Technologia akumulatorów obejmuje:
Przegląd technologii akumulatorów Definicje akumulatorów & terminy NiCad NiMH Li-ion Kwas ołowiowy
Bateria niklowo-kadmowa obejmuje: NiCad ładowanie NiCad efekt pamięci

Ładowanie lub ponowne ładowanie każdego akumulatora wymaga zachowania ostrożności. Akumulatory i ogniwa muszą być ładowane we właściwy sposób, w przeciwnym razie mogą ulec uszkodzeniu.

Jeśli akumulatory NiCd są ładowane prawidłowo, będą działać znacznie dłużej, przyjmując i zachowując pełny poziom naładowania.

Nieprawidłowe ładowanie akumulatorów NiCd może skutkować skróceniem ich żywotności lub w niektórych przypadkach, gdy ładowanie jest szczególnie niewłaściwe, może spowodować pożar, a nawet eksplozję.

Na szczęście techniki ładowania akumulatorów niklowo-kadmowych, NiCd są stosunkowo proste i istnieje wiele odpowiednich ładowarek na rynku dla tych akumulatorów i ogniw.

Prime charging NiCd batteries

Producenci akumulatorów NiCd nie formatują w pełni swoich akumulatorów przed wysyłką, aby nie ulegały one degradacji podczas przechowywania. W rezultacie najlepiej jest naładować nowe baterie powoli przed użyciem. Zazwyczaj trwa to od 15 do 24 godzin. Zapewni to, że każde ogniwo ma ten sam poziom naładowania, ponieważ uległy one samorozładowaniu w różnym tempie podczas transportu.

Dodatkowo okazuje się, że wydajność nowych ogniw osiąga optimum dopiero po pewnej liczbie cykli ładowania/rozładowania. Zazwyczaj komórki powinny osiągnąć swój określony poziom wydajności po pięciu do dziesięciu cyklach ładowania i rozładowania.

Poza tym, szczytowa pojemność może być osiągnięta po około 100 lub więcej cyklach ładowania i rozładowania, po których wydajność zacznie spadać.

Zakłada się, że akumulatory NiCd są ładowane i rozładowywane w wymagany sposób i nie są narażone na nadużycia.

Podstawy ładowania akumulatorów NiCd

W przeciwieństwie do ogniw kwasowo-ołowiowych, akumulatory NiCd są ładowane przy użyciu stałego źródła prądu. Ich wewnętrzna rezystancja jest taka, że gdyby używać stałego napięcia, pobierałyby zbyt duże prądy, które mogłyby uszkodzić ogniwa.

Normalnie ogniwa są ładowane z szybkością około C/10. Innymi słowy, jeśli ich pojemność wynosi 1 amperogodzinę, to ładuje się je prądem o natężeniu 100mA. Czas ładowania jest zazwyczaj dłuższy niż dziesięć godzin, ponieważ nie cała energia wchodząca do ogniwa jest przekształcana w zmagazynowaną energię elektryczną.

Odkryto, że podczas pierwszego etapu ładowania, do około 70% pełnego naładowania, proces ładowania jest prawie w 100% wydajny. Po tym czasie spada.

Szybkie ładowanie NiCd

Czasami urządzenia wykorzystujące ogniwa niklowo-kadmowe wymagają zastosowania technik szybkiego ładowania.

Typowo ładowanie odbywa się z szybkością około C. Należy jednak zapewnić prawidłową obsługę ładowania NiCd i zakończenie ładowania natychmiast po zakończeniu ładowania.

Ponieważ sprawność ładowania wynosi prawie 100% do około 70% pełnego naładowania, ładowanie z pełną szybkością jest utrzymywane do tego momentu, po czym szybkość ładowania jest zmniejszana wraz ze wzrostem temperatury i zmniejszeniem sprawności ładowania.

Odkryto, że szybkie ładowanie ogniw NiCd również poprawia sprawność ładowania. Przy szybkości ładowania 1C, całkowita wydajność ładowania standardowego NiCd wynosi około 90%, a czas ładowania nieco ponad godzinę.

Detecting end of charge for NiCds

Czy stosowane jest wolne czy szybkie ładowanie, konieczne jest zapewnienie, że żadne ogniwa NiCd nie są przeładowane. Dlatego konieczna jest możliwość wykrycia końca ładowania. Istnieje kilka metod osiągnięcia tego celu.

