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Le chargement rapide nuit-il aux batteries Ni-MH ? Comment charger correctement les batteries nickel-hydrure métallique ?
Parmi de nombreux clients, il existe encore la conviction que plus nous chargeons lentement une batterie, mieux c'est pour sa condition et sa longévité. Malheureusement, il est très facile de détruire involontairement ses batteries. Si nous chargeons de nouvelles batteries AA avec un courant de 200-300 mA, nous ne tirons très certainement pas parti de leur plein potentiel, et nous pouvons même les endommager. La question fondamentale est ce que signifie en réalité une charge trop rapide ou trop lente.
Il est compréhensible que nous ne souhaitions pas provoquer une usure trop rapide des batteries rechargeables en les chargeant trop rapidement.
Cependant, il faut être conscient de ce que signifie réellement une charge rapide. Il y a des années, il y avait une mode pour les chargeurs de 15, 30, 45 minutes. Ce sont en fait des chargeurs rapides.
Ces chargeurs disposaient d'un courant de charge de 2A et plus par cellule installée.
En général, dans le cas de la technologie Ni-MH, rien de mauvais ne se produit tant que la température ne dépasse pas régulièrement 50 °C pendant la charge. Cette limite était souvent dépassée avec ces chargeurs rapides, et ces chargeurs ont pratiquement disparu du marché.
La technologie Ni-MH est considérée comme généralement sûre, notamment en raison de la possibilité non invasive d'évacuer (de transférer) l'excès d'énergie fournie sous forme de chaleur - tant que la chaleur est maîtrisée, il ne devrait pas y avoir de dommages pour la batterie.
En résumé, pour une nouvelle batterie de 2000 mAh, un courant de 1A (temps de charge un peu plus de 2h) n'est pas encore excessivement élevé, les problèmes réels de chaleur commencent à apparaître seulement à des valeurs de 1C (où C est la capacité de la batterie), c'est-à-dire 2000mA pour une batterie de 2000 mAh, 2600mA pour une batterie de 2600 mAh, etc.
Je sais déjà que lorsque nous parlons de charge rapide ou de courant de charge élevé, je ne comprends cependant pas d'où viennent les problèmes de charge lente ou de courant de charge trop bas ?
La charge d'une batterie Ni-MH typique se termine lorsque la tension de la batterie atteint sa valeur maximale (cette valeur peut être différente pour chaque batterie, et même pour chaque cycle de charge, car elle dépend de nombreux facteurs, tels que la température ou le courant de charge), puis commence à diminuer lentement. Le problème est qu'avec un courant de 0.1C (par exemple, 190 mA pour une batterie de 1900 mAh), ce phénomène ne se produira jamais. Avec 0.2C (380 mA pour une batterie de 1900 mAh), l'effet sera encore minimal. Nous le montrerons ci-dessous sur les graphiques appropriés.
Cependant, sur ma batterie de 1900 mAh, le fabricant indique clairement "Charge standard : 190 mA pendant 16h".
La mention "charge standard" sous cette forme, comme nous le voyons sur les batteries (indépendamment du fabricant) est une exigence des normes IEC/EN - elle concerne la charge d'une batterie préalablement déchargée à 1.0V, avec un courant de 0.1C pendant 16h - sans aucune automatisation, contrôle de la tension, etc.
À l'ère des chargeurs avancés, cette mention / exigence est en grande partie absurde, n'ayant rien à voir avec une recommandation réelle. Cependant, en principe, elle doit être apposée sur la batterie, définissant les conditions dans lesquelles le fabricant garantit l'atteinte de la capacité minimale de la batterie.
Comment se présente la caractéristique de charge d'une batterie avec des courants de 0.1C, 0.2C, 0.5C et 1C ? Quelles sont les conséquences d'une telle charge ?
Nous l'illustrons à l'aide de la batterie everActive Silver Line AA R6 2000, avec une capacité minimale de 1900 mAh.
1. Charge avec un courant de 0.1C, soit 190 mA pour une batterie de 1900 mAh.
On considère qu'avec un courant de charge aussi bas, la charge devrait durer environ 14-16h. Le seul indicateur de charge complète ici est le temps et le fait que la tension de la batterie a été stabilisée à un moment donné, bien qu'elle continue de croître lentement.
Comme on peut le voir, la tension de la batterie, même après 16h, continue d'augmenter, bien que la batterie ait déjà été complètement chargée. Dans de telles conditions, chaque chargeur automatique peut avoir des problèmes pour évaluer correctement la charge complète. En conséquence, très souvent, la batterie est sous-chargée ou surchargée - en cas de surcharge régulière, nous provoquons une usure plus rapide de nos cellules. En cas de sous-charge régulière, notre cellule peut être affectée par ce qu'on appelle l'effet de la batterie paresseuse et nous pouvons avoir des problèmes pour exploiter pleinement ses capacités.
