Verlängerte NiMH-Batterielebensdauer

Zusammenfassung: Nickel-Metallhydrid-Batterien sind die Nachkommen von Nickel-Cadmium-Batterien, und ihre Leistung ist Nickel-Cadmium-Batterien in allen Aspekten überlegen. Dieser Artikel gibt Ihnen eine detaillierte Einführung in die lange Lebensdauer von Ni-MH-Akkus und wie Sie die Lebensdauer von Ni-MH-Akkus verlängern können. Ich hoffe, Ihnen helfen zu können.

[NiMH-Akku] So verlängern Sie die Lebensdauer des Ni-MH-Akkus

Nickel-Metallhydrid-Batterien sind die Nachkommen von Nickel-Cadmium-Batterien, und ihre Leistung ist Nickel-Cadmium-Batterien in allen Aspekten überlegen. Nickel-Metallhydrid-Batterien verwenden Nickeloxid als positive Elektrode, Wasserstoffspeichermetall als negative Elektrode und Alkalilösung (hauptsächlich Kaliumhydroxid) als Elektrolyt. Die Nennspannung beträgt 1,2 V, und die maximale Spannung bei voller Ladung kann 1,6 V bis 1,8 V erreichen. Die normale Entladungsabschlussspannung beträgt 1,0 V, und 0,9 V können tatsächlich verwendet werden. Die Anzahl der wiederholten Ladevorgänge beträgt mehr als das 500-fache und die Selbstentladungsrate 20% / Monat.

Der maximale Entladestrom einer Nickel-Wasserstoff-Batterie kann 3 ° C erreichen (Entladungsrate C bezieht sich auf den Stromwert der vollen Kapazität von einer Stunde. Beispielsweise beträgt das C einer 500-mAh-Batterie 500 mA). Das Energie-Gewichts-Verhältnis beträgt 60-80 Wh / kg, und das Energie-Volumen-Verhältnis ist viel höher als das der Nickel-Cadmium-Batterie. Die maximale Kapazität der 5. Einzelzellenbatterie kann 2300 mAh erreichen, was fast dem Vierfachen der Nickel-Cadmium-Batterie entspricht. Nickel-Metallhydrid-Batterien sind kostengünstig, haben keine Cadmiumverschmutzung und eine breite Palette von Temperaturanwendungen. Hat eine gute Schnellladeleistung, kein Memory-Effekt, kann mit dem Laden verwendet werden. Daher wächst bei Geräten mit Universalbatterien der Markt für Nickel-Wasserstoff-Batterien.

In der Praxis wurde jedoch festgestellt, dass die Anzahl der Wiederaufladungen von Nickel-Metallhydrid-Batterien nicht so hoch ist wie die von Nickel-Cadmium-Batterien, so dass Nickel-Metallhydrid-Batterien eine lange Lebensdauer haben. Theoretisch ist die Lebensdauer von Nickel-Metallhydrid-Batterien etwas länger als die von Nickel-Cadmium-Batterien. Wenn jedoch Nickel-Metallhydrid-Batterien überladen sind, sind die nachteiligen Auswirkungen auf Batterien größer als bei Nickel-Cadmium-Batterien.

Wenn der Akku längere Zeit nicht richtig aufgeladen wird, wird der Akku beschädigt.

Gegenwärtig sind die auf dem Markt befindlichen Ladegeräte für Nickel-Cadmium / Nickel-Wasserstoff-Batterien im Wert von mehreren zehn Dollar zu einfach, und es ist leicht, die Nickel-Wasserstoff-Batterie zu überladen. Das Ladegerät mit dem Ladesteuerchip kostet mehrere hundert Dollar, und es gibt nicht viele Benutzer.

Daher kann die Nickel-Wasserstoff-Batterie keine hervorragende Leistung erbringen.

Daher ist das Verständnis des Lademechanismus von Nickel-Metallhydrid-Batterien, des richtigen Kaufs und der richtigen Verwendung von Ladegeräten für die Verlängerung der Lebensdauer von entscheidender Bedeutung.

Das sogenannte korrekte Laden besteht darin, die Kapazität des Akkus auf 100% zu bringen, ohne den Akku zu beschädigen. Es gibt zwei Ergebnisse bei falschem Laden. Die Kapazität kann nicht 100% betragen oder der Akku ist schwer beschädigt. Es ist ungewöhnlich heiß, rissig oder fängt sich beim Laden an.

Die folgende Abbildung zeigt die Beziehung zwischen dem Ladestrom und der Batteriespannung beim Laden des Ni-MH-Akkus.

