Batterijtechnologie omvat:
Batterijtechnologie overzicht Batterijdefinities & termen NiCad NiMH Li-ion Loodzuur
Nikkel Cadmium Batterij omvat: NiCad opladen NiCad geheugeneffect

Het opladen of opladen van elke oplaadbare batterij vereist zorgvuldigheid. Oplaadbare batterijen en cellen moeten op de juiste manier worden opgeladen, anders kunnen ze beschadigd raken.

Als NiCd-batterijen op de juiste manier worden opgeladen, gaan ze veel langer mee en accepteren en behouden ze een volledig oplaadniveau.

Het onjuist opladen van NiCd-batterijen kan leiden tot een kortere levensduur of in sommige gevallen, wanneer het opladen bijzonder ongeschikt is, kan het brand of zelfs een explosie veroorzaken.

Gelukkig genoeg zijn nikkel-cadmium, NiCd oplaadtechnieken betrekkelijk eenvoudig en zijn er veel geschikte opladers voor deze batterijen en cellen op de markt.

NiCd-batterijen

De fabrikanten van NiCd-batterijen formatteren hun batterijen niet volledig vóór verzending, zodat ze in de opslag niet zo sterk degraderen. Daarom kunnen nieuwe batterijen het beste vóór gebruik langzaam worden opgeladen. Dit duurt meestal tussen 15 en 24 uur. Dit zal ervoor zorgen dat elke cel hetzelfde oplaadniveau heeft, aangezien zij tijdens het vervoer in verschillende mate zijn ontladen.

Bovendien wordt geconstateerd dat de prestaties van nieuwe cellen pas optimaal zijn na een aantal oplaad-/ontlaadcycli. Normaal bereiken cellen hun gespecificeerde prestatieniveau na vijf tot tien laad-ontlaadcycli.

Daarbuiten kan de piekcapaciteit worden bereikt na ongeveer 100 of meer laad-ontlaadcycli, waarna de prestaties zullen beginnen te dalen.

Dit veronderstelt dat de NiCd-batterijen op de vereiste wijze worden geladen en ontladen en dat ze niet worden misbruikt.

NiCd-oplaadbeginselen

In tegenstelling tot de loodzuurcellen worden NiCd-batterijen opgeladen met behulp van een constante stroombron. Hun interne weerstand is zodanig dat, indien een constante spanning werd gebruikt, zij te grote stromen zouden trekken die de cellen zouden beschadigen.

Normaal worden cellen opgeladen met een snelheid van ongeveer C/10. Met andere woorden, als hun capaciteit 1 ampère per uur is, worden ze opgeladen met een snelheid van 100 mA. De oplaadtijd is meestal langer dan tien uur omdat niet alle energie die de cel binnenkomt, wordt omgezet in opgeslagen elektrische energie.

Het is gebleken dat tijdens de eerste fase van het opladen, tot ongeveer 70% van de volledige lading, het oplaadproces bijna 100% efficiënt is. Daarna daalt het.

Snel laden van NiCd

Soms vereist apparatuur die gebruik maakt van nikkel-cadmiumcellen het gebruik van snelle laadtechnieken.

Typisch vindt het laden plaats met een snelheid van ongeveer C. Het is echter noodzakelijk ervoor te zorgen dat het NiCd-laden op de juiste wijze wordt uitgevoerd en dat het laden onmiddellijk wordt beëindigd wanneer het laden is voltooid.

Aangezien de laadefficiëntie bijna 100% is tot ongeveer 70% van de volledige lading, wordt het laden op volle snelheid gehandhaafd tot dit punt, waarna de laadsnelheid wordt verlaagd naarmate de temperatuur toeneemt omdat de laadefficiëntie afneemt.

Het is gebleken dat een snelle lading voor NiCd-cellen ook de laadefficiëntie verbetert. Bij een laadsnelheid van 1C bedraagt het totale laadrendement van een standaard NiCd-cel ongeveer 90%, en de laadtijd iets meer dan een uur.

Ontdekken van het einde van de lading voor NiCds

Of er nu langzaam of snel wordt geladen, er moet voor worden gezorgd dat de NiCd-cellen niet worden overladen. Het is daarom noodzakelijk om het einde van de lading te kunnen detecteren. Er zijn een aantal methoden om dit te bereiken.