2. Charge 0.2C, soit 380 mA pour une batterie de 1900 mAh.
La batterie a été chargée en environ 6h. Dans de telles conditions, on peut déjà voir une légère baisse de la tension à la fin du processus de charge. Comme nous le montrerons ci-dessous, il s'agit cependant d'un changement très minime.
La baisse de tension avec un courant de 0.2C n'a été que de 3 mV. De bons chargeurs microprocesseurs sont capables de détecter des différences de l'ordre de 2-3 mV et la charge dans de telles conditions a des chances de se terminer correctement. Cependant, en raison de la nature très minime du changement (de la baisse) de la tension dans la dernière phase, cette méthode de charge comporte toujours un risque d'évaluation incorrecte de la charge par le chargeur.
Si notre chargeur nous permet de choisir le courant de charge, la valeur de 0.2C devrait être considérée comme minimale.
3. Charge 0.5C, soit 950 mA pour une batterie de 1900 mAh.
La charge a pris un peu plus de 2h. Cette fois, on peut déjà voir une bosse de tension assez caractéristique à la fin de la charge. Le changement est déjà clairement visible.
La baisse de tension avec un courant de 0.5C a été ici de 15 mV. La plupart des chargeurs ne devraient plus avoir de problème pour évaluer correctement le moment de la charge complète.
Avec un courant de charge d'environ 1000 mA dans des chargeurs compacts et populaires, il peut cependant y avoir un problème thermique, lié à la génération de chaleur par le chargeur lui-même. Les variations de température "de l'extérieur" peuvent perturber efficacement le processus de charge de la batterie, ce qui provoque parfois également une surchauffe excessive.
En analysant les graphiques ci-dessus, nous savons déjà pourquoi on considère souvent que le courant de charge optimal se situe entre 0.2 et 0.5C.
4. Charge 1C, soit 1900 mA pour une batterie de 1900 mAh.
La charge a été terminée en un peu plus d'une heure. Le changement de tension est très visible, sa baisse est encore plus abrupte. Comme nous le voyons, plus le courant de charge est élevé, plus il est facile de remarquer la baisse de tension sur la batterie à la fin de la charge.
La baisse de tension a cette fois été proche de 20 mV. La différence est relativement grande, cependant, la batterie était déjà clairement chaude à la fin de la charge.
Si nous ajoutons à cela les problèmes possibles de surchauffe du chargeur lui-même, nous pouvons avoir des problèmes pour maintenir une température suffisamment basse de la cellule, ce qui peut entraîner une surcharge significative et une surchauffe de la batterie.
Avec des courants de l'ordre de 1C, il est souvent recommandé d'activer le refroidissement du chargeur, ou d'utiliser des capteurs de température supplémentaires et sensibles.
Avec un courant de charge de 1C et plus, il arrive également que la batterie soit légèrement sous-chargée - la charge peut être terminée prématurément en raison d'une augmentation rapide de la température.
En résumé, des courants de l'ordre de 0.1C (p.1) sont souvent trop bas pour détecter automatiquement et correctement le moment de la charge complète. Bien sûr, il existe sur le marché des chargeurs qui peuvent le faire, mais en achetant le chargeur le plus simple, où le fabricant déclare un temps de charge de 10h ou plus, nous devons être conscients des conséquences possibles et des compromis dans l'algorithme de charge adopté.
Des courants de 0.2C-0.5C (p.2,p.3) sont considérés comme les plus optimaux, permettant aux chargeurs automatiques d'évaluer correctement le moment de la charge complète de la batterie. Avec ces courants, il y a également le moins de risque de surchauffe de la batterie.
Des courants de 0.5C-1C (p.4) - à ces valeurs, la température ambiante et celle du chargeur pendant la charge sont importantes - tout changement soudain de température peut perturber le processus de charge et entraîner un échauffement dangereux de la batterie. De si hauts courants de charge réchaufferont également beaucoup plus les batteries qui sont déjà partiellement usées et épuisées.
Des courants supérieurs à 1C - c'est ce que nous appelons un courant de charge trop élevé. Nous recommandons d'éviter l'utilisation régulière de tout chargeur de 15-30 minutes. Bien que ces chargeurs aient souvent un refroidissement supplémentaire, ils ont souvent des problèmes pour charger précisément les batteries et peuvent entraîner une usure plus rapide. Il y a souvent aussi un problème avec le chargement de batteries partiellement usées.
