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La batteria al nichel-cadmio include: Ricarica NiCad Effetto memoria NiCad

Caricare o ricaricare qualsiasi batteria ricaricabile richiede attenzione. Le batterie e le celle ricaricabili devono essere caricate nel modo corretto, altrimenti possono essere danneggiate.

Se le batterie NiCd sono ricaricate correttamente, dureranno molto più a lungo, accettando e conservando un livello completo di carica.

Una carica errata delle batterie NiCd può ridurre la vita o, in alcuni casi in cui la carica è particolarmente inappropriata, può causare un incendio o addirittura un’esplosione.

Fortunatamente le tecniche di carica del nichel cadmio, NiCd sono relativamente semplici e ci sono molti caricatori adatti sul mercato per queste batterie e celle.

Prima carica delle batterie NiCd

I produttori di batterie NiCd non formattano completamente le loro batterie prima della spedizione in modo che non si degradino così tanto durante lo stoccaggio. Di conseguenza, è meglio dare alle nuove batterie una carica lenta prima dell’uso. Questo in genere richiede tra le 15 e le 24 ore. Questo assicurerà che ogni cella abbia lo stesso livello di carica in quanto si sono autoscaricate a tassi diversi durante il trasporto.

Inoltre si è scoperto che le prestazioni delle nuove celle raggiungono l’optimum solo dopo un certo numero di cicli di carica / scarica. In genere le celle dovrebbero raggiungere il loro livello specificato di prestazioni dopo cinque o dieci cicli di carica e scarica.

Oltre a questo, la capacità di picco può essere raggiunta dopo circa 100 o più cicli di carica e scarica, dopo di che le prestazioni inizieranno a diminuire.

Questo presuppone che le batterie NiCd siano caricate e scaricate nel modo richiesto e che non siano soggette ad abusi.

Base di ricarica NiCd

A differenza delle celle al piombo, le NiCad sono caricate utilizzando una fonte di corrente costante. La loro resistenza interna è tale che se si usasse una tensione costante, assorbirebbero correnti troppo grandi che danneggerebbero le celle.

Normalmente le celle sono caricate ad un tasso di circa C/10. In altre parole, se la loro capacità è di 1 ampere/ora, allora verrebbero caricate ad un tasso di 100mA. Il tempo di carica è di solito più lungo di dieci ore perché non tutta l’energia che entra nella cella viene convertita in energia elettrica immagazzinata.

Si è scoperto che durante la prima fase di carica, fino a circa il 70% della carica completa, il processo di carica è quasi al 100% di efficienza. Dopo questo scende.

Carica NiCd veloce

A volte le apparecchiature che utilizzano celle al nichel-cadmio richiedono l’uso di tecniche di ricarica veloce.

In genere la ricarica avviene a tassi di circa C. Tuttavia è necessario assicurarsi che la ricarica NiCd venga effettuata correttamente e che la ricarica venga terminata immediatamente al completamento della carica.

Poiché l’efficienza di carica è quasi del 100% fino a circa il 70% della carica completa, la carica a piena velocità viene mantenuta fino a questo punto, dopodiché la velocità di carica viene ridotta man mano che la temperatura aumenta e l’efficienza di carica si riduce.

Si è scoperto che una carica veloce per le celle NiCd migliora anche l’efficienza di carica. Ad un tasso di carica di 1C, l’efficienza di carica complessiva di un NiCd standard è di circa il 90%, e il tempo di carica è poco più di un’ora.

Rilevare la fine della carica per le NiCd

Che si usi una carica lenta o veloce, è necessario assicurarsi che le celle NiCd non siano sovraccaricate. È quindi necessario essere in grado di rilevare la fine della carica. Ci sono diversi metodi per ottenere questo risultato.

