Uzlādējamās niķeļa-kadmija un niķeļa-ūdeņraža baterijas un pielietojuma ievads
1 Īss ievads par atkārtoti uzlādējamu niķeļa-kadmija (Cd-Ni) un Ni-MH uzlādējamo akumulatoru
1.1 Uzlādējams akumulators un primārais elements
(1) Uzlādējams akumulators attiecas uz akumulatoru, ko var atkārtoti uzlādēt un izlādēt un ko sauc arī par sekundāro akumulatoru vai akumulatoru.
Parasti izmantotās uzlādējamās baterijas ir: niķeļa-kadmija baterijas, niķeļa-metāla hidrīda akumulatori, svina-skābes akumulatori, litija jonu akumulatori, cinka-niķeļa baterijas, dzelzs-niķeļa baterijas un citas bateriju sērijas.
(2) Primārās baterijas ir sausās baterijas, kas pazīstamas arī kā primārās baterijas. Parasti lietotās baterijas ir: cinka-mangāna baterijas, cinka-sudraba baterijas, sārma cinka-mangāna baterijas, primārās cinka-niķeļa baterijas un citas bateriju sērijas.
1.2 Uzlādējamas niķeļa-kadmija un niķeļa-metāla hidrīda baterijas: (metāla hidrīda-niķeļa akumulators Ni-MH akumulators)
Akumulatora sastāvs: akumulators sastāv no elektrodiem (Electrode), elektrolīta (Electrolyte), diafragmas (Saparator) un ārējā apvalka (Outer shell).
Proti: katodā (Cathode) tiek izmantots niķeļa hidroksīds un kobalts, anodā (Anodā) tiek izmantots ūdeņraža uzglabāšanas sakausējuma pulveris, elektrolītam ir izmantots kālija hidroksīds, diafragmai izmantots neilona audums, bet ārējais apvalks ir izgatavots no niķelēta tērauda apvalka. Kadmija niķeļa akumulatora negatīvais elektrods ir kadmija oksīds, elektrolītiskā sūkļa kadmijs, un pārējais ir tāds pats kā niķeļa ūdeņraža akumulatoram.
1.3. Uzlādējamo niķeļa-kadmija un niķeļa-metāla hidrīda akumulatoru klasifikācija
(1) Uzlādējamās niķeļa-metāla hidrīda baterijas tiek klasificētas pēc to plāksnītēm: saķepinātas niķeļa-kadmija baterijas, niķeļa-metāla hidrīda baterijas, putu niķeļa-kadmija baterijas un niķeļa-metāla hidrīda baterijas.
Saķepinātas niķeļa-kadmija un niķeļa-metāla hidrīda akumulatori: Plāksnes tiek ražotas saķepināšanas ceļā, un ražošanas process ir sarežģīts, ar augstu, īpaši ātrgaitas izlādes veiktspēju, labu veiktspēju augstā un zemā temperatūrā, bet augstas izmaksas. Plaši izmanto kosmosa, militārā u.c.
Putu niķeļa-kadmija un niķeļa-metāla hidrīda akumulatori: tos ražo, kā matricu izmantojot putu niķeli ar augstu porainību un pildītas ar aktīviem materiāliem. Ražošanas process ir vienkāršs, akumulatora jauda ir liela, un izmaksas ir zemas. To plaši izmanto elektriskajos instrumentos, ugunsdzēsības avārijas apgaismojumā, sadzīves tehnikā un daudzās citās civilās jomās.
(2) Akumulatora formas klasifikācija: cilindrisks, kvadrātveida, pogas veids utt.;
(3) Klasificēts pēc akumulatora izlādes ātruma: vidēja ātruma tips, liela ātruma tips, īpaši augsta ātruma tips utt.
1.4. Kadmija-niķeļa un niķeļa-metāla hidrīda akumulatoru galvenie tehniskie rādītāji
1.4.1. Ni-Cd un Ni-MH akumulatoru ietilpība (ietilpība)
Nominālā ietilpība attiecas uz minimālo jaudu, kas akumulatoram jāatbrīvo noteiktos apstākļos, kā norādīts ražotāja' preču zīmē.
