У меня есть старый аккумулятор NiCd RC. Он не использовался по крайней мере десять лет, но когда я попытался зарядить его старым зарядным устройством, я был удивлен, увидев, что он все еще имеет некоторую емкость.
Теперь я просто пошел и купил новый аккумулятор с зарядным устройством, и это NiMH.
Могу ли я безопасно зарядить старый аккумулятор NiCd с помощью этого нового зарядного устройства? Что может произойти в худшем случае?
Следующее примечание по применению от Texas Instruments по зарядке аккумулятора весьма актуально.
Речь идет о некоторых микросхемах контроллера зарядного устройства, но основная часть документа посвящена безопасной зарядке NiCd, NiMH и LiIon аккумуляторов. В нем также подробно описывается, с какими компромиссами сталкивается дизайнер, когда он обменивает более длительное время автономной работы на более быструю зарядку и так далее. Очень интересное чтение.
Обратите внимание, в частности, что непрерывная зарядка не является проблемой: никель-кадмиевые элементы более прочные и устойчивые, чем никель-металлогидридные той же емкости, поэтому, если зарядное устройство изготовлено для никель-металлогидридных элементов, оно будет работать и для никель-кадмиевых элементов (в режиме непрерывного заряда ) . .
Соответствующие выдержки (выделено мной):
Низкая скорость зарядки
NI-CD: большинство Ni-Cd элементов легко переносят постоянный зарядный ток c/10 (1/10 номинального тока элемента в А-часах) в течение неопределенного времени без повреждения элемента. При такой скорости типичное время перезарядки составит около 12 часов.
Некоторые высокоскоростные никель-кадмиевые элементы (которые оптимизированы для очень быстрой зарядки) могут выдерживать непрерывные токи струйной зарядки до c/3. Применение c/3 позволит полностью зарядить аккумулятор примерно за 4 часа.
Возможность легко зарядить никель-кадмиевый аккумулятор менее чем за 6 часов без какого-либо метода определения окончания заряда является основной причиной того, что они доминируют в дешевых потребительских товарах (таких как игрушки, фонарики, паяльники). Цепь непрерывного заряда может быть создана с использованием дешевого настенного куба в качестве источника постоянного тока и одного силового резистора для ограничения тока.
NI-MH: Ni-MH элементы не так устойчивы к длительной зарядке: максимальная безопасная скорость непрерывного заряда будет указана производителем и, вероятно, будет где-то между c/40 и c/10. Если предполагается использовать непрерывную зарядку с Ni-MH (без прекращения заряда), необходимо соблюдать осторожность, чтобы не превысить максимальную указанную скорость непрерывного заряда.
С другой стороны, быстрая зарядка может вызвать проблемы, поскольку для нее требуется схема обнаружения окончания заряда, которая работает по-разному в зависимости от двух схем:
Быстрая зарядка
Быстрая зарядка для Ni-Cd и Ni-MH обычно определяется как время перезарядки в 1 час, что соответствует скорости заряда около 1,2с. Подавляющее большинство приложений, где используются Ni-Cd и Ni-MH, не превышают эту скорость заряда.
Важно отметить, что быстрая зарядка может быть безопасной только в том случае, если температура элемента находится в пределах 10-40°C, а 25°C обычно считается оптимальной для зарядки. Быстрая зарядка при более низких температурах (10-20°C) должна выполняться очень осторожно, так как давление внутри холодного элемента будет повышаться быстрее во время зарядки, что может привести к выделению газа из элемента через внутренний клапан давления (что сокращает срок службы). срок службы батареи).
Химические реакции, протекающие в Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторах во время зарядки, сильно различаются : реакция заряда Ni-Cd является эндотермической (это означает, что элемент охлаждается), а реакция заряда Ni-MH является экзотермической (она охлаждает аккумулятор). клетка нагревается). Важность этого различия заключается в том, что можно безопасно подавать очень высокие зарядные токи в Ni-Cd элемент, если он не перезаряжен.
Фактором, который ограничивает максимальный безопасный зарядный ток для Ni-Cd, является внутренний импеданс элемента, так как это приводит к рассеиванию мощности P = I 2 R. Внутренний импеданс для Ni-Cd обычно довольно низкий, поэтому высокий заряд тарифы возможны.
[...]
Экзотермический характер реакции заряда Ni-MH ограничивает максимальный зарядный ток, который можно безопасно использовать, поскольку необходимо ограничить повышение температуры элемента.
[...]
Быстрая зарядка: возможное повреждение ячейки
Предупреждение. Как Ni-Cd, так и Ni-MH аккумуляторы представляют опасность для пользователя, если они быстро заряжаются в течение чрезмерного периода времени (подвергаются неправомерному перезаряду).
Когда батарея достигает полного заряда, энергия, поступающая в батарею, больше не расходуется в реакции заряда и должна рассеиваться в виде тепла внутри элемента. Это приводит к очень резкому увеличению как температуры ячейки, так и внутреннего давления, если продолжается зарядка высоким током.
В ячейке есть вентиляционное отверстие, активируемое давлением, которое должно открываться, если давление становится слишком высоким, позволяя высвобождать газ (это вредно для ячейки, поскольку потерянный газ никогда не может быть восполнен). В случае Ni-Cd выделяется кислород. Для элементов Ni-MH выделяющийся газ будет представлять собой водород, который будет сильно гореть при возгорании.
Сильно перезаряженный элемент может взорваться, если вентиляционное отверстие не откроется (из-за износа с возрастом или коррозии из-за утечки химикатов). По этой причине аккумуляторы никогда не следует перезаряжать до тех пор, пока не произойдет вентиляция.
В последующих разделах представлена информация, которая позволит разработчику определить полный заряд и завершить цикл зарядки с большим током, чтобы не произошло чрезмерного заряда.
Опять же, NiCd элементы более прочные, поэтому их зарядка с помощью зарядного устройства NiMH не представляет особой опасности. Но следите за временем, проведенным под зарядкой! Схема окончания заряда может быть не в состоянии определить, что NiCd элементы полностью заряжены, и поэтому она может перезарядить их.
Перезаряд, относительно ограниченный по времени, может просто сократить срок службы ваших NiCd элементов, но если вы перезаряжаете их в течение многих часов, они могут выйти из строя и сильно повредиться!
Для получения дополнительной информации см. раздел этих указаний по применению об обнаружении окончания заряда для NiCd и NiMH. Вот краткий обзор его содержания:
Обнаружение окончания заряда для Ni-Cd/Ni-MH
Как Ni-Cd, так и Ni-MH аккумуляторы можно безопасно заряжать быстро, только если они не перезаряжены.
Измеряя напряжение батареи и/или температуру, можно определить, когда батарея полностью заряжена.
В большинстве высокопроизводительных систем зарядки используются по крайней мере две схемы обнаружения для завершения быстрой зарядки: напряжение или температура обычно являются основным методом, а таймер используется в качестве резервного на случай, если основной метод не сможет правильно определить точку полного заряда.
NiCd и NiMH имеют схожие зарядные и разрядные характеристики. Если напряжение и емкость аккумулятора совпадают, то стоит попробовать.
При быстрой зарядке NiMH следует останавливать раньше, чем NiCd, чтобы предотвратить повреждение. Это означает, что ваши NiCd будут в безопасности на зарядном устройстве NiMH, просто не будут заряжены на 100%, когда быстрая зарядка прекратится.
Андре Станнек
JRE