Hogyan kell megfelelően feltölteni az akkumulátort

Az újrafelhasználható egyenáramú vegyi források modern piacán a leggyakoribbak a következő hat típusú akkumulátorok:

• Ólom-savas akkumulátorok;

• Nikkel-kadmium akkumulátorok;

• Nikkel-fém-hidrid akkumulátorok;

• Nikkel-cink elemek;

• Lítium-ion akkumulátorok;

• Lítium-polimer akkumulátorok;

Sokakban gyakran felmerül egy nagyon ésszerű kérdés, hogyan kell megfelelően feltölteni ezt vagy azt az akkumulátort, hogy ne rontsa el idő előtt, ne hosszabbítsa meg élettartamát, amennyire csak lehetséges, és ugyanakkor minőségi munkát végezzen? Ez a cikk segít választ kapni erre a kérdésre a manapság legelterjedtebb akkumulátortípusokkal kapcsolatban.

A savas ólomakkumulátorok töltésének legbiztonságosabb, hagyományos módja az egyenáramú töltés, amelynek amperben mért értéke nem haladja meg az akkumulátor kapacitás amperórában mért értékének 10%-át (0,1C).

E hagyomány ellenére egyes gyártók maguk jelzik az adott akkumulátor maximális megengedett töltőáramának pontos értékét, és ez a szám amperben gyakran eléri az akkumulátor kapacitásának 20-30%-át (0,2-0,3 C) amperórára vonatkoztatva.Tehát ha az akkumulátor kapacitása 55 amperóra, akkor az 5,5 amperes kezdeti töltőáram a legbiztonságosabb megoldás.

Emlékeztetni kell arra, hogy az ólom-savas akkumulátor cellájának feszültsége nem haladhatja meg a 2,3 voltot, ezért egyenáramú töltéskor figyelni kell a feszültséget, például egy 12 voltos akkumulátor 6 akkumulátorcellából áll, ami azt jelenti, hogy az akkumulátor töltési folyamatának végén a teljes feszültség nem haladhatja meg a 13,8 voltot.

Például, ha egy 100 amperórás ólomakkumulátort állandó 20 amperes árammal töltöttek fel, akkor 6-7 óra ilyen töltés után a kapacitásának 90%-a már feltöltődik, akkor az állandót feszültségre kell állítani, és 17 óra elteltével a töltés teljesen befejeződik.

Miért olyan hosszú? Ahogy az áram csökken, és a feszültség lassan, exponenciálisan megközelíti a 13,8 voltos célértéket. Az így feltöltött akkumulátor mind puffer-, mind ciklusüzemben megbízható.

Az ólom-savas akkumulátorok töltésének van egy másik módja is, amely alkalmas ciklikus működésre. Ezzel a módszerrel 6 órán keresztül töltheti az akkumulátort.

A töltőáramot az amperórában mért akkumulátorkapacitás 20%-ára, a feszültséget pedig 14,5 V-ra (12 V névleges feszültségű akkumulátor esetén) állítjuk be, így az akkumulátor 5-6 órán keresztül töltődik, majd kikapcsol a töltő...

Őszintén szólva meg kell jegyezni, hogy a modern, kiváló minőségű speciális töltők egyszerűen nem engedik meg a kritikus helyzeteket a töltési folyamat során.

A nikkel-kadmium akkumulátorokat óvatosan kell tölteni, tartva a túltöltéstől a legvégén, mert a pozitív oxid-nikkel elektróda töltése során az oxigénfejlődés fokozatosan növekszik, az áramkihasználás mértéke pedig fokozatosan csökken. Tehát a nikkel-kadmium akkumulátor töltésének folyamata a belső nyomás növekedésével jár.

A legjobb, ha a nikkel-kadmium akkumulátorokat +10 és +30 fok közötti hőmérsékleten tölti, mivel az oxigént a negatív kadmium elektróda optimális sebességgel szívja fel.

Hengergörgős akkumulátoroknál a nagy sebességű töltés megengedett, mert az elektródák szorosan össze vannak szerelve, de a töltési hatékonyságuk a 0,1 C és 1 C közötti töltőáramok tartományában szinte változatlan. A nikkel-kadmium akkumulátorok normál töltési módjában a cella 16 óra alatt teljesen feltöltődik 1 V-ról 1,35 V-ra 0,1 C-os áramerősséggel, és bizonyos esetekben 14 óra is elegendő.

Egyes modern nikkel-kadmium akkumulátorok töltésének felgyorsítására megnövelt egyenáram is alkalmazható, de ebben az esetben speciális vezérlőrendszerre van szükség, amely nem teszi lehetővé az újratöltést.

Általánosságban elmondható, hogy a nikkel-kadmium akkumulátorok 0,2C-0,3C állandó áramerősséggel biztonságosan tölthetők 6-3 óra időtartamig, csak a töltési idő figyelése fontos. Itt akár 120-140%-ig megengedjük az újratöltést, akkor a kisütési kapacitás közel lesz az akkumulátor névleges értékéhez.

A nikkel-kadmium akkumulátoroknál a memóriaeffektus velejárója, ezért csak a teljesen lemerült akkumulátort szabad feltölteni, ellenkező esetben az ebből eredő alulkisülés, további kettős elektromos réteg miatt az akkumulátor nem tudja teljesen lemeríteni a töltést. teljesen. A nikkel-kadmium akkumulátorokat teljesen lemerült állapotban tárolja. A nikkel-kadmium akkumulátorok töltéséhez, valamint más típusokhoz speciális töltőket gyártanak.