Es ist ersichtlich, dass beim Hochstromladen die Batteriespannung nicht ansteigt und abfällt, nachdem die Spannung auf 100% angestiegen ist. Der Lade-fC-Steuerchip kann das Laden beenden, indem er die Eigenschaft nutzt, dass sich die Batteriespannung von steigend zu fallend ändert. Dieses Kriterium zum Beenden des Ladevorgangs wird als -ΔV-Erkennung bezeichnet.

Es ist notwendig, den konstanten Strom mit der Erfassung von -ΔV aufzuladen, da die Schwankung des Stroms auch dazu führt, dass die Spannung der Batterie schwankt. Ein einfaches Ladegerät wird im Allgemeinen mit einer konstanten Spannungsstrombegrenzung aufgeladen, und der Strom wird in der späteren Ladestufe immer kleiner, und die Erfassung von -ΔV wird schwierig. Wenn diese Funktion verwendet wird, um das Laden der Nickel-Wasserstoff-Batterie zu beenden, muss daher der Ladestrom konstant gehalten werden und er muss mit einem großen Strom von 1 C oder mehr geladen werden.

Nachdem der Akku vollständig aufgeladen ist, setzen Sie den Ladevorgang fort, die elektrische Energie wird zur Wärmeenergie des Akkus und der Akku beginnt sich zu erwärmen.

Eine weitere Steuerung des Lade-IC-Steuerchips besteht darin, das Laden durch Erhöhen der Temperaturanstiegsrate zu beenden, was als ΔT / Δt-Detektion bezeichnet wird. Wenn der Ladevorgang im Allgemeinen 2 ° C / min beträgt, wird der Ladevorgang beendet.

Wenn & Dgr; T / & Dgr; t erfasst wird, ist es auch erforderlich, dass der Ladestrom einen konstanten Strom aufrechterhalten muss. Wenn der Ladestrom groß ist (0,3 ° C oder mehr), ist die Erkennung außerdem korrekt. Wenn der Ladestrom klein oder die Umgebungstemperatur niedrig und die Wärmeableitung gut ist, wird er nicht erkannt und es entsteht eine Überladung.

Beide formalen Erfassungsverfahren erfordern eine Hochstrom-Konstantstromladung. Die Steuerschaltung besteht aus diskreten Komponenten und ist komplex. Es ist praktisch, einen IC-Chip zu verwenden, aber der Temperatursensor muss auch extern angeschlossen werden. Der Schlüssel ist, dass der Stromversorgungsteil des Ladegeräts hoch sein muss und der konstante Strom groß ist. Es ist nicht geeignet, einen einfachen Transformator zur Gleichrichtung zu verwenden. Es ist erforderlich, ein Schaltnetzteil zu verwenden. Daher ist der Preis eines normalen Nickel-Metallhydrid-Batterieladegeräts höher.

Die einfachste Möglichkeit zur Steuerung ist die Verwendung der maximalen Zeitsteuerung. Die maximale Ladezeit wird durch den Ladestrom, die Batteriekapazität und die Ladeeffizienz bestimmt. Wenn diese Zeit überschritten wird, wird der Ladevorgang bedingungslos gestoppt. Wenn der Ladevorgang beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von 0,1 ° C unter Berücksichtigung der Ladeeffizienz durchgeführt wird, wird der Ladevorgang nach etwa 12 Stunden beendet. Wenn es jedoch auf diese Weise aufgeladen wird und zu Beginn eine Restmenge in der Batterie vorhanden ist, kommt es de facto zu einer Überladung.

Daher muss der zeitliche Ladestrom weniger als 0,3 ° C betragen, und die meisten werden bei 0,1 ° C geladen. Da der Ladestrom gering ist, kann die durch die Überladung der Batterie erzeugte Wärme relativ schnell abgeführt werden, was sich nur wenig auf die Batterie auswirkt.

Das maximal zeitgesteuerte Ladegerät bietet eine bessere Sicherheitsleistung und eignet sich am besten für Situationen, in denen ausreichend Platz benötigt wird. Es ist nicht für Elektrogeräte geeignet, die mit dem Ladegerät verwendet werden müssen, und es kommt häufig zu keiner ernsthaften Überladung. Wenn die Restmenge des Akkus zu Beginn des Ladevorgangs geschätzt werden kann, kann eine zeitlich variable Lademethode verwendet werden. Bei Bedarf kann auch ein manueller Eingriff durchgeführt werden, und der Ladevorgang wird abgebrochen, wenn die geschätzte Zeit oder die Temperatur der Batterieabdeckung erheblich über der Raumtemperatur liegt.

