Įkraunamos nikelio-kadmio ir nikelio-vandenilio baterijos ir pritaikymas
1 Trumpas įkraunamo nikelio-kadmio (Cd-Ni) ir Ni-MH įkraunamo akumuliatoriaus pristatymas
1.1 Įkraunama baterija ir pirminis elementas
(1) Įkraunama baterija reiškia akumuliatorių, kurį galima pakartotinai įkrauti ir iškrauti, dar vadinamą antrine baterija arba akumuliatoriumi.
Dažniausiai naudojamos įkraunamos baterijos yra: nikelio-kadmio baterijos, nikelio-metalo hidrido baterijos, švino-rūgšties baterijos, ličio jonų baterijos, cinko-nikelio baterijos, geležies-nikelio baterijos ir kitos baterijų serijos.
(2) Pirminės baterijos yra sausos baterijos, taip pat žinomos kaip pirminės baterijos. Dažniausiai naudojamos baterijos yra: cinko-mangano baterijos, cinko-sidabro baterijos, šarminės cinko-mangano baterijos, pirminės cinko-nikelio baterijos ir kitos serijos baterijos.
1.2 Įkraunamos nikelio-kadmio ir nikelio-metalo hidrido baterijos: (metalo hidrido-nikelio akumuliatoriaus Ni-MH baterija)
Akumuliatoriaus sudėtis: akumuliatorių sudaro elektrodai (elektrodas), elektrolitas (elektrolitas), diafragma (saparatorius) ir išorinis apvalkalas (išorinis apvalkalas).
Būtent: katode (Cathode) naudojamas nikelio hidroksidas ir kobaltas, anodas (Anodas) naudoja vandenilio saugojimo lydinio miltelius, elektrolitas naudoja kalio hidroksidą, diafragma - nailoninį audinį, o išorinis apvalkalas pagamintas iš nikeliuoto plieno apvalkalo. Neigiamas kadmio nikelio akumuliatoriaus elektrodas yra kadmio oksidas, elektrolitinė kempinė kadmis, o likusi dalis yra tokia pati kaip nikelio vandenilio akumuliatorius.
1.3 Įkraunamų nikelio-kadmio ir nikelio-metalo hidrido baterijų klasifikavimas
(1) Įkraunamos nikelio-metalo hidrido baterijos klasifikuojamos pagal plokšteles: sukepintos nikelio-kadmio baterijos, nikelio-metalo hidrido baterijos, putplasčio nikelio-kadmio baterijos ir nikelio-metalo hidrido baterijos.
Sukepintos nikelio-kadmio ir nikelio-metalo hidrido baterijos: plokštės gaminamos sukepinant, o gamybos procesas yra sudėtingas, pasižymi dideliu, ypač dideliu iškrovimu, geru veikimu aukštoje ir žemoje temperatūroje, tačiau didelė kaina. Plačiai naudojamas aviacijos, karo ir kt.
Putų nikelio-kadmio ir nikelio-metalo hidrido akumuliatoriai: jie gaminami naudojant didelio poringumo putų nikelį kaip matricą ir užpildytą aktyviomis medžiagomis. Gamybos procesas paprastas, akumuliatoriaus talpa didelė, o kaina maža. Jis plačiai naudojamas elektriniuose įrankiuose, gaisro avariniame apšvietime, buitiniuose prietaisuose ir daugelyje kitų civilių sričių.
(2) Akumuliatoriaus formos klasifikacija: cilindrinis, kvadratinis, mygtuko tipas ir kt.;
(3) Klasifikuojama pagal akumuliatoriaus iškrovimo greitį: vidutinio greičio tipas, didelio greičio tipas, ypač didelio greičio tipas ir kt.
1.4 Pagrindinės kadmio-nikelio ir nikelio-metalo hidrido baterijų techninės charakteristikos
1.4.1 Ni-Cd ir Ni-MH baterijų talpa (talpa)
Nominali talpa reiškia mažiausią talpą, kurią akumuliatorius turi išleisti tam tikromis sąlygomis, kaip nurodyta gamintojo' prekės ženkle.
