті, вироблених тієї ж Sanyo - а ось на струмі 500 мА всі три показали однакові результати.

Varta Power Accu (2700 мА * год)

Компанія Varta – дуже заслужений і відомий виробник елементів живлення, який, на жаль, рідко зустрічається у продажу у російських магазинах. Втім, нам пощастило, і три моделі акумуляторів Varta ми змогли купити.

Varta Power Accu мають паспортну ємність 2700 мА*год і, як запевняє нас етикетка, розраховані на швидкий заряд (під таким, мабуть, розуміється 15-хвилинний заряд великим струмом – спосіб не найкращий, але зручний, якщо вам треба максимально швидко отримати готові для використання акумулятори). Досить незвичайна конструкція кришечки плюсового контакту – акумулятори інших фірм виглядають значно простіше. Втім, технічної різниці ніякої немає, у будь-якому випадку поблизу контакту знаходяться отвори для скидання надлишкового внутрішнього тиску при неправильній зарядці акумулятора.
У двох тестах навантаження акумулятори Varta Power Accu зайняли почесне друге місце, відставши від акумуляторів Energizer буквально на 10 мА*ч - це менше похибки вимірювання. У третьому ж, при струмі 500 мА, вони взагалі стали першими.

Varta Professional (2700 мА * год)

При тій же паспортній ємності назва наступної серії акумуляторів Varta натякає, що вони повинні бути в чомусь краще, ніж «прості» Power Accu.

Зовнішні відмінності, втім, зводяться до різних етикеток.
Результати дещо бентежать: у всіх тестах Varta Professional хоч і продемонстрували добрий результат, але від Power Accu трохи відстали. Різниця невелика, тому в принципі ці серії можна вважати ідентичними за реальними характеристиками.

Varta Ready2Use (2100 мА * год)

Завершують наші тестування ще одні «довгожителі» – акумулятори зі зменшеним струмом саморозряду, цього разу виробництва Varta.

Результат їх, втім, мало відрізняється від двох аналогічних моделей, розглянутих вище – GP ReCyko+ та Ansmann Max-E. Розкид ємностей між цими трьома моделями невеликий, і кожна з них посіла перше місце по одному разу - у трьох тестах навантаження.

Без попередньої зарядки – відразу після покупки – Ready2Use змогли віддати на навантаженні 500 мА трохи більше 1,6 А*год, тим самим підтвердивши, що справді готові до використання.

Навантажувальні тести

Розглянувши акумулятори окремо, давайте узагальним результати вимірювань на діаграмах – так простіше зрозуміти і розміщення сил серед конкретних учасників, і різні загальні тенденції. На всіх діаграмах три моделі із зменшеним саморозрядом буде виділено в окрему групу.

Найбільш, мабуть, актуальний з практичної точки зору тест: навантаження 500 мА, по порядку величини, що відповідає багатьом пристроям, в яких акумулятори використовуються - ліхтарикам, дитячим іграшкам, фотоапаратам.

У лідерах два акумулятори Varta, за ними щільною групою йдуть чотири моделі, три з яких – виробництва Sanyo. Акумулятори Ansmann, незважаючи на найбільшу паспортну потужність серед представлених моделей, помітного успіху не досягли. Абсолютний аутсайдер – акумулятор Camelion, безпосередньо перед ним йдуть GP, NEXcell та молодша модель Ansmann.

Всі три акумулятори зі зменшеним саморозрядом досить близькі один до одного: різниця між ними менше п'яти відсотків.

Треба зауважити, що жодна модель не показала паспортної ємності, але з цього взагалі не випливає, ніби всі виробники нас обманюють: виміряна ємність певною мірою залежить від умов, в яких ці виміри проводилися.

При великому навантажувальному струмі – 2,5 А – у лідери виходять акумулятори Energizer (Sanyo), з мінімальним відривом за ними йде Varta, а замикає трійку знову Sanyo, але вже під етикеткою Duracell. При цьому, що цікаво, «рідні» акумулятори Sanyo на 2700 мА*год досить помітно відстали від лідерів.

Акумулятори GP змогли почасти відновити свою репутацію, піднявшись ближче до середини списку. Camelion вкотре підтвердили, що їхня справжня ємність досить далека від обіцяних 2500 мА*год (зверніть увагу, що зі збільшенням струму в 5 разів, з 500 до 2500 мА, їх результат змінився слабко – це говорить про відсутність будь-яких серйозних внутрішніх проблем , Інакше кажучи, акумулятори хороші ... просто вони не на ту ємність, яка вказана на етикетці). Обидві моделі NEXCell сильно «просіли» через дуже високий внутрішній опір – ось це якраз є внутрішньою проблемою акумулятора, і означає, що для великих навантажень він не призначений взагалі.

