Kako pravilno napuniti bateriju

Na suvremenom tržištu kemijskih izvora istosmjerne struje za višekratnu upotrebu najčešće su baterije sljedećih šest vrsta:

• Olovne baterije;

• Nikal-kadmijeve baterije;

• Nikal-metal-hidridne baterije;

• Nikal-cink baterije;

• Litij-ionske baterije;

• Litij polimer baterije;

Mnogi ljudi često imaju vrlo razumno pitanje, kako pravilno napuniti ovu ili onu bateriju kako je ne bi pokvarili prije vremena, produljili njezin radni vijek što je više moguće i istovremeno dobili visoku kvalitetu našeg rada? Ovaj članak će vam pomoći da dobijete odgovor na ovo pitanje u odnosu na različite vrste baterija od najčešćih danas.

Najsigurniji, tradicionalni način punjenja olovnih baterija je DC punjenje, kada njegova vrijednost u amperima ne prelazi 10% (0,1C) vrijednosti kapaciteta baterije u amper-satima.

Unatoč ovoj tradiciji, neki proizvođači sami navode točnu vrijednost najveće dopuštene struje punjenja za određenu bateriju, a ta brojka u amperima često doseže 20-30% (0,2C-0,3C) kapaciteta baterije za amper-sate.Dakle, ako baterija ima kapacitet od 55 amper-sati, tada je početna struja punjenja od 5,5 ampera najsigurnije rješenje.

Treba imati na umu da napon jedne ćelije olovne baterije ne smije prelaziti 2,3 volta, stoga pri punjenju istosmjernom strujom trebate pratiti napon, na primjer, 12-voltna baterija sastoji se od 6 baterijskih ćelija, što znači da ukupni napon na kraju procesa punjenja akumulatora ne smije prijeći 13,8 volti.

Na primjer, ako je olovna baterija kapaciteta 100 amper-sati napunjena konstantnom strujom od 20 ampera, tada će nakon 6-7 sati takvog punjenja već biti napunjeno 90% njenog kapaciteta, tada bi konstanta trebala postaviti na napon i nakon 17 sati punjenje će biti potpuno dovršeno.

Zašto tako dugo? Kako će struja padati, a napon će se polako, eksponencijalno približavati ciljnoj vrijednosti od 13,8 volti. Baterija napunjena na ovaj način pouzdana je i za međuspremnik i za ciklusni rad.

Postoji još jedan način punjenja olovnih baterija koji je prikladan za ciklički rad. Ova metoda omogućuje punjenje baterije 6 sati.

Struja punjenja je postavljena na 20% kapaciteta baterije u amper satima, a napon je postavljen na 14,5 volti (za bateriju nominalnog napona 12 volti), i tako se baterija puni 5-6 sati, onda se punjač isključi...

Iskreno govoreći, valja napomenuti da moderni visokokvalitetni specijalizirani punjači jednostavno ne dopuštaju kritične situacije tijekom procesa punjenja.

Nikal-kadmijeve baterije treba puniti oprezno, bojeći se prepunjavanja na samom kraju, jer se u procesu punjenja pozitivne oksid-nikl elektrode postupno povećava oslobađanje kisika, a stopa iskorištenja struje postupno opada. Dakle, proces punjenja nikal-kadmijeve baterije prati povećanje njezinog unutarnjeg tlaka.

Najbolje je puniti nikal-kadmijeve baterije na temperaturama od +10 do +30 stupnjeva, budući da negativna kadmijeva elektroda optimalno apsorbira kisik.

Za baterije s cilindričnim valjcima dopušteno je brzo punjenje jer su elektrode tu čvrsto spojene, ali je njihova učinkovitost punjenja u rasponu struja punjenja od 0,1 C do 1 C gotovo nepromijenjena. U standardnom načinu punjenja za nikal-kadmijeve baterije, za 16 sati ćelija se potpuno napuni od 1 volta do 1,35 volta pri struji od 0,1 C, au nekim slučajevima dovoljno je 14 sati.

Za ubrzanje punjenja nekih modernih nikal-kadmijevih baterija može se primijeniti povećana istosmjerna struja, ali u ovom slučaju potreban je poseban sustav upravljanja koji ne dopušta ponovno punjenje.

Općenito, nikal-kadmijeve baterije se mogu sigurno puniti konstantnom strujom od 0,2C-0,3C u trajanju od 6 do 3 sata, samo je važno pratiti vrijeme punjenja. Ovdje čak dopuštamo ponovno punjenje do 120-140%, tada će kapacitet pražnjenja biti blizak ocjeni baterije.

Za nikal-kadmijeve baterije svojstven je memorijski učinak, stoga treba puniti samo potpuno ispražnjenu bateriju, inače, zbog rezultirajućeg nedovoljnog pražnjenja, dodatnog dvostrukog električnog sloja, baterija neće moći u potpunosti isprazniti napunjenost. potpuno. Čuvajte nikal-kadmijeve baterije u potpuno ispražnjenom stanju. Za punjenje nikal-kadmijskih baterija, kao i za druge vrste, proizvode se posebni punjači.