Ok, mit diesen Grundlagen können Sie den richtigen Akku und das richtige Ladegerät auswählen. Wenn Sie einen NiMH-Akku mit größerer Kapazität bevorzugen, z. B. 1600 mAh oder mehr, ist es am besten, ein Ladegerät mit großem Strom und IC-Controller zu kaufen. Dies verkürzt nicht nur die Ladezeit erheblich, sondern schützt auch den relativ teuren Akku mit großer Kapazität wirksam.

Das einfache Ladegerät ist einfach zu bedienen, kompakt und leicht zu tragen. Aber es ist im Allgemeinen eine Sorte, die bei Nickel-Cadmium-Batterien üblich ist. Für das Laden mit konstanter Spannungsstrombegrenzung ist die Schaltung sehr einfach. Erst nach der Halbwellengleichrichtung wird eine Reihe von Widerständen aufgeladen.

Diese Lademethode beginnt mit einem großen Strom, und dann wird der Strom auf einen kleinen Strom von 0,1 ° C, dh 50 mA, begrenzt. Einige haben eine Schnellladedatei mit 100 mA, was einer 0,2-C-Aufladung eines 500-mAh-Nickel-Cadmium-Akkus entspricht. Der Vorteil ist, dass selbst wenn der Benutzer überladen ist, die Auswirkungen auf die Batterie nicht groß sind. Dieses Ladegerät wird fast eine Nacht lang mit einem 500-mAh-Akku aufgeladen. Nach der Arbeit aufladen, ist es angebracht, zur Arbeit zu gehen.

Das Aufladen eines 1600-mAh-Akkus dauert 30 bis 40 Stunden, und im praktischen Gebrauch ist es fast unmöglich, ausreichend zu sein. Benutzer werden auch so aufgeladen, als würden sie mit einem Handy-Akku aufgeladen. Der Langzeitbetrieb solcher Nickel-Metallhydrid-Batterien in einem unbefriedigenden Zustand wirkt sich auf die Lebensdauer und die tatsächlich maximal verfügbare Kapazität aus.

und so. Wenn Sie keinen guten Sattel haben, um eine Nickel-Metallhydrid-Batterie zu kaufen, müssen Sie kein gutes Pferd verwenden. Die Kapazität ist moderat und es ist sinnvoll, den Akku in 8 bis 12 Stunden zu berechnen, und das Ladegerät ist weniger als 0,3 ° C. Im Übrigen sollten Nickel-Metallhydrid-Batterien mit großer Kapazität schwer sein. Wenn die beiden Nickel-Metallhydrid-Batterien das gleiche Gewicht haben, kann die Nennkapazität falsch sein.

Die Entladung von Nickel-Metallhydrid-Batterien ist ebenfalls stressig. Da die Entladungsabschlussspannung der Nickel-Wasserstoff-Batterie bei 1,0 V normal ist, kann sie auch bei 1,0 bis 0,9 Volt entladen werden. Zu diesem Zeitpunkt ist es eine Überentladung, die sich nachteilig auf die Batterielebensdauer auswirkt. Allgemeine Geräte wie Radios, Walkmans, Elektromesser usw. verfügen nicht über eine automatische Entladeschaltung mit 1,0 Volt, mit der NiMH-Batterien leicht überladen werden können. Bei Verwendung auf solchen Geräten sollte es aufgeladen werden, wenn es fast verwendet wird. Es kann nicht zum vollständigen Aufladen verwendet werden. Dieses Problem tritt bei Geräten wie Digitalkameras und MP3s mit einem Energieverwaltungssystem nicht auf.

Die Nachentladung steigt mit zunehmendem Innenwiderstand und steigender Batterietemperatur. Der Innenwiderstand von Nickel-Metallhydrid-Batterien ist um ein Vielfaches niedriger als der von Lithium-Ionen-Batterien, aber doppelt so hoch wie der Innenwiderstand von Nickel-Cadmium-Batterien. Daher wird die Verwendung von Ni-MH-Batterien im späten Stadium größer sein als die von Nickel-Cadmium-Batterien.

Obwohl Nickel-Metallhydrid-Batterien anfänglich glaubten, dass es keinen Memory-Effekt gab, gab es im Vergleich zu den späteren Lithium-Ionen-Batterien immer noch einen gewissen Kapazitätsabfall. Wenn die Nickel-Metallhydrid-Batterie längere Zeit nicht verwendet wird, scheint sie inaktiv zu sein.

Die Kapazität ist stark reduziert. Daher sollte für neu gekaufte oder Nickel-Metallhydrid-Batterien, die für eine Weile zurückgestellt wurden, zunächst die turbulente Elektrizitätsmenge ausreichend sein (um nicht zu fehlen) und dann mit einer Geschwindigkeit von 0,2 ° C auf 1,0 V entladen werden wird dies zur Aktivierung mehrmals wiederholt.

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