Акумулятори зі зниженим саморозрядом знову показують близькі результати, причому, порівняно з 500-ма тестом, лідер і аутсайдер помінялися місцями. Але, повторимося, різниця між ними мала, і на неї можна заплющити очі.

Імпульсний розряд – при якому між 2,25-секундними імпульсами струму з амплітудою 2,5 А акумулятор має 6 секунд на відновлення – диспозицію змінює слабо. У лідерах знову Varta та Energizer, на четверте місце піднявся Ansmann. Дещо дивують і засмучують результати Sanyo HR-3U, а продукція NEXcell і Camelion зайняла звичні останні місця.

Цікаво, що такий режим розряду в цілому виявився для акумуляторів найлегшим: результати в порівнянні з попередніми тестами зросли, деякі моделі перевищили навіть свою паспортну ємність.

Саморозряд акумуляторів за 1 тиждень

Розглядаючи вище моделі зі зниженим струмом саморозряду, здатні місяцями лежати без діла, майже не втрачаючи ємність, ми вже згадували, що всі вони були готові до використання відразу після розпакування, без попередньої зарядки – при паспортній ємності близько 2 А*год. віддавали 1,5-1,7 А * год. З цього очевидно, що заяви виробників – не порожній звук, такі акумулятори, як Ansmann Max-E, GP ReCyko+ та Varta Ready2Use, справді можуть зберігатися місяцями у зарядженому стані, а також використовуватись у пристроях із маленьким енергоспоживанням.

Для чистоти експерименту ми також спробували навантажити струмом 500 мА кілька свіжокуплених "звичайних" Ni-MH акумуляторів з паспортними ємностями 2600-2700 мА * год. Результат вийшов очікуваний: без попередньої підзарядки вони працювати не можуть, під будь-яким помітним навантаженням напруга майже моментально падає нижче 1 В.

Проте за яких термінів зберігання почне відчутись різниця між різними типами акумуляторів? Адже три вищезгадані моделі мають не лише менший струм саморозряду, а й меншу паспортну ємність.

Щоб з'ясувати це, ми протягом тижня витримували заряджені акумулятори, після чого вимірювали їхню ємність під навантаженням 500 мА – і порівнювали з ємністю відразу після зарядки.

У відсотковому обчисленні два перші місця зайняли моделі з малим саморозрядом, і лише Ansmann Max-E підвів, втративши 10% ємності. Приблизно половина "звичайних" акумуляторів втратила від 7 до 10% ємності, несподівано погано виступили акумулятори Philips MultiLife 2600, що втратили більше чверті заряду. Невдало виступили і акумулятори GP.

Зверніть увагу, що у двох випадках більш ємні акумулятори демонстрували й більші втрати: Ansmann Energy Digital і NEXcell.

Інакше висловлюючись, якщо відразу після зарядки Ansmann на 2850 мА*ч має справді велику ємність, ніж Ansmann на 2700 мА*ч, через кілька днів ситуація не настільки однозначна. Подивимося на таблицю з ємностями акумуляторів через тиждень витримки:

Усі лідируючі позиції щільно окуповані моделями Varta (перші два місця) та Sanyo (місця з третього по п'яте) – тут, загалом, навіть нема чого обговорювати, успіх цих компаній абсолютно очевидний.

А ось між парами акумуляторів одного виробника, але різної ємності ситуація склалася цікава. Philips 2700 зміг обійти Philips 2600, але це й не дивно – враховуючи, наскільки провальний результат показав останній, обігнавши струмом саморозряду всіх і вся. А ось у парах Ansmann 2700/2850 та NEXcell 2300/2600 після тижневого відпочинку на перше місце вийшли моделі з меншою паспортною ємністю.

Окремо ж варто відзначити, що за один тиждень акумулятори зі зниженим струмом саморозряду будь-якої вирішальної переваги не продемонстрували, на них варто орієнтуватися, якщо вам потрібен значно більший інтервал між підзарядками.

Висновок

Що ж, настав час підбивати підсумки і давати рекомендації. Спочатку пройдемося по виробниках.

