Kako pravilno napolniti baterijo

Na sodobnem trgu kemičnih virov enosmernega toka za večkratno uporabo so najpogostejše baterije naslednjih šestih tipov:

• Svinčeno-kislinske baterije;

• Nikelj-kadmijeve baterije;

• Nikelj-metal-hidridne baterije;

• Nikelj-cinkove baterije;

• Litij-ionske baterije;

• Litij-polimerne baterije;

Mnogi ljudje imajo pogosto zelo razumno vprašanje, kako pravilno napolniti to ali ono baterijo, da je ne pokvarimo pred časom, čim bolj podaljšamo njeno življenjsko dobo in hkrati zagotovimo visoko kakovost našega dela? Ta članek vam bo pomagal najti odgovor na to vprašanje v zvezi z različnimi vrstami baterij od najpogostejših danes.

Najvarnejši, tradicionalni način polnjenja svinčenih akumulatorjev je polnjenje z enosmernim tokom, ko njegova vrednost v amperih ne presega 10 % (0,1C) vrednosti kapacitete akumulatorja v amper-urah.

Kljub tej tradiciji nekateri proizvajalci sami navedejo natančno vrednost največjega dovoljenega polnilnega toka za določeno baterijo in ta številka v amperih pogosto doseže 20-30% (0,2C-0,3C) kapacitete baterije za amper ure.Torej, če ima baterija kapaciteto 55 amper ur, je začetni polnilni tok 5,5 amperov najvarnejša rešitev.

Ne smemo pozabiti, da napetost ene celice svinčeno-kislinske baterije ne sme presegati 2,3 volta, zato morate pri polnjenju z enosmernim tokom spremljati napetost, na primer 12-voltna baterija je sestavljena iz 6 baterijskih celic, kar pomeni, da skupna napetost na koncu procesa polnjenja baterije ne sme preseči 13,8 voltov.

Na primer, če je bila svinčeno-kislinska baterija s kapaciteto 100 amper ur napolnjena s konstantnim tokom 20 amperov, potem bo po 6-7 urah takega polnjenja že napolnjenih 90% njene zmogljivosti, potem mora biti konstanta nastavite na napetost in po 17 urah bo polnjenje popolnoma zaključeno.

Zakaj tako dolgo? Ko bo tok padal in napetost se bo počasi, eksponentno približevala ciljni vrednosti 13,8 voltov. Tako napolnjena baterija je zanesljiva tako za medpomnilnik kot za ciklično delovanje.

Obstaja še en način polnjenja svinčenih akumulatorjev, ki je primeren za ciklično delovanje. Ta metoda vam omogoča polnjenje baterije 6 ur.

Polnilni tok je nastavljen na 20 % kapacitete baterije v amper urah, napetost pa na 14,5 voltov (za baterijo z nazivno napetostjo 12 voltov) in tako se baterija polni 5-6 ur, potem se polnilec ugasne...

Če sem iskren, je treba opozoriti, da sodobni visokokakovostni specializirani polnilniki preprosto ne dopuščajo kritičnih situacij med postopkom polnjenja.

Nikelj-kadmijeve baterije je treba polniti previdno, saj se je treba bati prenapolnjenosti na samem koncu, saj se v procesu polnjenja pozitivne oksidno-nikljeve elektrode postopoma povečuje nastajanje kisika, stopnja izkoriščenosti toka pa se postopoma zmanjšuje. Torej proces polnjenja nikelj-kadmijeve baterije spremlja povečanje njenega notranjega tlaka.

Nikelj-kadmijeve baterije je najbolje polniti pri temperaturah od +10 do +30 stopinj, saj negativna kadmijeva elektroda absorbira kisik z optimalno hitrostjo.

Pri cilindričnih valjčnih baterijah je dovoljeno hitro polnjenje, ker so elektrode tam tesno sestavljene, vendar je njihova učinkovitost polnjenja v območju polnilnih tokov od 0,1C do 1C skoraj nespremenjena. V standardnem načinu polnjenja za nikelj-kadmijeve baterije se v 16 urah celica popolnoma napolni od 1 volta do 1,35 volta pri toku 0,1 C, v nekaterih primerih pa zadostuje 14 ur.

Za pospešitev polnjenja nekaterih sodobnih nikelj-kadmijevih baterij je mogoče uporabiti povečan enosmerni tok, vendar je v tem primeru potreben poseben nadzorni sistem, ki ne omogoča ponovnega polnjenja.

Na splošno lahko nikelj-kadmijeve baterije varno polnite s konstantnim tokom 0,2C-0,3C za obdobje od 6 do 3 ure, pomembno je le, da spremljate čas polnjenja. Tukaj dovolimo celo polnjenje do 120-140%, takrat bo zmogljivost praznjenja blizu vrednosti baterije.

Za nikelj-kadmijeve baterije je spominski učinek neločljivo povezan, zato je treba polniti samo popolnoma izpraznjeno baterijo, sicer zaradi posledične premajhne izpraznjenosti, dodatne dvojne električne plasti, baterija ne bo mogla popolnoma izprazniti napolnjenosti. popolnoma. Nikelj-kadmijeve baterije shranjujte v popolnoma izpraznjenem stanju. Za polnjenje nikelj-kadmijevih baterij, pa tudi za druge vrste, se proizvajajo posebni polnilniki.

