Batteriteknik inkluderar:
Batteriteknik översikt Batteridefinitioner & termer NiCad NiMH Li-ion Blysyra
Nickel kadmium batteri inkluderar: NiCad-laddning NiCad-minneffekt
Laddning eller uppladdning av uppladdningsbara batterier kräver försiktighet. Uppladdningsbara batterier och celler måste laddas på rätt sätt, annars kan de skadas.
Om NiCd-batterier laddas på rätt sätt håller de mycket längre och accepterar och behåller en full laddningsnivå.
Fel laddning av NiCd-batterier kan resultera i förkortad livslängd eller i vissa fall, när laddningen är särskilt olämplig, kan den orsaka brand eller till och med en explosion.
Tyvärr är nickel-kadmium, NiCd laddningstekniker relativt okomplicerade och en det fanns många lämpliga laddare på marknaden för dessa batterier och celler.
Primeladdning av NiCd-batterier
NiCd-batteritillverkarna formaterar inte batterierna helt och hållet innan de skickas så att de inte bryts ner så mycket under lagring. Därför är det bäst att ge nya batterier en långsam laddning före användning. Detta tar vanligtvis mellan 15 och 24 timmar. Detta säkerställer att varje cell har samma laddningsnivå eftersom de har självladdat i olika takt under transporten.
Det har dessutom visat sig att prestandan hos nya celler inte når sin optimala nivå förrän efter ett antal laddnings- och urladdningscykler. Typiskt sett bör cellerna nå sin specificerade prestandanivå efter fem till tio laddnings- och urladdningscykler.
Ovanför detta kan toppkapaciteten nås efter cirka 100 eller fler laddnings- och urladdningscykler, varefter prestandan börjar sjunka.
Detta förutsätter att NiCd-batterierna laddas och urladdas på föreskrivet sätt och att de inte utsätts för missbruk.
NiCd-laddningsgrunder
Till skillnad från blysyracellerna laddas NiCd-batterier med hjälp av en konstant strömkälla. Deras inre motstånd är sådant att om en konstant spänning användes skulle de dra alltför stora strömmar som skulle skada cellerna.
Normalt laddas cellerna med en hastighet på cirka C/10. Med andra ord, om deras kapacitet är 1 amperetimme skulle de laddas med en hastighet på 100 mA. Laddningstiden är vanligtvis längre än tio timmar eftersom inte all energi som kommer in i cellen omvandlas till lagrad elektrisk energi.
Det har visat sig att under det första laddningssteget, upp till cirka 70 % av full laddning, är laddningsprocessen nästan 100 % effektiv. Därefter sjunker den.
Snabb NiCd-laddning
I vissa fall kräver utrustning som använder nickel-kadmium-celler användning av snabbladdningstekniker.
Typiskt sett sker laddningen med hastigheter på cirka C. Det är dock nödvändigt att se till att NiCd-laddningen sköts på rätt sätt och att laddningen avslutas omedelbart när laddningen är klar.
Då laddningseffektiviteten är nästan 100 % fram till cirka 70 % av full laddning, bibehålls full laddningshastighet fram till denna punkt, varefter laddningshastigheten minskas i takt med att temperaturen ökar eftersom laddningseffektiviteten minskar.
Det har visat sig att en snabbladdning för NiCd-celler också förbättrar laddningseffektiviteten. Vid en 1C-laddningshastighet är den totala laddningseffektiviteten för en standard NiCd-cell cirka 90 % och laddningstiden är drygt en timme.
Detektering av slutladdning för NiCd-celler
Oavsett om långsam eller snabb laddning används är det nödvändigt att se till att eventuella NiCd-celler inte överladdas. Det är därför nödvändigt att kunna upptäcka slutet av laddningen. Det finns ett antal metoder för att uppnå detta.
- Grundladdare: Vissa av de mycket enkla NiCd-laddare som kan köpas ger helt enkelt en laddning på cirka C/10. De har ingen timer och förutsätter att användaren tar bort laddningen när cellen är laddad. Detta läge är inte alls tillfredsställande eftersom cellerna kommer att överladdas om användaren glömmer det, vilket leder till skador. Dessutom finns det inget sätt att veta det exakta laddningstillståndet innan laddningen börjar.