Saskaņā ar definīciju: jauda=laiks × strāva……………………………………①
Proti: uzlādes jauda=uzlādes laiks × uzlādes strāva…………②
Izlādes jauda=izlādes laiks × izlādes strāva……③
Iepriekš minētajās formulās ①, ② un ③ kapacitāti apzīmē ar C, un mērvienība ir ampērstundas (Ah) vai miliampērstundas (mAh); uzlādes un izlādes laiku attēlo h, un vienība ir stunda; uzlādes un izlādes strāvu attēlo ampēros (A) vai milisekundēs ampēros (mA).
Niķeļa-kadmija un niķeļa-metāla hidrīda akumulatoru nominālā jauda attiecas uz jaudu, kas izlādējusies ar ātrumu 5 stundas, kas izteikta C5.
Piemēram: Niķeļa-kadmija un niķeļa-metāla hidrīda akumulatoru nominālās kapacitātes novērtējums: lādējiet ar nemainīgu strāvu 0,1 C5A 14 līdz 16 stundas (uzlādes jauda parasti tiek aprēķināta kā 120% no nominālās jaudas), novietojiet to malā. 15 līdz 30 minūtes un pēc tam izmantojiet pastāvīgu strāvu 0,2C5A Izlāde līdz galīgajam spriegumam 1,0V/jauda.
Piemērs: AA1500mAh Ni-MH akumulators, uzlādēts ar 0,5C5A,
Uzlādes strāva=0,5×1500=750mA
Uzlādes jauda=1500 mAh × 120% (tas ir, 1,2 reizes)=1800 mAh
Uzlādes jauda (mAh) 1800 mAh
Uzlādes laiks (h) ===2,4h jeb 144min
Izlādes jauda (mAh) 750mA
Reizināšanas ātrums: attiecas uz uzlādes un izlādes strāvas lielumu, kas izteikts nominālās jaudas daudzkārtņos.
Piemēram: 0,1C5A, 0,2C5A, 0,5C5A, 1C5A...
Pašreizējie jaunie IEC un GB/T 15100 standarti ir mainīti uz ItA, kas nozīmē, ka ItA ir līdzvērtīgs C5A.
AA1500mAh Ni-MH akumulators tiek uzlādēts ar pastāvīgu strāvu 0,5C5A, un uzlādes strāva ir 750mAh. 0,5C5A parasti sauc par 0,5 palielinājumu.
1.4.2. Ni-Cd un Ni-MH akumulatoru spriegums
Niķeļa-kadmija un niķeļa-metāla hidrīda akumulatoru parastais spriegums ir katram 1,2 V.
Saliktā akumulatora spriegums=1,2 V × salikto bateriju skaits
Kadmija-niķeļa un niķeļa-metāla hidrīda akumulatoru kombinācija parasti tiek kombinēta sērijveidā, un paralēla kombinācija nav ieteicama, jo atsevišķiem akumulatoriem ir noteiktas atšķirības. Piemēram, kapacitātes un jaudas atšķirība izraisa akumulatora temperatūras atšķirību, un akumulatora temperatūras atšķirība izraisa sprieguma starpību. , Sprieguma starpība liek akumulatora strāvai ar augstu izlādes spriegumu plūst atpakaļ uz akumulatoru ar zemu izlādes spriegumu, izraisot nekonsekventu paralēlo akumulatoru darbību, kā rezultātā tiek nedroša akumulatora lietošana.
Akumulatora spriegums ietver uzlādes spriegumu, atvērtās ķēdes spriegumu, slēgtas ķēdes spriegumu, izlādes spriegumu, darba spriegumu, platformas spriegumu, standarta spriegumu un izslēgšanas spriegumu.
Nominālais spriegums: niķeļa-ūdeņraža akumulators 1,2V/gab, kadmija niķeļa akumulators 1,2V/gab, cinka-mangāna akumulators 1,5V/gab
Svina-skābes akumulators 2,0 V/gab Li-ion akumulators 3,6 V/gab
Uzlādes spriegums: akumulatora uzlādes sprieguma maksimālā vērtība akumulatora uzlādes procesa laikā. Akumulatora spriegums mainās līdz ar uzlādes strāvu. Jo lielāka ir uzlādes strāva, jo augstāks ir uzlādes spriegums un otrādi.
