NiMH står for nikkelmetallhydrid. Riktig lading er nøkkelen til å opprettholde ytelse og lang levetid. Du må kjenne til denne teknologien for å lade NiMH. Gjenoppretting av NiMH-celler er en ganske komplisert prosess, fordi spenningstoppen og det påfølgende fallet er mindre, og derfor er indikatorene vanskeligere å bestemme. Overlading fører til overoppheting og skade på cellen, hvoretter kapasiteten går tapt, noe som resulterer i tap av funksjonalitet.
Design og driftsprinsipp
Batteri er en elektrokjemisk enhet der elektrisk energi omdannes og lagres i kjemisk form. Kjemisk energi omdannes lett til elektrisk energi. NiMH arbeider etter prinsippet om å absorbere, frigjøre og transportere hydrogen inne i to elektroder.
NiMH-batterier består av to metallstrimler som fungerer som positive og negative elektroder, og en isolerende folieseparator mellom dem. Denne energi-"sandwichen" vikles og legges i et batteri sammen med væskeelektrolytt. Den positive elektroden består vanligvis av nikkel, den negative elektroden av metallhydrid. Derav navnet "NiMH", eller "nikkelmetallhydrid".
Fordeler:
- Inneholder mindre giftstoffer og er miljøvennlig og resirkulerbart.
- Minneeffekten er høyere enn Ni-Cad.
- Mye tryggere enn litiumbatterier.
Flaws:
- Dyputlading forkorter levetiden og genererer varme under hurtiglading og høy belastning.
- Selvutlading er høyere sammenlignet med andre batterier og må tas i betraktning før du lader NiMH.
- Høyt vedlikeholdsnivå kreves. Batteriet må være helt utladet for å forhindre krystalldannelse under lading.
- Dyrere enn Ni-Cad-batteri.
Kjennetegn ved lading/utlading
Nikkel-metallhydridcellen har mange egenskaper som ligner på NiCd, for eksempel utladningskurven (med ekstra lading) som batteriet kan akseptere. Den er intolerant overfor overlading som forårsaker kapasitetsdegradering, noe som er et stort problem for laderdesignere.
Gjeldende spesifikasjoner som trengs for å lade et NiMH-batteri på riktig måte:
- Nominell spenning er 1,2V.
- Spesifikk energi - 60–120 Wh/kg.
- Energitetthet - 140–300 Wh/kg.
- Spesifikk effekt - 250–1000 W/kg.
- Lade-/utladningseffektivitet -90%.
Ladeeffektiviteten til nikkelbatterier varierer fra 100 % til 70 % av full kapasitet. Til å begynne med er det en liten økning i temperaturen, men senere, når ladenivået stiger, synker effektiviteten, og genererer varme, som må tas i betraktning før du lader NiMH.
Når et NiCD-batteri utlades til en viss minimumsspenning og deretter lades, må man passe på å redusere kondisjoneringseffekten (omtrent hver 10. lade-/utladingssyklus), ellers vil det begynne å miste kapasitet. For NiMH er ikke dette kravet påkrevd siden effekten er ubetydelig.
En slik gjenopprettingsprosess er imidlertid også praktisk for NiMH-enheter, det anbefales å vurdere det før du lader NiMH-batterier. Prosessen gjentas tre til fem ganger før de når full kapasitet. Konditioneringsprosessen til de oppladbare batteriene sikrer at de vil vare i mange år.
NiMH-gjenopprettingsmetoder
Det finnes flere lademetoder som kan brukes med NiMH-batterier. De, som NiCd-er, krever en konstant strømkilde. Hastigheten er vanligvis angitt på cellekroppen. Det bør ikke overskride teknologiske standarder. Grensene for ladegrenser er klart regulert av produsentene. Før du bruker batterier, må du tydelig vite hvilken strøm du skal lade NiMH-batterier med. Det er flere metoder som brukes for å forhindre feil:
- Lading etter tidtaker. Bruk av tid tilå bestemme slutten av prosessen er den enkleste måten. Ofte er en elektronisk timer innebygd i enheten, selv om mange enheter ikke har denne funksjonen. Tilnærmingen forutsetter at cellen lades fra en kjent tilstand, for eksempel når den er helt utladet.
