Ni cd аккумуляторы хранение

Автомобили

Ni cd аккумуляторы хранение

Во второй половине двадцатого века одними из лучших перезаряжаемых химических источников тока были аккумуляторные батареи, изготовленные по никель-кадмиевой технологии. Они до сих пор широко применяются в различных сферах благодаря своей надежности и непритязательности.

Что такое никель кадмиевый аккумулятор

Никель-кадмиевые батареи являются гальваническими перезаряжаемыми источниками тока, которые были изобретены в 1899 году в Швеции Вальдмаром Юнгнером. До 1932 года их практическое использование было очень ограниченным из-за дороговизны используемых металлов в сравнении со свинцово-кислотными АКБ.

Ni cd аккумуляторы хранение

Усовершенствование технологии их производства привело к значительному улучшению их эксплуатационных характеристик и позволило в 1947 году создать герметичный необслуживаемый АКБ с отличными параметрами.

Принцип работы и устройство Ni-Cd аккумулятора

Электрическую энергию эти АКБ производят благодаря обратимому процессу взаимодействия кадмия (Cd) с оксидом-гидроксидом никеля (NiOOH) и водой, в результате которого образуется гидроксид никеля Ni(OH)2 и гидроксид кадмия Cd(OH)2, обуславливающий появление электродвижущей силы.

Ni-Cd АКБ выпускаются в герметичных корпусах, в которых размещены электроды, разделенные нейтральным сепаратором, содержащие никель и кадмий, находящиеся в растворе желеобразного щелочного электролита (как правило, гидроксид калия, KOH).

Положительный электрод представляет собой стальную сетку или фольгу, покрытую пастой оксид-гидроксида никеля, смешанную с проводящим материалом

Отрицательный электрод — это стальная сетка (фольга) с впрессованным пористым кадмием.

Один никель кадмиевый элемент способен выдавать напряжение около 1,2 вольта, поэтому для увеличения напряжения и мощности батарей в их конструкции применяется множество параллельно соединенных электродов, разделенных сепараторами.

Технические характеристики и какие бывают Ni-Cd АКБ

Ni-Cd батареи имеют следующие технические характеристики:

  • напряжение разряда одного элемента – около 0,9-1 вольт;
  • номинальное напряжение элемента – 1,2 v, для получения напряжений 12v и 24v применяют последовательное соединение нескольких элементов;
  • напряжение полного заряда – 1,5-1,8 вольт;
  • рабочая температура: от -50 до +40 градусов;
  • количество циклов заряда-разряда: от 100 до 1000 (в самых современных батареях – до 2000), в зависимости от используемой технологии;
  • уровень саморазряда: от 8 до 30% в первый месяц после полного заряда;
  • удельная энергоемкость – до 65 Вт*час/килограмм;
  • срок эксплуатации – около 10 лет.

Ni-Cd АКБ выпускают в различных корпусах стандартных типоразмеров и в нестандартном исполнении, в том числе в дисковом, герметическом виде.

Ni cd аккумуляторы хранение

Где используются никель кадмиевые АКБ

Эти батареи применяются в устройствах, которые потребляют большой ток, а также испытывают высокие нагрузки при эксплуатации в следующих случаях:

  • на троллейбусах и трамваях;
  • на электрокарах;
  • на морском и речном транспорте;
  • в вертолетах и самолетах;
  • в электроинструментах (шуруповерты, дрели, электроотвертки и прочие);
  • электробритвы;
  • в военной технике;
  • переносных радиостанциях;
  • в игрушках на радиоуправлении;
  • в фонарях для дайвинга.

В настоящее время из-за ужесточения экологических требований большинство аккумуляторов популярных типоразмеров (AA, AAA и другие) выпускается по никель-металлогидридной и литий-ионной технологиям. Вместе с тем, в эксплуатации еще находится множество Ni Cd АКБ различных типоразмеров, выпущенных несколько лет назад.

Ni-Cd элементы имеют продолжительный срок эксплуатации, который порой превышает 10 лет и поэтому еще можно встретить этот вид батарей во множестве электронных устройств, кроме тех, которые перечислены выше.

