Главная страница > Новости > Как правильно использовать никель-металлгидридные аккумуляторы?

Как правильно использовать никель-металлгидридные аккумуляторы?

Autor: Michał Seredziński

2022-01-05

Как правильно использовать никель-металлгидридные аккумуляторы?

Укажем на простые ошибки, которые часто происходят, что в результате приводит к более быстрому износу аккумуляторов. Приходилось ли вам когда-нибудь сталкиваться с тем, что новые фирменные аккумуляторные батареи служат намного меньше, чем должны? Прочитайте наше руководство и, возможно, позже вы избежите разочарования.

Содержание:

Проблема No1: Использование аккумуляторных батарей прямо из коробки
Проблема No2: Использование наименьших токов заряда
Проблема No3: Дополнительная разрядка аккумулятора в зарядном устройстве перед каждой последующей зарядкой
Проблема No4: Неправильные (слишком низкие) измерения емкости нового аккумулятора. Измерение и интерпретация емкости аккумулятора в режиме зарядки
Проблема No5: Проблемы с зарядкой новых аккумуляторов или тех, которые давно не подзаряжались. Перезаряд, перегрев, недозаряд аккумуляторных батарей
Проблема No6: Выбор наиболее емких аккумуляторов для всех устройств
Проблема No7: Использование аккумуляторных батареек в качестве прямой замены одноразовых батареек во всех устройствах
Проблема No 8: Ваше зарядное устройство должно заряжать батареи попарно
Проблема No9: Использование разных аккумуляторов в одном устройстве

Проблема No1: Использование аккумуляторных батарей прямо из коробки

Мы настоятельно рекомендуем полностью зарядить никель-металлгидридные аккумуляторные батареи перед первым использованием.

Это правда, что большинство аккумуляторных батарей описываются как готовые к использованию. Тем не менее, мы должны знать, что ни один аккумулятор не будет заряжен на 100% на заводе. Самые емкие аккумуляторы обычно не превышают 50% от заводского заряда, и даже фирменные аккумуляторы с небольшой емкостью предлагают около 70-80% первоначального заряда.

Кроме того, есть неравномерные комплекты, и некоторые элементы могут быть заряжены на заводе в разной степени. Если мы используем неравномерный набор в своем устройстве, то усиливаем последующие негативные последствия:

прибор служит намного меньше,
мы рискуем слишком глубоко выгрузить самые слабые звенья из набора,
Самая слабая из батарей, несмотря на то, что изначально была технически эффективной, может никогда больше не выйти на свои полные, номинальные параметры.

В случае экстремально низкого разряда совершенно нового аккумулятора, у нас возникнут большие проблемы с его правильной зарядкой (о том, как с этим бороться, мы пишем в другой статье - ссылка). Большинство продвинутых зарядных устройств могут определить такой аккумулятор как неисправный. Кроме того, каждый слишком низкий разряд аккумулятора приводит к частичной, необратимой потере эффективности, емкости и стабильности такого элемента.

Проблема No2: Использование наименьших токов заряда

Если у нас есть возможность, мы должны избегать зарядных устройств с низким зарядным током, которые приводят к времени зарядки, превышающему 5-6 часов.

Большинство пользователей до сих пор убеждены, что чем меньше зарядный ток, тем лучше для аккумулятора. Этот тезис не совсем неверен, но здесь ключевую роль играет используемое зарядное устройство. При низком токе в 100-300 мА мы можем практически безнаказанно заряжать все батарейки АА/ААА, при условии, что мы дополнительно контролируем время зарядки и заряжаем аккумуляторы, которые ранее были полностью разряжены.

Если у нас есть автоматическое зарядное устройство, то зарядный ток не может быть слишком низким – при низком зарядном токе, из-за особенностей напряжения Ni-MH аккумуляторов, невозможно точно определить момент полной зарядки аккумулятора. В таких ситуациях даже у самого лучшего зарядного устройства могут возникнуть проблемы. Если ток в автоматическом зарядном устройстве слишком мал (а это будет величина 200-300 мА для большинства выпускаемых в настоящее время аккумуляторов), то аккумуляторы заряжаются не полностью или значительно перезаряжаются.

