Ni cd аккумуляторы восстановление: Как выполняется восстановление и ремонт Ni-Cd аккумуляторов

Реальный способ восстановить на 100% аккумулятор шуруповерта, по моей методике NI-CAD 1.2V | Пелинг

Начну с того, что в интернете очень много видео по восстановлению аккумуляторов от шуруповертов, и все они одинаковы как зеркало, краткое описание процесса восстановления которое предлагают эти люди, заключается в том, что берем аккумулятор толкаем его блоком питания или другим аккумулятором, потом заряжаем и пользуемся, и странно что некто не смотрит а какое же на нем будет напряжение когда он полежит недельку или две. Я же предлагаю совершенно иной способ восстановления

Который не просто заряжает и пользуйся пока АКБ опять не умрет. А такой, что сделал и пользуйся как новым АКБ пока не возникнет в этом необходимость. Данный способ был отснят в черновом варианте около месяца назад, но так и не рискнул выложить его на сайт, просто мне не захотелось его переснимать для более правильного разъяснения. Да и времени у меня честно говоря в последнее время очень мало свободного.

Но вот прошло время которое показало, что тем вариантом восстановления которым предлагают пользоваться очень многие в сети  не суждено жить более какого-то промежутка времени. А мой вариант даже спустя 2-1 месяц простоя, как ни в чем не бывало спокойно работает и заряжается, я все  таки попытался отснять новый видео ролик, где в краце постараюсь все рассказать.

На самом деле все оказалось очень просто, и в этом  мне помог разобранный мной аккумулятор NI-CAD 1.2V,  который мне показал что даже имея снаружи на приборе все нули, внутри пациент скорее жив чем мертв и чувствует себя очень хорошо.

Попытка регенерации шины относительно  токосъёмной пластины была проделана с использованием дистиллированной воды, и процесс прошел довольна таки успешно, в следствии чего я придумал самый простой способ их восстановления даже без разборки аккумуляторов!

Достаточно просверлить отверстие в аккумуляторе в месте за вальцовки + , и влить  туда 20 -40 мл дистиллированной воды.

после пары циклов отверстие замазываем слегка силиконом.

Прежде чем повторять рекомендую просмотреть видео, где я постарался более подробно рассказать процесс.

Если вы не уверены или боитесь испортить испорченный аккумулятор для примера можете проделать это с одним аккумулятором.

Если у ваших аккумуляторов есть напряжение и оно находится в рабочем диапазоне, то у вас может быть проблема в следующем :

— неисправно зарядное устройство

— сработала термо защита аккумуляторного блока

— в блоке аккумулятора есть один аккумулятор просаженный до 0 Вольт.

Так же если вы заметили что дрель стала както вяло работать и при этом работает так же долго по времени после зарядки, то у вас скорей проблема в одном или более аккумуляторе который находится в нуле!

Очень интересный эффект по емкости аккумулятора, он был равен или чуть больше указанной емкости аккумулятора  после восстановления таким методом.

Все же несмотря на это я рекомендую заменить АКБ например на такие —

http://ali.pub/4nd9cv

Или подыскать другие новые АКБ, ибо все временно восстановленное останется старым. Зачастую восстановить старый шруповерт стоит дороже чем купить новый имейте это в виду! Я рекомендую присматриваться к подобным шуруповертам на напряжение более 20 вольт — http://ali.pub/4nd9em

Ну и само видео :

Другие статьи

Поделиться ссылкой:

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

Похожее

Как восстановить никель кадмиевые аккумуляторы для шуруповертов

Информационный сайт о накопителях энергии

Электрический шуруповерт, необходимый бытовой и производственный инструмент для мелких строительных работ, установки и снятия метизов. Применение аккумуляторов вместо сетевого энергоснабжения позволяет работать в любых условиях, в отсутствие энергии. Чаще всего накопительная батарея инструмента укомплектована Ni-Cd аккумуляторами напоминающими пальчиковые батарейки. При соблюдении условий эксплуатации эти компоненты выдерживают до 1000 циклов зарядки. В некоторых случаях требуется восстановление аккумуляторов шуруповертов.

Особенности эксплуатации никель-кадмиевых и никель-металлогидридных аккумуляторов

Для шуруповерта важно подобрать батарею из аккумуляторов, соответствующую по напряжению выполняемым задачам и с хорошей емкостью. Из стандартных компонентов с напряжением 1,2 В и емкостью 2000 мАч, выполняются все сборки, независимо от страны-производителя инструмента. Для получения нужного рабочего напряжения пакет собирается с последовательным соединением элементов, каждый из которых работает самостоятельно. Задача владельца – выполнить правильное обслуживание инструмента.

Потерять емкость батарея может при условиях:

• Вначале эксплуатации не выполнена «раскачка» батареи – исключение «эффекта памяти».
• Подзарядка инструмента производится в удобное для владельца время, не дожидаясь полной выработки энергии.
• Подзарядка не достигает максимального уровня, останавливается раньше, способствуя снижению емкости.

Поэтому время от времени требуется использовать прошивку, как метод восстановления памяти Ni аккумуляторов.

Шуруповерт с никель-кадмиевой батареей может храниться длительное время в разряженном виде. Причиной потери емкости неработающей батареи пересыхание внутренней активной части. Восстановление емкости произойдет, если в каждую банку добавить воды особым способом.

Однако со временем приходит срок утилизации аккумуляторов с ядовитой начинкой. Именно этот аспект заставил страны Европы перейти на менее вредные, Ni-Mh (никель-металлогидридные) аккумуляторы. Их технические параметры и эффект памяти идентичны никель-кадмиевым, но имеют меньше циклов заряд-разряд и не работают при минусовых температурах. Способ восстановления емкости Ni-Mh аккумуляторов отличается от никель-кадмиевых.

Ni-Cd аккумуляторы – восстановление емкости

Для восстановления никель – кадмиевых аккумуляторов рулонного типа используются импульсные токи. При этом параметр тока превышает емкость в 10 и более раз, импульс составляет 2-4 секунды. Чтобы не повредить структуру элементов, необходимо следовать инструкции, соблюдать последовательность операций.

В первую очередь необходимо выявить в сборке элементы с нулевым зарядом. Эти элементы нужно выпаять и восстановить отдельно. Нет показаний на мультиметре, так как внутри банки произошел разрыв контакта корпуса с положительной обкладкой. Причина – отсутствие или недостаток влаги внутри корпуса. В таких аккумуляторах будет нужно восстановить водно-солевой баланс:

• корпус элемента освободить от упаковки полностью;
• просверлить отверстие в желобке и ввести в полость шприцом около 1 мл воды, медленно и постепенно, если вода не впитывается совсем, отбраковать ячейку;
• дать впитаться воде, сделать начальную подзарядку элемента импульсным током;
• каждый аккумулятор зарядить до 1,2 В, оставить на несколько дней.

Убедившись, что ячейки держит заряд, на корпусах нужно запаять отверстия. Собрать новую батарею, заменив отбракованные элементы.

Бывает, одного кубика воды недостаточно, емкость в элементе не до конца восстанавливается. Можно повторить операцию, пока отверстие открыто. Есть и другие способы реанимации батареи шуруповерта, но этот восстанавливает ячейки надолго.

Предлагаем посмотреть описанный метод на видео.

Существует 3 типа аккумуляторов шуруповерта:

• Никель-кадмиевые (Ni-CD).
• Никель-металлогидридные (Ni-Mh).
• Литий-ионные (Li-ion).

Для восстановления каждого из них есть несколько путей решения.

Устранение эффекта памяти

Эффект памяти возникает при недостаточной разрядке аккумулятора и последующей его зарядке. Со временем батарея «запоминает» свою наименьшую границу разряда и использует все меньше и меньше емкости батареи. Проблема актуальна в большей степени для Ni-Cd аккумуляторов, и в меньшей степени для Ni-Mh. Литий-ионные батареи не обладают эффектом памяти.

Для решения проблемы требуется несколько раз полностью разрядить и зарядить батарею. Сделать это можно с помощью 12 вольтовой лампочки. Можно взять лампочку с немного большим или меньшим вольтажом. К лампочке припаиваются два провода, на плюс и на минус, которые, соответственно, крепятся к контактам аккумулятора. Процедуру необходимо повторить не менее 5 раз.

Долив дистиллированной воды в никель-кадмиевые аккумуляторы

Одна из наиболее частых проблем Ni-Cd батарей – испарение дистиллированной воды. Чаще всего происходит в случае перегрева аккумулятора. Чтобы решить проблему, необходимо:

1. Разобрать аккумулятор.
2. Внутри будут находиться небольшие батарейки (примерно 14 штук, в зависимости от модели шуруповерта). С помощью мультиметра нужно найти вышедшую из строя часть. Напряжение на рабочей «бочке» будет находиться в диапазоне от 1 до 1.3 вольт. Все что ниже этой отметки – требует ремонта.
3. Неисправные элементы аккуратно достаются. Пластинки, которыми они крепятся к другим батареям, потом пригодятся для сборки.
4. С боку, ближе к верхней или нижней части батареи есть изгиб, где необходимо сделать отверстие, диаметром не более 1 мм. Просверлить нужно только стенку, без углубления внутрь.
5. Теперь пригодится шприц с иголкой и дистиллированная вода (ни в коем случае не обычная вода из-под крана). Шприц вставляется в проделанное отверстие, и батарейка заполняется до краев. Желательно, чтобы сутки она простояла в таком состоянии.
6. Прибором, для заряда никель-кадмиевых батарей (подойдет IMAX) производится зарядка, после чего аккумулятору необходимо дать полежать еще неделю.
7. По прошествии 7 дней проверяют, не упало ли напряжение. Если все хорошо – необходимо заделать отверстия с помощью силикона или паяльника.
8. Далее батареи собираются в обратной последовательности и помещаются в корпус аккумулятора. Для спайки применяется точечная сварка или обычный паяльник.
9. После проверки работоспособности аккумулятор полностью разряжают под небольшими нагрузками и снова заряжают не менее трех раз.

Замена элементов питания

Способ подходит для всех типов аккумуляторов. Необходимо:

1. Разобрать аккумулятор.
2. С помощью мультиметра найти вышедшие из строя элементы. На никель-кадмиевых и никель-металлогидридных батарейках напряжение должно находиться в районе 1.2 вольт, на литий-ионных – в районе 3.6 вольт.
3. Неисправные элементы аккуратно изымаются и на их место необходимо приобрести точно такие же батарейки.
4. Новые элементы ставятся на место старых. Для соединения используются старые пластины.
5. Спайка производится паяльником или точечной сваркой. Паяльником нужно работать очень аккуратно и быстро, чтобы не перегреть элемент питания. Желательно при этом использовать флюс, или, в крайнем случае, канифоль.

Выпуск газа из литий-ионных аккумуляторов

В литий-ионном аккумуляторе находится несколько отдельных батареек. В процессе эксплуатации одна или несколько из них могут перегреться, что приведет к испарению электролита. Таким образом, внутри батарейки скопится большое количество газа и она вздуется, выгнув термопластину. Чтобы решить проблему необходимо:

1. Разобрать аккумулятор.
2. С помощью мультиметра найти неработающую батарейку. Ее напряжение будет равно 0.
3. Далее необходимо достать ее из цепи и выпустить газ. Сделать это можно двумя путями:

• Взять ножницы, изогнутые на конце или любой другой схожий инструмент, подсадить их под плюсовой контакт и аккуратно вдавить вздутую пластину вниз. При этом газ где-то проделает отверстие наружу, чтобы найти себе дорогу. На самом деле, данный способ лишь на короткое время восстанавливает работоспособность батарейки. Впоследствии, через проделанное газом отверстие испарится весь электролит, без которого батарея работать не будет.
• Взять небольшие кусачки и отсоединить плюсовой контакт так, чтобы его можно было отогнуть (не нужно отрезать полностью). Далее необходимо воспользоваться шилом, с затупленным концом, которое вставляется под один из краев изогнутой пластины и постепенно проталкивать его внутрь (рассоединить пластину и край батареи). Когда газ выйдет (будет слышно), вздутую пластину нужно вдавить на место, а проделанное отверстие запаять паяльником или замазать силиконом. И также запаять отсоединенный вначале контакт.

Теперь необходимо зарядить батарейку при помощи прибора IMAX.

Возбуждение батареи

Способ подходит для всех типов аккумуляторов. Необходимо:

1. Разобрать аккумулятор.
2. С помощью мультиметра найти неработающие батарейки.
3. Возбудить их при помощи импульсного разряда. Для этого подойдут: 12 вольтовой аккумулятор, блок питания, точечная сварка и т.д. Импульс должен быть кратковременным и его не нужно повторять много раз. Достаточно возбудить батарейку, чтобы ее видело зарядное устройство.
4. Собрать все элементы обратно (если они разбирались) и поместить в корпус аккумулятора.