Ni cd аккумуляторы хранение

Плюсы и минусы Ni-Cd аккумулятора

Этот вид элементов питания имеет следующие положительные характеристики:

  • большой срок эксплуатации и число циклов заряда-разряда;
  • продолжительный срок службы и хранения;
  • возможность быстрой зарядки;
  • способность выдерживать большие нагрузки и низкие температуры;
  • сохранение работоспособности в самых неблагоприятных условиях эксплуатации;
  • невысокая стоимость;
  • возможность хранить эти батареи в разряженном состоянии до 5 лет;
  • средняя устойчивость к перезаряду.

В то же время, никель кадмиевые источники питания имеют ряд недостатков:

  • наличие эффекта памяти, проявляющийся в потере емкости при зарядке АКБ, не дожидаясь полного разряда;
  • необходимость профилактических работ (несколько циклов заряда-разряда) по набору полной емкости;
  • полное восстановление АКБ после долговременного хранения требует трех-четырех циклов полного заряда-разряда;
  • большой саморазряд (около 10% в первый месяц хранения), приводящий к практически полному разряду батареи за год хранения;
  • невысокая энергетическая плотность по сравнению с другими элементами питания;
  • высокая токсичность кадмия, из-за которой они запрещены в ряде стран, в том числе в ЕС, необходимость проводить утилизацию таких АКБ на специальном оборудовании;
  • больший вес по сравнению с современными батареями.
Читайте также:  Тюнинг кузова лансер 9

Ni cd аккумуляторы хранение

Отличие Ni-Cd от Li-Ion или Ni-Mh источников

Батареи с активными компонентами, включающими никель и кадмий, имеют ряд отличий от более современных литий-ионных и никель-металлогидридных источников электроэнергии:

  • Ni-Cd элементы, в отличие от Li-Ion и Ni-Mh вариантов, имеют эффект памяти, обладают меньшей удельной емкостью при одинаковых размерах;
  • NiCd источники более неприхотливы, сохраняют работоспособность при очень низких температурах, во много раз более устойчивы к перезаряду и сильному разряду;
  • Li-Ion и Ni-Mh аккумуляторы стоят дороже, бояться перезаряда и сильного разряда, но имеют меньший саморазряд;
  • срок эксплуатации и хранения Li-Ion аккумуляторов (2-3 года) в разы меньше, чем Ni Cd изделий (8-10 лет);
  • никель-кадмиевые источники быстро теряют емкость при использовании в буферном режиме (например, в UPS). Хотя их можно после этого полностью восстановить путем глубокого разряда и заряда, лучше не использовать Ni Cd изделия в устройствах, где осуществляется их постоянная подзарядка;
  • одинаковость режима заряда Ni-Cd и Ni-Mh батарей позволяет использовать одни и те же зарядные устройства, но при этом нужно учитывать тот факт, что у никель-кадмиевых АКБ более выражен эффект памяти.

Исходя из имеющихся отличий, нельзя сделать однозначный вывод о том, какие АКБ лучше, поскольку у всех элементов есть и сильные и слабые стороны.

Ni cd аккумуляторы хранение

Правила эксплуатации

В ходе эксплуатации в Ni Cd источниках питания происходит ряд изменений, которые приводят к постепенному ухудшению характеристик и, в конечном итоге, к утрате работоспособности:

  • уменьшается полезная площадь и масса электродов;
  • изменяется состав и объем электролита;
  • происходит распад сепаратора и органических примесей;
  • утрачивается вода и кислород;
  • появляются утечки тока, связанные с ростом дендритов кадмия на пластинах.

Для того, чтобы максимально уменьшить повреждения батареи, возникающие при ее эксплуатации и хранении, необходимо избегать неблагоприятных воздействий на АКБ, которые связаны со следующими факторами:

  • заряд не полностью заряженной батареи приводит к обратимой утрате ее емкости из-за уменьшения общей площади активного вещества в результате кристаллообразования;
  • регулярный сильный перезаряд, который приводит к перегреву, увеличенному газообразованию, утрате воды в электролите и разрушает электроды (особенно анод) и сепаратор;
  • недозаряд, приводящий к преждевременному истощению батареи;
  • долговременная эксплуатация при очень низких температурах приводит к изменению состава и объема электролита, увеличивается внутреннее сопротивление АКБ и ухудшаются ее эксплуатационные характеристики, в частности падает емкость.