Izslēgšanās spriegums: spriegums, pie kura akumulators izlādējas līdz izlādes atslēgšanas laikam, kas mainās atkarībā no izlādes strāvas.
patīk:
Izlādes ātrums
Izlādes sprieguma beigas
0,2 C5A izlāde
1,0 V/tikai
1 C5A izlāde
0,9 V/tikai
5 C5A izlāde
0,8 V/tikai
10 C5A izlāde
0,7 V/gab
1.4.3. Pašizlāde (pašizlāde)
Kadmija-niķeļa un niķeļa-metāla hidrīda akumulatori atbrīvo savu jaudu atkārtoti uzlādējamās baterijās bez ārējas strāvas izlādes.
Pašizlādes novērtēšanas tests: akumulators tiek uzlādēts ar pastāvīgu strāvu 0,1 C5 A 14 līdz 16 stundas un pēc tam, kad tas ir atstāts atvērts 28 dienas un naktis, tiek izlādēts ar pastāvīgu strāvu 0,2 C5A līdz 1,0 V izslēgšanas spriegumam, un izlādes laikam ir jābūt ≥3 stundām, lai kvalificētos.
1.4.4 Cikla kalpošanas laiks
Saskaņā ar GB/T 15100-94 nacionālajā standartā norādīto cikla dzīves testa metodi, Ni-MH akumulatora cikla mūžam jābūt ≥500 reizēm; cikls nozīmē (uzlādēt un izlādēt) vienu reizi, tas ir, vienu reizi uzlādēt un vienu reizi izlādēt. Dzīves ilgums beidzas, kad izlādes jauda ir mazāka par 60% no nominālās jaudas.
Ir nepieciešams ilgs laiks, lai novērtētu akumulatoru cikla kalpošanas laiku saskaņā ar IEC standartiem un valsts standartiem. Šī iemesla dēļ ražotāji, kas ražo niķeļa-kadmija un niķeļa-ūdeņraža akumulatorus, kā arī tie, kas izmanto niķeļa-kadmija un niķeļa-ūdeņraža baterijas, pašlaik izmanto paātrināta cikla kalpošanas laika pārbaudes metodes; Saskaņā ar Ķīnas akumulatoru rūpniecības asociācijas 2000. gadā izdoto kadmija-niķeļa un niķeļa-metāla hidrīda akumulatoru testa metodi: 1C5A pastāvīga strāvas uzlāde 72 minūtes, 15 līdz 30 minūtes aizturēta, 1C5A pastāvīga strāvas izlāde 1,0 V/gab. ir cikls, un cikla mūžs prasa 300 reizes; Ja izlādes jauda ir mazāka par 60% no nominālās jaudas, kalpošanas laiks beigsies.
1.4.5. Akumulatora iekšējā pretestība (mΩ) (iekšējā pretestība)
Kadmija-niķeļa un niķeļa-metāla hidrīda akumulatoru iekšējo pretestību galvenokārt izraisa akumulatora elektroķīmiskā polarizācija, koncentrācijas polarizācija un omiskā polarizācija. Šis indikators galvenokārt ir atkarīgs no elektrolīta daudzuma un elektrolīta, diafragmas un pozitīvās un negatīvās plāksnes. , Aksesuāri un citi saistīti, tas pats modelis, tāda pati akumulatora ietilpība, iekšējās pretestības vērtība ir liela, kas norāda, ka akumulatora's elektriskā veiktspēja ir slikta; gluži pretēji, iekšējās pretestības vērtība ir maza, kas norāda, ka akumulatora' elektriskā veiktspēja ir laba.
Iekšējās pretestības pārbaude: akumulators tiek uzlādēts ar pastāvīgu strāvu 0,1C5A 14 līdz 16 stundas un pēc tam tiek atstāts 60 minūtes, lai pārbaudītu.
AA1200mAh-AA1800mAh akumulators ≤30mΩ
AAA500mAh — AAA800mAh akumulators ≤40mΩ
Akumulatora veiktspēja ietver arī: augstas temperatūras veiktspēju, zemas temperatūras veiktspēju, pārlādēšanas veiktspēju, pastāvīga sprieguma uzlādes spēju, uzlādes uztveršanas spēju, trieciena un vibrācijas veiktspēju utt. Izņemot iepriekšminētos veiktspējas testus, tiek veikti akumulatora elektriskās veiktspējas testi. 20±5°C vidē un 65±20% relatīvajā mitrumā.