Pagal apibrėžimą: talpa=laikas × srovė……………………………………①
Būtent: įkrovimo talpa=įkrovimo laikas × įkrovimo srovė…………②
Iškrovimo talpa=iškrovimo laikas × iškrovimo srovė……③
Aukščiau pateiktose formulėse ①, ② ir ③ talpa pavaizduota C, o vienetas yra ampervalandė (Ah) arba miliampervalandė (mAh); įkrovimo ir iškrovimo laikas žymimas h, o vienetas yra valanda; įkrovimo ir iškrovimo srovė nurodoma amperais (A) arba milisekundėmis Ampere (mA).
Nikelio-kadmio ir nikelio-metalo hidrido baterijų vardinė talpa reiškia talpą, kuri iškraunama per 5 valandas, išreikšta C5.
Pavyzdžiui: Nikelio-kadmio ir nikelio-metalo hidrido baterijų vardinės talpos įvertinimas: įkraukite pastovia 0,1 C5A srove 14–16 valandų (įkrovimo talpa paprastai skaičiuojama kaip 120% vardinės talpos), atidėkite į šalį. 15–30 minučių, tada naudokite pastovią 0,2C5A srovę. Iškrovimas iki galutinės įtampos 1,0V/talpa.
Pavyzdys: AA1500mAh Ni-MH baterija, įkraunama 0,5C5A,
Įkrovimo srovė=0,5×1500=750mA
Įkrovimo talpa=1500 mAh × 120% (ty 1,2 karto)=1800 mAh
Įkrovimo talpa (mAh) 1800 mAh
Įkrovimo laikas (h) ===2,4h arba 144min
Iškrovos talpa (mAh) 750mA
Dauginimo greitis: nurodo įkrovimo ir iškrovimo srovės dydį, išreikštą vardinės talpos kartotiniais.
Pavyzdžiui: 0,1C5A, 0,2C5A, 0,5C5A, 1C5A...
Dabartiniai nauji IEC ir GB/T 15100 standartai pakeisti į ItA, o tai reiškia, kad ItA atitinka C5A.
AA1500mAh Ni-MH baterija įkraunama esant pastoviai 0,5C5A srovei, o įkrovimo srovė yra 750mAh. 0,5C5A paprastai žinomas kaip 0,5 padidinimas.
1.4.2 Ni-Cd ir Ni-MH baterijų įtampa
Įprasta nikelio-kadmio ir nikelio-metalo hidrido akumuliatorių įtampa yra 1,2 V.
Surinkto akumuliatoriaus įtampa=1,2 V × surinktų baterijų skaičius
Kadmio-nikelio ir nikelio-metalo hidrido akumuliatorių derinys paprastai derinamas nuosekliai, o lygiagretus derinys nerekomenduojamas, nes atskirose baterijose yra tam tikrų skirtumų. Pavyzdžiui, talpos ir talpos skirtumas lemia akumuliatoriaus temperatūros skirtumą, o akumuliatoriaus temperatūros skirtumas lemia įtampos skirtumą. , Dėl įtampos skirtumo akumuliatoriaus, kurio iškrovimo įtampa yra didelė, srovė teka atgal į akumuliatorių, kurio iškrovimo įtampa yra žema, dėl to atsiranda nenuoseklių lygiagrečių baterijų, todėl akumuliatoriaus blokas naudojamas nesaugiai.
Akumuliatoriaus įtampa apima įkrovimo įtampą, atviros grandinės įtampą, uždaros grandinės įtampą, iškrovimo įtampą, darbinę įtampą, platformos įtampą, standartinę įtampą ir pabaigos įtampą.
Nominali įtampa: nikelio-vandenilio akumuliatorius 1,2V/vnt, kadmio nikelio akumuliatorius 1,2V/vnt, cinko-mangano akumuliatorius 1,5V/vnt
Švino-rūgšties akumuliatorius 2,0 V/vnt Li-ion akumuliatorius 3,6 V/vnt
Įkrovimo įtampa: didžiausia akumuliatoriaus įkrovimo įtampos vertė akumuliatoriaus įkrovimo proceso metu. Akumuliatoriaus įtampa keičiasi priklausomai nuo įkrovimo srovės. Kuo didesnė įkrovimo srovė, tuo didesnė įkrovimo įtampa ir atvirkščiai.