- Förfluten tid / timer: Några av de enklaste laddarna utgår från att cellerna kommer att behöva en full laddning och med kännedom om deras kapacitet kan de ges en laddning under en viss tid. Detta är en enkel och okomplicerad metod för att ladda NiCd-celler och -batterier. En av de största nackdelarna med denna form av avslutande av laddning är att den förutsätter att alla batterier är helt urladdade innan de laddas på nytt. För att säkerställa att batterierna är lämpligt urladdade kan laddaren placera objektet genom en urladdningscykel.
Detta är inte en särskilt noggrann metod för att ladda batterier och celler eftersom mängden laddning som de kan hålla förändras under deras användbara livslängd. Det är dock bättre än ingen form av laddningsavslutning. - Spänningssignatur: Spänningssignatur NiCd-laddare använder spänningssignaturen hos nickelkadmiumcellen för att avgöra var den befinner sig i sin laddningscykel.
Det har visat sig att när ett NiCd-batteri är fulladdat sker ett litet fall i terminalspänningen. Mikroprocessorbaserade laddare kan övervaka spänningen och upptäcka den fulla laddningspunkten när de avslutar laddningsprocessen.
Denna form av NiCd-laddningsavslutning kallas ofta negativ deltaspänning, NDV. Den ger bäst prestanda vid snabbladdning eftersom den negativa deltaspänningspunkten är tydligare när den används vid snabbladdning. - Temperaturökning: Den teknik som används för att upptäcka när snabbladdningen ska avslutas är temperaturmätning. Problemet med detta är att det är felaktigt eftersom cellens kärna kommer att ha en mycket högre temperatur än periferin. För normala laddningshastigheter kan temperaturhöjningen vara otillräcklig för att upptäcka den exakt.
Typiskt används en temperatur på 50 °C som avgränsningstemperatur. Även om en kort period över en temperatur på 45 °C kan vara acceptabel om temperaturen kan sjunka snabbt, leder varje längre period vid eller över denna temperatur till att cellen försämras.
Mer omfattande laddare som använder mer avancerad teknik har gjorts tillgängliga för snabbladdare. De är baserade på mikroprocessorteknik och kan upptäcka temperaturförändringshastigheten. Typiskt sett avslutas laddningen när en temperaturökning på 1 °C per minut uppnås eller när en sista förutbestämd temperatur (ofta mellan 50 °C och 60 °C) uppnås.
Detektering av temperaturökningstakten är viktig eftersom den avgör när cellen är fulladdad och den energi som kommer in i cellen inte omvandlas till lagrad energi genom att gå förlorad som värme.
En av nackdelarna med denna metod är att NiCd-celler eller batterier som åter sätts in i en temperaturavkännande laddare, som sannolikt är en snabbladdare, kan ge en skadlig överladdning om batteriet åter sätts in utan att vara helt urladdat, som i fallet med någon som vill försäkra sig om att batteriet har laddats.
NiCd trickle charge
Ofta är det nödvändigt att hålla NiCd-celler och -batterier vid full laddning och övervinna eventuell självurladdning av cellen med tiden som gör att de inte omedelbart kan användas.
När de väl är fulladdade kan NiCd-cellen och -batterierna hållas vid full laddning genom att tillämpa en trickle charge. Denna drogladdning kan åstadkommas på ett säkert sätt genom att en liten ström appliceras på cellen eller cellerna på en nivå mellan cirka 0,05 C och 0,1 C. Detta måste åstadkommas med hjälp av en strömkälla eftersom cellernas faktiska spänning kan variera beroende på temperaturen.
Ofta kan en mycket högre drogladdning appliceras på en eller flera celler, och detta kan resultera i överhettning och vissa skador.
Även om det ofta finns ett krav på att hålla celler eller batterier på en drogladdning för att se till att de är redo för drift är det, om batteriets livslängd är en faktor som spelar roll, inte idealiskt att lämna NiCd-celler på en drogladdning i mer än ett par dagar i taget. Det är mycket bättre att ta bort dem och ladda upp dem före användning.
Om NiCd-nickel-kadmium-batterier laddas noggrant kommer de att fungera bra under lång tid. Vissa NiCd-celler har varit kända för att vara i bruk i många år. Även om kapaciteten är tvungen att sjunka vid användning kan de förbli funktionsdugliga under lång tid och ge god service.
Mer elektroniska komponenter:
Resistorer Kondensatorer Induktorer Kvartskristaller Dioder Transistor Fototransistor FET Minnestyper Thyristor Kontakter RF-kontakter Ventiler/Rör Batterier Strömbrytare Reläer
Vänta tillbaka till menyn Komponenter . . .