Sådan oplader du batteriet korrekt

På det moderne marked for kemiske kilder til genanvendelig jævnstrøm er de mest almindelige batterier af følgende seks typer:

• Bly-syre batterier;

• Nikkel-cadmium batterier;

• Nikkel-metalhydrid batterier;

• Nikkel-zink batterier;

• Lithium-ion-batterier;

• Lithium polymer batterier;

Mange mennesker har ofte et meget rimeligt spørgsmål, hvordan man korrekt oplader dette eller det batteri for ikke at ødelægge det i forvejen, forlænge dets levetid så meget som muligt og samtidig få høj kvalitet af vores arbejde? Denne artikel hjælper dig med at få svar på dette spørgsmål i forhold til forskellige typer batterier fra de mest almindelige i dag.

Den sikreste, traditionelle metode til opladning af bly-syre-batterier er DC-opladning, når dens værdi i ampere ikke overstiger 10 % (0,1 C) af batterikapacitetsværdien i amperetimer.

På trods af denne tradition angiver nogle producenter selv den nøjagtige værdi af den maksimalt tilladte ladestrøm for et bestemt batteri, og dette tal i ampere når ofte 20-30% (0,2C-0,3C) af batterikapaciteten i amperetimer.Så hvis batteriet har en kapacitet på 55 ampere-timer, så er en initial ladestrøm på 5,5 ampere den sikreste løsning.

Det skal huskes, at spændingen af ​​en celle i et blybatteri ikke bør overstige 2,3 volt, derfor skal du, når du oplader med jævnstrøm, overvåge spændingen, for eksempel består et 12-volt batteri af 6 battericeller, hvilket betyder, at den samlede spænding ved afslutningen af ​​batteriopladningsprocessen ikke bør overstige 13,8 volt.

For eksempel, hvis et bly-syre-batteri med en kapacitet på 100 ampere-timer blev opladet med en konstant strøm på 20 ampere, så efter 6-7 timers sådan opladning vil 90% af dets kapacitet allerede være opladet, så skal konstanten indstilles til spænding og efter 17 timer vil opladningen være fuldført.

Hvorfor så længe? Da strømmen vil falde og spændingen langsomt vil nærme sig målværdien på 13,8 volt eksponentielt. Et batteri opladet på denne måde er pålideligt til både buffer- og cyklusdrift.

Der er en anden måde at oplade bly-syre-batterier på, som er velegnet til cyklisk drift. Denne metode giver dig mulighed for at oplade batteriet i 6 timer.

Ladestrømmen er indstillet til 20% af batterikapaciteten i ampere-timer, og spændingen er sat til 14,5 volt (for et batteri med en nominel spænding på 12 volt), og så oplades batteriet i 5-6 timer, så slukker opladeren...

For at være ærlig skal det bemærkes, at moderne specialiserede opladere af høj kvalitet simpelthen ikke tillader kritiske situationer under opladningsprocessen.

Nikkel-cadmium-batterier bør oplades med forsigtighed, idet man frygter overopladning til allersidst, fordi i processen med at oplade den positive oxid-nikkel-elektrode, øges udviklingen af ​​ilt gradvist, og hastigheden for strømudnyttelse falder gradvist. Så processen med at oplade et nikkel-cadmium-batteri er ledsaget af en stigning i dets indre tryk.

Det er bedst at oplade nikkel-cadmium-batterier ved temperaturer fra +10 til +30 grader, da ilt absorberes af den negative cadmiumelektrode med en optimal hastighed.

For cylindriske rullebatterier er højhastighedsopladning tilladt, fordi elektroderne er tæt samlet der, men deres opladningseffektivitet i området for ladestrømme fra 0,1C til 1C er næsten uændret. I standardopladningstilstanden for nikkel-cadmium-batterier er cellen fuldt opladet på 16 timer fra 1 volt til 1,35 volt ved en strøm på 0,1 C, og i nogle tilfælde er 14 timer nok.

For at fremskynde opladningen af ​​nogle moderne nikkel-cadmium-batterier kan der påføres en øget jævnstrøm, men i dette tilfælde kræves et særligt kontrolsystem, der ikke tillader genopladning.

Generelt kan nikkel-cadmium batterier sikkert oplades med en konstant strøm på 0,2C-0,3C i en periode på 6 til 3 timer, det er kun vigtigt at overvåge ladetiden. Her tillader vi endda genopladning op til 120-140%, så vil afladningskapaciteten være tæt på batteriets rating.

For nikkel-cadmium-batterier er hukommelseseffekten iboende, derfor bør kun et fuldt afladet batteri oplades, ellers på grund af den resulterende underafladning, et ekstra dobbelt elektrisk lag, vil batteriet ikke være i stand til at aflade opladningen helt fuldstændig. Opbevar nikkel-cadmium-batterier i en fuldstændig afladet tilstand. Til opladning af nikkel-cadmium-batterier, såvel som til andre typer, fremstilles specielle opladere.