Atjungimo įtampa: įtampa, kuriai esant akumuliatorius išsikrauna iki išsikrovimo atjungimo laiko, kuris kinta priklausomai nuo iškrovos srovės.
Kaip:
Iškrovimo greitis
Iškrovos įtampos pabaiga
0,2 C5A iškrova
1,0 V / tik
1 C5A iškrova
Tik 0,9 V
5 C5A iškrova
Tik 0,8 V
10 C5A iškrova
0,7 V/vnt
1.4.3 Savaiminis išsikrovimas (savaiminis išsikrovimas)
Kadmio-nikelio ir nikelio-metalo hidrido baterijos išleidžia savo talpą įkraunamose baterijose be išorinės srovės iškrovos.
Savaiminio išsikrovimo įvertinimo testas: akumuliatorius kraunamas esant pastovia 0,1C5A srove 14–16 valandų, o po 28 dienų ir naktų iškrovimo nuolatine 0,2C5A srove iškraunamas iki 1,0V galios įtampos ir iškrovimo laikas turi būti ≥3 valandos, kad būtų galima gauti.
1.4.4 Ciklo trukmė
Pagal GB/T 15100-94 nacionaliniame standarte pateiktą ciklo trukmės bandymo metodą, Ni-MH akumuliatoriaus ciklo trukmė turi būti ≥500 kartų; ciklas reiškia (įkrauti ir iškrauti) vieną kartą, tai yra vieną kartą įkrauti ir vieną kartą iškrauti. Eksploatavimo laikas baigiasi, kai iškrovos galia yra mažesnė nei 60% vardinės talpos.
Akumuliatorių ciklo veikimo trukmės įvertinimas pagal IEC standartus ir nacionalinius standartus užtrunka daug laiko. Dėl šios priežasties gamintojai, gaminantys nikelio-kadmio ir nikelio-vandenilio baterijas bei naudojantys nikelio-kadmio ir nikelio-vandenilio baterijas, šiuo metu taiko pagreitinto ciklo eksploatavimo trukmės tyrimo metodus; Pagal 2000 m. Kinijos baterijų pramonės asociacijos išleistą kadmio-nikelio ir nikelio-metalo hidrido baterijų bandymo metodą: 1C5A pastovios srovės įkrovimas 72 minutes, 15–30 minučių sulaikytas, 1C5A pastovios srovės iškrova 1,0 V/vnt. yra ciklas, o ciklo trukmei reikia 300 kartų; Reikalaujama, kad kai iškrovos pajėgumas bus mažesnis nei 60% vardinės talpos, eksploatavimo laikas pasibaigtų.
1.4.5 Vidinė akumuliatoriaus varža (mΩ) (vidinė varža)
Kadmio-nikelio ir nikelio-metalo hidrido baterijų vidinę varžą daugiausia lemia akumuliatoriaus elektrocheminė poliarizacija, koncentracinė poliarizacija ir ominė poliarizacija. Šis indikatorius daugiausia priklauso nuo elektrolito kiekio ir elektrolito, diafragmos bei teigiamų ir neigiamų plokščių. , Priedai ir kiti susiję, tas pats modelis, ta pati akumuliatoriaus talpa, vidinės varžos vertė yra didelė, o tai rodo, kad akumuliatoriaus' priešingai, vidinės varžos vertė yra maža, o tai rodo, kad akumuliatoriaus' elektrinis veikimas yra geras.
Vidinės varžos testas: akumuliatorius įkraunamas pastovia 0,1C5A srove 14–16 valandų, o po to paliekamas 60 minučių, kad būtų galima išbandyti.
AA1200mAh – AA1800mAh baterija ≤30mΩ
AAA500mAh – AAA800mAh baterija ≤40mΩ
Akumuliatoriaus veikimas taip pat apima: aukštoje temperatūroje, žemoje temperatūroje, perkrovimo našumą, nuolatinės įtampos įkrovimo galimybę, įkrovimo priėmimo gebėjimą, smūgio ir vibracijos efektyvumą ir tt. Išskyrus aukščiau nurodytus veikimo bandymus, atliekami akumuliatoriaus elektrinio veikimo bandymai. esant 20±5°C aplinkos ir 65±20% santykinei oro drėgmei.
