Método de duración extendida de la batería recargable de NiMH

Resumen: Las baterías de hidruro metálico de níquel son la progenie de las baterías de níquel-cadmio y su rendimiento es superior al de las baterías de níquel-cadmio en todos los aspectos. Este artículo le brindará una introducción detallada a la larga vida útil de las baterías recargables Ni-MH y cómo extender la vida útil de las baterías recargables Ni-MH, espero poder ayudarlo.

[Batería recargable de NiMH] Cómo prolongar la vida útil de la batería recargable de Ni-MH

Las baterías de hidruro metálico de níquel son la progenie de las baterías de níquel-cadmio y su rendimiento es superior al de las baterías de níquel-cadmio en todos los aspectos. Las baterías de hidruro metálico de níquel utilizan óxido de níquel como electrodo positivo, metal de almacenamiento de hidrógeno como electrodo negativo y solución alcalina (principalmente hidróxido de potasio) como electrolito. La tensión nominal es de 1,2 V y la tensión máxima a plena carga puede llegar a 1,6 V ~ 1,8 V. El voltaje de terminación de descarga normal es de 1,0 V, y en realidad se pueden utilizar 0,9 V. La cantidad de cargas repetidas es más de 500 veces y la tasa de autodescarga es del 20% / mes.

La corriente máxima de descarga de una batería de níquel-hidrógeno puede alcanzar los 3C (la tasa de descarga C se refiere al valor actual de la capacidad total de una hora. Por ejemplo, la C de una batería de 500 mAh es 500 mA). La relación energía-peso es de 60-80 Wh / kg, y la relación energía-volumen es mucho más alta que la de la batería de níquel-cadmio. La capacidad máxima de la quinta batería de celda única puede alcanzar los 2300 mAh, que es casi cuatro veces la de la batería de níquel-cadmio. Las baterías de hidruro metálico de níquel son de bajo costo, no contaminan con cadmio y tienen una amplia gama de aplicaciones de temperatura. Tiene un buen rendimiento de carga rápida, sin efecto memoria, se puede usar con la carga. Por lo tanto, en los equipos que utilizan baterías universales, el mercado de baterías de níquel-hidrógeno está aumentando.

Sin embargo, en la práctica, se ha descubierto que el número de recargas de las baterías de níquel-hidruro metálico no es tan alto como el de las baterías de níquel-cadmio, por lo que las baterías de níquel-hidruro metálico tienen una larga vida útil. De hecho, en teoría, la vida útil de las baterías de níquel-hidruro metálico es un poco más larga que la de las baterías de níquel-cadmio. Sin embargo, cuando las baterías de níquel-hidruro metálico se sobrecargan, los efectos adversos sobre las baterías son mayores que los de las baterías de níquel-cadmio.

Si la batería no se carga correctamente durante mucho tiempo, la dañará.

En la actualidad, las decenas de dólares en cargadores de baterías de níquel-cadmio / níquel-hidrógeno que hay en el mercado son demasiado simples y es fácil sobrecargar la batería de níquel-hidrógeno. El cargador con el chip de control de carga se vende por varios cientos de dólares y no hay muchos usuarios.

Por lo tanto, la batería de níquel-hidrógeno no puede ofrecer un rendimiento excelente.

Por lo tanto, comprender el mecanismo de carga de las baterías de hidruro metálico de níquel y la correcta compra y uso de los cargadores es esencial para prolongar la vida útil.

La llamada carga correcta consiste en hacer que la capacidad de la batería recargable sea del 100%, sin dañar la batería. Hay dos resultados en una carga incorrecta. La capacidad no puede ser del 100% o la batería está seriamente dañada. Está anormalmente caliente, agrietado o incluso atrapado en el proceso de carga.

La siguiente figura muestra la relación entre la corriente de carga y el voltaje de la batería cuando se carga la batería recargable Ni-MH.

Se puede ver que en el caso de una carga de alta corriente, después de que el voltaje sube al 100%, el voltaje de la batería no sube ni baja. El chip de control fC de carga puede finalizar la carga utilizando la característica de que el voltaje de la batería cambia de ascendente a descendente. Este criterio para finalizar la carga se denomina detección -ΔV.

Es necesario cargar la corriente constante con la detección de -ΔV, porque la fluctuación de la corriente también hace que fluctúe el voltaje de la batería. Un cargador simple generalmente se carga con un límite de corriente de voltaje constante, y la corriente es cada vez más pequeña en la etapa posterior de carga, y la detección de -ΔV se vuelve difícil. Por lo tanto, cuando esta función se utiliza para finalizar la carga de la batería de níquel-hidrógeno, la corriente de carga debe mantenerse constante y debe cargarse con una corriente grande de 1 C o más.

Una vez que la batería recargable esté completamente cargada, continúe cargando, la energía eléctrica se convierte en la energía térmica de la batería y la batería comienza a calentarse.

Otro control del chip de control IC de carga es finalizar la carga mediante el aumento de la tasa de aumento de temperatura, lo que se denomina detección ΔT / Δt. Cuando la carga es generalmente de 2 ° C / min, la carga se detiene.

Cuando se detecta ΔT / Δt, también se requiere que la corriente de carga mantenga una corriente constante. Además, cuando la corriente de carga es alta (0,3 ° C o más), la detección es correcta. Cuando la corriente de carga es pequeña o la temperatura ambiente es baja y la disipación de calor es buena, no se detectará y se formará una sobrecarga.