Этот способ несовершенен, так как через какое-то время (от недели до месяца) напряжение элементов питания вновь будет падать. В особенности это касается никель-кадмиевых батарей.

Возможность работать с таким инструментом, как шуруповерт, без подключения его к электросети — это удобно, практично и, главное, необходимо. Ведь часто приходится выполнять какие-либо работы в тех местах, куда дотянуть сетевой кабель практически невозможно. В магазинах строительных инструментов предлагается широкий выбор шуруповертов, в том числе Bosch, а также популярные Хитачи и Макита. Но, к сожалению, срок службы АКБ любой дрели или похожего инструмента невелик — максимум 5 лет. Бывает, что аккумулятор шуруповерта уже не заряжается и через меньший промежуток времени. Срочно покупать новую батарею невыгодно. За такую же сумму можно приобрести новый шуруповерт. Поэтому стоит попробовать такой вариант, как восстановление аккумулятора шуруповерта своими руками.

Виды АКБ, используемых в шуруповертах, и их отличия

Как известно, аккумулятор любого шуруповерта включает в себя несколько батареек, которые соединены в одну цепочку в определенной последовательности. Различают никель-кадмиевые (Ni-Cd), никель-металлгидридные (Ni-MH) и литиевые элементы.

Никель-кадмиевые батареи, в данном случае, являются самыми ходовыми и часто используемыми. Напряжение каждого отдельного элемента составляет 1,2 Вольт, а емкость — 12000 мАч, если мы имеем 12-вольтовый инструмент. Сразу стоит отметить, что, в отличие от литиевых, они подлежат восстановлению, потому что обладают так называемым «эффектом памяти» в виде обратимой потери емкости.

Что касается батареек, в состав которых входит литий, восстановить их емкость с помощью популярного зарядного устройства Imax B6 вряд ли удастся — по причине того, что литий имеет свойство разлагаться с течением времени.

Восстановление аккумулятора шуруповерта аналогичным образом также может не увенчаться успехом и для кадмиевых аккумуляторов. Такая батарея отличается тем, что электролит в них иногда полностью выкипает. Однако в случае с кадмиевыми АКБ шансов «реанимировать» их значительно больше. Но при этом важно не торопиться и не использовать сгоряча распространенные методы «быстрого восстановления» Ni Cd аккумуляторов. Подробнее о том, какой аккумулятор лучше для шуруповерта →

Как восстановить аккумулятор шуруповерта

В Интернете существует большое количество видеороликов, в которых, например, наглядно показывается восстановление аккумулятора шуруповерта Hitachi с помощью Imax B6. Оно заключается в «реанимировании» никелевых аккумуляторов путем подачи больших токов. Оживить АКБ сторонники экспресс-метода восстановления предлагают, воспользовавшись простыми настройками Imax B6. Выставляется режим на никель-кадмий, и батарею можно реанимировать в этом режиме.

Однако прогревание импульсным питанием и последующая зарядка являются довольно рискованными методами для никель-кадмиевых аккумуляторов. Нарушенную связь в элементе не восстановить высокими токами. К тому же, если электролита внутри батарейки мало, либо его совсем нет, высокие токи окончательно «убьют» АКБ. Поэтому, в целях предотвращения необратимой порчи батареек, рекомендуется вначале пополнить их запас электролита дистиллированной водой и только потом заряжать с помощью Imax B6.

Есть экстремальный вариант, как восстановить никель-кадмиевый аккумулятор шуруповерта — можно «дернуть» их большим током. Они начнут заряжаться, но ненадолго. Любители электроники, критикующие этот метод, уверяют, что не было ни одного случая, чтобы импульсный ток надолго восстановил емкость АКБ. Как правило, она поднимется на очень короткое время, а потом, спустя несколько дней, батарея снова «садится».

Можно ли пользоваться методом импульсного тока — решать хозяевам батареек. В Интернете существует много роликов на тему того, как восстановить Ni Cd аккумулятор от шуруповерта. Но есть мнение, что в реальности быстрые способы работают очень недолго. Например, если электролит внутри какой-либо батарейки из связки выкипел, либо высох, импульсный ток «убьет» элемент окончательно.

Если есть возможность, можно аккуратно разобрать каждую никель-кадмиевую батарейку и посмотреть, в каком состоянии находится электролит. Если она окажется сухой, можно воспользоваться методом доливания небольшого количества дистиллированной воды через шприц.

Восстановление с помощью воды

Для того чтобы просверлить аккуратное отверстие в батарейке, понадобится маленькое сверло. Отверстие нужно делать подальше от центра, лучше в верхней боковой части элемента, где находится небольшое углубление. Затем заполнить аккумулятор дистиллированной водой с помощью шприца до последнего.

После этого АКБ можно полностью зарядить Imax B6 и дать ей «отстояться». Процедура долгая. Восстановление 8-,12-, 14-аккумуляторных «банок», в зависимости от вольтажа, может занять много времени. В идеале следует не заряжать их сразу, а дать время «банкам» с водой постоять день. По одному заряжать аккумуляторы нельзя, лучше, чтобы их было, как минимум, три или четыре в связке, для равномерного распределения напряжения.

Кратковременные импульсы тока через сопротивление в 40 Ом на 12 В следует подавать уже после того, как внутрь реанимируемого элемента будет залита вода, а не на «сухую», как это часто делается.

После того, как аккумуляторы постояли сутки, можно приступить к их зарядке. Отверстия пока не закрывать. Подключить к Imax, чтобы устройство их «увидело». Зарядить и снова дать «отстояться» , если какой-то один аккумулятор не восстановился. Слабый элемент в связке найти с помощью мультиметра и снова долить в него воды.

Главная суть этого скурпулезного способа ремонта аккумулятора шуруповерта — восстановить связь пластин батарей с их контактно-переходными шинами (внутреннее устройство Ni-Cd аналогично схеме, по которой изготавливаются солнечные батареи). Главная причина прекращения работы батареек — это отслоение плюсового контакта от их внутренней части.

Отверстия, просверленные в батарейках, не закрывать до тех пор, пока заряд АКБ не будет держаться стабильно. Как только заряд стабилизируется, отверстия аккуратно заклеить силиконом. Воду периодически можно доливать в любое время.

Как уже стало ясно, этот метод не предназначен для ленивых и для тех, кто не желает вникать в тонкости устройства электроники. Однако способ с дистиллированной водой помогает сэкономить много денег и является ответом на вопрос о том, как восстановить аккумулятор шуруповерта наиболее щадящим методом. Обычно в комплектации к шуруповерту входят два аккумулятора. Одним можно пользоваться, а другой постепенно восстанавливать. Такой метод, несмотря на его длительность, представляется более гуманным и безопасным для АКБ.

Восстановление АКБ путем замены нескольких элементов

Восстановление аккумулятора шуруповерта путем замены нескольких элементов может оказаться удачным для всех типов аккумуляторных батарей. Он также не представляет для них никакого риска, как и манипуляции с дистиллированной водой, при условии соблюдения аккуратности во время пайки.

Вначале с помощью мультиметра измеряется выходное напряжение каждой «банки», которое в общей совокупности должно составлять 12-14 В. Соответственно, напряжение одной «банки» должно быть 1,2-1,4 В. Показатели U сравниваются между собой, фломастером отмечаются наиболее слабые элементы. Подробнее о том, как проверить аккумулятор шуруповерта мультиметром →

После этого аккумулятор вставляется в шуруповерт и работает до того момента, когда мощность начнет заметно уменьшаться. Показатели напряжения снимаются заново, и те «банки», разница напряжения которых составляет 0,5-0,7 В по сравнению с более «сильными», следует выпаять, утилизировать и заменить новыми, аналогичными старым, предварительно заказав их в интернет-магазине.

Паять аккумуляторную цепочку рекомендуется точечной сваркой, но, если таковой не имеется, ничего не остается делать, как воспользоваться обычным паяльником и делать все максимально быстро и четко, чтобы, по мере возможности, не допустить перегревания батареи.

«Родные» соединительные пластины аккумулятора не следует терять, их нужно припаять обратно, не перепутав при этом полярность. Кроме этого, все элементы цепочки должны иметь одинаковые показатели емкости.

После окончания пайки вставить аккумулятор обратно в шуруповерт и провести 2-3 цикла полного «заряда-разряда» для уравнивания энергетического потенциала всех батареек. Для того чтобы обновленный аккумулятор прослужил дольше, такую тренировку ему следует проводить 2-3 раза в месяц. О том, как быстро и полностью разрядить аккумулятор шуруповерта →

Восстановление АКБ шуруповерта путем приобретения новых Ni-Cd элементов

В данном случае речь идет о полной замене аккумуляторных элементов и о так называемом «стирании эффекта памяти» с новых батареек в целях обеспечения их более продуктивной работы. Эффект памяти заключается в том, что батарея «помнит» все возможные циклы зарядки, которым она теоретически может подвергаться на производстве до попадания в чьи-то руки. Чем больше в ее «памяти» таких циклов, тем вероятней становится то, что емкость начнет уменьшаться значительно раньше, чем ожидается. Также никель-кадмиевые аккумуляторы любят подобные процессы «раскачки». Если их проводить непосредственно перед использованием, работать они будут гораздо лучше.

Нужное количество аккумуляторов можно заказать в Интернете, к примеру, на Ali-Express. Нужно иметь в виду, что они уже имеют определенный заводской заряд, который желательно «снять» для того, чтобы «сэкономить» силы аккумуляторов во время эксплуатации. Сделать это можно, используя то же зарядное устройство Imax B6, в меню которого несложно разобраться.

Допустим, батарея шуруповерта должна состоять из 10 элементов с такими показателями: выходное напряжение каждого — 1,2 В, а емкость 1200 мАч, что в общей сумме составляет 12 В. Преимуществом полной замены аккумуляторной батареи с последующим «стиранием» заводского «эффекта памяти» является то, что в любом интернет-магазине можно заказать элементы с более высокими показателями емкости, чем старые. Например, 1800 мАч. И аккумулятор будет работать на порядок дольше. Конечно, такие батарейки будут стоит дороже. Но цена их всегда себя оправдывает.

Вначале мультиметром проверяется напряжение на каждой «банке». Это сразу поможет определить, каким качеством обладают новые батарейки и не имеет ли место непорядочность продавцов, которые могли вместо новых продать старые элементы. Уровень напряжения на каждой батарейке должен составлять примерно 1,3 В. При замерах важно не путать клеммы.

Далее «стирание памяти» проводится с каждым элементом поочередно. На зарядном устройстве выставляются следующие параметры заряда: если емкость 1800мАч, ее можно выставить чуть больше — 1900, немного с запасом. Затем следует перейти в режим заряда никель-кадмиевых аккумуляторов. Параметры заряда должны быть такими: показатель тока 0,9 А (половина от емкости 1800).

Каждый новый элемент подвергается тренировке по принципу «заряд-разряд», чтобы убрать заводские параметры. При токе в 1А все АКБ поочередно разряжаются до напряжения в 1 В (минимально допустимое напряжение, чтобы не убить батарейку).

Затем следует перейти в режим цикла «заряд-разряд» и запустить его кнопкой «старт».
После разрядки и снятия заводской памяти уложить аккумуляторы обратно в блок, ориентируясь на то, как раньше туда были уложены старые. Поэтому при разборке пластмассового корпуса нужно запомнить, как батарейки лежали раньше.

Таким образом, существует много способов восстановления аккумулятора шуруповерта своими руками. Каждый из них имеет определенные нюансы, недостатки и преимущества, которые следует учитывать в зависимости от того, как вы восстанавливаете емкость. Иногда следует постараться, чтобы приобрести тот или иной инструмент или необходимый ингредиент (например, дистиллированную воду) для того, чтобы восстановление прошло максимально успешно. Но именно это поможет вам избежать дополнительных расходов в связи с приобретением нового шуруповерта или полностью готового аккумулятора.

Как восстановить Ni-Cd аккумулятор: способы восстановления и описание

Работоспособность любых аккумуляторных батарей со временем начинает ухудшаться, и они приходят к полному состоянию разряда. Причем подзарядка на это состояние не влияет никаким образом. Они просто не могут принять заряд. При этом у батареи еще хватает ресурсов для последующей эксплуатации. Потому были разработаны способы восстановления Ni-Cd аккумуляторов.