• Ładowarka podstawowa: Niektóre z bardzo podstawowych ładowarek NiCd, które można kupić, po prostu stosują ładowanie o wartości około C/10. Nie zawierają one timera i zakładają, że użytkownik usunie ładowanie, gdy ogniwo jest naładowane. Ten tryb nie jest wcale zadowalający, ponieważ ogniwa będą przeładowane, jeśli użytkownik o tym zapomni i w rezultacie ulegną uszkodzeniu. Również nie ma sposobu, aby poznać dokładny stan naładowania przed rozpoczęciem ładowania.
• Upłynął czas / timer: Niektóre z najbardziej podstawowych ładowarek zakładają, że komórki będą wymagać pełnego naładowania i znając ich pojemność, mogą być podane do ładowania przez określony czas. Jest to prosta i nieskomplikowana metoda ładowania ogniw i akumulatorów NiCd. Jedną z głównych wad tej formy zakończenia ładowania jest to, że zakłada ona, że wszystkie baterie są całkowicie rozładowane przed ich ponownym naładowaniem. Aby zapewnić, że baterie są odpowiednio rozładowane, ładowarka może umieścić item przez cykl rozładowania.
  To nie jest szczególnie dokładna metoda ładowania baterii i ogniw, ponieważ ilość ładunku mogą utrzymać zmienia się w ich użytecznym życiu. Jest to jednak lepsze niż brak jakiejkolwiek formy zakończenia ładowania.
• Sygnatura napięcia: Sygnatura napięcia Ładowarki NiCd wykorzystują sygnaturę napięcia ogniwa niklowo-kadmowego do określenia, gdzie znajduje się ono w cyklu ładowania.
  Stwierdzono, że gdy akumulator NiCd jest w pełni naładowany, występuje niewielki spadek napięcia końcowego. Ładowarki mikroprocesorowe są w stanie monitorować napięcie i wykryć punkt pełnego naładowania, kiedy zakończą proces ładowania.
  Ta forma zakończenia ładowania NiCd jest często nazywana ujemnym napięciem delta, NDV. Zapewnia najlepszą wydajność przy szybkim ładowaniu, ponieważ ujemny punkt delta napięcia jest bardziej oczywiste, gdy używany z szybkiego ładowania.
• Wzrost temperatury: Technika używana do wykrywania, kiedy szybkie ładowanie powinno się zakończyć jest to, że czujnik temperatury. Problem z tym jest to, że jest to niedokładne, ponieważ rdzeń komórki będzie w znacznie wyższej temperaturze niż na obrzeżach. Dla normalnych szybkości ładowania wzrost temperatury może być niewystarczający do dokładnego wykrycia.
  Typowo temperatura 50°C jest używana jako temperatura graniczna. Chociaż krótki okres powyżej temperatury 45°C może być akceptowalny, jeśli temperatura może szybko spaść, każdy dłuższy okres na poziomie lub powyżej tej temperatury powoduje pogorszenie stanu ogniwa.
  Dla szybkich ładowarek udostępniono bardziej wszechstronne ładowarki wykorzystujące bardziej zaawansowane techniki. Opierając się na technologii mikroprocesorowej są one w stanie wykryć szybkość zmian temperatury. Zazwyczaj zakończenie ładowania następuje po osiągnięciu tempa wzrostu temperatury o 1°C na minutę lub osiągnięciu ostatecznej, z góry określonej temperatury (często między 50°C a 60°C).
  Detekcja tempa wzrostu temperatury jest ważna, ponieważ określa, kiedy ogniwo jest w pełni naładowane i energia wchodząca do ogniwa nie jest przekształcana w energię przechowywaną przez utratę ciepła.
  Jedną z wad tej metody jest to, że ogniwa lub baterie NiCd włożone ponownie do ładowarki z czujnikiem temperatury, która prawdopodobnie jest szybką ładowarką, mogą spowodować szkodliwe przeładowanie, jeśli bateria jest włożona ponownie bez pełnego rozładowania, jak w przypadku, gdy ktoś chce się upewnić, że bateria została naładowana.

Ładowanie podchwytliwe NiCd

Często konieczne jest utrzymanie ogniw i akumulatorów NiCd w stanie pełnego naładowania i przezwyciężenie jakiegokolwiek samorozładowania ogniwa w czasie, które sprawiłoby, że nie nadawałyby się do natychmiastowego użycia.

Po pełnym naładowaniu, możliwe jest utrzymanie NiCd w stanie pełnego naładowania poprzez zastosowanie ładowania podchwytliwego. Można to osiągnąć w bezpieczny sposób poprzez zastosowanie niewielkiego prądu do ogniwa lub ogniw na poziomie pomiędzy około 0,05 C a 0,1 C. Należy to osiągnąć przy użyciu źródła prądu, ponieważ rzeczywiste napięcie ogniw może się zmieniać w zależności od temperatury.

Często do ogniwa lub ogniw może być zastosowane znacznie wyższe ładowanie podtrzymujące, co może spowodować przegrzanie i pewne uszkodzenia.

Mimo, że często istnieje wymóg utrzymywania ogniw lub baterii na ładowaniu podtrzymującym w celu zapewnienia ich gotowości do pracy, jeśli brana jest pod uwagę żywotność baterii, nie jest idealnym rozwiązaniem pozostawianie ogniw NiCd na ładowaniu podtrzymującym przez okres dłuższy niż kilka dni. Znacznie lepiej jest je wyjąć i naładować przed użyciem.

Jeśli baterie niklowo-kadmowe NiCd są ładowane ostrożnie, to będą działać dobrze przez długi czas. Niektóre ogniwa NiCd są znane z tego, że można je używać przez wiele lat. Chociaż pojemność jest zobowiązany do spadku z użytkowania, mogą one pozostać sprawne przez długi czas zapewniając dobre usługi.

Więcej Electronic Components:
Resistory Kondensatory Induktory Kryształy kwarcowe Diody Tranzystor Fototranzystor FET Tyrystor Złącza RF Złącza Zawory / Tuby Baterie Przełączniki Przekaźniki
Powrót do menu komponentów . . .