При сильном увеличении давления внутри батареи в результате быстрого заряда большим током и сильной деградации кадмиевого катода в АКБ может выделяться избыточный водород, что приводит к резкому увеличению давления, которое может деформировать корпус, нарушает плотность сборки, увеличивает внутреннее сопротивление и уменьшает рабочее напряжение.

В АКБ, оборудованных аварийным клапаном сброса давления, опасность деформации можно предотвратить, но необратимых изменений химического состава батареи избежать невозможно.

Ni cd аккумуляторы хранение

Зарядку Ni Cd аккумуляторов нужно производить током 10% (при необходимости быстрого заряда в специальных АКБ – током до 100% за 1 час) величины их емкости (например, 100 мА при емкости 1000 mAh) в течение 14-16 часов. Самый лучший режим их разряда – током, равным 20% от емкости батареи.

Как восстановить Ni Cd аккумулятор

Никель кадмиевые источники питания в случае потери емкости можно практически полностью восстановить с помощью полного разряда (до 1 вольта на элемент) и последующего заряда в стандартном режиме. Такую тренировку аккумуляторов можно повторить несколько раз для наиболее полного восстановления их емкости.

В случае невозможности произвести восстановление АКБ путем разряда и заряда, можно попробовать их восстановить с помощью воздействия короткими токовыми импульсами (величиной в десятки раз больше емкости восстанавливаемого элемента) на протяжении нескольких секунд. Это воздействие устраняет внутреннее замыкание в элементах батареи, возникающее из-за нарастания дендритов путем их выжигания сильным током. Существуют специальные промышленные активаторы, которые осуществляют такое воздействие.

Полное восстановление первоначальной емкости таких батарей невозможно из-за необратимого изменения состава и свойств электролита, а также деградации пластин, но дает возможность продлить срок эксплуатации.

Методика восстановления в домашних условиях заключается в проведении следующих действий:

  • проводом сечением не менее 1,5 квадратных миллиметров соединяют минус восстанавливаемого элемента с катодом мощной батареи, например автомобильной или из UPS;
  • к аноду (плюсу) одной из батарей надежно прикрепляется второй провод;
  • на протяжении 3-4 секунд свободным концом второго провода быстро касаются свободной плюсовой клеммы (с частотой 2-3 касания в секунду). При этом необходимо не допускать приваривания проводов в месте соединения;
  • вольтметром производится проверка напряжения на восстанавливаемом источнике, при его отсутствии делается еще один восстановительный цикл;;
  • при появлении электродвижущей силы на АКБ, она ставиться на зарядку;

Кроме того, можно попытаться разрушить дендриты в АКБ путем их заморозки на 2-3 часа с последующим их резким отстукиванием. При замораживании дендриты становятся хрупкими и разрушаются от ударного воздействия, что теоретически может помочь избавиться от них.

Читайте также:  Платная парковка кольцово екатеринбург

Ni cd аккумуляторы хранение

Существуют и более экстремальные способы восстановления, связанные с добавлением дистиллированной воды в старые элементы путем высверливания их корпуса. Но полноценное обеспечение герметичности таких элементов в последующем очень проблематично. Поэтому не стоит экономить и подвергать здоровье риску отравления соединениями кадмия из-за выигрыша нескольких циклов работы.

Хранение и утилизация

Хранить никель кадмиевые батареи лучше в разряженном состоянии при низкой температуре в сухом месте. Чем меньше температура хранения таких АКБ, тем меньше у них саморазряд. Качественные модели могут храниться до 5 лет без существенного ущерба техническим характеристикам. Для ввода их в эксплуатацию достаточно провести их зарядку.

Вредные вещества, содержащиеся в одной батарее АА, способны загрязнить около 20 квадратных метров территории. Для безопасной утилизации Ni Cd аккумуляторов, их нужно сдавать в пункты переработки, откуда их переправляют на заводы, где их должны разрушать в специальных герметизированных печах, оборудованных фильтрами, улавливающими токсичные вещества.

Ni cd аккумуляторы хранение

Всем привет! В Сети часто спрашивают, как хранить аккумуляторы шуруповерта правильно, чтобы они не вышли из строя раньше времени. В этой статье я попробую дать ответ на поставленный вопрос.