Особенности эксплуатации

Во время постоянной эксплуатации Ni-Cd батарей постепенно снижается разрядная емкость и напряжение. Существуют основные причины, которые объясняют эти процессы:

• снижение активной массы и ее последующее распределение по электролитам;
• истончение основной поверхности отрицательных и положительных электролитов;
• изменение размера и консистенции электролита;
• процессы, вследствие которых начинает происходить потеря кислорода и воды;
• появление утечек напряжения по причине появления дендритов в Cd.

Также эти процессы отмечаются, если эксплуатируются Ni-MH аккумуляторы. Отличие заключается лишь в применяемом материале электролита.

Во время эксплуатации батарей по причине распределения активной массы по электролитам начинается изменение размера положительного никелевого электролита и механической прочности. Вследствие этого снижается контакт с активной массой.

Все эти процессы снижают емкость и ухудшают проводимость. В некоторых случаях происходит разрыв контакта отрицательного и положительного электролита. Вследствие этого батарея больше просто не подает никаких признаков жизни.

Причины полной разрядки

Все описанные процессы в Ni-Cd электроде происходят из-за регулярных перезарядок, во время которых на поверхности электролита образуется кислород. Чем чаще происходит процедура разряда-заряда, тем больше отмечается уплотнение кристаллов массы электролита. Потому снижается рабочая поверхность, а, соответственно, и емкость аккумулятора.

На кадмиевом электролите процедура деформации происходит, как правило, по причине перераспределения активной массы. Вследствие этого начинается ее определенная потеря. Помимо этого, масса засоряет пористую поверхность отрицательного электролита. По причине этого осложняется доступ электролита в глубокие слои. Следствием миграции активной массы является увеличение в объеме дендритных мостиков через сепаратор к электролиту, это приводит к множественным замыканиям и повышает время разряда. На кадмиевом электролите во время эксплуатации также происходит повышение активной массы и уплотнение кристаллов.

Помимо описанных выше процессов, в батареях проходит окисление разных примесей, которые находятся внутри. Металлокерамика положительного электролита со временем окисляется по причине потребления воды.

Еще один негативный момент, приводящий к снижению работоспособности аккумуляторной батареи — отбор из сепаратора электрода. Это начинает происходить по причине изменения поверхности электролита и приводит к увеличению сопротивления.

Состав электрода также изменяется через определенное время. В том числе увеличивается объем кристаллов. Снижается электропроводность и ухудшаются все показатели батареи во время разрядки. Этот процесс особенно заметен при пониженных температурах.

Основные способы восстановления

На тему восстановления емкости Ni-Cd аккумуляторов существует довольно большое количество видеороликов. В основном все из них относятся к ремонту аккумулятора от шуруповерта и иного строительного инструмента. Это вполне логично, так как эти батареи довольно дорогостоящие, и часто их еще сложно найти в продаже. Как правило, в проблеме, как восстановить Ni-Cd аккумулятор, применяется несколько основных способов.

Использование повышенного тока

Этот метод восстановления состоит в подаче на батарею повышенного тока с короткими частотами на протяжении 2−3 секунд. Причем ток обязан быть намного выше емкости аккумулятора (более, чем в 10 раз).

Этот вариант восстановления подходит лишь для никель-кадмиевых батарей, и он не применяется для никель-металлогидридных. Изначально он был разработан для рулонных моделей, но, по большому счету, подойдет для батарей любого возраста, и даже тех, которые «потекли». Естественно, чем восстанавливаемый источник питания старше, тем шансы на ремонт значительно снижаются.

Для проведения процесса восстановления будут необходимы:

• кусочки провода, крокодилы. Кусочки провода обязаны быть длиной приблизительно 15 см и иметь сечение не меньше 3 мм;
• другой рабочий аккумулятор с высоким током. Это возможен аккумулятор от автомобиля, батарея от источника постоянного питания и т. д. ;
• индивидуальные средства защиты;
• мультиметр для определения напряжения.

Важно: не стоит пренебрегать индивидуальными средствами защиты. Непременно используйте перчатки и защитные очки, чтобы избежать травм рук или глаз.

Лучше всего производить этот процесс на каждой батарее (1,5 В) отдельно, а не полностью на всей сборке одновременно. В таком случае процесс реанимации аккумулятора происходит гораздо эффективней, и вторую аккумуляторную батарею можно выбрать меньшей мощности (достаточно стандартного аккумулятора от автомобиля или от ИБП).

Этапы выполнения:

1. Вначале необходимо у восстанавливаемого аккумулятора найти — и +.
2. После при помощи крокодилов и провода нужно соединить минусы двух аккумуляторных батарей.
3. Затем к одному из плюсов закрепляется второй кусочек провода.
4. После чего необходимо свободным концом прикасаться к свободному плюсовому выходу. В этом случае надо прикасаться быстро и короткое время (несколько прикосновений в секунду). Этот процесс длится около 5 секунд. Самое главное — не допустить приваривания провода на участке касания.

По большому счету советуют проводом прикасаться не к непосредственно выводу аккумулятора, а вначале закрепить к нему пластину либо крокодил. И уже затем прикасаться к ним.

После выполнения цикла этих прикасаний нужно произвести замер напряжения на аккумуляторе, который восстанавливается. Если эти манипуляции не принесли результата, то нужно выполнить повторный цикл. Затем, когда на батарее возникло напряжение, то ее нужно установить на подзарядку до максимального набора емкости. Вероятней всего, напряжение будет ниже номинального значения. Лучше всего еще выполнить 2−3 цикла разряд-заряд для тренировки батареи.

Судя по отзывам об этом способе реанимации, он улучшает состояние только на короткое время. Батарея на самом деле начинает работать, набирать емкость, однако впадает на определенное время «в кому». Это случается из-за того, что не был устранен непосредственно источник проблемы. Вследствие прожига устраняются лишь дендриты, которые вызывали замыкание, и аккумулятор начинает работать. Но так как размер и состав электрода уже нарушен, то батарея через время возвращается в изначальное состояние.

Улучшенный вариант

Если разобрать несколько банок батареи, то в некоторых случаях можно увидеть разрыв отрицательного корпуса с положительным электродом. Это состояние вызывается деградацией электролита.

Как было уже указано, во время эксплуатации процесс окисления происходит из-за потребления воды. Вследствие снижения ее количества в составе электрода изменяются и эксплуатационные свойства.

Способ восстановления:

• прежде чем производить какие-то манипуляции с подачей высокого напряжения и подзарядкой батареи, необходимо убрать из сборки элементы, где находится нулевое напряжение;
• в их корпусе шуруповертом с помощью тонкого сверла необходимо проделать отверстие;
• затем в это отверстие нужно добавить кубический сантиметр воды;
• после чего необходимо элементам дать постоять определенное время и замерить их напряжение;
• затем нужно произвести подзарядку батарей;
• после нужно оставить их на 2−3 дня и заново померить напряжение;
• если элементы восстановились, то отверстия можно запаять или заделать герметиком. Аккумулятор собирается и полностью подзаряжается;
• если напряжение все же так и осталось нулевым, то можно добавить еще «кубик» воды, и процедура выполняется заново до успешного завершения.

Этот вариант ремонта Ni-Cd аккумуляторов более долгосрочный и эффективный.

Реанимация с помощью замораживания

Смысл этого способа заключается в замораживании элементов в морозильной камере на протяжении 2−3 часов. Затем их нужно быстро достать и тут же начать коротко и резко бить с определенной силой. Стучать необходимо по корпусу банки, при этом непосредственно банку нужно нежестко удерживать.

Идея состоит в том, что во время заморозки дендриты становятся хрупкими, и во время резких ударов крошатся и разрушаются, как лед.

Бить необходимо таким образом, чтобы за максимально короткое время передавалась вся энергия удара. То есть быстро и отрывисто жестким, при этом нетяжелым предметом, к примеру, маленьким молотком, карболитовой ручкой отвертки, и т. д. Бить необходимо, пока дендриты не оттают. Повторять процедуру можно до 10 раз.

Пока никель-кадмиевые батареи новые, со склада, их изначально лучше «беречь смолоду», желательно заряжать долго и малым током. Если к ним относится с уважением, то они и прослужат долго. Но все же, скорей всего, у любого человека дома находятся старые аккумуляторы. Попробуйте один из предложенных способов, и они непременно заработают.

Ремонт и восстановление Li-Ion, Li-Po, Ni-Cd, Ni-Mh аккумулятор в Москве

Ремонт и восстановление аккумуляторных батарей

Мы выполняем ремонт и восстановление аккумуляторных батарей для: 

• Ноутбуков, планшетрв (Li-Ion)
• Смартфонов и любых электронных гаджетов ( Li-Ion, Li-Pol)
• Шуроповертов и аккумуляторного инструмента (Ni-Cd, Ni-Mh, Li-lon)
• Радиоуправляемых игрушек (Ni-Cd, Ni-Mh, Li-Pol, Li-Ion)
• Универсальных внешних аккумуляторов Power Bank (Li-Ion, Li-Pol)
• Роботов пылесосов и бытовой техники (Ni-Mh, Li-Ion)
• Раций, фонариков, металлоискателей, фотоапаратов (Ni-Mh, Li-Ion)
• Электро велосипедов (Li-Ion)
• И всего! всего! всего! Что имеет встроенный аккумулятор.

Условия храннения аккумуляторов

Литиевые аккумуляторы постоянно теряют максимальную ёмкость заряда. Даже если он просто лежит на складе, без использования, то за год потеря может составить аж до 60%. Например, если аккумулятор был 2 500 mAh, то при такой утечке ёмкости, через год у него останется всего 1 000 mAh. Но если соблюдать определенные условия, снизить утрату можно до показателя всего 2% в год.

Как же избежать таких огромных потерь драгоценной ёмкости, которой и так всегда не хватает? А все дело в количестве заряда и температуре хранения.

Предоставим небольшую таблицу где показано сколько ёмкости теряет аккумулятор при разных условиях хранения. 

Количество заряда	Температура	Потеря ёмкости (за год)
40%	0°С	-2%
40%	25°С	-4%
40%	40°С	-15%
40%	60°С	-25%
100%	0°С	-6%
100%	25°С	-25%
100%	40°С	-35%
100%	60°С	— 40% (за 3 месяца)

 

Выходит, что идеальные условия для хранения литиевых аккумуляторов это заряд в районе 40% и окружающая температура равна 0°С.

Уберечь Вас от неправильного хранения аккумуляторов мы не можем, но зато мы можем помочь узнать когда был сделан аккумулятор. Эта информация поможет избежать покупки залежавшегося товара, который утратил свои заявленные характеристики.

 

Аккумуляторная батарея электроинструмента, ноутбука или иного электронного гаджета имеет свой срок службы. Точнее ее ресурс измеряется в количестве циклов «заряд-разряд». Со временем электрическая емкость источника электроэнергии уменьшается, сокращая время работы устройства в автономном режиме.
Мы осуществляет восстановление аккумуляторов в Иркутске. Мы обслуживаем любые устройства, но ремонтировать источники питания начинаем только лишь в случае уверенности в благоприятном исходе.

Анализ методов восстановления никель-кадмиевых аккумуляторов после потери емкости в процессе эксплуатации Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 629.42:621.355

БАЛАГУРА А.С., ассистент (Донецкий институт железнодорожного транспорта), КОЧЕВ А.В., ассистент (Донецкий институт железнодорожного транспорта), ГОНЧАРОВА Д.С. ассистент (Донецкий институт железнодорожного транспорта)

Анализ методов восстановления никель-кадмиевых аккумуляторов после потери емкости в процессе эксплуатации

Balagura A.S., Assistant (DRTI), Kochev A.V., Assistan (DRTI), Goncharova D.S., Assistan (DRTI)

Analysis methods of recovery of nickel-cadmium batteries after a loss in capacity during operation

Введение

Аккумуляторная батарея (АБ) на электровозах применяется для питания цепей управления и освещения при неработающих генераторах управления или стабилизирующее-зарядных агрегатах. На электрическом подвижном составе широко используют щелочные АБ, обладающие высокой механической прочностью, выдерживающие токи большой силы, короткие разряды, тряску. При эксплуатации щелочных аккумуляторных батарей тягового подвижного состава аккумуляторы теряют свою емкость[1]. Основными причинами сокращения срока службы аккумуляторов являются продолжительные режимы заряда, глубокая разрядка и большие токи заряда из-за неисправности регулятора напряжения, неудовлетворительное техническое

обслуживание. Следовательно, наиболее эффективными мероприятиями для продления срока службы батареи будут:

-эксплуатация в условиях

циклирования с полным зарядом и разрядом;

— хранение в разряженном состоянии и заряд АБ перед началом эксплуатации;

— повышение качества технического обслуживания.