Piezīme: Ja nav norādīts citādi, visas akumulatora elektriskās veiktspējas pārbaudes tiek pakļautas pārbaudēm viena mēneša laikā, ko klientam apmaksā rūpnīca.
2 Nacionālie standarti niķeļa-kadmija un niķeļa-ūdeņraža akumulatoriem
2,1 GB/T15100-94
Standarts ietver cilindrisko niķeļa-ūdeņraža akumulatoru pārbaudes standartus; tas ir sadalīts augsta ātruma, vidēja ātruma, zema ātruma un īpaši augsta ātruma izlādes veiktspējā.
2,2 GB/T11013—1996
Šis standarts satur cilindrisku niķeļa-kadmija akumulatoru tehniskos standartus un pārbaudes metodes.
2,3 GB/T15100-2004
Standarts ietver cilindrisko niķeļa-ūdeņraža akumulatoru pārbaudes standartus; tas ir sadalīts augsta ātruma, vidēja ātruma, zema ātruma un īpaši augsta ātruma izlādes veiktspējā. Mainiet tradicionālo uzlādes un izlādes ātruma izteiksmes metodi no nominālās jaudas reizinātāja uz strāvas daudzkārtni.
2,4 GB/T15100-2005
Standarts ietver testēšanas standartus cilindriskām niķeļa-metāla hidrīda akumulatoriem, maziem kvadrātveida akumulatoriem un pogu akumulatoriem, kā arī pievieno 1,0 C5A pastāvīgas strāvas ātrās uzlādes testu.
2.5 IEC standarts niķeļa-kadmija un niķeļa-ūdeņraža akumulatoriem
IEC61951-2: 2003 Šis standarts satur dažādus uzticamības un drošības pārbaudes standartus cilindriskām niķeļa-metāla hidrīda akumulatoriem un dažādus akumulatoru tehniskos standartus.
IEC61951-1: 2003 Šis standarts satur dažādus uzticamības un drošības pārbaudes standartus cilindriskām, maza kvadrātveida, pogas tipa niķeļa-kadmija akumulatoriem un tehniskos standartus dažādiem akumulatoriem.
3 Kadmija-niķeļa un niķeļa-ūdeņraža akumulatoru pielietojuma jomas un saistīto atbalsta nozaru prasības
3.1 Niķeļa-kadmija un niķeļa-metāla hidrīda akumulatorus var plaši izmantot elektroinstrumentos, ugunsdzēsības avārijas apgaismojumā (tostarp zāliena apgaismojumā, saules gaismās), elektriskās rotaļlietās (lidmašīnu modeļos), skuvekļos, bezvadu tālruņos, elektriskajos velosipēdos, digitālajās kamerās, rācijās. talkies, instrumenti un skaitītāji , Sakari, sadzīves tehnika, putekļu savācēji, MP3, radio u.c.
3.2 Elektriskie instrumenti (SC tipa)
Elektroinstrumentu nozares galvenās prasības kadmija-niķeļa un niķeļa-ūdeņraža SC tipa akumulatoriem:
Uzlādējiet ar 1C5A pastāvīgu strāvu 72 minūtes, nolieciet malā uz 15-30 minūtēm
10C5A-15C5A pastāvīga strāvas izlāde līdz gala spriegumam 0,7V/gab
Izlādes laiks ≥ 4 minūtes vai 3,5 minūtes
Nepārtraukti ciklu 10 reizes, ne mazāk par nepieciešamo izlādes laiku
2 minūšu laikā pēc izlādes laika akumulatora spriegums nav mazāks par 1,0 V/gab
Elektroinstrumentu baterijas un atsevišķas baterijas ir jāiepako kraftpapīra uzmavās.
3.3 Avārijas apgaismes ķermeņi nozares (SC, C, D, AA, AAA, 2/3AA, 2/3AAA uc) avārijas apgaismes ķermeņi atbilst nozares prasībām un valsts standartiem. Ja nozare parasti izmanto akumulatorus, tiek izmantots pastāvīgs spriegums un strāvas ierobežošana. Uzlādējiet kadmija-niķeļa un niķeļa-metāla hidrīda akumulatoru komplektus, iestatiet uzlādes spriegumu uz 1,43-1,45 V/gab, un uzlādes laiks ir 24 stundas.