A nikkel-fém-hidrid akkumulátorokat a nikkel-kadmium akkumulátorok helyettesítésére fejlesztették ki. Azonos méretek mellett 20%-kal nagyobb kapacitásúak és mentesek a memóriaeffektustól, így bármilyen állapotban tölthetők. Ha azonban a NiMH akkumulátort részlegesen lemerült állapotban több mint 30 napig tárolták, használat előtt teljesen le kell meríteni, majd újra teljesen fel kell tölteni.

A nikkel-fém-hidrid akkumulátorokat részlegesen feltöltött állapotban, névleges kapacitásuk körülbelül 40%-áig kell tárolni. Az új akkumulátorok használatba vétele előtt célszerű a teljes kisütéssel és 4-5-szöri feltöltéssel betanítani őket, akkor az akkumulátorok munkaképessége nagyobb lesz, mint ilyen képzés nélkül.

A töltési feltételek hasonlóak a nikkel-kadmiumhoz - 0,1 C áram mellett a töltés 15-16 óráig tart, ezek az ajánlások a nikkel-fém-hidrid akkumulátorok minden gyártója számára szabványosak; a nikkel-kadmium akkumulátorokhoz hasonlóan a nikkel-fém-hidrid akkumulátorok is érzékenyek a túlmelegedésre, ezért nem szabad 50 fok fölé melegedni.

Az ilyen típusú akkumulátorokat akkumulátorcellánként 1,4–1,6 voltos egyenárammal töltik, és a 0,9 V feszültségű akkumulátort teljesen lemerültnek tekintik, a további kisülés káros lesz az akkumulátorra.

Amikor egy nikkel-fém-hidrid akkumulátor majdnem teljesen fel van töltve, akkor kezd jobban felmelegedni, mert a forrásenergia már nem támogatja a töltés kémiai reakcióját, és ha a töltőáram elég nagy, akkor az akkumulátor hőmérséklete megindul. meredeken emelkedni a rendszerindítási folyamat befejezése után. Tehát egy hőmérséklet-érzékelő felszerelésével figyelemmel kísérheti a töltési állapotot, miközben a megengedett maximális hőmérséklet nem haladja meg a +60 fokot. A nikkel-fémhidrid akkumulátorok töltéséhez speciális töltők állnak rendelkezésre.

A nikkel-cink akkumulátor névleges feszültsége 1,6 V, azaz a töltéshez 1,9 V-ot kell rá adni, 0,25 C áramerősséggel. Speciális töltővel és bármely országból 12 óra alatt teljesen feltölthető Memóriaeffektus nincs, de a nikkel-cink akkumulátor élettartamának meghosszabbításához, a munkaciklusok számának növeléséhez csak tölteni kell kapacitásának 90%-a.

Egyébként hasonló a nikkel-fémhidrid akkumulátorhoz, de a kisülési feszültség itt 1,2 volt, a munkaciklusok száma pedig háromszor kevesebb. A megengedett maximális hőmérséklet +40 fok.

A lítium-ion akkumulátorokat általában először 0,2 C és 1 C közötti állandó áramerősséggel, 4 és 4,2 V közötti feszültséggel töltik 40 percig, majd állandó, 4,2 V/cella feszültséggel. Ha a töltés 1C áramerősséggel történik, a lítium-ion akkumulátor teljes feltöltésének ideje mindössze 2-3 óra.

Ha a töltési feszültség meghaladja a 4,2 voltot, a Li-ion akkumulátor élettartama csökken. Ezenkívül a lítium-ion akkumulátorokat erősen nem ajánlott újratölteni. ez oda vezet, hogy a lítium fém lerakódik a negatív elektródán, és az oxigén aktívan szabadul fel az anódon, aminek következtében hőszivárgás léphet fel, nyomásnövekedhet az akkumulátorház belsejében, és ez a feszültség csökkenéséhez vezethet. nyomás.

Így biztonságos és helyes a Li-ion akkumulátort úgy tölteni, hogy a feszültség ne haladja meg az akkumulátor gyártója által javasolt értéket.

Egyes lítium-ion akkumulátorok védelmi áramköröket tartalmaznak, amelyek megvédik a lítium-ion cellát a túltöltéstől, a védelem akkor lép működésbe, ha az akkumulátor hőmérséklete eléri a +90 fokot. Egyes akkumulátorok beépített mechanikus kapcsolóval rendelkeznek, amely reagál az akkumulátorházban lévő túlnyomásra.

Gyakran egy lítium-ion akkumulátorba épített felügyeleti rendszer figyeli a bemeneti töltőfeszültség értékét, és amikor az érték a megengedett tartományba esik, megkezdődik a töltési folyamat; a határfeszültség túllépése vagy az alsó megengedett érték alá kerülése esetén a töltés egyszerűen nem indul el.

A lítium-ion akkumulátorok töltésének folyamatával azonban óvatosnak kell lennie, figyelnie kell a feszültséget és az áramerősséget. Alapvetően minden lítium-ion akkumulátort használó eszköz gyakran rendelkezik beépített töltővel vagy külső töltővel.

A lítium-polimer akkumulátorok töltési módja nem különbözik a lítium-ion akkumulátoroktól.A különbség csak annyi, hogy a lítium-polimer akkumulátor gélszerű elektrolitot tartalmaz, nem folyadékot, és még túltöltéskor vagy túlmelegedéskor sem robban fel, mint lítium-ion társa, csak megduzzad. Ez magyarázza a lítium-ion akkumulátorok lítium-polimer piacáról való kiszorítási tendenciáját.

Olvass még erről a témáról: Hogyan működnek és működnek az akkumulátorok?