При выполнении этих условий потери емкости будут сведены к минимуму. Наработка на отказ аккумуляторных батарей ограничивается, как правило, положительным электродом. Батареи выходят из строя, несмотря на то, что их отрицательный электрод и механическая часть находиться в удовлетворительном состоянии. Следовательно, срок службы аккумуляторов зависит от срока службы оксидно-никелевого электрода [1].

Постановка задачи

Задачей работы является изучение факторов, влияющих на качественные показатели формирования и

восстановления емкости. Поиск

оптимальных способов формирования и восстановление емкости.

Цель работы

Исследование способов и устройств, позволяющих ускорить формирование и восстановление емкости щелочных никель-кадмиевых аккумуляторных батарей электровозов.

Основной материал

В настоящий период времени издано большое количество работ,

рассматривающих способы ускоренного формирования и восстановления емкости аккумуляторных батарей. Но в данный период времени применяется постоянный ток для формирования технологических процессов и восстановления емкости щелочных батарей. Обзор литературы привел к выводам, что при постановке задачи разработки перспективных способов формирования и восстановления емкости необходим комплексный подход. Следует рассматривать вопросы нарастания электромеханических процессов

формирования и восстановления емкости во взаимосвязи с задачами технической реализации режимов и факторами, отрицательно влияющими на качественные показатели АБ. Трудностью внедрения ассиметричного тока является,

недостаточно изученная теория

нестационарного электролиза, и сложность устройств, реализующих переменно-токовые режимы. С появлением однокристальных микропроцессоров, с внутренней памятью программ и данных, оснащенных таймерами, силовой элементной базой с необходимыми параметрами стало возможным создание более прогрессивных устройств ускоренного заряда. На основе однокристальных микропроцессоров и современной элементной базе стало возможно создавать экономичные и приемлемые по цене, зарядные устройства. Поэтому вопрос изучения закономерности поведения никель-кадмиевых

аккумуляторных батарей при ускоренном заряде асимметричным током, становится более актуальным. Ответ на этот вопрос позволит решить задачу сокращения энергетических и временных затрат при обслуживании аккумуляторов. В настоящий период времени издано большое количество работ, в которых разработаны способы ускоренного формирования и восстановления емкости щелочных аккумуляторов и устройств.

В работе [1] автор исследовал оптимальные режимы формирования никель-кадмиевых аккумуляторных

батарей ассиметричным током

промышленной частоты. Наиболее оптимальным как по скорости формирования, так и распределению тока оказался режим, при котором величина импульса составляла 40% от прямого импульса. 8,6 [1]. Способы формирования и восстановления емкости никель-кадмиевых АБ, предлагаемые в работе [2], позволяют сократить время этих технологических процессов. Но предлагаемая автором методика приводит к перегреву аккумуляторов. Для аккумуляторных батарей большой емкости амплитуда анодного тока приобретает высокие величины, что делает применение такого

способа экономически не выгодным, а для некоторых типов АБ невозможным.

Для ускорения процесса

формирования емкости постоянный ток имеет ограниченные возможности. Связано это с самим электродом, применяемым в аккумуляторах. Электрод щелочного аккумулятора имеет пористую систему определенной толщины. В пористых электродах имеется градиент тока и потенциала по глубине электрода при заряде или разряде. Неравномерное распределение заряда по глубине электрода происходит из-за увеличения тока, благодаря чему поверхность быстро заряжается до величины потенциала газовыделения, появившиеся пузырьки газа частично или полностью перекрывают поры, вследствие чего снижается протекание тока по электролиту в глубину электрода.

Увеличение электрического тока при ускоренном заряде приводит к неравномерному распределению заряда по глубине электрода [3], из-за чего поверхность быстро заряжается, образующиеся пузырьки газа частично или полностью перекрывают устья пор, что ухудшает сопротивление протеканию тока по электролиту в глубину электрода.

Вместе с этим зарядная реакция концентрируется на поверхности электрода, а скорость заряда электрода в значительной степени определяется градиентом потенциала в глубину электрода за счет протекания токов диффузии. В начале процесса заряда градиент потенциала имеет максимальную величину, с ростом заряженности глубины электрода происходит постепенное выравнивание потенциала по толщине электрода, величина градиента

уменьшается, и токи диффузии падают. Согласно такому процессу процент зарядного тока, расходуемого на газовыделения, возрастает [5].

При заряде метало-керамических оксидно-никельевых электродов

электрический ток неравномерно

распределяется по глубине пористого электрода[1].

Анализ уровня развития техники зарядных зарубежных и отечественных устройств по публикациям, не имеет больших отличий. Исследуемые способы заряда, сводившиеся к сокращению времени заряда, которые показали весьма не плохие результаты для традиционных, широко применяемых систем Pb/PbO2 и Cd/NiOOH.

Поиск более прогрессивных способов зарядов и формирования емкости аккумуляторов не отставал от развития элементной базы силовой электроники. В группе управляемых силовых приборов, помимо тиристоров и симисторов, появились более мощные полевые транзисторы и транзисторы IGBT. Эти приборы используются в преобразователях с КПД 90% и более.

Устройства для заряда

аккумуляторов, созданные по принципу высокочастотных преобразователей, имеют небольшие габариты и вес. Это дает возможность снизить финансовые затраты на создание устройств. С широким использованием IGBT приборов и созданием на их основе большого перечня инверторов тока и высокочастотных преобразователей, имеющих коэффициент полезного действия около 90%, есть возможность отказаться от

преобразователей, выполненных на приборах с фазным управлением и перейти к более чувствительному регулированию зарядных токов. Уменьшить потери в контактах, повысить надежность контактных соединений и увеличить срок службы батарей возможно при снижении амплитудных значений в сохранении среднего тока заряда.

Применение асимметричного тока позволит увеличить электрохимические процессы в аккумуляторной батарее, особенно процессы формирования и восстановления емкости. Рост средней плотности ассиметричного тока

ограничивается несколькими факторами. Основным факторами являются:

— возникновение коррозии никелевой основы метало-керамических оксидно-никелевых электродов;

— экономические и технологические факторы, связанные с удорожанием и усложнение зарядных устройств;

— конструктивные особенности аккумуляторных батарей, ограничивающие амплитуду заряд-разряд импульсов.

При разработке мероприятий формирования емкости необходимо учитывать вышеперечисленные факторы.

Степень окисленности разряженных анодных масс также возрастает с первого цикла до десятого цикла. В дальнейшем степень окисленности разряженных анодных масс остается практически неизменной. [5]

Образованию коррозии никелевой основы пористой матрицы способствует повышение плотности тока, температуры, поэтому нельзя допускать значительного нагрева аккумуляторов. Коррозия никелевой металлокерамической основы снижает емкость оксидно-никелевого электрода, теряется прочность в процессе циклирования и приводит к не удерживанию в порах активной массы. Этим вызывает вымывание активной массы во время газовыделения. Уменьшение степени заряжаемости электрода обуславливается тем, что в процессе эксплуатации с оксидно-никелевым электродом происходит карбонизация токопроводящей добавки графита.

Принцип восстановления емкости аккумуляторов аналогичен принципу формирования емкости никель-кадмиевых аккумуляторов после изготовления. Неформированные пластины имеют неактивные формы гидроксидов, процесс восстановления которых

неудовлетворительный, из-за низкой проводимости гидроксидов для катодных процессов. При циклировании у высших гидроксидов в кристаллической структуре повышается содержание активного кислорода [6], что способствует повышению проводимости активной массы. В разряженной активной массе остается

значительное количество гидроксидов №ООН, обладающих более высокой проводимостью, чем №(ОН)2. Именно этим авторы объясняют улучшение

проводимости разряженной активной массы. При неглубоком циклировании с электродами происходят изменения, ухудшающие проводимость гидроксидов для катодных процессов. Снижение проводимости объясняется саморазрядом гидроксидов №ООН в той части активной массы, которая в течение

продолжительного времени не

подвергалась циклированию. При изготовлении электродов добавляют графит, для повышения проводимости структуры активной массы электродов. При этом предполагается, что гидроксид №ООН имеет то же назначение, что и графит [4].

Неглубокое циклирование никель-кадмиевых батарей так же объясняется изменением проводимости по твердой фазе за счет введения катиона К+ в кристаллическую решетку №ООН. Для восстановления емкости никель-кадмиевых аккумуляторных батарей необходимо использовать ассиметричный ток.

Для формирования и восстановления емкости аккумуляторов наилучшей является форма ассиметричного тока с коротким и длинным зарядным импульсом, который намного превышет по амплитуде зарядный импульс, разрядным импульсом. Эту форму ассиметричного тока рекомендуют авторы [7,8] для способов ускоренного заряда никель-кадмиевых аккумуляторных батарей, обеспечивающую равномерное распределение тока по толщине электрода. Что позволит увеличить длительность заряда для каждого цикла формирования ассиметричным током, по сравнению с технологическим режимом формирования постоянным током.

Выводы

Анализ литературы показал потребность создания новых устройств ускоренного формирования и

восстановления емкости. Использование асимметричного тока для цепей формирования и восстановления емкости известно давно, но широкого распространения данное мероприятие не получило, из-за недостаточно изученной теории пористых электродов и технической сложности реализации ассиметричного тока при разработке зарядных устройств.

Вопреки очевидному преимуществу асимметричного тока, в данный момент в технологических процессах формирования восстановления емкости никель-кадмиевых батарей используют постоянный ток. Из-за сложных процессов, протекающих в пористом электроде при нестационарном электролизе внедрение способов формирования и восстановления емкости, использующих асимметричный ток, требует проведения продолжительных исследований.

Список литературы:

1. Матекин С.С. Формирование и восстановление емкости никель-кадмиевых аккумуляторов и батарей: дис … канд. техн. наук: 05.17.03 / С.С. Матекин; Южно-росс. гос. техн. ун-т (ЮРГПУ). — Н., 2007. -с.48-52.

2. Новикова А.Ф. Применение переменного тока в производстве и эксплуатации химических источников тока: дис. канд. хим. наук / Новикова Алла Федоровна. — Новочеркасск: НПИ, 1988.-174с.

3. Сушко В.Г. Применение асимметричного тока в производстве и эксплуатации никель-кадмиевых аккумуляторов : дис. .канд. Тех. наук: / Сушко Виктор Григорьевич. — Новочеркасск : НПИ, 1984. -170 с.

4. Багоцкий, В.С. Основы электрохимии / В.С. Багоцкий.- М.: Химия, 1988.- 400 с.

5. Вешева Л.В. Исследование причин, вызывающих безвозратную потерю емкости окисно-никелевого электрода/ Л.В. Вешева, И.Б. Щербаков, О.И. Бондаренко // Сборник работ НИАИ. Аккумуляторы, М.:ЦИНТИ, 1961. — с.10-30.

6. Розенблюм, Е.Н. Фазовый анализ положительного безламельного электрода / Е.Н. Розенблюм // Сборник работ НИАИ. Аккумуляторы, Москва ЦИНТИ, 1961.- с. 150-157.

7. Сметанкин Г.П. Способы и автоматизированные средства ускоренного заряда герметичных щелочных аккумуляторов: дис. . канд. техн. наук / Г.П. Сметанкин — Новочеркасск: НПИ, -2002. — 162 с.

8. Бурдюгов А.С. Способы автоматизированного ускоренного заряда герметичных никель-кадмиевых аккумуляторных батарей: дис. .канд. техн. наук / А.С. Бурдюгов — Новочеркасск: НПИ, — 2005. — 168 с.

Аннотации:

Изучены причины потери емкости аккумуляторных батарей в процессе эксплуатации тягового подвижного состава. Рассмотренные факторы позволят создать комплекс мероприятий по продлению срока службы аккумуляторов

Ключевые слова: потеря емкости, длительный подзаряд, циклирование; электрод, гидроксид.

Examine the reasons for the loss of capacity of the battery in the operation of the traction rolling stock. The above factors will create a set of measures to extend battery life.

Key words: loss of capacity, long recharging, cycling; electrode, hydroxide.

Как восстановить аккумулятор шуруповерта

Сменная батарея для шуруповерта – недешевый элемент, ее стоимость в ценовом эквиваленте составляет около 30% от устройства. Поэтому ничего странного нет в том, что многие обладатели такого инструмента пытаются реанимировать жизнь аккумулятора всякими способами.

Виды используемых аккумуляторов в шуруповертах

Выбирая для себя шуруповерт, необходимо учитывать не только стоимость электроинструмента, но и как часто придется пользоваться им.