Если повторять этот процесс регулярно, то, к сожалению, заряженные аккумуляторы могут стать очень неравномерными, и в результате весь комплект может быстро деградировать и преждевременно изнашиваться.

Говоря простым языком, можно предположить, что зарядное устройство должно иметь зарядный ток не менее 400-500 мА для каждой ячейки для правильного, автоматического прекращения зарядки большинства никель-металлгидридных аккумуляторов (независимо от их размера). Если ваше зарядное устройство заряжает типичные аккумуляторы АА емкостью 2000 мАч более 5-6 часов, то, к сожалению, оно, вероятно, не соответствует этому критерию и может вызвать проблемы и, как следствие, привести к более быстрому износу аккумуляторов.

Чтобы лучше разобраться в этой проблеме, рекомендуем ознакомиться с другой нашей статьей - ссылкой.

Проблема No3: Дополнительная разрядка аккумулятора в зарядном устройстве перед каждой последующей зарядкой

Это абсолютно плохая привычка, которой следует избегать при использовании никель-металлгидридных аккумуляторов.

Мы уже достаточно подробно описывали этот вопрос - ссылка. Самым главным аргументом является тот факт (подтвержденный на основании официальных тестов аккумуляторов Eneloop), что полностью разряженный каждый раз аккумулятор имеет срок службы примерно в 4 раза ниже, чем разряженный аккумулятор примерно на 50%. Это означает, что аккумулятор, который не разряжается каждый раз полностью, может отдавать до 100% больше энергии в течение своего срока службы. Срок службы аккумуляторных батарей уменьшается еще на 50%, если мы регулярно разряжаем их ниже безопасного напряжения 1,0 В.

В случае с Ni-MH аккумуляторами не стоит бояться эффекта памяти или эффекта ленивой батареи. Даже если такой эффект и возникнет, то он будет менее проблематичным, чем последствия синтетического, чрезмерного износа аккумуляторов за счет их дополнительного разряда в зарядном устройстве.

Проблема No4: Неправильные (слишком низкие) измерения емкости нового аккумулятора. Измерение и интерпретация емкости аккумулятора в режиме зарядки

Не всегда слишком низкий результат, возвращаемый зарядным устройством, будет свидетельствовать о неисправности аккумулятора.

Для правильного формирования никель-металлгидридных аккумуляторов требуется как минимум несколько циклов зарядки. Не стоит ожидать полной работоспособности аккумулятора уже после 1-3 зарядок. Емкость в течение первой дюжины или около того циклов зарядки на элементе хорошего качества постоянно немного увеличивается. Кроме того, такая батарея формирует свои целевые вольтовые характеристики при последующих циклах зарядки. Например, для совершенно новых, неформованных батарей обычно снижают максимальное достигаемое напряжение (даже на 0,05 В).

Еще одной ошибкой является оценка емкости нового элемента на основе значения мАч, используемого для зарядки такой батареи. В зависимости от ситуации, никель-металлгидридный аккумулятор может потреблять от примерно 100 мАч до даже кратной номинальной емкости при каждой попытке зарядки — это не обязательно должно иметь ничего общего с его фактической емкостью.

Вот важное замечание о попытке формировать аккумуляторы непосредственно в зарядных устройствах.

Ранее мы писали о том, что новые аккумуляторы сначала должны быть полностью заряжены, затем по возможности избегать глубокого разряда. Многие зарядные устройства имеют режимы обновления, которые автоматически запускают аккумуляторы, разряжая и заряжая их несколько раз. Такой, казалось бы, удобный и относительно быстрый процесс кажется идеальным для формирования новых аккумуляторов – но он часто не приводит к максимальным номинальным емкостям аккумуляторов и не должен выливаться в оптимальный срок службы при будущей эксплуатации. Новые аккумуляторные батареи не любят разрядку ниже 1,0В, и в то же время у самих зарядных устройств возникают проблемы с полной зарядкой на первых циклах зарядки.