Auteur : Michał Seredziński
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Witam ! Dziękuję serdecznie za obszerne i profesjonalne informacje*Bardzo mi pomogły w przygotowaniu do powrotu, do używania akyumulatorków NiMh*Pozdrawiam !1412
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najbardziej zaciekawiło mnie to że 1,9Ah aku przyjął (odczytane z wykresu):
0,1C - 3,1Ah
0,2C - 2,6Ah
0,5C - 2,2Ah
1,0C - 2,2Ah
więc zasadnicze pytanie brzmi dla jakiego prądu rzeczywista ilość zgromadzonej energii była największa?1333
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W każdym z tych przypadków rzeczywista ilość energii przyjęta przez akumulator była niemal identyczna, choć przy najwyższych prądach ładowania jest minimalnie (o kilka procent) niższa.
Akumulator Ni-MH będzie "przyjmował" tak długo energię jak długo będziemy ją do niego dostarczali. Ta chemia ma tą zaletę, że nadwyżki energii, której nie jest w stanie przyjąć wytraca w formie ciepła - o ile tego ciepła nie ma zbyt dużo, wówczas jest to proces dość bezpieczny, z niewielkim wpływem na żywotność samego ogniwa.
Niemniej zauważona obserwacja jest zgodna z praktyką - ogniwo 1,9Ah przy 0,1C zgodnie z odpowiednią normą IEC/PN-EN ładujemy do 3040 mAh - bez żadnej automatyki, licząc się z tym, że akumulator zostanie przeładowany - jednak z uwagi na niski prąd ładowania, ilość wydzielonego ciepła na akumulatorze będzie niewielka.
Przy 0,2C mamy jeszcze teoretycznie 2 wyjścia - albo ładujemy ogniwo przez ok. 6,5h bez żadnej automatyki - ogniwo 1900 mAh jest wtedy ładowane do ok. 2500 mAh. Tutaj już ilość ciepła będzie istotnie wyższa, mimo mniejszego przeładowania ogniwa.
Dlatego przy prądach 0,2C i wyższych potrzebna jest już zwykle dodatkowa automatyka, gdzie ładowarka stara się możliwie szybko wykryć moment pełnego naładowania ogniwa. Ilość władowanych mAh do pustego akumulatora stanowi zwykle wartość 105-120% jego faktycznej pojemności.
Teraz im wyższy prąd ładowania tym przeładowanie ogniwa liczone w mAh jest zwykle niższe - mimo to temperatura końcowa ładowania będzie wyższa wraz z wyższym prądem ładowania.
Przy prądach rzędu 2C zwykle ładowarka nie jest już w stanie bezpiecznie dostarczyć do akumulatora nawet 100% jego pojemności liczonej w mAh (temperatura jest już wysoka) - i taki akumulator może być niedoładowany.
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Jak zwykle pełen profesjonalizm. Też mi miło odświeżyć sobie dobrze zaprezentowane wiadomości. Pozdrawiam.1307
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Przepięknie opisany temat ładowania niklów, wiedzę na temat ładowania zdobyłem 15 lat temu, przypadkowo natrafiłem na tą stronę zobaczyłem 2 wykresy i przeczytałem całość w celu "odświeżenia". Używam liitokali 600 do przeróżnych ogniw litowych i niklów, ale nigdy bym nie wpadł na pomysł ładować niklowego prądem 1C ( 2 ampery) o.O przecież ładowarka go za szybko odetnie i będzie tylko w 3/4 naładowany swojej całej pojemności. Jeżeli już ktoś ma dany sprzęt na baterie AA lub AAA czy to lampa błyskowa czy to pilot, zegar, pad, diskman, postanowił używać akumulatorków niklowych, to niech nie mówi że "NIE MA CZASU" na ładowanie prądem 250-500 mA :) teraz 99% akumulatorków AA ma pojemność 2500 mAh, przyczyniając się do wzoru prądu 0,1C to ładowanie wynosi 250mA i takie też zalecam każdemu stosować w celu naładowania w pełni swojego aku, tzw. prąd dziesięciogodzinny, a w najgorszym przypadku używać 500mA.1246
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Panie Michale, to bardzo dobry artykuł wyjaśniający jak powinno się ładować akumulatory niklowo wodorkowe i niklowo kadmowe. Szkoda, że taka rzetelna wiedza nie jest przekazywana powszechnie. I bez głupich docinków jak na elektrodzie, gdzie 75% wątku to jałowa dyskusja, kpiny i kłótnie.1130
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Prosto, jasno i na temat. Brawo.512
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