• Basislader: Sommige van de zeer eenvoudige NiCd-laders die kunnen worden gekocht, passen eenvoudig een lading van ongeveer C/10 toe. Zij omvatten geen tijdopnemer en veronderstellen dat de gebruiker het laden zal verwijderen wanneer de cel wordt geladen. Deze wijze is helemaal niet bevredigend aangezien de cellen zullen worden overbelast als de gebruiker vergeet en schade dientengevolge zal lijden. Ook is er geen manier om de exacte laadtoestand te kennen voordat het laden begint.
• Verstreken tijd / timer: Sommige van de meest eenvoudige laders gaan ervan uit dat cellen een volledige lading nodig hebben en wetende hun capaciteit, kunnen zij een lading krijgen voor een bepaalde hoeveelheid tijd. Dit is een eenvoudige en ongecompliceerde methode om NiCd-cellen en -batterijen op te laden. Een van de belangrijkste nadelen van deze vorm van eindelading is dat ervan wordt uitgegaan dat alle accu’s volledig zijn ontladen voordat ze worden opgeladen. Om ervoor te zorgen dat de batterijen geschikt worden ontladen, kan de lader het voorwerp door een ontladingscyclus plaatsen.
  Dit is geen bijzonder nauwkeurige methode om batterijen en cellen op te laden omdat de hoeveelheid last die zij kunnen houden tijdens hun nuttige levensduur verandert. Het is echter beter dan geen enkele vorm van ladingsafsluiting.
• Spanningssignatuur: NiCd-laders gebruiken de spanningssignatuur van de nikkel-cadmiumcel om te bepalen waar deze zich in zijn laadcyclus bevindt.
  Het is gebleken dat wanneer een NiCd-batterij volledig is opgeladen, er een kleine daling is in de klemspanning. Op microprocessor gebaseerde laders kunnen de spanning controleren en het volledige laadpunt detecteren wanneer ze het laadproces zullen beëindigen.
  Deze vorm van NiCd laadbeëindiging wordt vaak negatieve deltaspanning, NDV, genoemd. Het levert de beste prestaties met snelladen omdat het negatieve deltaspanningspunt duidelijker is wanneer het wordt gebruikt met snelladen.
• Temperatuurstijging: De techniek die wordt gebruikt om te detecteren wanneer het snelladen moet eindigen, is die van temperatuurmeting. Het probleem met dit is dat dit onnauwkeurig is omdat de kern van de cel bij een veel hogere temperatuur zal zijn dan de periferie. Voor normale oplaadsnelheden kan de temperatuurstijging onvoldoende zijn om nauwkeurig te detecteren.
  Typisch wordt een temperatuur van 50°C gebruikt als de cut-off temperatuur. Hoewel een korte periode boven een temperatuur van 45°C aanvaardbaar kan zijn indien de temperatuur snel kan dalen, leidt elke langere periode bij of boven deze temperatuur tot een verslechtering van de toestand van de cel.
  Voor snelladers zijn uitgebreidere laders beschikbaar gekomen die meer geavanceerde technieken gebruiken. Deze zijn gebaseerd op microprocessortechnologie en kunnen de snelheid van temperatuurverandering detecteren. Typisch gebeurt de beëindiging van de lading wanneer een snelheid van temperatuurstijging van 1°C per minuut wordt bereikt of een uiteindelijke vooraf bepaalde temperatuur (vaak tussen 50°C en 60°C) wordt bereikt.
  De opsporing van de snelheid van de temperatuurstijging is belangrijk omdat het bepaalt wanneer de cel volledig wordt geladen en de energie die de cel ingaat niet in opgeslagen energie wordt omgezet door als hitte verloren te gaan.
  Eén van de nadelen van deze methode, is dat NiCd-cellen of batterijen die opnieuw worden geplaatst in een temperatuurgevoelige lader, die waarschijnlijk een snelle lader zal zijn, een schadelijke overbelasting kan toepassen als de batterij opnieuw wordt geplaatst zonder volledig te zijn ontladen, zoals in het geval van iemand die zeker wil weten dat de batterij is opgeladen.

NiCd druppellading

Vaak is het nodig NiCd-cellen en -batterijen volledig opgeladen te houden en eventuele zelfontlading van de cel na verloop van tijd, waardoor ze niet onmiddellijk bruikbaar zouden worden, te voorkomen.

Eenmaal volledig opgeladen, is het mogelijk de NiCd op zijn volle lading te houden door een druppellading toe te passen. Deze druppellading kan veilig worden bereikt door een kleine stroom toe te passen op de cel of cellen op een niveau tussen ongeveer 0,05 C en 0,1 C. Dit moet worden bereikt met behulp van een stroombron, omdat de werkelijke spanning van de cellen kan variëren afhankelijk van de temperatuur.

Vaak kan een veel hogere druppellading worden toegepast op een cel of cellen en dit kan leiden tot oververhitting en enige schade.

ook al is het vaak nodig om cellen of batterijen op druppellading te houden om ervoor te zorgen dat ze klaar zijn voor gebruik, als de levensduur van de batterij een overweging is, is het niet ideaal om NiCd-cellen langer dan een paar dagen achter elkaar op druppellading te laten staan. Het is veel beter om ze voor gebruik te verwijderen en op te laden.

Als NiCd-nikkel-cadmium-batterijen zorgvuldig worden opgeladen, zullen ze lange tijd goed presteren. Van sommige NiCd-cellen is bekend dat ze vele jaren in gebruik zijn. Hoewel de capaciteit met het gebruik zal afnemen, kunnen ze nog lange tijd goed blijven functioneren.

Meer elektronische componenten:
Resistoren Condensatoren Inductoren Kwarts kristallen Diodes Transistor Fototransistor FET Geheugentypes Thyristor Connectoren RF connectoren Kleppen / Buizen Batterijen Schakelaars Relais
Terug naar Componenten menu . . .