Kuidas akut õigesti laadida

Kaasaegsel korduvkasutatava alalisvoolu keemiliste allikate turul on kõige levinumad järgmist kuut tüüpi akud:

• Pliiakud;

• Nikkel-kaadmiumakud;

• Nikkel-metallhüdriidpatareid;

• Nikkel-tsinkpatareid;

• liitiumioonakud;

• Liitiumpolümeerakud;

Paljudel inimestel tekib sageli väga mõistlik küsimus, kuidas seda või teist akut õigesti laadida, et mitte rikkuda seda enne tähtaega, pikendada selle kasutusiga nii palju kui võimalik ja samal ajal saada oma töö kvaliteeti? See artikkel aitab teil saada vastuse sellele küsimusele, mis puudutab tänapäeval kõige levinumate eri tüüpi patareisid.

Kõige turvalisem, traditsiooniline pliiakude laadimisviis on alalisvoolu laadimine, kui selle väärtus amprites ei ületa 10% (0,1C) aku mahutavuse väärtusest ampertundides.

Sellest traditsioonist hoolimata näitavad mõned tootjad ise konkreetse aku maksimaalse lubatud laadimisvoolu täpset väärtust ja see arv amprites ulatub sageli 20–30% (0,2–0,3 ° C) aku mahutavusest ampertundides.Seega kui aku mahutavus on 55 ampritundi, on 5,5 amprine alglaadimisvool kõige turvalisem lahendus.

Tuleb meeles pidada, et pliiaku ühe elemendi pinge ei tohiks ületada 2,3 volti, seetõttu peaksite alalisvooluga laadimisel pinget jälgima, näiteks 12-voldine aku koosneb 6 akuelemendist, mis tähendab, et kogupinge aku laadimisprotsessi lõpus ei tohiks ületada 13,8 volti.

Näiteks kui 100 ampertunnise võimsusega pliiakut laeti konstantse vooluga 20 amprit, siis pärast 6-7 tundi laadimist laetakse juba 90% selle võimsusest, siis peaks konstant olema laetud. pingele ja 17 tunni pärast on laadimine täielikult lõpule viidud.

Miks nii kaua? Kui vool langeb ja pinge aeglaselt, läheneb eksponentsiaalselt sihtväärtusele 13,8 volti. Sel viisil laetud aku on usaldusväärne nii puhver- kui ka tsükli töös.

Pliiakude laadimiseks on veel üks viis, mis sobib tsükliliseks tööks. See meetod võimaldab akut laadida 6 tundi.

Laadimisvool on seatud 20% aku võimsusest ampritundides ja pingeks 14,5 volti (aku nimipingega 12 volti) ja nii laetakse akut 5-6 tundi, siis lülitub laadija välja...

Ausalt öeldes tuleb märkida, et kaasaegsed kvaliteetsed spetsialiseeritud laadijad lihtsalt ei võimalda laadimise ajal kriitilisi olukordi.

Nikkelkaadmiumakusid tuleks laadida ettevaatlikult, kartes ülelaadimist päris lõpus, sest positiivse oksiid-nikkelelektroodi laadimise protsessis suureneb hapniku eraldumine järk-järgult ja voolu kasutamise määr väheneb järk-järgult. Seega kaasneb nikkel-kaadmiumaku laadimise protsessiga selle siserõhu tõus.

Parim on laadida nikkel-kaadmiumpatareisid temperatuuril +10 kuni +30 kraadi, kuna negatiivne kaadmiumelektrood neelab hapnikku optimaalse kiirusega.

Silindriliste rullakude puhul on kiirlaadimine lubatud, kuna elektroodid on seal tihedalt kokku pandud, kuid nende laadimise efektiivsus laadimisvoolude vahemikus 0,1C kuni 1C on peaaegu muutumatu. Nikkel-kaadmiumpatareide tavalaadimisrežiimis laetakse element 0,1 C vooluga 16 tunniga 1 voltilt 1,35 voltini ja mõnel juhul piisab 14 tunnist.

Mõne kaasaegse nikkel-kaadmiumaku laadimise kiirendamiseks saab rakendada suurendatud alalisvoolu, kuid sel juhul on vaja spetsiaalset juhtimissüsteemi, mis ei võimalda laadimist.

Üldiselt saab nikkel-kaadmium akusid ohutult laadida konstantse vooluga 0,2C-0,3C 6-3 tunni jooksul, oluline on vaid jälgida laadimisaega. Siin lubame laadida isegi kuni 120-140%, siis on tühjendusvõimsus aku nimiväärtuse lähedal.

Nikkel-kaadmiumakudele on mäluefekt omane, seetõttu tuleks laadida ainult täielikult tühjenenud akut, vastasel juhul ei saa aku alatühjenemise, täiendava kahekordse elektrikihi tõttu laengut täielikult tühjendada. täielikult. Säilitage nikkel-kaadmiumakusid täielikult tühjana. Nikkel-kaadmium akude, aga ka muude tüüpide laadimiseks toodetakse spetsiaalseid laadijaid.