Nikelj-metal-hidridne baterije so bile razvite za zamenjavo nikelj-kadmijevih baterij. Ob enakih dimenzijah imajo 20% večjo kapaciteto in so brez spominskega efekta, zato jih je mogoče polniti v poljubnem stanju. Če pa je bila baterija NiMH delno izpraznjena več kot 30 dni, jo je treba pred uporabo popolnoma izprazniti in nato znova popolnoma napolniti.

Nikelj-metal-hidridne baterije je treba shranjevati v delno napolnjenem stanju, približno 40% nazivne kapacitete. Preden napolnite nove baterije za uporabo, jih je koristno usposobiti tako, da jih popolnoma izpraznite in napolnite 4-5 krat, takrat bo delovna zmogljivost baterij večja kot brez takšnega usposabljanja.

Pogoji polnjenja so podobni nikelj-kadmijevim - pri toku 0,1C bo polnjenje trajalo od 15 do 16 ur, ta priporočila so standardna za vse proizvajalce nikelj-metal-hidridnih baterij; Tako kot nikelj-kadmijeve baterije so tudi nikelj-metal-hidridne baterije občutljive na pregrevanje in se ne smejo segreti nad 50 stopinj.

Tovrstne baterije se polnijo z enosmernim tokom pri napetosti od 1,4 do 1,6 voltov na baterijsko celico, baterija z napetostjo 0,9 voltov pa se šteje za popolnoma izpraznjeno, nadaljnje praznjenje bo škodljivo za baterijo.

Ko je nikelj-metal-hidridna baterija skoraj popolnoma napolnjena, se začne bolj segrevati, ker energija vira ne podpira več kemične reakcije polnjenja, in če je polnilni tok dovolj visok, začne temperatura baterije po končanem zagonskem procesu močno naraste. Tako lahko z namestitvijo temperaturnega senzorja spremljate stanje polnjenja, medtem ko najvišja dovoljena temperatura ni višja od +60 stopinj. Za polnjenje nikelj-metal-hidridnih baterij so na voljo posebni polnilniki.

Nikelj-cinkova baterija ima nazivno napetost 1,6 voltov, kar pomeni, da morate za polnjenje nanjo nanesti 1,9 voltov s tokom 0,25C. S posebnim polnilnikom in iz katere koli države jo je mogoče popolnoma napolniti v 12 urah.Nima spominskega učinka, vendar za podaljšanje življenjske dobe, povečanje števila delovnih ciklov nikelj-cinkove baterije, jo je treba polniti le do 90% svoje zmogljivosti.

V nasprotnem primeru je podoben nikelj-metal-hidridni bateriji, vendar je napetost praznjenja tukaj 1,2 volta, število delovnih ciklov pa je trikrat manjše. Najvišja dovoljena temperatura je +40 stopinj.

Litij-ionske baterije se običajno polnijo najprej pri konstantnem toku od 0,2C do 1C pri napetosti od 4 do 4,2 volta 40 minut, nato pa pri konstantni napetosti 4,2 volta na celico. Če se polnjenje izvaja s tokom 1C, bo čas za popolno polnjenje litij-ionske baterije le 2-3 ure.

Če polnilna napetost preseže 4,2 volta, se življenjska doba Li-ionske baterije skrajša. Poleg tega je zelo odsvetovano ponovno polnjenje litij-ionskih baterij. to vodi do dejstva, da se kovinski litij odlaga na negativno elektrodo in kisik se aktivno sprošča na anodi, zaradi česar lahko pride do toplotnega uhajanja, povečanja tlaka v ohišju baterije, kar lahko privede do zmanjšanja pritisk.

Zato je varno in pravilno polniti Li-ion baterijo tako, da napetost ne preseže vrednosti, ki jo priporoča proizvajalec baterije.

Nekatere litij-ionske baterije vsebujejo zaščitna vezja, ki ščitijo litij-ionsko celico pred prekomernim polnjenjem, zaščita se sproži, ko temperatura baterije doseže +90 stopinj. Nekatere baterije imajo vgrajeno mehansko stikalo, ki se odzove na nadtlak v ohišju baterije.

Pogosto nadzorni sistem, vgrajen v litij-ionsko baterijo, spremlja vrednost vhodne polnilne napetosti in ko vrednost pade v dovoljeno območje, se začne postopek polnjenja; če je mejna napetost presežena ali pod spodnjo dovoljeno vrednostjo, se polnjenje preprosto ne bo začelo.

Vendar pa morate biti previdni pri procesu polnjenja litij-ionskih baterij, spremljajte napetost in tok. V bistvu ima vsaka naprava, ki uporablja litij-ionsko baterijo, pogosto vgrajen polnilnik ali pa je opremljen z zunanjim polnilnikom.

Litij-polimerne baterije se po načinu polnjenja ne razlikujejo od litij-ionskih baterij.Edina razlika je v tem, da litij-polimerna baterija vsebuje gelu podoben elektrolit, ne tekočine, in tudi ko je preveč napolnjena ali pregreta, ne eksplodira kot litij-ionska baterija, ampak samo nabrekne. To pojasnjuje trend izpodrivanja s trga litij-ionskih baterij litij-polimera.

Preberite tudi o tej temi: Kako delujejo in delujejo baterije?