Лучше всего дать новым аккумуляторам некоторое время на то, чтобы они правильно сформировались — со своей стороны, я не рекомендую делать это синтетическим путем, заряжая и разряжая его несколько раз прямо в зарядном устройстве.

Режим обновления лучше всего работает на старых элементах с неопределенным состоянием или на тех, которые могли быть затронуты эффектом ленивой батареи.

Проблема No5: Проблемы с зарядкой новых аккумуляторов или тех, которые давно не подзаряжались. Перезаряд, перегрев, недозаряд аккумуляторных батарей

Для первых циклов зарядки некоторые аккумуляторные батареи требуют особого внимания.

Новые аккумуляторы, а также те, которые мы давно не ставили в зарядное устройство, могут быть химеричными при первых попытках их зарядки.

Даже если правильно подобрать зарядный ток, бывает так, что зарядное устройство либо преждевременно выключает зарядку, либо приводит к перезаряду/значительному нагреву таких аккумуляторов. В случае с совершенно новыми аккумуляторами старайтесь контролировать процесс зарядки - контролируя ее время и температуру элемента. Когда аккумуляторы сильно нагреваются (когда нам сложно держать палец на элементе), остановите процесс зарядки.

Это явление связано с определенной аномалией – некоторые аккумуляторы не покажут существенного увеличения напряжения в конечной фазе зарядки. Такие батареи начинают нагреваться примерно на 0,03-0,05 В ниже их обычного уровня напряжения. Стабилизация напряжения происходит на достаточно низком уровне без заметного, ожидаемого падения, которое является основным определяющим фактором полного заряда аккумулятора. В такой ситуации, даже несмотря на повышение температуры на элементе, аккумулятор обычно не полностью заряжен, и у каждого зарядного устройства могут возникнуть действительно большие проблемы с правильным завершением процесса зарядки.

В случае с функциональными аккумуляторами проблема обычно исчезает при последующих циклах зарядки.

Проблема No6: Выбор наиболее емких аккумуляторов для всех устройств

Аккумулятор с самой высокой емкостью не всегда будет подходить для нашего применения.

Значение емкости, выраженное в мАч, часто является основным критерием при выборе блока питания для наших устройств. В конце концов, более высокая емкость мАч означает более длительное время работы – но так ли это на самом деле?

Аккумуляторные батареи с самой высокой емкостью, такие как 2500 мАч для АА или 1000 мАч для ААА, отличаются высокой нагрузкой и в то же время очень технологичны. Они обладают высокой емкостью, которая очень близка к максимальному технологическому пределу для Ni-MH технологии. Как правило, такие аккумуляторы также характеризуются низким сопротивлением и высокой эффективностью по току.

К сожалению, типичные батареи АА емкостью 2450 мАч обычно стареют в 3-5 раз быстрее по сравнению с батареями емкостью 1900 мАч. Такие емкие аккумуляторы очень часто работают очень непредсказуемо после 2-3 лет эксплуатации – даже если они редко (или вообще не использовались). Кроме того, они плохо переносят и глубокие выделения. Параметры емкости и сопротивления в случае наиболее емких аккумуляторов деградируют и изнашиваются в разы быстрее, чем в случае более распространенных аккумуляторов с меньшей номинальной емкостью. Кроме того, на самых емких аккумуляторах автоматическое падение напряжения гораздо заметнее – и таким образом эффект саморазряда также более заметен для пользователя.

Самые емкие аккумуляторные батареи предназначены в первую очередь для требовательных устройств, где периоды между последующими подзарядками заранее предсказуемы и не превышают нескольких недель. Они лучше всего подходят для профессиональных приложений, где мгновенная производительность имеет первостепенное значение.