Pastaba: Jei nenurodyta kitaip, visi akumuliatoriaus elektrinio veikimo bandymai atliekami per vieną mėnesį, kuriuos klientui sumoka gamykla.
2 Nacionaliniai nikelio-kadmio ir nikelio-vandenilio baterijų standartai
2,1 GB/T15100-94
Į standartą įtraukti cilindrinių nikelio-vandenilio baterijų bandymo standartai; jis skirstomas į didelio, vidutinio, žemo ir itin didelio greičio iškrovimo našumą.
2,2 GB/T11013—1996 m
Šiame standarte pateikiami cilindrinių nikelio-kadmio baterijų techniniai standartai ir bandymo metodai.
2,3 GB/T15100—2004 m
Į standartą įtraukti cilindrinių nikelio-vandenilio baterijų bandymo standartai; jis skirstomas į didelio, vidutinio, žemo ir itin didelio greičio iškrovimo našumą. Pakeiskite tradicinį įkrovimo ir iškrovimo greičio išraiškos metodą iš vardinės talpos kartotinio į srovės kartotinį.
2,4 GB/T15100—2005 m
Į standartą įtraukti cilindrinių nikelio-metalo hidrido baterijų, mažų kvadratinių baterijų ir mygtukų baterijų bandymo standartai ir pridedamas 1,0 C5A pastovios srovės greito įkrovimo testas.
2.5 IEC standartas nikelio-kadmio ir nikelio-vandenilio akumuliatoriams
IEC61951-2: 2003 Šiame standarte pateikiami įvairūs cilindrinių nikelio-metalo hidrido akumuliatorių patikimumo ir saugos bandymų standartai ir įvairūs akumuliatorių techniniai standartai.
IEC61951-1: 2003 Šiame standarte pateikiami įvairūs cilindrinių, mažų kvadratinių, mygtukų tipo nikelio-kadmio baterijų patikimumo ir saugos bandymų standartai bei įvairių baterijų techniniai standartai.
3 Kadmio-nikelio ir nikelio-vandenilio baterijų taikymo sritys ir susijusių pagalbinių pramonės šakų reikalavimai
3.1 Nikelio-kadmio ir nikelio-metalo hidrido baterijos gali būti plačiai naudojamos elektriniuose įrankiuose, gaisro avariniame apšvietime (įskaitant vejos žibintus, saulės lemputes), elektriniuose žaisluose (orlaivių modeliuose), skustuvai, belaidžiuose telefonuose, elektriniuose dviračiuose, skaitmeninėse kamerose, radijo imtuvuose. talkai, prietaisai ir skaitikliai, Ryšiai, buitinė technika, dulkių surinkėjai, MP3, radijo imtuvai ir kt.
3.2 Elektriniai įrankiai (SC tipo)
Pagrindiniai elektrinių įrankių pramonės reikalavimai kadmio-nikelio ir nikelio-vandenilio SC tipo baterijoms:
Įkraukite 1C5A pastovia srove 72 minutes, atidėkite 15-30 minučių
10C5A-15C5A nuolatinės srovės iškrovimas iki galinės įtampos 0,7V/vnt
Iškrovimo laikas ≥ 4 minutės arba 3,5 minutės
Nepertraukiamai ciklą 10 kartų, ne trumpiau nei reikiamas iškrovimo laikas
Per 2 minutes po išsikrovimo laiko akumuliatoriaus įtampa yra ne mažesnė nei 1,0 V/vnt
Elektrinių įrankių ir pavienių akumuliatorių baterijas reikia supakuoti į kraftpopieriaus įvores.
3.3 Avarinio apšvietimo įrangos pramonės (SC, C, D, AA, AAA, 2/3AA, 2/3AAA ir kt.) avarinio apšvietimo įrenginiai atitinka pramonės reikalavimus ir nacionalinius standartus. Kai pramonėje paprastai naudojami akumuliatoriai, naudojami nuolatinės įtampos ir srovės ribojimai. Įkraukite kadmio-nikelio ir nikelio-metalo hidrido akumuliatorių paketus, nustatykite įkrovimo įtampą 1,43-1,45 V/vnt, o įkrovimo laikas yra 24 valandos.