Безумовно, лідерами тестування серед моделей з ємністю 2500 мА*год і вище були акумулятори Varta і Sanyo (зокрема, що продаються під марками Energizer і Duracell, а також деякими іншими – наприклад, Sony). За частотою влучень у першу трійку з ними не зміг змагатися ніхто, а в тесті на тижневий саморозряд вони одноосібно посіли перші п'ять місць.

Старші моделі акумуляторів Ansmann Energy Digital (2850 мА*год) та Philips MultiLife (2700 мА*год) здебільшого трималися в середині, по одному разу вибившись на третє місце. І можна було б їх і назвати середнячками, які в принципі не сильно відстають від лідерів і цілком варті своїх грошей, якби не одне «але» – збільшені габарити корпусу. Через це дані моделі можуть виявитися просто несумісними з деякими пристроями, і тому ми радимо не ризикувати та звернути увагу на інші акумулятори.

Досить погано виступили акумулятори GP. Мало того, що їх виробник вводить покупців в оману маркуванням (типова паспортна ємність серії "2700" - не 2700, як можна було б подумати, а 2600 мА * год), так і реальні результати не вражають: невисока ємність і великий струм саморозряду.

У випадку з Camelion мало того, що великий напис «2600» не відповідає їхній паспортній ємності (рівній 2500 мА * год), так на практиці вони дуже нагадують акумулятори з ємністю близько 2000 мА * год. У них невеликий струм саморозряду, маленький внутрішній опір, але купуючи ці акумулятори, треба пам'ятати – до 2500 мА*год ніякого відношення вони не мають.

Продукція NEXcell – єдина, що продемонструвала у наших тестах наявність принципових проблем, а не просто несправедливе маркування. У цих акумуляторів внутрішній опір вдвічі вищий, ніж у всіх інших протестованих моделей, а тому з великим навантаженням вони справляються дуже погано.

І, нарешті, три моделі акумуляторів зі зниженим саморозрядом – Varta Ready2Use, GP ReCyko+ та Ansmann Max-E – виступили приблизно нарівні. Так, ними справді можна користуватися одразу після покупки, без попередньої зарядки.

На що орієнтуватися загалом, вибираючи акумулятори? Дамо кілька порад:

Реальна ємність акумуляторів, як показали наші вимірювання, сильніше залежить від їхнього виробника, ніж від цифр на етикетці – Sanyo (2650 мА*год) та Varta (2700 мА*год) впевнено випередили Ansmann (2850 мА*год).
Не женіться за великою паспортною ємністю.Акумулятори з більшою ємністю часто мають великий струм саморозряду, а це означає, що якщо ви використовуєте їх не відразу після зарядки, а протягом декількох днів - то акумулятори з меншою паспортною ємністю можуть виявитися ефективнішими.
При покупці звертайте увагу на габарити акумулятора.Три з протестованих нами моделей – два акумулятори Philips та один Ansmann – мали збільшені габарити корпусу, через що працювали не у всіх пристроях.
Заздалегідь прикиньте, наскільки інтенсивно використовувати акумулятори.Якщо ви плануєте заряджати їх не рідше одного разу на тиждень – то варто звертати увагу на моделі з паспортною ємністю близько 2700 мА*год. Якщо акумулятори повинні довго (істотно довше тижня) лежати зарядженими «про всяк випадок» або використовуватися в пристроях з невеликим споживанням, наприклад, пультах дистанційного керування або годиннику, то перевагу треба віддати моделям зі зниженим струмом саморозряду, незважаючи на їхню меншу паспортну ємність.

P.S. Декілька слів про те, на підставі чого вибирати між акумуляторами і звичайними одноразовими батарейками, можна прочитати у нашій попередній статті.

Інші матеріали на цю тему

Тестування батарейок формату AA
Методика тестування акумуляторів та батарейок

Дослідження в галузі нікель-металгідридних батарей почалися в 1970-х роках як удосконалення нікель-водневих батарей, оскільки вага та обсяг нікель-водневих батарей не задовольняв виробників (водень у цих батареях знаходився під високим тиском, що вимагало міцного та важкого сталевого корпусу). Використання водню у вигляді гідридів металів дозволило знизити вагу та об'єм батарей, також знизилася і небезпека вибуху батареї під час перегріву.

Починаючи з 1980-х була суттєво покращена технологія виробництва NiMH батарей та почалося комерційне використання у різних галузях. Успіху NiNH батарей сприяла збільшена ємність (на 40% порівняно з NiCd), використання матеріалів, придатних до вторинної переробки («дружність» природного середовища), а також досить тривалий термін служби, що часто перевищує показники NiCd акумуляторів.