Nikkel-metalhydrid-batterier blev udviklet til at erstatte nikkel-cadmium-batterier. Med de samme dimensioner har de 20 % mere kapacitet og er fri for memory-effekten, så de kan oplades i enhver tilstand. Men hvis NiMH-batteriet har været opbevaret delvist afladet i mere end 30 dage, skal det aflades helt før brug og derefter fuldt opladet igen.

Det er nødvendigt at opbevare nikkel-metalhydrid-batterier i en delvist opladet tilstand, cirka 40 % af dens nominelle kapacitet. Før du oplader nye batterier til brug, er det nyttigt at træne dem ved at aflade dem helt og oplade dem 4-5 gange, så vil batteriernes arbejdskapacitet være større end uden sådan træning.

Opladningsforholdene ligner nikkel-cadmium - ved en strøm på 0,1C vil opladningen vare fra 15 til 16 timer i tid, disse anbefalinger er standard for alle producenter af nikkel-metalhydrid-batterier; ligesom nikkel-cadmium-batterier er nikkel-metalhydrid-batterier følsomme over for overophedning og bør ikke have lov til at opvarme over 50 grader.

Batterier af denne type oplades med jævnstrøm ved en spænding på 1,4 til 1,6 volt pr. battericelle, og et batteri med en spænding på 0,9 volt betragtes som fuldt afladet, yderligere afladning vil være skadelig for batteriet.

Når et nikkel-metalhydridbatteri er næsten fuldt opladet, begynder det at varme mere op, fordi kildeenergien ikke længere vil understøtte ladningens kemiske reaktion, og hvis ladestrømmen er høj nok, starter batteriets temperatur at stige kraftigt, efter at opstartsprocessen er fuldført. Så ved at installere en temperatursensor kan du overvåge ladestatus, mens den maksimalt tilladte temperatur ikke er mere end +60 grader. Der findes specielle opladere til opladning af nikkel-metalhydrid-batterier.

Et nikkel-zink-batteri har en nominel spænding på 1,6 volt, det vil sige, til opladning skal du påføre det 1,9 volt med en strøm på 0,25C. Det kan lades fuldt op på 12 timer med en speciel oplader og fra ethvert land. Det har ingen hukommelseseffekt, men for at forlænge levetiden, øge antallet af arbejdscyklusser for et nikkel-zink batteri, skal det kun oplades til 90% af sin kapacitet.

Ellers ligner det et nikkel-metalhydridbatteri, men afladningsspændingen her er 1,2 volt, og antallet af driftscyklusser er tre gange mindre. Den maksimalt tilladte temperatur er +40 grader.

Lithium-ion-batterier oplades normalt først ved en konstant strøm på 0,2 C til 1 C ved en spænding på 4 til 4,2 volt i 40 minutter, og derefter ved en konstant spænding på 4,2 volt pr. celle. Hvis opladningen udføres med en strøm på 1C, vil tiden til at lade lithium-ion-batteriet fuldt ud kun være 2-3 timer.

Hvis ladespændingen overstiger 4,2 volt, reduceres Li-ion-batteriets levetid. Derudover frarådes lithium-ion-batterier at blive genopladet. dette fører til, at lithiummetal aflejres på den negative elektrode, og ilt frigives aktivt på anoden, som et resultat af hvilket termisk lækage kan opstå, en stigning i trykket inde i batterihuset, og dette kan føre til et fald i tryk.

Det er således sikkert og korrekt at oplade Li-ion-batteriet på en sådan måde, at spændingen ikke overstiger den værdi, som batteriproducenten anbefaler.

Nogle lithium-ion-batterier indeholder beskyttelseskredsløb, der beskytter lithium-ion-cellen mod overopladning, beskyttelsen udløses når batteritemperaturen når +90 grader. Nogle batterier har en indbygget mekanisk kontakt, der reagerer på overtryk i batterikassen.

Ofte overvåger et overvågningssystem indbygget i et lithium-ion-batteri værdien af ​​input-ladespændingen, og når værdien falder inden for det tilladte område, begynder opladningsprocessen; hvis grænsespændingen overskrides eller under den lavere tilladte værdi, starter opladningen simpelthen ikke.

Du bør dog være forsigtig med processen med at oplade lithium-ion-batterier, overvåge spænding og strøm. Grundlæggende har enhver enhed, der bruger et lithium-ion-batteri, ofte en indbygget oplader eller leveres med en ekstern oplader.

Lithium-polymer-batterier adskiller sig ikke med hensyn til opladning fra lithium-ion-batterier.Den eneste forskel er, at et lithium-polymer-batteri indeholder en gel-lignende elektrolyt, ikke en væske, og selv når det er overopladet eller overophedet, eksploderer det ikke, som dets lithium-ion-modstykke gør, det svulmer bare. Dette forklarer tendensen til forskydning fra markedet for lithium-ion-batterier lithium-polymer.

Læs også om dette emne: Hvordan fungerer og virker batterier?