Исходя из этих соображений, отдают предпочтение тому или иному аккумулятору, которых на рынке сегодня можно выделить несколько разновидностей:

1. Никель-кадмиевые батареи. Хотя они морально устарели, но до сих пор популярны благодаря своей небольшой стоимости. При их обслуживании обязательно нужно соблюдать заряд-разряд, иначе аккумуляторы быстро выйдут из строя.
2. Никель-металл-гибридные. Эти изделия хороши своей повышенной емкостью и значительно уменьшенным саморазрядом.
3. Литий-ионные. Обладают большой удельной емкостью, малыми габаритами и небольшой массой. Из недостатков можно отметить высокую стоимость и повышенные требования к обслуживанию.
4. Литий-полимерные. Это модернизированные устройства, в основе которых заложены li-ion-технологии. Вместо электролита используются гелеобразные полимеры, что допускает применение батарей всяких конфигураций. Обладают большой стоимостью, поэтому в электроинструменте практически не используются.

Можно отметить и менее популярные виды аккумуляторов такие, как . Они обладают большим периодом эксплуатации благодаря увеличенному количеству циклов зарядов-разрядов (около 2тыс.). В то же время в инструменте они также применяются мало из-за высокой стоимости.

Методы реанимации в зависимости от технологии

Срок службы аккумуляторов у шуруповертов невелик, примерно 3-5 лет. После окончания заложенного периода, батарея очень быстро начинает разряжаться.

Такой инструмент становится очень не надежным, он может подвести в любой момент. В этом случае остается только попробовать восстановить аккумулятор.

В разборе

Как восстановить емкость li-ion аккумулятора шуруповерт

Вернуть начальные параметры старому литий-ионному аккумулятору нельзя, можно просто заменить отмершие ячейки на новые.

Алгоритм действий для восстановления li-ion аккумулятора:

1. Сначала нужно полностью зарядить батарею.
2. Потом разобрать корпус и изъять все банки, сохраняя соединение между ними.
3. Замерить мультиметром напряжение на каждой из них, при этом нормальным считаются показатели на литий-ионных блоках 3,6-3,8 вольта. Если они меньше, то нужно их пометить.
4. Разбираем всю конструкцию. Умершие элементы утилизируем, вместо них устанавливаем новые (они тоже должны быть заряженными).
5. После чего собираем все блоки в единое целое.

При замене не всех ячеек надо убедиться, что у новых точно такая же емкость. Будет лучше, если разом поменять сразу все ячейки, так как старые тоже могут в ближайшем будущем выйти из строя.

Как восстановить емкость Ni-Mh аккумулятора шуруповерта

Чтобы  дольше служили, их нужно регулярно восстанавливать, для чего необходимы умные зарядные устройства. Ni-Mh батареи очень восприимчивы к зарядке и разрядке, а поскольку у них сохраняется «эффект памяти» из-за неправильно проведенного цикла, они могут потерять значительную часть емкости.

Чтобы избежать такого дефекта, рекомендуется периодически восстанавливать батареи. Для чего за счет подключения лампочки производится разряд до 0,8-1 вольта, а потом полная процедура зарядки. Специалисты советуют делать такие циклы не реже одного раза в месяц.

Важно! При разряде никель─металлогидридных элементов нельзя доводить этот процесс до нуля, иначе они выйдут из строя. Поэтому так необходим контроль над нижней границей разряда с помощью приборов (недопустимо опускать уровень зарядки ниже 0,8 вольта).

Как восстановить емкость Ni-Cd аккумулятора шуруповерта

Способ восстановления , в сущности, очень простой: их подвергают воздействию током, превышающим номинальный в несколько раз. Причем для этого понадобится лишь автомобильный аккумулятор, прибор для замера напряжения, провода и зажимы.

В этом случае применяется следующая методика:

• соединить «минус» у трех элементов восстанавливаемой АКБ проводом воедино;
• к одному из «плюсов любого аккумулятора (донора или восстанавливаемого) подсоединяется посредством зажима провод;
• затем вторым концом провода кратковременно нужно прикоснуться плюсовой клеммы другой батареи (делать 2-3 прикосновения в течение секунды). Длительность процедуры составляет 3-5 сек., главное при этом, не дать привариться проводу в месте касания.

Еще лучше эту методику проводить на отдельных элементах никель─кадмиевой батареи. В таком случае процесс восстановления будет эффективнее, к тому же аккумулятор для донора можно применять меньшей емкости (достаточно будет мотоциклетного).

Внимание! Нужно соблюдать меры безопасности: работать в резиновых перчатках и защитных очках для предохранения рук и глаз от попадания ядовитой жидкости при случайной разгерметизации.

Этот способ опробован на изделиях рулонного вида, но в принципе подходит для любых ni-cd аккумуляторов.

Общие рекомендации по оживлению АКБ

Для качественного функционирования всякого источника питания нужно соблюдать три правила:

• не перегревать;
• не перезаряжать;
• не разряжать полностью.

Чтобы не ошибиться во времени зарядки, можно воспользоваться следующей формулой:

Ч = мАh : мА, где Ч – время зарядки, мАч – емкость батареи, мА – сила тока.

Например, имеется аккумулятор с емкостью 2 тыс. мАч с током заряда в зарядном приборе – 500 мА. После деления емкости батареи на ток заряда (2000 : 500 = 4) получается, что аккумулятор должен заряжаться 4 часа.

К тому же существуют общие правила хранения для всех аккумуляторов. Сохранять их необходимо лишь полностью заряженными, иначе у них понизится емкость, будет происходить разрушение пластин и источник питания может уже не подлежать восстановлению. Увеличенная температура также сокращает срок службы батареи, поэтому оптимальными показатели считаются от 0 до +20 градусов.

Что нельзя делать для восстановления емкости

Некоторые умельцы рекомендуют замораживать батарею. Для чего упакованный аккумулятор помещают в морозилку, а через 9-11 часов на некоторое время ставят его на зарядку. После этого разряжают. Повторяют такой цикл заряда-разряда несколько раз.

Положительных откликов по такому методу, как и по другим сомнительным рекомендациям (нагрев, прокалывание и др.) не имеется ни на форумах, ни в отзывах. Поэтому к восстановлению аккумуляторов нужно подходить грамотно и при этом иметь в виду, что не всегда такая реанимированная батарея будет служить долго.

Остались вопросы или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это позволит сделает материал более полезным, полным и точным.

причины поломки и способы ее устранения

Обзоры

Опыт промышленного и бытового использования никель-кадмиевых аккумуляторов насчитывает не один десяток лет. В современных моделях техники они все чаще вытесняются с рынка более совершенными и более безопасными литий-ионными элементами, но в некоторых отраслях применения по-прежнему остаются востребованными и незаменимыми. Одной из областей использования Ni-Cd батарей является автономный электроинструмент: дрели-шуруповерты, гайковерты, лобзики, пилы, строительные миксеры и степлеры.

Использование никель кадмиевых аккумуляторов в батареи шуруповерта.

Подобные инструменты имеются в арсенале многих домашних умельцев. Большинство из них не задумываются о типе и характеристиках источника питания до тех пор, пока аккумулятор надежно и безотказно выполняет свою функцию. Если АКБ перестала нормально принимать заряд или стала быстро разряжаться, не стоит сразу искать ей замену. Для разного типа батарей существуют различные, в том числе народные, способы продления ресурса. Восстановление никель-кадмиевых аккумуляторов имеет свои особенности, связанные с конструкцией и химическими свойствами ее элементов.

В чем проблема при эксплуатации ni cd аккумуляторов

В зависимости от назначения никель-кадмиевые аккумуляторы изготавливаются в цилиндрической («банки») или плоской («таблетки») форме. Катодом в них служит гидрат закиси никеля Ni(OH)2 с графитовым порошком, анодом — гидрат закиси кадмия Cd(OH)2 или металлический кадмий, электролитом — гидроксид калия KOH с добавкой гидроксида лития LiOH. Конструктивное исполнение и происходящие химические процессы определяют технические характеристики устройства, преимущества и недостатки в сравнении с другими типами АКБ.

К достоинствам Ni-Cd аккумуляторов относятся:

• большая по сравнению с NiMH и Li-ion типами мощность, большие токи заряда и разряда;
• возможность эксплуатации в широком температурном диапазоне, в том числе возможность зарядки при низких температурах;
• способность выдерживать полную разрядку при больших нагрузках без последствий;
• возможность длительного хранения в разряженном состоянии без потери способности к зарядке;
• более низкая стоимость.

Основным недостатком Ni-Cd элементов, вызывающим проблемы и требующим внимания при эксплуатации, является явление «эффекта памяти». Если поставить на зарядку разряженный не полностью аккумулятор, на поверхности электродов идет процесс образования кристаллов металлического Cd, что приводит к росту внутреннего сопротивления и снижению емкости. Для профилактики этой проблемы необходимо не менее одного раза в месяц производить полную разрядку АКБ с последующей полной зарядкой.

Еще одна проблема Ni-Cd батарей — явление «терморазгона» при зарядке. При повышении температуры электролита в процессе зарядки происходит рост емкости, при этом зарядное устройство может перезарядить элемент, что приведет к дальнейшему росту температуры и снижению рабочих параметров. Более предпочтительной для Ni-Cd АКБ является быстрая импульсная зарядка с контролем температуры электролита.

Зарядка для никель кадмиевых аккумуляторов.

Кроме перечисленных, можно назвать и другие недостатки Ni-Cd аккумуляторных элементов:

• низкая удельная емкость таких батарей;
• большие массогабаритные характеристики по сравнению с другими типами при одинаковой емкости;
• проблемы с переработкой и утилизацией в связи с высокой токсичностью кадмия.

Распространенный метод восстановления никель-кадмиевых аккумуляторов

При эксплуатации любого типа аккумуляторной батареи в ней происходят необратимые физико-химические процессы, приводящие к снижению уровня разряда в ноль. Их причинами является уменьшение рабочей поверхности и потеря активной массы электродов, изменение состава и объема электролита, образование кислорода и связанные с этим окислительные процессы.

Для Ni-Cd элементов характерной причиной выработки ресурса является образование дендритов кадмия, снижающих внутреннее сопротивление. На предотвращении этого процесса основан один из распространенных методов восстановления ni- cd аккумуляторов, способный вернуть к работе полностью разряженную и отказывающуюся воспринимать зарядку батарею. Метод основан на прожиге и разрушении дендритов под действием импульсного воздействия высокого тока.

Для восстановления аккумулятора требуется следующий набор оборудования и материалов:

Контрольный мультиметр. 

• рабочая и до конца заряженная АКБ с сильным током;
• набор зарядных проводов с зажимами;
• контрольный мультиметр;
• защитные перчатки и очки.

Обе батареи соединяются по минусовым клеммам, к плюсу рабочей также подсоединяется провод, свободный конец которого нужно в течение нескольких секунд быстро и кратковременно (2─3 раза в секунду) замыкать на плюс нерабочей АКБ. Замыкание не обязательно выполнять на саму клемму, ее можно предварительно подключить к проводу, а замыкания производить в удобном положении через зажим или металлическую пластину.

Для прожига кристаллов может понадобиться несколько циклов до появления напряжения на мультиметре. После этого батарею можно поставить на зарядку, но ожидать от нее набора полной емкости не стоит. Этот способ не устраняет другие источники и причины разряда, поэтому является временной мерой и способен улучшить состояние на короткий период.

Улучшенный метод восстановления

Для владельцев домашнего электроинструмента существует еще один способ отремонтировать аккумулятор шуруповерта, основанный на восстановлении электролита. При работе элемента в режиме разрядки в нем происходит пиролиз воды с ее разложением на водород и кислород. Уменьшение количества воды в составе электролита напрямую снижает его эксплуатационные характеристики.

Принцип восстановления с добавлением в электролит дистиллированной воды знаком многим автовладельцам. Для Ni-Cd элементов он имеет свои технические особенности, связанные и их небольшими размерами и закрытым типом корпуса.

В качестве инструмента используется дрель с тонким сверлом и медицинский шприц. В корпусе батареи высверливается отверстие и шприцем вводится 1 кубик дистиллированной воды. Элемент должен отстояться, после чего на его контактах измеряется напряжение. Так же, как и при предыдущем способе, элемент можно прожечь импульсным током.

Повторный замер напряжения проводится через несколько дней. Если батарея ожила, нужно запаять или заделать герметиком отверстия и поставить ее на зарядку. Если напряжения на клеммах по-прежнему нет, повторить всю процедуру с добавлением еще одной порции дистиллированной воды.

Современные генераторы

Высокие показатели мощности и тока позволяют никель-кадмиевым аккумуляторам оставаться безальтернативным источником питания в авиации и при проведении подводных работ. Они продолжают совершенствоваться преимущественно за счет конструкции кадмиевого анода.

Одним из способов повышения эксплуатационных характеристик является применение чистой кадмиевой активной массы отрицательного электрода без добавок оксида железа, что уменьшает окислительную способность анода.