В свое время я тоже задался этим вопросом и мне пришла в голову одна замечательная мысль: «А почему бы не посмотреть в инструкции по эксплуатации какого-либо шуруповерта?». С этой «гениальной» мыслью я взял инструкцию от Макиты и… нашел в ней лишь общие слова. Ну это про то, что хранить нужно так, чтобы контакты аккумулятора не могли быть случайно замкнуты скрепкой, монетой или другим металлическим предметом, что хранение должно быть в условиях, где температура воздуха не превышает 50 градусов, ну и тому подобное, что тоже конечно важно, но вроде и так понятно.

А всех то интересуют примерно такие вопросы:

  • с каким уровнем заряда нужно оставлять на хранение аккумуляторы?
  • их нужно обязательно оба вынимать из шуруповерта или один можно оставить вставленным?
  • как долго можно хранить без перезарядок?

В итоге, пересмотрев инструкции от разных производителей, мне удалось найти кое-какую полезную информацию. Причем даже если смотреть в инструкции разных шуруповертов одного производителя, но отличающихся типом аккумулятора, то она будет одинакова. При этом, если производитель считает, что надо указать какую-то особенную информацию для тех или иных типов батарей, то ее указывают, но в целом для всех типов условия в основном одинаковые.

Вот, например, что пишет фирма AEG:

Ni cd аккумуляторы хранение

А вот информация от DeWalt:

Ni cd аккумуляторы хранение

Или вот Макита для любых типов аккумуляторов дает универсальный совет, перезаряжать батареи каждые полгода хранения, если они так долго лежат без дела.

В общем что можно сказать, основываясь на указанной от производителей информации? Давайте по порядку.

Как лучше хранить аккумуляторы — заряженными или разряженными?

Если аккумулятор никель-кадмиевый или никель-металлгидридный, то его нужно оставлять с полным зарядом, если собираетесь хранить менее 30 дней, и с зарядом в 30-50% от максимальной емкости, если срок хранения будет превышать 30 дней.

Литий-ионные аккумуляторы, если верить DeWalt, нужно оставлять полностью заряженными. Хотя это странное правило, поскольку из всего того, что мне приходилось узнавать по поводу этого типа батарей, мне известно, что литий-ионники очень медленно саморазряжаются (в год теряют около 4%). Видимо DeWalt в данном случае просто решил перестраховаться, поскольку пользователь может оставить на хранение полностью посаженный аккумулятор. Многим наверное известно, что на литий-ионных батареях стоит электроника, которая прекращает подачу тока, когда уровень заряда доходит до определенной минимальной отметки. Для пользователя это будет ноль, а на самом деле заряд там еще есть. И если такой аккумулятор оставить храниться без предварительной зарядки, то он просто может даже своими малыми темпами разряда дойти до действительного ноля. А для литий-ионных батарей это смерть — их нельзя полностью разряжать, поэтому и стоит электроника. Вот в DeWalt и перестраховались. Ну я так думаю.

Нужно ли вынимать аккумулятор из шуруповерта при хранение?

Здесь воспользуемся простой логикой. Шуруповерты с завода-изготовителя приходят упакованными так, что один из аккумуляторов в них вставлен.

При этом производитель, думается, учел, что аппарат может попасть к конечному потребителю далеко не сразу — какое-то время, которое может измеряться и годами, шуруповерт может просто лежать на складе.

Раз производитель их изначально запаковывает с вставленным аккумулятором, то значит так их можно и хранить.

Как долго можно хранить аккумуляторы без подзарядки?

Как было видно из вышеприведенной информации от производителей, перезаряжать длительно хранящиеся аккумуляторы нужно каждые шесть месяцев.

Но поскольку инструкцию приводят универсальную, то это правило коснулось и литий-ионных аккумуляторов. Как представляется, при их крайне низком саморазряде хранение таких батарей может осуществляться без подзарядки и несколько лет. Если конечно они не были полностью посажены перед хранением.

Читайте также:  Хозяин авто умер можно ли ездить

И тут возникает еще один вопрос: а как же аккумуляторы могут храниться годами на складах до покупки конечным потребителем и при этом не портиться?