- Termisk deteksjon. Bestemmelse av slutten av prosessen utføres ved å overvåke temperaturen på elementet. Selv om enheten vil bli varmere når den overlades, er det vanskelig å måle temperaturøkningen nøyaktig ettersom midten av batteriet vil være mye varmere enn utsiden.
- Deteksjon av negativ deltaspenning. NiMH oppdager spenningsfall (5 mV). Før du lader NiMH-batterier, introduseres støyfiltrering for å pålitelig fange et slikt fall for å sikre at "parasittiske" sensorer og andre lyder ikke fører til slutten av ladingen.
Parallell tilførsel av elementer
Parallell lading av batterier gjør det vanskelig å kvalitativt fastslå slutten av prosessen. Dette er fordi man ikke kan være sikker på at hver celle eller pakke har samme motstand og derfor vil noen trekke mer strøm enn andre. Dette betyr at det må benyttes en egen ladekrets for hver linje i parallellenheten. Det bør fastslås hvor mye strøm som skal lades NiMH ved å balansere for eksempel ved å bruke motstander med en slik verdi at de vil dominere kontrollparameterne.
Moderne algoritmer er utviklet for å sikre nøyaktig lading uten bruk av termistor. Disseenheter ligner på Delta V, men har spesielle målemetoder for å detektere full ladning, vanligvis involverer en slags syklus der spenningen måles over et tidsintervall og mellom pulser. For multi-element pakker, hvis de ikke er i samme tilstand og ikke er balansert i kapasitet, kan de fylles opp en om gangen, noe som signaliserer slutten av et stadium.
Det vil ta flere sykluser å balansere dem. Når batteriet når slutten av ladningen, begynner oksygen å dannes ved elektrodene og rekombinere ved katalysatoren. Den nye kjemiske reaksjonen skaper varme som enkelt kan måles med en termistor. Dette er den sikreste måten å oppdage slutten på en prosess under en rask gjenoppretting.
Billig måte å regenerere
Lading over natten er den billigste måten å lade et NiMH-batteri ved C/10, som er under 10 % av nominell kapasitet per time. Dette må tas i betraktning for å lade NiMH på riktig måte. Så et 100mAh batteri vil lade ved 10mA i 15 timer. Denne metoden krever ikke en prosesssluttsensor og gir full ladning. Moderne celler har en oksygenresirkuleringskatalysator som forhindrer skade på batteriet når det utsettes for elektrisk strøm.
Denne metoden kan ikke brukes hvis ladehastigheten er over C/10. Minimumsspenningen som kreves for en fullstendig reaksjon er avhengig av temperatur (minst 1,41V per celle ved 20 grader), som må vurderes for å lade NiMH på riktig måte. Langvarig restitusjon forårsaker ikke ventilasjon. Det varmer opp batteriet litt. For å bevare levetiden anbefales det å bruke en timer med en rekkevidde på 13 til 15 timer. Ni-6-200-laderen har en mikroprosessor som rapporterer ladetilstanden via en LED og utfører også en synkroniseringsfunksjon.
Rask ladeprosess
Ved å bruke tidtakeren kan du lade C/3.33 i 5 timer. Dette er litt risikabelt da batteriet må utlades helt først. En måte å sikre at dette ikke skjer på er å lade ut batteriet automatisk ved hjelp av laderen, som deretter starter gjenopprettingsprosessen i 5 timer. Denne metoden har fordelen av å eliminere enhver mulighet for å lage et negativt batteriminne.