Более долгим сроком службы, до 20-25 лет, отличаются современные Ni-Cd аккумуляторы длительного режима разряда с ламельными электродами, выполненными из слоев перфорированной металлической ленты, пространство между которыми заполняется активной никелевой или кадмиевой массой. Такая конструкция позволяет снизить разбухание активной массы и продлить срок ее полезной работы.

Мне нравитсяНе нравится

Ni-Cd Никель-кадмиевый метод извлечения из лома аккумуляторных батарей

В рамках продолжающихся усилий по максимальному извлечению металла из внутренних вторичных ресурсов Горное бюро исследовало процесс извлечения металлической части лома щелочных батарей. Пирометаллургический метод восстановления никеля и кадмия из никель-кадмиевых аккумуляторов, ранее разработанный в лабораторных масштабах, был расширен до 25- и 43-фунтовых зарядов. В методе использовалось восстановление и / или разложение в реторте с использованием минимум 2.5 процентов углерода в качестве восстановителя. Металлический кадмий перегоняли при атмосферном давлении и минимальной температуре 900 ° C. Чистота извлеченного кадмия составляла минимум 99,8 процента, а никель-железный остаток содержал менее 0,02 процента кадмия.

Производство и использование никель-кадмиевых щелочных батарей приобрело относительную популярность в конце 1950-х годов. В период 1966-71 годов примерно 3 процента первичного спроса на кадмий в Соединенных Штатах приходилось на долю производителей батарей. С 1971 по 1975 год спрос вырос с 3 до 13 процентов.Производители аккумуляторов подсчитали, что к 1981 году 2,2 миллиона фунтов, или более 20 процентов потребности Соединенных Штатов в кадмие, будет потреблено отраслью аккумуляторов. Соединенные Штаты зависят от Канады, Мексики и Австралии более чем на 60 процентов своих первичных поставок кадмия.

Сообщается, что практически весь лом никель-кадмиевых аккумуляторов экспортируется за границу, где он перерабатывается и возвращается в эту страну в виде рафинированных металлов. Несколько торговцев металлоломом ломают аккумуляторные элементы и вручную отделяют положительные и отрицательные пластины.Положительные пластины, содержащие от 1 до 2 процентов кадмия, переплавляются в США до сплава с высоким содержанием ферроникеля или используются для производства сплавов с высоким содержанием никеля. Пары оксида кадмия от этой плавки должны контролироваться в соответствии со стандартами EPA по выбросам. Отрицательные пластины с высоким содержанием кадмия в настоящее время экспортируются за границу.

До этого исследования были известны только следующие три метода переработки лома никель-кадмиевых аккумуляторов: гидрометаллургический метод, разработанный Горным бюро в 1971 году, сернокислотный и электролитический метод выщелачивания и пирометаллургический метод, запатентованный во Франции по которым отсутствуют подробности.Исследования Горного бюро привели к разработке пирометаллургического метода извлечения металлического кадмия и никель-железных остатков с низким содержанием кадмия. Для эффективной переработки никель-железного остатка допускается максимальная концентрация кадмия 0,1%.

Конструкция и состав батареи

Никель-кадмиевые батареи состоят из следующих основных частей: сеток, пасты, активных материалов, сепараторов, электролита и корпусов элементов. Материал сетки — проволочная сетка или перфорированный металлический лист.Проволочная ткань обычно состоит из чистого никеля, но также используется никелированное железо. Когда используется перфорированный металлический лист, основной материал покрывается никелем. Порошок никеля наносят на материал сетки в виде пасты и спекают при температуре от 800 ° до 1000 ° C. В результате получается пористый материал, который поглощает активные материалы с образованием положительных и отрицательных электродов (пластин). Положительные пластины пропитаны раствором Ni (NO3) 2, а отрицательные пластины — раствором Cd (NO3) 2. Обжиг и погружение в раствор щелочи дает активные материалы Ni (OH) 2 и Cd (OH) 2, которые поляризованы для получения заряженного или активного электрода.Цикл пропитки повторяют четыре-пять раз, получая прирост массы 1,1 г Ni (OH) 2 / см 3 и 1,6 г Cd (OH) 2 / см 3 объема пластины, соответственно. Обычно ячейки спеченного типа заполнены электролитом из чистого КОН с плотностью от 1,25 до 1,30 г / мл. Некоторые производители, однако, также добавляют в электролит LiOH (от 15 до 30 г / л), чтобы улучшить емкость положительных пластин. Таким образом, в пластинах аккумуляторов обычно используются материалы Ni, Ni (OH) 2, Cd, Cd (OH) 2 и сетка из Ni или Fe.Основная реакция (2) Ni-Cd элемента на разряд и заряд:

2βNiOOH + Cd ° + 2h3O ↔ 2Ni (OH) 2 + Cd (OH) 2 ……………………………… .. (1)

Под воздействием атмосферы пластины батареи и электролит KOH поглощают CO2 с образованием основного карбоната никеля [NiCO3 · NiO], CdCO3 и K2CO3 или KHCO3. Несколько аккумуляторных элементов были полностью разобраны, а случайные пробы были взяты с положительных и отрицательных пластин и проанализированы на содержание кадмия и никеля. Анализ материала аккумуляторной пасты, извлеченного из этих пластин, показан в таблице 1.

Когда пластины собраны, между каждой положительной и отрицательной пластинами используется разделитель. Большинство разделительных материалов — это пластмасса, обычно в виде тонких пористых листов. Нейлон и полипропилен — два наиболее распространенных пластиковых сепаратора, используемых сегодня. Пластик также является наиболее распространенным материалом для открытых спеченных элементов. Полистирол используется для всех коммерческих батарей и нейлон для некоторых военных батарей.

Стендовые испытания

Аккумуляторная паста использовалась для небольших испытаний (150–250 грамм). Пасту удаляли с пластин путем измельчения в шаровой мельнице или измельчения в молотковой мельнице с решетками диаметром ½ дюйма. Материал, измельченный в шаровой мельнице, просеивали на сетке 80 меш. Пасту из молотковой мельницы просеивали через 10 меш. Магнитные материалы, состоящие из пластин на железной основе, удалялись ручным магнитом. Типичный анализ напора показан в таблице 2.

Во время лабораторных испытаний были изучены различные условия. Сюда входило влияние углерода, давления и температуры на перегонку и извлечение кадмия.Результаты этих испытаний показали, что кадмий можно эффективно перегонять из заряда лома аккумуляторных батарей при атмосферном давлении. Около 99,8% кадмия было извлечено в виде конденсата высокой чистоты. Оптимальные результаты были получены при 900 ° C в течение 2 часов с использованием 2,5% углерода в загрузке. Кокосовый уголь был источником углерода для всех тестов. Подробности этих тестов были опубликованы ранее.

Взрыв конденсатов кадмия

Лабораторные испытания показали, что конденсаты кадмия могут стать взрывоопасными, если заряд уменьшить и отогнать при низком вакууме 400 микрон и температуре 950 ° C.Точная причина так и не была установлена, но конденсаты кадмия, которые взорвались или возникли искры, содержали более 10 процентов калия, тогда как невзрывоопасные конденсаты содержали менее 2 процентов калия. Поскольку эффективное восстановление и дистилляция могут быть выполнены при атмосферном давлении и ввиду потенциальной опасности взрыва при вакуумной перегонке, последняя не рекомендуется.

Крупномасштабные испытания

Крупномасштабные испытания проводились в газовой реторте.В зависимости от размера тигля, используемого в качестве реторты, емкость заряда составляла до 50 фунтов. Общая конструкция и расположение газовой реторты

и конденсатора показаны на рисунке 1. Оценка, проведенная с этой ретортой, включала: материалы реторты, конструкцию конденсатора, выбросы, анализ продукта, плавление остатков и распределение тепла. Во время этих испытаний потребовался ряд модификаций, таких как перемещение перегородки в конденсаторе, изоляция конденсатора и изменение систем сбора воды и выбросов.Окончательная конструкция печи включала 50-фунтовую глино-графитовую реторту. Это устройство печи и конденсатора показано на рисунке 2. Мокрый скруббер, используемый для сбора выбросов конденсатора, показан слева от реторты.

Материал реторты

Два типа материала были испытаны на пригодность в качестве огнеупора реторты для пирометаллургического процесса: Refrax 20 и глиняный графит. Refrax 20, карбид кремния, связанный нитридом кремния, был первоначально рекомендован, потому что нет известных реакций с аккумулятором и компонентами заряда флюса при температурах до 2200 ° F (1204 ° C) в восстановительной атмосфере.Однако во время первоначальных испытаний этот материал показал чрезмерную пористость, позволяющую парам кадмия выходить через реторту. В дальнейшем для реторт использовались глино-графитовые тигли, которые отлично работали, хотя сплавление лома батареи с застекленной поверхностью реторты происходило при температурах выше 1000 ° C. Легкое сплавление лома с поверхностью реторты также происходило при температуре 900 ° C. ° до 1000 ° С.

Конструкция конденсатора кадмия

Конденсатор (рис.1) состоял из железной трубы диаметром 3 дюйма, снабженной на конце резьбовой крышкой для облегчения удаления металлического конденсата кадмия. Позже была добавлена ​​пробка, чтобы можно было отводить расплавленный кадмий из конденсатора. В конденсаторе во многих местах были размещены перегородки, чтобы свести к минимуму выбросы кадмия из выпускного отверстия. Наиболее эффективным оказалось использование четырех перегородок из листового металла в задней части конденсатора, расположенных на расстоянии ½ дюйма друг от друга. На внешней стороне конденсатора была использована изоляция, чтобы кадмий конденсировался в виде жидкости для облегчения извлечения путем отвода непосредственно из конденсатора. Испытания проводились с изоляцией и без нее, чтобы определить оптимальные уровни температуры в конденсаторе. С изоляцией вокруг конденсатора температура на конце реторты повышалась почти до 600 ° C, а на холодном конце составляла от 300 до 500 ° C.При удалении изоляции максимальная температура на конце реторты составляла 500 ° C, а на холодном конце — от 300 до 500 ° C. холодный конец, 270 ° C. Эти испытания показали, что работа с удаленной внешней изоляцией является предпочтительной, особенно потому, что такое расположение сводит к минимуму выбросы кадмия.По завершении каждого испытания к конденсатору подводили внешнее тепло, чтобы расплавить и выпустить конденсат кадмия.

Выбросы кадмия были обнаружены в выхлопных газах из конденсатора, когда реторта достигла примерно 500 ° C (температура плавления кадмия 321 ° C). Выбросы вызваны выделением водяного пара и окиси углерода, которые действуют как газы-носители. Вода и окись углерода образуются в результате следующих реакций в приблизительном диапазоне температур от 100 ° до 1000 ° C:

Cd (OH) 2 → CdO + h3O ………………………………………… ……… (2)
Ni (OH) 2 → NiO + h3O ………………………………………………….. (3)
CdCO3 → CdO + CO2 …………………………………………………… .. (4)
2CdO → 2 Cd + O2 …………………… …………………………………… (5)
CdO + C → Cd + CO ………………………………………………………. (6)
2C + O2 → 2CO ……………………………………………………………. (7)

Заправкой реторты также являлась вода, которая содержала некоторое количество поглощенной влаги и была преднамеренно не сушить перед тестированием. Исходя из 10-фунтовой загрузки, содержащей 15 процентов кадмия, максимум 119 литров газа CO будет произведено в соответствии с уравнениями 5, 6 и 7. Были предприняты попытки сконденсировать водяной пар и кадмиевую пыль с помощью конденсатора и / или насадочная колонка.Возникли блокировки, вызвавшие противодавление в системе реторта-конденсатор, что привело к утечке оксида кадмия (CdO). В среднем было сконденсировано 480 мл воды и собрано от 1,8 до 22,8 г кадмия. Проблема сбора смеси водяного пара, углекислого газа и кадмиевой пыли была решена за счет использования мокрого скруббера (Mystain), оснащенного сетчатым фильтрующим экраном из пластика для удаления влажных частиц кадмия. Доступны другие типы фильтров или скрубберов.

Подготовка материала аккумуляторной батареи

Тестовый материал для всех крупномасштабных испытаний был подготовлен путем разрушения пластиковых корпусов аккумуляторных батарей, затем удаления пластин и их просушивания и частичного высыхания на воздухе.Из корпуса или пластин батареи слилось очень мало электролита KOH. Нейлоновые сепараторы были сняты, а пластины были отрезаны или оторваны от соединительных штырей аккумуляторной батареи. Пластины измельчали ​​в молотковой мельнице с отверстиями в решетке ½ дюйма. Наблюдения во время измельчения показали, что требуется оптимальное количество влаги, чтобы избежать проблем с пылью, не вызывая нежелательного слеживания внутри мельницы. Содержание влаги от 5 до 10 процентов было сочтено достаточным для удовлетворения этих требований. После измельчения примерно от 80 до 85 процентов материала прошло через сито с размером ячеек 10 меш.Материал с размером ячейки минус 10 меш почти полностью представлял собой пастообразный материал с приблизительно 5-10% материала сетки, тогда как материал с размером ячейки плюс 10 в основном представлял собой материал сетки (проволока и стальная штамповочная пластина) с небольшим количеством приставшей пасты для аккумулятора.