Если вы хотите использовать аккумуляторные батареи в устройствах, которые работают от такой мощности долгие недели или месяцы, или используются эпизодически, лучшим выбором станут модели с умеренной емкостью, не превышающей 800 мАч для типоразмера AAA R03, или 2100 мАч для AA R6.

Точно так же, когда наши аккумуляторные батареи заряжаются очень регулярно, например, каждый день в беспроводном телефоне или солнечной лампе, мы должны выбирать аккумуляторы с минимально возможной емкостью (и в то же время гораздо большим сроком службы).

Если наши устройства на типовых одноразовых батарейках прослужат много месяцев или лет, использование аккумуляторных батарей может оказаться совершенно неоправданным.

Проблема No7: Использование аккумуляторных батареек в качестве прямой замены одноразовых батареек во всех устройствах

Во многих устройствах использование аккумуляторных батарей не приносит практически никакой пользы, ни экономической, ни экологической.

Сторонники использования аккумуляторных батареек вместо одноразовых очень часто ссылаются на более длительный срок службы батарей и экологические соображения в качестве основного аргумента. Однако оба аргумента не всегда подтверждаются на практике. Аккумуляторные батареи не всегда будут работать оптимально и дольше в том или ином устройстве. Углеродный след никель-металлгидридного аккумулятора в несколько раз выше, чем у обычного щелочного аккумулятора. Совершенно бессмысленно устанавливать аккумуляторные батареи (особенно самые емкие) в устройства, которые не требуют замены батарей в течение года и более.

Через 2-3 года эксплуатации (независимо от ее характера) практически все самые емкие никель-металлгидридные аккумуляторы оказываются очень ненадежными и непредсказуемыми.

Если мы абсолютно хотим установить аккумуляторные батареи в как можно большее количество устройств, то в случае устройств, где мы очень редко заменяем батареи, это должны быть аккумуляторные батареи с гораздо меньшей емкостью - например, 500 мАч для AAA R03, или 1000 мАч для AA R6.

Единственный аргумент, который на самом деле говорит в пользу аккумуляторных батарей – практически полная устойчивость к разливу. Никель-металлгидридные аккумуляторы, в силу своей конструкции, очень редко заправляются сами в течение всего срока эксплуатации, если только это не спровоцировано «извне» (например, коротким замыканием, механическим повреждением, экстремальными температурами, далеко идущим перезарядом или слишком глубоким разрядом, который может сопровождаться разрушительным реверсом элемента).

Проблема No 8: Ваше зарядное устройство должно заряжать батареи попарно

Это сильное упрощение и, на мой взгляд, конструктивная ошибка некоторых зарядных устройств - если мы все же используем такое зарядное устройство, то стоит подумать о его замене на такое, которое имеет достаточно высокий зарядный ток и независимые каналы зарядки.

На рынке все еще доступны модели зарядных устройств, которые требуют установки аккумуляторов парами. Таких зарядных устройств следует избегать, потому что у нас обычно нет одинаковых аккумуляторов, с точно такой же степенью заряда/разряда и установка неравной пары в такое зарядное устройство всегда приведет к неоптимальной зарядке. В долгосрочной перспективе это будет означать значительное сокращение срока службы наших элементов.

Кроме того, такие зарядные устройства часто имеют очень низкие зарядные токи, что еще больше затрудняет оценку их полного заряда (согласно пункту 2).

Проблема No9: Использование разных аккумуляторов в одном устройстве

Избегайте этого, если вы заботитесь о сроке службы батареек.

Установка разных батареек или неравномерных с разной степенью заряда обычно приводит к слишком глубокому разряду самого слабого элемента и значительному сокращению времени работы всего устройства. В результате этот чрезвычайно разряженный аккумулятор будет без необходимости и навсегда уничтожен в таких ситуациях – аналогично тому, как мы описали его в пункте 1.

Автор: Михал Середзиньский

Копирование содержания статьи или ее части без согласия представителя компании Baltrade sp. z o.o. запрещено.