Переваги та недоліки NiMH акумуляторів

Переваги

・ Велика ємність - на 40% і більше, ніж звичайні NiCd батареї
・ набагато менша вираженість ефекту «пам'яті» в порівнянні з нікель-кадмієвими акумуляторами - цикли обслуговування батареї можна проводити в 2-3 рази рідше
・ проста можливість транспортування - авіакомпанії перевозять без будь-яких попередніх умов
・ екологічно безпечні - можлива переробка

Недоліки

・ обмежений час життя батареї - зазвичай близько 500-700 циклів повного заряду/розряду (хоча в залежності від режимів роботи та внутрішнього пристрою можуть бути відмінності в рази).
・ ефект пам'яті - NiMH батареї вимагають періодичного тренування (циклу повного розряду/заряду акумулятора)
・ Відносно малий термін зберігання батарей - зазвичай не більше 3х років при зберіганні в розрядженому стані, після чого втрачаються основні характеристики. Зберігання в прохолодних умовах при частковому заряді 40-60% уповільнюють процес старіння батарей.
・ Високий саморозряд батарей
・ Обмежена потужність - при перевищенні допустимих навантажень зменшується час життя батарей.
・ Потрібен спеціальний зарядний пристрій зі стадійним алгоритмом заряду, оскільки при заряді виділяється велика кількість тепла і нікель-металгідридні батареї прохо переносять перезаряд.
・ Погана переносимість високих температур (понад 25-30 за Цельсієм)

Конструкція NiMH акумуляторів та АКБ

Сучасні нікель-металгідридні акумулятори мають внутрішню конструкцію, схожу на конструкцію нікель-кадмієвих акумуляторів. Позитивний оксидно-нікелевий електрод, лужний електроліт та розрахунковий тиск водню збігаються в обох акумуляторних системах. Різні лише негативні електроди: у нікель-кадмієвих акумуляторів – кадмієвий електрод, у нікель-металгідридних – електрод на основі металу поглинаючих водень металів.

У сучасних нікель-металгідридних акумуляторах використовується склад водневого адсорбуючого сплаву виду AB2 і AB5. Інші сплави виду AB або A2B не набули широкого поширення. Що ж позначають загадкові літери A та B у складі сплаву? – Під символом A ховається метал (або суміш металів), при утворенні гідридів яких виділяється тепло. Відповідно, символ B означає метал, який реагує з воднем ендотермічно.

Для негативних електродів типу AB5 використовується суміш рідкісноземельних елементів групи лантану (компонент А) та нікель з домішками інших металів (кобальт, алюміній, марганець) – компонент B. Для електродів типу AB2 використовуються титан і нікель з домішками цирконію, ванадія, заліза, марганцю хрому.

Нікель-металгідридні акумулятори з електродами типу AB5 мають більшого поширення через кращі показники циклованості, незважаючи на те, що акумулятори з електродами типу AB2 дешевші, мають більшу ємність і кращі показники потужності.

У процесі циклування відбувається коливання обсягу негативного електрода до 15-25% від вихідного за рахунок поглинання/виділення водню. В результаті коливань обсягу виникає велика кількість мікротріщин у матеріалі електрода. Це пояснює, чому для нового нікель-металгідридного акумулятора необхідно провести кілька «тренувальних» циклів заряду/розряду для приведення значень потужності та ємності акумулятора до номінальних. Також у утворення мікротріщин є і негативна сторона - збільшується площа поверхні електрода, яка піддається корозії з витратою електроліту, що призводить до поступового збільшення внутрішнього опору елемента та зниження ємності. Для зменшення швидкості корозійних процесів рекомендується зберігати нікель-металгідридні акумулятори у зарядженому стані.

Негативний електрод має надмірну ємність по відношенню до позитивного як перезаряду, так і перерозряду для забезпечення прийнятного рівня виділення водню. Через корозію сплаву поступово зменшується ємність перезаряду негативного електрода. Як тільки надмірна ємність по перезаряду вичерпається, на негативному електроді в кінці заряду почне виділятися велика кількість водню, що призведе до стравлювання надлишкової кількості водню через клапани елемента, викидання електроліту і виходу акумулятора з ладу. Тому для заряду нікель-металгідридних акумуляторів необхідний спеціальний зарядний пристрій, що враховує специфіку поведінки акумулятора для уникнення небезпеки саморуйнування акумуляторного елемента. При зборі батареї акумуляторів необхідно передбачити хорошу вентиляцію елементів і не палити поруч із нікель-металгідридною батареєю, що заряджається, великої ємності.