Испытания реторты на десять фунтов

Для испытаний на 10 фунтов в газовой реторте использовался глино-графитовый тигель размером 40 с емкостью от 10 до 15 фунтов заряда. Все испытания проводились при 900 ° C или выше в течение 2 часов с 10 фунтами материала.Кокосовый уголь был источником углерода для всех тестов. Во всех испытаниях использовался измельченный пластинчатый материал, за исключением испытания 10, в котором использовались целые пластины. Результаты представлены в таблице 3. Все тесты с 2,5 или 5,0% углерода показали, что в остатке осталось всего 0,006-0,046% кадмия. Все конденсаты кадмия анализировались спектрографически. Никель, железо и медь были единственными обнаруженными примесями и, таким образом, по разнице показали минимальную чистоту 99,8 процента. Источник меди неизвестен, но считается, что он связан с металлизацией никелевых и железных решеток, используемых для изготовления некоторых пластин батарей.

Тест 10 дал самый низкий остаточный кадмий, 0,006 процента. Основное различие между этим и предыдущими испытаниями заключалось в использовании целых пластин вместо измельченных пластин. Непрореагировавший углерод был относительно высоким (2,7 процента остатка), а степень плавления остатка оказалась очень высокой по сравнению с другими испытаниями. Сплав может иметь коммерческую ценность, если он достаточно обширен, чтобы помешать удалению остатка для дальнейшей обработки. Насыпная плотность не измельченных пластин была значительно ниже, чем измельченных пластин, что затрудняло загрузку в реторту всего 10 фунтов заряда.Объемная плотность не измерялась напрямую, но по приблизительным оценкам от 55 до 65 фунтов / фут³ и от 40 до 50 фунтов / фут³ для измельченных и недробленых пластин, соответственно. Оценки основывались на оценке приблизительного объема, занимаемого полной ретортой после выбора заданного веса пластин. В целях относительной информации в испытаниях 2, 8, 9 и 10 использовался счетчик газа для определения топлива, использованного во время полного испытания. Используемый газ (показан в таблице 3) включает период нагрева до температуры испытания.

Тесты 25-фунтовых реторт

Следующая серия тестов проводилась с номинальными 25-фунтовыми зарядами.Реторта была снабжена глиняно-графитовым тиглем размером 100, имеющим загрузочную емкость до 50 фунтов. Температура измерялась в передней, центральной и задней частях заряда. Двухчасовой период выдержки начинали, когда средняя температура достигала 900 ° C или выше. Средняя разница температуры между самой холодной и самой горячей областями загрузки составляла 245 ° C. Условия испытаний и результаты показаны в таблице 4. Кадмий в остатке варьировался от 0,007 до 0,056 процента, а чистота конденсата кадмия составляла приблизительно 99. 9 процентов. Добавление углерода для трех 25-фунтовых испытаний составило 2,5 процента.

Тесты реторты на сорок три фунта

Масштаб обработки был дополнительно увеличен в заключительном испытании с использованием 43 фунтов измельченных пластин. Чтобы обеспечить достаточное количество углерода для восстановления, использовалось 5% углерода. Время нагрева для достижения температуры испытания составляло приблизительно 5½ часов по сравнению с 1,5-2 и 2-3 часами нагрева для 10- и 25-фунтовых тестов, соответственно.Во время этого испытания распределение тепла было плохим, о чем свидетельствует большой разброс температуры в трех местах расположения термопар, примерно спереди, в середине и сзади заряда. В течение периода испытаний в трех точках в среднем 883 ° C, но колеблется от 800 ° C в передней части до максимум 1121 ° C в задней части заряда. Первоначально испытание прекращали после 2-часовой выдержки при температуре. Как показано в таблице 5 (испытание 1), остаток все еще содержал 0,595% кадмия. После анализа этот остаток повторно загружали в реторту без дополнительного углерода.Период выдержки не начинался до тех пор, пока средняя температура в трех местах не достигла минимума 900 ° C. Среднее значение для 2-часового испытания (период выдержки) составило 975 ° C. Повышенная температура вызвала заметное оплавление части шихты с глино-графитовым тиглем. Таким образом, часть тигля была удалена с остатком, что привело к более высокому анализу углерода, чем в начале этого второго периода испытаний (испытание 1а). Анализ остатка после завершения испытания 1а показал, что концентрация кадмия снизилась до 0.010 процентов, что намного ниже 0,10 процента, которое, как сообщается, требуется для обеспечения эффективной переработки. Конденсат кадмия, показанный в таблице 6, имел высокую чистоту, приблизительно 99,8 процента, с незначительными концентрациями Ni, Fe, Ca, Pb и Sn. Во время повторного запуска (испытание 1а) для заряда потребовалось дополнительно 237 кубических футов газа в течение 190-минутного периода для достижения температуры теста и 149 кубических футов в течение 2-часового периода выдержки. Если добавить 149 фут3 к 490 фут3, израсходованным на испытание 1, получится 639 фут3, расчетное общее потребление газа было бы продолжено испытанием 1 в течение дополнительных 2 часов вместо прерывания анализа с последующим повторным нагревом.

Выбросы кадмия

Выбросы кадмия были вызваны небольшими утечками, которые иногда происходили в системе, и небольшими количествами из выпускного отверстия конденсатора Cd. Пробы дымовой пыли были взяты для анализа на содержание кадмия с использованием модифицированной системы отбора проб Агентства по охране окружающей среды. Аппарат состоял из пробоотборного зонда, стеклянного фильтра, импинджеров, измерителя влажности и вакуумного насоса. Изокинетические образцы были взяты во время теста. В фильтрующем узле использовались стекловолоконные фильтры, способные удерживать 99.98 процентов твердых частиц размером до 0,3 микрона. Первые два импинжера содержали 100 мл 8N-HNO3, третий импинджер был пуст, а последний импинджер содержал осушитель из активированного оксида алюминия. Анализ тестовых растворов 8N-HNO3 и холостого раствора показал отсутствие кадмия в растворах. Весь кадмий эффективно улавливался стекловолоконными фильтрами. Был проведен холостой тест без загрузки реторты, в дымовых газах было обнаружено 1,58 мг / м3. По всей видимости, выбросы кадмия были вызваны остаточным кадмием в главном топочном боксе, окружающем реторту, который образовался в результате предыдущих утечек и треснувших тиглей.Выбросы кадмия в таблице 7 были скорректированы путем вычитания выбросов кадмия, образовавшихся во время холостого испытания. В настоящее время нормативы выбросов кадмия из источников Агентства по охране окружающей среды отсутствуют. Номера тестов соответствуют трем 25-фунтовым тестам в таблице 4 и заключительному 43-фунтовому тесту. Образцы окружающего воздуха в рабочей зоне были ниже нового рекомендованного стандарта NIOSH 40 мкг Cd / м³.

Расход топливного газа

Расход природного газа, показанный в таблицах 3, 4 и 5, сравнивался на основе размера загрузки и общего времени испытания. Эти данные показаны в таблице 8. Общее время испытания включает нагрев и время выдержки при температуре испытания. Во время промышленной переработки, даже в периодических операциях, печи будут загружаться горячими, чтобы минимизировать потребление топлива.

Эффективность использования топлива была значительно улучшена при испытаниях на 25 и 43 фунта по сравнению с испытаниями на 10 фунтов. Эти данные не указывают на дополнительную экономию топлива за счет дальнейшего масштабирования при существующей конструкции реторты. Другими словами, расход газа на фунт заряда при температуре испытания был одинаковым как для 25-, так и для 43-фунтовых испытаний.Конструкция горелки и реторты не исследовалась в этом исследовании для оптимизации расхода топлива и производительности загрузки. Эти данные о расходе топлива включены только как относительный показатель повышения эффективности использования топлива при увеличении загрузки печи для конкретных используемых реторт.

Необходимы дальнейшие исследования

Слияние

При использовании целых пластин по сравнению с измельченными пластинами наблюдались разные степени слияния. Очевидно, большая плоская поверхность всех пластин обеспечивает лучший контакт поверхности с поверхностью, что приводит к высокому сплавлению, в то время как измельченные частицы пластины имеют неровности и имеют только «точечный» контакт.Необходимы дополнительные исследования для определения влияния концентрации КОН, размера частиц, количества и типа углерода, степени упаковки образца в реторте и добавления добавок на причину плавления. Хотя количество слияния, наблюдаемое во время этих испытаний, не представляло серьезной проблемы, больше данных о средствах минимизации слияния должно помочь в коммерческом проектировании такой системы.

Конструкция печи

Хотя газовая печь является самой простой в эксплуатации, она может не подходить для этого материала из-за плохой теплопередачи или теплопроводности. Об этом свидетельствовали периоды медленного нагрева и чрезмерные температуры на периферии образца. Индукционная печь должна давать более равномерный нагрев из-за лучшего сцепления между образцом и индукционной катушкой. Другой тип материала тигля может помочь с теплопередачей. Материал из карбида кремния обеспечивает отличную теплопередачу, но в восстановительной атмосфере никель будет восстанавливаться и вступать в реакцию с карбидом кремния, если температура достигает 1200 ° C. Можно провести дополнительную работу с типом материала реторты.

Конденсатор кадмия

Чтобы исключить или уменьшить выброс кадмия из конденсатора, можно сделать несколько модификаций. Во-первых, следует использовать конденсатор большего размера, который позволит оседать мелким частицам кадмия. Конденсатор большего размера снизит скорость двуокиси углерода и водяного пара, которые действуют как газы-носители. Во-вторых, конденсатор должен находиться в вертикальном положении, чтобы обеспечить оседание частиц. В-третьих, нельзя использовать изоляцию.Это снижает температуру, что, в свою очередь, снижает давление паров кадмия. В-четвертых, образец должен быть сухим, чтобы удалить часть воды, которая выступает в качестве газа-носителя. В-пятых, правильная конструкция перегородки также снизит выбросы кадмия.

Одним из основных недостатков системы было цементное уплотнение между конденсатором и ретортой. Выбранный цемент (Fiberfrax) имел хорошие изоляционные свойства, но был немного пористым. Если в выхлопной системе происходило засорение, кадмий немедленно просачивался через цемент, вызывая пары оксида кадмия.Следует попробовать другие типы цементов.

Выводы

Схема процесса переработки показана на рисунке 3.

Результаты по загрузке реторты в диапазоне от 10 до 43 фунтов показали, что два товарных продукта могут быть извлечены из утильных никель-кадмиевых аккумуляторов. На основании данных и визуальных наблюдений были определены следующие оптимальные условия:

1. Загрузку реторты необходимо нагреть минимум до 900 ° C в течение 2 часов, чтобы получить остаток с содержанием менее 0. 02% кадмия.
2. Минимум 2,5% углерода необходимо для эффективной перегонки и удаления кадмия из загрузки.
3. Обрезные пластины аккумуляторных батарей необходимо измельчить, чтобы предотвратить расплавление остатков.
4. Восстановительная дистилляция может осуществляться при атмосферном давлении, вакуум не требуется и не рекомендуется.

Испытания на восстановление клемм аккумуляторной батареи не проводились. На них осталось лишь небольшое количество материала сетки и пасты, и считается, что столбики можно переплавить для производства изделия из нержавеющей стали.Батарейные ящики можно было разбить на части, помыть и продать в пластиковом виде.

Дальнейшая работа над пирометаллургическим дизайном позволит лучше определить параметры для оптимизации процесса переработки.

Восстановить NiCAD аккумулятор | Sciencing

Никель-кадмиевые или никадовые батареи все еще распространены, хотя их быстро заменяют литий-ионными. Тем не менее, есть вероятность, что у вас есть устройство или инструмент с батарейным питанием, который использует никадовые батарейки, и некоторые из перезаряжаемых батареек AA и AAA в ваших солнечных светильниках или фонариках могут быть никадовыми.

Самая большая проблема никадов, особенно старых, заключается в том, что они подвержены эффекту памяти, в результате чего аккумулятор «запоминает» необычно короткий цикл зарядки и больше не заряжается до полной емкости.

Обычно это происходит, когда вы кладете аккумулятор в зарядное устройство до его полной разрядки или оставляете в зарядном устройстве дольше, чем необходимо. Это вызывает накопление кристаллических отложений на отрицательной клемме.