Ambos métodos de detección formales requieren una carga de corriente constante de alta corriente. Construido con componentes discretos, el circuito de control es complejo. Es conveniente utilizar un chip IC, pero el sensor de temperatura también debe estar conectado externamente. La clave es que se requiere que la parte de la fuente de alimentación del cargador sea alta y que la corriente constante sea grande. No conviene utilizar un simple transformador para rectificar. Es necesario utilizar una fuente de alimentación conmutada. Por lo tanto, el precio de un cargador de batería de hidruro metálico de níquel normal es más alto.

La forma más sencilla de controlar es utilizar el control de tiempo máximo. El tiempo máximo de carga está determinado por la corriente de carga, la capacidad de la batería y la eficiencia de carga. Cuando se excede este tiempo, la carga se detiene incondicionalmente. Por ejemplo, cargando a una velocidad de 0,1 C, considerando la eficiencia de carga, la carga finaliza aproximadamente a las 12 horas. Sin embargo, si se carga de esta manera, si hay una cantidad residual en la batería al principio, habrá una sobrecarga de facto.

Por lo tanto, la corriente de carga de sincronización debe ser inferior a 0,3 ° C y la mayoría se carga a 0,1 ° C. Dado que la corriente de carga es pequeña, el calor generado por la sobrecarga de la batería se puede disipar con relativa rapidez, lo que tiene poco efecto en la batería.

El cargador de tiempo máximo controlado tiene un mejor rendimiento de seguridad y es más adecuado para ocasiones en las que se utiliza suficiente espacio. No es adecuado para los aparatos eléctricos que deben usarse con el cargador y, a menudo, no habrá una sobrecarga grave. Si se puede estimar la cantidad residual de batería al inicio de la carga, se puede utilizar un método de carga de tiempo variable. La intervención manual también se puede realizar cuando sea necesario, y la carga se detiene cuando el tiempo estimado o la temperatura de la tapa de la batería es significativamente superior a la temperatura ambiente.

Bien, con estos conceptos básicos, puede elegir la batería y el cargador adecuados. Si prefiere usar una batería NiMH de mayor capacidad, como 1600 mAh o más, entonces es mejor comprar un cargador de gran corriente con controlador IC. Esto no solo acorta en gran medida el tiempo de carga, sino que también protege eficazmente la batería recargable de gran capacidad, relativamente cara.

El cargador simple es fácil de usar, compacto y fácil de transportar. Pero generalmente es una variedad común en las baterías de níquel-cadmio. Para la carga de limitación de corriente de voltaje constante, el circuito es muy simple. Solo después de la rectificación de media onda, se carga una cadena de resistencias.

Este método de carga comienza con una gran corriente y luego la corriente se limita a una pequeña corriente de 0,1 C, es decir, 50 mA. Algunos tienen un archivo de carga rápida, que es de 100 mA, lo que equivale a una carga de 0,2 ° C de una batería de níquel-cadmio de 500 mAh. La ventaja es que incluso si el usuario está sobrecargado, el impacto en la batería no es grande. Este cargador se carga con una batería de 500mAh, casi una noche. Cargando después del trabajo, es apropiado ir a trabajar.

Se necesitan de 30 a 40 horas para cargar una batería de 1600 mAh, y es casi imposible que sea suficiente en el uso práctico. Los usuarios también cargarán como si estuvieran cargando con la batería de un teléfono móvil. El funcionamiento a largo plazo de tales baterías de hidruro metálico de níquel en un estado insatisfactorio tiene un impacto en la vida útil y en la capacidad máxima disponible real.

y entonces. Si no tiene una buena silla para comprar una batería de hidruro metálico de níquel, no tiene que usar un buen caballo. La capacidad es moderada, y es razonable calcular la batería en 8 a 12 horas, y el cargador es inferior a O.3C. Por cierto, las baterías de hidruro metálico de níquel de gran capacidad deben ser pesadas, si las dos baterías de hidruro metálico de níquel pesan lo mismo, la capacidad nominal puede ser falsa.

La descarga de baterías de hidruro metálico de níquel también es estresante. Dado que el voltaje de terminación de descarga de la batería de níquel-hidrógeno es normal a 1.0 V, también se puede descargar a 1.0 a 0.9 voltios. En este momento, se descarga en exceso, lo que es perjudicial para la vida útil de la batería. Los equipos generales, como radios, walkman, cuchillos eléctricos, etc., no tienen un circuito de descarga de terminación automática de 1.0 voltios, que es fácil de sobrecargar las baterías de NiMH. Cuando se usa en tales dispositivos, cuando casi se usa, debe cargarse. No se puede utilizar para recargar completamente. Este problema no ocurre en dispositivos como cámaras digitales y MP3 que tienen un sistema de administración de energía.

La posdescarga aumentará a medida que aumenta la resistencia interna y aumenta la temperatura de la batería. La resistencia interna de las baterías de níquel-hidruro metálico es varias veces menor que la de las baterías de iones de litio, pero es el doble de la resistencia interna de las baterías de níquel-cadmio. Por lo tanto, el uso de baterías de Ni-MH en la última etapa será mayor que el de las baterías de níquel-cadmio.

Aunque las baterías de hidruro metálico de níquel inicialmente creían que no había efecto de memoria, todavía había una cierta caída de capacidad en comparación con las baterías de iones de litio posteriores. Si la batería de hidruro metálico de níquel no se usa durante mucho tiempo, parecerá estar inactiva.

La capacidad se reduce considerablemente. Por lo tanto, para las baterías recién compradas o las baterías de hidruro metálico de níquel que han estado en espera por un tiempo, en primer lugar, la cantidad turbulenta de electricidad debe ser suficiente (que no falte) y luego descargarse a 1.0V a una velocidad de 0.2 C , esto se repite varias veces para activar.

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