• Caricabatterie di base: Alcuni dei caricabatterie NiCd molto semplici che si possono acquistare applicano semplicemente una carica di circa C/10. Non includono un timer e presumono che l’utente rimuova la carica quando la cella è carica. Questa modalità non è affatto soddisfacente perché le celle saranno sovraccaricate se l’utente se ne dimentica e subiranno danni di conseguenza. Inoltre non c’è modo di conoscere l’esatto stato di carica prima che la carica abbia inizio.
• Tempo trascorso / timer: Alcuni dei caricabatterie più semplici presuppongono che le celle richiedano una carica completa e conoscendo la loro capacità, si può dare loro una carica per un determinato periodo di tempo. Questo è un metodo semplice e diretto per caricare celle e batterie NiCd. Uno degli svantaggi principali di questa forma di terminazione della carica è che presuppone che le batterie siano tutte completamente scariche prima di essere ricaricate. Per assicurarsi che le batterie siano adeguatamente scariche, il caricatore può mettere l’articolo attraverso un ciclo di scarica.
  Questo non è un metodo particolarmente accurato di ricarica delle batterie e delle celle perché la quantità di carica che possono tenere cambia nel corso della loro vita utile. Tuttavia è meglio di nessuna forma di terminazione della carica.
• Firma di tensione: Firma di tensione I caricabatterie NiCd usano la firma di tensione della cella al nichel-cadmio per determinare dove si trova nel suo ciclo di carica.
  Si è scoperto che quando una batteria NiCd è completamente carica, c’è una piccola caduta nella tensione terminale. I caricabatterie basati su microprocessori sono in grado di monitorare la tensione e di rilevare il punto di piena carica quando terminano il processo di carica.
  Questa forma di terminazione della carica del NiCd è spesso chiamata tensione delta negativa, NDV. Fornisce le migliori prestazioni con la carica veloce perché il punto di tensione delta negativo è più evidente quando viene usato con la carica veloce.
• Aumento della temperatura: La tecnica usata per rilevare quando la carica veloce dovrebbe finire è quella del rilevamento della temperatura. Il problema con questo è che è impreciso perché il nucleo della cella sarà ad una temperatura molto più alta della periferia. Per tassi di carica normali il tasso di aumento della temperatura può essere insufficiente per un rilevamento accurato.
  In genere si usa una temperatura di 50°C come temperatura limite. Anche se un breve periodo sopra la temperatura di 45°C può essere accettabile se la temperatura è in grado di scendere rapidamente, qualsiasi periodo prolungato a questa temperatura o al di sopra di essa causa il deterioramento della cella.
  Caricatori più completi che utilizzano tecniche più avanzate sono stati resi disponibili per caricatori veloci. Basati sulla tecnologia dei microprocessori, sono in grado di rilevare il tasso di variazione della temperatura. Tipicamente la terminazione della carica avviene quando viene raggiunto un tasso di aumento della temperatura di 1°C al minuto o una temperatura finale predeterminata (spesso tra 50°C e 60°C).
  Il rilevamento del tasso di aumento della temperatura è importante perché determina quando la cella è completamente carica e l’energia che entra nella cella non viene convertita in energia immagazzinata e persa come calore.
  Uno degli svantaggi di questo metodo, è che le celle NiCd o le batterie reinserite in un caricatore che rileva la temperatura, che probabilmente è un caricatore veloce, possono applicare un sovraccarico dannoso se la batteria viene reinserita senza essere completamente scaricata come nel caso di qualcuno che vuole assicurarsi che la batteria sia stata caricata.

Carica di mantenimento NiCd

Spesso è necessario mantenere le celle e le batterie NiCd a piena carica e superare qualsiasi autoscarica della cella nel tempo che le renderebbe non immediatamente utilizzabili.

Una volta completamente caricate, è possibile mantenere le NiCd al loro stato di piena carica applicando una carica di mantenimento. Questa carica di mantenimento può essere ottenuta in modo sicuro applicando una piccola corrente alla cella o alle celle a un livello compreso tra circa 0,05 C e 0,1 C. Questo deve essere ottenuto utilizzando una fonte di corrente in quanto la tensione effettiva delle celle può variare a seconda della temperatura.

Spesso una carica di mantenimento molto più alta può essere applicata a una cella o alle celle e questo può provocare un surriscaldamento e alcuni danni.

Anche se c’è spesso l’esigenza di mantenere le celle o le batterie in carica di mantenimento per assicurarsi che siano pronte per il funzionamento, se la durata della batteria è una considerazione, non è ideale lasciare le celle NiCd in carica di mantenimento per più di pochi giorni alla volta. È molto meglio rimuoverle e ricaricarle prima dell’uso.

Se le batterie NiCd al nichel-cadmio sono caricate con cura, allora funzioneranno bene per molto tempo. Alcune celle NiCd sono note per essere in uso da molti anni. Anche se la capacità è destinata a diminuire con l’uso, possono rimanere operativi per lungo tempo fornendo un buon servizio.

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