Nikal-metal-hidridne baterije razvijene su da zamijene nikal-kadmijeve baterije. Uz iste dimenzije, imaju 20% veći kapacitet i nemaju memorijski efekt te se mogu puniti u bilo kojem stanju. Međutim, ako je NiMH baterija bila pohranjena djelomično ispražnjena dulje od 30 dana, mora se potpuno isprazniti prije uporabe i zatim ponovno potpuno napuniti.

Nikal-metal-hidridne baterije potrebno je skladištiti u djelomično napunjenom stanju, približno 40% nominalnog kapaciteta. Prije punjenja novih baterija za korištenje, korisno ih je osposobiti tako da ih potpuno ispraznite i napunite 4-5 puta, tada će radni kapacitet baterija biti veći nego bez takve obuke.

Uvjeti punjenja su slični nikal-kadmijevim - pri struji od 0,1C, punjenje će trajati od 15 do 16 sati u vremenu, ove su preporuke standardne za sve proizvođače nikal-metal-hidridnih baterija; poput nikal-kadmijevih baterija, nikal-metal-hidridne baterije osjetljive su na pregrijavanje i ne smiju se zagrijavati iznad 50 stupnjeva.

Baterije ovog tipa pune se istosmjernom strujom pri naponu od 1,4 do 1,6 volti po baterijskoj ćeliji, a baterija s naponom od 0,9 volti smatra se potpuno ispražnjenom, daljnje pražnjenje će biti štetno za bateriju.

Kada je nikal-metal-hidridna baterija gotovo potpuno napunjena, počinje se više zagrijavati jer energija izvora više ne podržava kemijsku reakciju punjenja, a ako je struja punjenja dovoljno visoka, temperatura baterije počinje rasti. naglo porasti nakon završetka postupka pokretanja. Dakle, instaliranjem senzora temperature možete pratiti status punjenja dok maksimalna dopuštena temperatura nije veća od +60 stupnjeva. Za punjenje nikal-metal-hidridnih baterija dostupni su posebni punjači.

Nikal-cink baterija ima nazivni napon od 1,6 volti, odnosno za punjenje je potrebno na nju staviti napon od 1,9 volti, uz struju od 0,25C. Može se potpuno napuniti za 12 sati s posebnim punjačem i iz bilo koje zemlje. Nema efekt memorije, ali za produljenje vijeka trajanja, povećanje broja radnih ciklusa nikal-cink baterije potrebno ju je napuniti samo do 90% svog kapaciteta.

Inače je sličan nikal-metal-hidridnoj bateriji, ali je ovdje napon pražnjenja 1,2 volta, a broj radnih ciklusa je tri puta manji. Maksimalna dopuštena temperatura je +40 stupnjeva.

Litij-ionske baterije obično se prvo pune pri konstantnoj struji od 0,2C do 1C pri naponu od 4 do 4,2 volta 40 minuta, a zatim pri konstantnom naponu od 4,2 volta po ćeliji. Ako se punjenje vrši strujom od 1C, vrijeme potpunog punjenja litij-ionske baterije bit će samo 2-3 sata.

Ako napon punjenja prijeđe 4,2 volta, životni vijek Li-ion baterije će se smanjiti. Osim toga, litij-ionske baterije se ne preporučuju ponovno puniti. to dovodi do činjenice da se metalni litij taloži na negativnoj elektrodi, a kisik se aktivno oslobađa na anodi, zbog čega može doći do toplinskog curenja, povećanja tlaka unutar kućišta baterije, a to može dovesti do smanjenja pritisak.

Stoga je sigurno i ispravno puniti Li-ion bateriju na takav način da napon ne prijeđe vrijednost koju preporučuje proizvođač baterije.

Neke litij-ionske baterije sadrže zaštitne krugove koji štite litij-ionsku ćeliju od prekomjernog punjenja, zaštita se aktivira kada temperatura baterije dosegne +90 stupnjeva. Neke baterije imaju ugrađeni mehanički prekidač koji reagira na preveliki tlak u kućištu baterije.

Često sustav nadzora ugrađen u litij-ionsku bateriju prati vrijednost ulaznog napona punjenja, a kada vrijednost padne unutar dopuštenog raspona, počinje proces punjenja; ako je granični napon prekoračen ili ispod donje dopuštene vrijednosti, punjenje jednostavno neće započeti.

Ipak, treba biti oprezan s procesom punjenja litij-ionskih baterija, pratiti napon i struju. U osnovi, svaki uređaj koji koristi litij-ionsku bateriju često ima ugrađeni punjač ili dolazi s vanjskim punjačem.

Litij-polimer baterije se po načinu punjenja ne razlikuju od litij-ionskih baterija.Jedina je razlika u tome što litij-polimerska baterija sadrži gelasti elektrolit, a ne tekućinu, pa čak i kada se prepuni ili pregrije, ne eksplodira kao što to čini njezin litij-ionski pandan, samo nabubri. To objašnjava trend istiskivanja s tržišta litij-ionskih baterija litij-polimera.

Također pročitajte na ovu temu: Kako rade i rade baterije?