Згодом в результаті циклування зростає і саморозряд акумулятора за рахунок появи великих пор у матеріалі сепаратора та утворенні електричного з'єднання між пластинами електродів. Ця проблема може бути тимчасово вирішена шляхом кількох циклів глибокого розряду акумулятора з наступним повним зарядом.

При заряді нікель-металгідридних акумуляторів виділяється досить велика кількість тепла, особливо наприкінці заряду, що є однією з ознак необхідності завершення заряду. При збиранні декількох акумуляторних елементів в батарею необхідна система контролю параметрів батареї (BMS), а також наявність струмопровідних з'єднувальних перемичок, що терморозмикаються, між частиною акумуляторних елементів. Також бажано з'єднувати акумулятори в батареї шляхом точкового зварювання перемичок, а не паяння.

Розряд нікель-металгідридних акумуляторів при низьких температурах лімітується тим фактом, що ця ендотермічна реакція і на негативному електроді утворюється вода, що розбавляє електроліт, що призводить до високої ймовірності замерзання електроліту. Тому, чим менше температура навколишнього середовища, тим менша потужність і ємність акумулятора, що віддається. Навпаки, при підвищеній температурі в процесі розряду розрядна ємність нікель-металгідридного акумулятора буде максимальною.

Знання конструкції та принципів роботи дозволить з великим розумінням поставитися до процесу експлуатації нікель-металгідридних акумуляторів. Сподіваюся, інформація, почерпнута у статті, дозволить продовжити життя вашої акумуляторної батареї та уникнути можливих небезпечних наслідків через недорозуміння принципів безпечного використання нікель-металгідридних акумуляторів.

Розрядні характеристики NiMH-акумуляторів при різних
струми розряду при температурі навколишнього середовища 20 °С

зображення взято з www.compress.ru/Article.aspx?id=16846&iid=781

Нікель-металгідридна батарейка Duracell

зображення взято з www.3dnews.ru/digital/1battery/index8.htm

P.P.S.
Схема перспективного спрямування створення біполярних акумуляторних батарей

схема взяти з Біполярні свинцево-кислотні батареї

Порівняльна таблиця параметрів різних типів акумуляторів

	NiCd	NiMH	Lead Acid	Li-ion	Li-ion polymer	Reusable Alkaline
Енергетична щільність (W*година/кг)	45-80	60-120	30-50	110-160	100-130	80 (початкова)
Внутрішній опір (включаючи внутрішні схеми), мОм	100-200 при 6В	200-300 при 6В	<100 при 12В	150-250 при 7.2В	200-300 при 7.2В	200-2000 при 6В
Число циклів заряду/розряду (при зниженні до 80% від початкової ємності)	1500	300-500	200-300	500-1000	300-500	50 (До 50%)
Час швидкого заряду	1 година типова	2-4 години	8-16 години	2-4 години	2-4 години	2-3 години
Стійкість до перезаряду	середня	низька	висока	дуже низька	низька	середня
Саморозряд/місяць (при кімнатній температурі)	20%	30%	5%	10%	~10%	0.3%
Напруга елемента (номінальна)	1.25В	1.25В	2В	3.6В	3.6В	1.5В
Струм навантаження - піковий - Оптимальний	20C 1C	5C 0.5C і нижче	5C 0.2C	>2C 1C і нижче	>2C 1C і нижче	0.5C 0.2C і нижче
Температура під час експлуатації (тільки розряд)	-40 to 60°C	-20 to 60°C	-20 to 60°C	-20 to 60°C	0 to 60°C	0 to 65°C
Вимоги до обслуговування	Через 30 – 60 днів	Через 60 – 90 днів	Через 3 – 6 місяців	Не вимагається	Не вимагається	Не вимагається
Типова ціна (US$, тільки для порівняння)	$50 (7.2В)	$60 (7.2В)	$25 (6В)	$100 (7.2В)	$100 (7.2В)	$5 (9В)
Ціна на цикл (US$)	$0.04	$0.12	$0.10	$0.14	$0.29	$0.10-0.50
Початок комерційного використання	1950	1990	1970	1991	1999	1992

таблиця взята з