Ответ можно логически вывести из всё тех же инструкций по эксплуатации. Производители пишут, что новый аккумулятор необходимо держать около 10 часов на зарядке, чтобы он набрал нужную емкость (так пишет DeWalt), либо ему нужно пройти для этого пять циклов заряда-разряда (так, например, пишет Макита). Это может означать, что до первого заряда аккумуляторы находятся еще в таком, скажем так, «недоразвитом» состоянии, когда они могут храниться достаточно долго и не портиться. Что собственно и подтверждалось моим личным, в том числе, опытом, когда я продавал людям шуруповерт, выпущенный два-три года назад, а потом через несколько лет слышал от этих покупателей лестные отзывы о работе проданной им техники.

Но стоит их только привести в состояние полной емкости, они начинают требовать подзарядки каждые 6 месяцев.

Подводя итог, сделаем следующие выводы:

  • никель-кадмиевые и никель-металлгидридные аккумуляторы нужно полностью заряжать, если срок хранения составляет менее 30 дней, и оставлять их с зарядом 30-50% от общей емкости, если срок хранения будет более 30 дней, при этом их следует перезаряжать каждые полгода длительного хранения;
  • с литий-ионными аккумуляторами можно проделывать те же процедуры, но, как представляется, если этого не придерживаться, то ничего страшного с ними не случится, главное не оставлять их на длительное хранение полностью посажеными.

Что же, надеюсь мне удалось внести ясность в этом вопросе. Спасибо за внимание и до новых встреч!

Чтобы увеличить срок службы аккумулятора, а также минимизировать потерю емкости и максимально эффективно и правильно использовать его возможности, нужно разбираться в том, как правильно его хранить в то время, когда вы долго не пользуетесь инструментом.

Нередки случаи, когда человек покупает электроинструмент, пользуется им пару раз и откладывает в ящик на долгое время, после чего элемент питания выходит из строя или держит заряд короткое время. Чтобы купить источник тока определенной модели, придется потратить половину или треть стоимости нового инструмента и, возможно, придется длительное время ждать, когда придет заказ.

Как правильно хранить аккумуляторы шуруповерта

Ni cd аккумуляторы хранение

Существуют правила содержания, которые касаются любых типов батарей:

  • Перед хранением рекомендуется произвести несколько циклов полной разрядки и зарядки.
  • Нельзя замораживать элемент питания (наилучшей температурой для содержания является 10° C).
  • Осуществление зарядки и разрядки хотя бы раз в полгода способно существенно продлить срок службы батареи.
  • Если вы не планируете пользоваться инструментом, нужно отсоединить источник тока от электроинструмента и очистить его от каких-либо загрязнений.

Как хранить никель-кадмиевые аккумуляторы для шуруповерта

Никель-кадмиевые ni cd – хранители энергии – лучше держать в разряженном состоянии (когда инструмент работает не в полную силу). Это обусловлено тем, что такие типы энергетических хранителей имеют высокий уровень саморазрядки, и если вы их полностью зарядите, они довольно быстро разрядятся сами по себе.

Если вы планируете долго не пользоваться аппаратом, рекомендуется произвести 3–4 полноценных цикла разрядки и зарядки. Наилучшим температурным режимом является 10° C. После зарядки такие типы хранителей тока практически полностью восстанавливают свои свойства.

Как хранить литий-ионные аккумуляторы для шуруповерта

Главными факторами в содержании литий-ионных источников тока являются температурный режим и уровень заряда на момент помещения на хранение.

Таблица восстанавливаемой мощности литий-ионных батарей при содержании в различных температурных режимах на протяжении одного года

Температурный режимВосстанавливаемая мощность
°CПри заряде 40%При заряде 100%
98%94%
2596%80%
4085%65%
6075%60% (через 4 месяца)

Восстанавливаемая мощность – это доступный уровень заряда после хранения.

При хранении литий-ионных источников энергии нужно придерживаться следующих правил:

  • Нельзя допускать замораживание источника энергии (держать можно в холодильнике, но ни в коем случае в морозильной камере).
  • Наилучшим режимом для содержания является температура от +1 до +25° C.
  • Хранить батарею нужно в заряженном состоянии, лучше всего, чтобы уровень заряда был около 40%. Если поместить на хранение разряженный литий-ионный элемент питания, он с большой долей вероятности выйдет из строя.

Если соблюдать рекомендации по хранению элементов питания, они будут служить вам долгое время без потери своих свойств. При этом необходимо учитывать, какой тип батареи используется в вашем инструменте.