Nikkel-metallhüdriidpatareid töötati välja nikkel-kaadmiumakude asendamiseks. Samade mõõtmetega on neil 20% rohkem mahtuvust ja mäluefektivabad, nii et neid saab laadida igas olekus. Kui aga NiMH akut on hoitud osaliselt tühjana rohkem kui 30 päeva, tuleb see enne kasutamist täielikult tühjaks laadida ja seejärel uuesti täis laadida.

Nikkelmetallhüdriidakusid tuleb hoida osaliselt laetuna, ligikaudu 40% nimimahust. Enne uute akude kasutamiseks laadimist on kasulik neid treenida, laadides need täielikult tühjaks ja laadides 4-5 korda, siis on akude töövõime suurem kui ilma sellise koolituseta.

Laadimistingimused on sarnased nikkel-kaadmiumiga - voolutugevusel 0,1 C kestab laadimine ajaliselt 15–16 tundi, need soovitused on standardsed kõigile nikkel-metallhüdriidakude tootjatele; nagu nikkel-kaadmium akud, on nikkel-metallhüdriid akud ülekuumenemise suhtes tundlikud ja neid ei tohiks lasta kuumeneda üle 50 kraadi.

Seda tüüpi akusid laetakse alalisvooluga pingega 1,4–1,6 volti akuelemendi kohta ja 0,9-voldise pingega akut loetakse täielikult tühjaks, edasine tühjenemine on akule kahjulik.

Kui nikkel-metallhüdriidaku on peaaegu täielikult laetud, hakkab see rohkem soojenema, kuna lähteenergia ei toeta enam laengu keemilist reaktsiooni ja kui laadimisvool on piisavalt kõrge, hakkab aku temperatuur tõusma. pärast alglaadimisprotsessi lõppu järsult tõusta. Seega saate temperatuurianduri paigaldamisega jälgida laadimise olekut, kui maksimaalne lubatud temperatuur ei ületa +60 kraadi. Nikkelmetallhüdriidakude laadimiseks on saadaval spetsiaalsed laadijad.

Nikkel-tsink-aku nimipinge on 1,6 volti, see tähendab, et laadimiseks peate sellele rakendama 1,9 volti vooluga 0,25 C. Spetsiaalse laadijaga ja igast riigist saab täis laadida 12 tunniga.Mäluefekt puudub, kuid nikkel-tsink-aku tööea pikendamiseks, töötsüklite arvu suurendamiseks tuleb seda laadida vaid kuni 90% selle võimsusest.

Muidu sarnaneb see nikkel-metallhüdriidakuga, kuid tühjenduspinge on siin 1,2 volti ja töötsüklite arv kolm korda väiksem. Maksimaalne lubatud temperatuur on +40 kraadi.

Liitiumioonakusid laaditakse tavaliselt esmalt konstantse vooluga 0,2 C kuni 1 C pingega 4 kuni 4,2 volti 40 minutit ja seejärel konstantse pingega 4,2 volti elemendi kohta. Kui laadimine toimub 1C vooluga, kulub liitiumioonaku täislaadimiseks vaid 2-3 tundi.

Kui laadimispinge ületab 4,2 volti, lüheneb liitiumioonaku eluiga. Lisaks ei soovitata liitium-ioonakusid väga uuesti laadida. see toob kaasa asjaolu, et liitiummetall sadestub negatiivsele elektroodile ja hapnik vabaneb aktiivselt anoodile, mille tagajärjel võib tekkida termiline leke, rõhk aku korpuses ja see võib viia survet.

Seega on Li-ion akut ohutu ja õige laadida nii, et pinge ei ületaks aku tootja poolt soovitatud väärtust.

Mõned liitiumioonakud sisaldavad kaitseahelaid, mis kaitsevad liitiumioonelementi ülelaadimise eest, kaitse rakendub, kui aku temperatuur jõuab +90 kraadini. Mõnel akul on sisseehitatud mehaaniline lüliti, mis reageerib aku korpuses olevale ülerõhule.

Tihti jälgib liitium-ioonaku sisseehitatud seiresüsteem sisendlaadimispinge väärtust ja kui väärtus jääb lubatud piiridesse, algab laadimisprotsess; piirpinge ületamisel või madalamal lubatud väärtusel laadimine lihtsalt ei käivitu.

Liitium-ioonakude laadimise protsessiga tasub aga olla ettevaatlik, jälgida pinget ja voolu. Põhimõtteliselt on igal liitiumioonakut kasutaval seadmel sageli sisseehitatud laadija või kaasas väline laadija.

Liitiumpolümeerakud ei erine laadimisviisi poolest liitium-ioonakudest.Ainus erinevus seisneb selles, et liitiumpolümeeraku sisaldab geelitaolist elektrolüüti, mitte vedelikku, ja isegi ülelaadimisel või ülekuumenemisel ei plahvata see nagu liitiumioonaku, vaid lihtsalt paisub. See seletab liitium-ioonakude liitium-polümeeri akude turult väljatõrjumise suundumust.

Loe ka sellel teemal: Kuidas akud töötavad ja töötavad?