Foreløpig er det ikke alle produsenter som produserer slike ladere, men mikroprosessorkortet brukes for eksempel i C/10 /NiMH-NiCad-solar-charge-controller-laderen og kan enkelt modifiseres for å utføre en utlading. En strømavleder vil være nødvendig for å spre energien til et delvis ladet batteri innen rimelig tid.
Hvis en temperaturmonitor brukes, kan NiMH-batterier lades med opptil 1C, med andre ord 100 % ampere-time kapasitet i 1,5 timer. PowerStream batteriladekontrolleren gjør dette sammen med et kontrollkort som er i stand til å måle spenning og strøm for mer komplekse algoritmer. Når temperaturen stiger, må prosessen stoppes, og nårdT/dt-verdien bør settes til 1-2 grader per minutt.
Det er nye algoritmer som bruker mikroprosessorkontroll når du bruker -dV-signalet for å bestemme slutten på ladningen. I praksis fungerer de veldig bra, og det er derfor moderne enheter bruker denne teknologien, som inkluderer av- og på-prosesser for å måle spenning.
Adapterspesifikasjoner
Et viktig problem er batterilevetiden, eller den totale levetidskostnaden for systemet. I dette tilfellet tilbyr produsenter enheter med mikroprosessorkontroll.
Algorithme for den perfekte laderen:
- Myk start. Hvis temperaturen er over 40 grader eller under null, start med å lade C/10.
- Option. Hvis den utladede batterispenningen er høyere enn 1,0 V/celle, lad ut batteriet til 1,0 V/celle, og fortsett deretter til hurtiglading.
- Rask lading. Ved 1 grad til temperaturen når 45 grader eller dT indikerer full lading.
- Etter at hurtigladingen er fullført, lad ved C/10 i 4 timer for å sikre full lading.
- Hvis spenningen til et ladet NiMH-batteri stiger til 1,78V/celle, stopp driften.
- Hvis hurtigladetiden overskrider 1,5 time uten avbrudd, vil den bli stoppet.
Teoretisk sett er opplading en ladehastighet som er rask nok til å holde batteriet fulladet, men sakte nok til å unngå overlading. Bestemme den optimale ladehastigheten for et bestemt batterilitt vanskelig å beskrive, men det er generelt akseptert at det er omtrent ti prosent av kapasiteten til batteriet, for eksempel for Sanyo 2500 mAh AA NiMH er den optimale ladehastigheten 250 mA eller lavere. Det må tas i betraktning for å lade NiMH-batterier ordentlig.
Batteriskadeprosesser
Den vanligste årsaken til for tidlig batterisvikt er overlading. De typene ladere som oftest forårsaker det er såk alte "hurtigladere" for 5 eller 8 timer. Problemet med disse instrumentene er at de egentlig ikke har en prosesskontrollmekanisme.
De fleste av dem har enkel funksjonalitet. De lader med full hastighet i en fast periode (vanligvis fem eller åtte timer) og slår deretter av eller bytter til en lavere "manuell" hastighet. Hvis de brukes riktig, så er alt i orden. Hvis de brukes feil, vil batterilevetiden bli forkortet på flere måter:
- Når helt oppladede eller delvis ladede batterier settes inn i enheten, kan den ikke registrere det, så den lader opp batteriene den er laget for. Så batterikapasiteten synker.
- En annen vanlig situasjon er å avbryte ladesyklusen som pågår. Dette etterfølges imidlertid av en ny tilkobling. Dessverre fører dette til at en full ladesyklus startes på nytt, selv om forrige syklus er nesten fullført.
Den enkleste måtenFor å unngå disse scenariene, bruk en intelligent mikroprosessorstyrt lader. Den kan oppdage når batteriet er fulladet, og deretter – avhengig av utformingen – enten slå seg helt av eller bytte til vedlikeholdslading-modus.
iMax B6-smartenheter
For å lade NiMH iMax trenger du en dedikert lader, siden feil metode kan gjøre batteriet ubrukelig. Mange brukere anser iMax B6 for å være det beste valget for NiMH-lading. Den støtter prosessen med opptil 15 cellebatterier, samt mange innstillinger og konfigurasjoner for forskjellige typer batterier. Den anbef alte ladetiden bør ikke overstige 20 timer.
Vanligvis garanterer produsenten 2000 lade-/utladingssykluser fra et standard NiMH-batteri, selv om dette kan variere avhengig av bruksforholdene.
Arbeidsalgoritme:
- Lader NiMH iMax B6. Det er nødvendig å koble strømledningen til stikkontakten på venstre side av enheten, ta hensyn til formen på enden av kabelen for å sikre at riktig tilkobling er laget. Vi setter den helt inn og slutter å trykke når et lydsignal og en velkomstmelding vises på displayet
- Bruk den sølvfargede knappen helt til venstre for å bla gjennom den første menyen og velge batteritype som skal lades. Trykk på knappen lengst til venstre vil bekrefte valget. Knappen til høyre vil bla gjennom alternativene: lading, utladning, balanse, hurtiglading, lagring ogandre.
- To sentrale kontrollknapper hjelper deg med å velge ønsket nummer. Ved å trykke helt til høyre for å gå inn, kan du gå til spenningsinnstillingen ved å bla igjen med de to midtknappene og trykke enter.
- Bruk flere kabler for å koble til batteriet. Det første settet ser ut som laboratorietrådutstyr. Den kommer ofte sammen med krokodilleklemmer. Stikkontakter for tilkobling er plassert på høyre side av enheten nær bunnen. De er lette nok å få øye på. Slik kan du lade NiMH med iMax B6.
- Deretter må du koble den ledige batterikabelen til enden av de røde og svarte klemmene, og skape en lukket sløyfe. Dette kan være litt risikabelt, spesielt hvis brukeren gjør feil innstillinger for første gang. Trykk og hold enter-knappen i tre sekunder. Skjermen skal da informere om at den sjekker batteriet, hvoretter brukeren blir bedt om å bekrefte modusinnstillingen.
- Mens batteriet lades, kan du bla gjennom de ulike skjermene på displayet ved å bruke de to midtknappene som gir informasjon om ladeprosessen i forskjellige moduser.
Tips for optimalisering av batteriytelsen
Det mest vanlige rådet er å tømme batteriene helt og deretter lade dem opp igjen. Selv om dette er en behandling for «minneeffekten», må man være forsiktig med nikkel-kadmium-batterier, da det er lett å skade dem på grunn av overutlading, noe som fører til «polreversering» og irreversible prosesser. I noen tilfeller lages batterielektronikkpå en måte som forhindrer negative prosesser ved å slå seg av før de skjer, men enklere enheter som lommelykter gjør det ikke.
Obligatorisk:
- Vær klar til å erstatte dem. Nikkel-metallhydrid-batterier varer ikke evig. Etter slutten av ressursen slutter de å fungere.
- Kjøp en smart lader som elektronisk styrer prosessen og forhindrer overlading. Ikke bare er dette bedre for batterier, men det bruker også mindre strøm.
- Ta ut batteriet når oppladingen er fullført. Unødvendig tid på enheten betyr at mer jetenergi brukes til å lade den, og dermed øker slitasjen og bruker mer strøm.
- Ikke tøm batteriene helt for å forlenge levetiden. Til tross for alle råd om det motsatte, vil en fullstendig utflod faktisk forkorte livet deres.
- Lagre NiMH-batterier ved romtemperatur på et tørt sted.
- Overflødig varme kan skade batteriene og få dem til å tømmes raskt.
- Vurder å bruke en modell med lavt batteri.
Dermed kan du trekke en strek. Faktisk er NiMH-batterier mer forberedt av produsenten for dagens miljø, og riktig lading av batterier ved hjelp av en smartenhet vil sikre ytelsen og lang levetid.