Можно восстановить батарею и решить эту проблему, ударив батарею импульсами от батареи 12 В.Технически это можно сделать с автомобильным аккумулятором, но безопаснее использовать вместо него конденсатор или зарядное устройство на 12 В.

Что происходит внутри батареи Nicad?

Положительные пластины внутри никадовой батареи сделаны из пористой пластины, на которую нанесен тонкий слой гидроксида никеля, а отрицательные пластины сделаны из гидроксида кадмия. Пластины разделены полосой из пористого пластика и помещены в ячейку, заполненную 30% -ным раствором гидроксида калия, который действует как электролит.

Когда вы прикладываете заряд, отрицательные пластины теряют кислород и начинают образовывать металлический кадмий, в то время как положительные пластины окисляются. Зарядка завершена, когда весь материал на отрицательных клеммах преобразован в кадмий.

Процесс обратный во время разряда, и химическая энергия преобразуется в электрическую, поскольку положительная пластина отдает кислород, который возвращается обратно к отрицательной пластине.

В процессе зарядки на клеммных пластинах оседают загрязнения, и они создают эффект плавления крошечных кристаллов на пластинах в более крупные с меньшей площадью поверхности для поглощения или выделения кислорода.Выброс загрязнений происходит ближе к концу процесса зарядки и продолжается, если полностью заряженный аккумулятор остается в зарядном устройстве.

Восстановление батареи Nicad

Процедура восстановления включает подачу высокого напряжения на клеммы батареи. Разряд разрушает сплавленные кристаллы на клеммных пластинах и восстанавливает их способность переносить кислород. Вам понадобится автомобильное зарядное устройство, два гвоздя и вольтметр.

Эта процедура является потенциально опасной и предполагает возможность взрыва.В целях безопасности используйте защитные очки и перчатки.

Проверьте напряжение аккумулятора, затем зажмите гвоздь в каждом из зажимов типа «крокодил» зарядного устройства, вставьте его в розетку и установите зарядный ток на 10 ампер. Прикоснитесь одним гвоздем к одной из клемм аккумулятора, затем на мгновение прикоснитесь другим гвоздем к другой клемме и немедленно удалите ее. Вы увидите искры от терминала.

Повторите эту процедуру от пяти до 10 раз, затем проверьте напряжение аккумулятора. Если он увеличился, все готово. Повторите процедуру, если не заметили никаких изменений.

Поддержание ваших Nicads в отличном состоянии

После того, как вы восстановили аккумулятор, вставьте его в инструмент или прибор и полностью разрядите. После того, как вы его разрядите, вставьте его в зарядное устройство, оставьте там до полной зарядки, затем извлеките. Чтобы аккумулятор работал на полную мощность, кладите его в зарядное устройство только тогда, когда он полностью разряжен.

Если у вас нет интеллектуального зарядного устройства, которое автоматически отключается при зарядке аккумулятора, обязательно извлеките аккумулятор, как только светодиод на зарядном устройстве загорится зеленым, показывая, что оно полностью заряжено.

(PDF) О рекуперации отработанных никель-кадмиевых аккумуляторов

Панайотова М., Панайотов В., О рекуперации отработанных никель-кадмиевых аккумуляторов, Тр. XII Балканского

Конгресса по переработке полезных ископаемых, 10-14 июня 2007 г., Дельфи, Греция, NTUA, Г. Н. Анастассакис, (ред.)., 559-564,

2007

ПО ВОССТАНОВЛЕНИЮ ОТРАБОТАВШИХСЯ НИКЕЛЬ-КАДМИЙНЫХ БАТАРЕЙ

РЕФЕРАТ

Отработавшие никель-кадмиевые (NiCd) аккумуляторы представляют собой вредные отходы, которые при надлежащем обращении, переработке и переработке

могут быть превращены в полезное сырье.Работа, описанная в статье, посвящена поиску

оптимальных условий восстановления Cd и Ni из отработавших аккумуляторов. Изучено влияние температуры, отношения твердой и жидкой фаз и концентрации серной кислоты

на выщелачивание. В эксперименте

использовалась линейная вольтамперометрия (LSV) для определения условий, при которых металлы могут быть извлечены электролитическим способом с высоким содержанием из смешанного фильтрата

. Было исследовано влияние концентрации ионов тяжелых металлов в смешанном растворе, материале электродов, pH продукта выщелачивания

и перемешивании на осаждение представляющих интерес металлов. Возможность использовать тесты LSV для

быстрого определения потенциала, при котором тяжелые металлы могут быть электролизованы с удовлетворительным содержанием, проверяется путем сопоставления данных об оптимальном потенциале, определенном LSV, и о содержании электролизного металла

при этом потенциале.

ВВЕДЕНИЕ

Перезаряжаемые никель-кадмиевые батареи представлены на рынке в виде крупных промышленных и небольших герметичных аккумуляторов для

беспроводных электроинструментов, телекоммуникаций, аварийного освещения и безопасности, а также портативных бытовых приложений

, включая слуховые аппараты, кардиомониторы, зубные щетки, бритвы, портативные компьютеры, пейджеры,

электронных игрушек и MP3-плееры.На герметичные батареи приходится около 80% потребления кадмия

на рынке аккумуляторов. Они продаются для потребительского использования в различных размерах в виде отдельных аккумуляторных элементов

или в составе бытовых приборов. Оставшиеся 20% кадмия потребляются в

крупных промышленных никель-кадмиевых батареях (батареи «открытого» типа), которые обычно продаются и используются небольшой группой

профессиональных пользователей — для железных дорог, авиакосмической промышленности, электромобилей и резервного питания. и т.п.Мировой рынок никель-кадмиевых аккумуляторов

продолжает расти, тем не менее, в некоторых регионах (Западная Европа) другие типы аккумуляторов

увеличивают свою долю на рынке. Никель-кадмиевые батареи популярны из-за их хороших характеристик

,

(можно заряжать до 1000 раз и менее чувствительны к неправильному обращению из-за перезарядки) и

, потому что они наименее дорогие из вторичных батарей. Тенденции использования портативных потребительских никель-кадмиевых батарей

показывают, что аккумуляторные электроинструменты составляют все большую часть потребления

, тогда как использование сотовых телефонов на мировом рынке прекратилось.

Никель-кадмиевые батареи не представляют большой опасности при использовании, но представляют опасность на свалках. Выбросы металла от батарей

в воду происходят (96-98%) в результате захоронения и сжигания. Два процента выбросов Cd и Ni

в воду происходят во время производства батарей (Rydh, 2001). Испытаниями на деградацию

(Oda, 1989) было установлено, что Cd из целых батарей не будет выделяться в течение двух-четырех десятилетий на свалку

, подверженную нормальным дождям.Основная проблема заключается в том, что со временем свалки будут заброшены,

могут подвергнуться строительным работам, эрозии в результате наводнения и т. Д., И это делает их долгосрочным источником выбросов кадмия и других опасных веществ в окружающую среду в размере

. . Выбросы Cd в атмосферу занимают

место в основном (99%) при сжигании и захоронении отходов. При использовании наилучших доступных технологий выброс

Cd в воздух от современных мусоросжигательных заводов обычно составляет около 1% от Cd в отходах (Rydh,

2001).Как известно, неконтролируемое сжигание и захоронение отходов имеет место во многих странах мира. Для никеля

82% выбросов происходит во время сжигания и захоронения, а 15% приходится на добычу сырья

. С экологической точки зрения оптимальная степень переработки никель-кадмиевых аккумуляторов

близка к 100%.

В настоящее время переработка металлов, вероятно, рассматривается как экологическая деятельность, но она существовала на протяжении многих

веков как экономическая деятельность.Батареи, изготовленные из переработанных никель и кадмий вместо первичных металлов

Как оживить мертвые никель-кадмиевые батареи

Если никель-кадмиевый аккумулятор разряжен (симптомы следующие: аккумулятор имеет нулевое напряжение и не заряжается), есть шанс восстановить его. Конечно, нет никакой гарантии, что он будет работать, но попробовать хотя бы стоит. Вот несколько способов оживить разрядившуюся никель-кадмиевую батарею:

1. Заппинг

Этот метод разрушает закороченные кристаллические дендриты.Требуется приложить к аккумулятору несколько сильноточных импульсов, сила которых должна быть не менее нескольких ампер — ток должен быть в 20..40 раз больше, чем емкость аккумулятора. Импульсы сильного тока могут быть получены с помощью конденсатора (см. Рисунок 1), который разряжается через батарею. Лучше использовать конденсатор с низким эквивалентным последовательным сопротивлением.

Рисунок 1.

R1 — 1к..10к;
C1 — 200 мкФ x 50 В;
SW1 — Кнопка нажимная;
V1 — 12..,50 В

Напряжение источника питания V1 может находиться в диапазоне 12 … 50 Вольт. Более низкое напряжение источника питания требует конденсатора большей емкости. Резистор R1 предохраняет блок питания V1 от перегрузок, номинал этого резистора может варьироваться в широких пределах. При параметрах компонентов, показанных на Рисунке 1, конденсатор C1 заряжается менее чем за 1 секунду.

Как пользоваться этим методом. Подключите разряженный аккумулятор (один элемент) к клеммам устройства, нажмите кнопку SW1. Чтобы починить аккумулятор, может потребоваться несколько нажатий.Если это не удается, попробуйте увеличить значение емкости C1 и / или напряжение источника питания, затем повторите процедуру.

2. Замораживание

Если метод запирания не помогает, попробуйте этот — замораживание. Положите разряженный аккумулятор в холодильник с морозильной камерой на один-два часа. Возьмите аккумулятор, постучите по нему несколько раз ручкой молотка. Замораживание делает дендриты хрупкими, поэтому оно должно их разрушить.

3. Зарядка-разряд несимметричным током

В этом методе батарея заряжается импульсами тока, а между импульсами батарея разряжается более низким током.Зарядный ток составляет 10% от номинальной емкости АКБ, разрядный ток в 10 раз ниже зарядного. Для создания зарядного устройства требуется трансформатор переменного тока, диод и два резистора (см. Рисунок 2).

Рисунок 2.

D1 — мощный выпрямительный диод типа 1N4001, 1N4007; C — Емкость аккумулятора, А * ч I c — Ток заряда, А; I d — Ток разряда, А; В t — Напряжение на вторичной обмотке трансформатора, переменный ток 50/60 Гц; В — Номинальное напряжение АКБ

Давайте посмотрим, как рассчитать R1 и R2.Как было сказано ранее, ток разряда (Амперы)

I _d = 2 * C / 100, (1)

где C — емкость аккумулятора, А * ч. Поскольку схема представляет собой полуволновой выпрямитель, поэтому используется только половина импульсов, поэтому импульсный ток должен быть в два раза выше, чтобы обеспечить необходимую энергию, поэтому ток здесь удваивается.

Если номинальное напряжение аккумулятора равно В, то по закону Ома значение R2 равно

.

R2 = V / I _d , (2)

Комбинируя формулы (1) и (2), получаем значение R2 (Ом):

R2 = V / (2 * C / 100) = 50 * V / C, (3)

Далее найдем номинал резистора R1.В качестве зарядного тока следует также учитывать разрядный ток:

.

I _c = 2 * C / 10 + I _d = 2 * C / 10 + 2 * C / 100 = 22 * ​​C / 100, (4)

Импульсы зарядного тока тоже должны быть вдвое больше по амплитуде, поэтому первый член формулы удваивается.

R1 = (2 ^1/2 * V _t — V — V _d1 ) / (22 * C / 100) = 100 * (2 ^1/2 * V _t — V — V _d1 ) / (22 * C), (5)

, где В _t — напряжение переменного тока на вторичной обмотке трансформатора.Обратите внимание, амплитуда составляет 1,41 * В _t ;
В _d1 — прямое напряжение диода D1, оно около 0,8 Вольт.

Отметим также, что в схеме используется однополупериодный выпрямитель, поэтому амплитуда импульсов тока через резистор R1 в два раза выше, чем зарядный ток, потому что мы используем только половину волны, поэтому аналоговый вольтметр покажет половину напряжение на резисторе R1. Также следует учитывать выходное сопротивление трансформатора, но в большинстве случаев оно довольно низкое, поэтому им можно пренебречь.Падением напряжения на диоде D1 также можно пренебречь.

Рассмотрим пример: никель-кадмиевый элемент 800 мА, V = 1,25 В. Используя формулу (3),

R2 = 100 * 1,25 / (2 * 0,8) = 78 Ом. Нет необходимости использовать точное значение, здесь можно использовать резистор на 80 Ом.

Теперь давайте найдем значение R1. По формуле (5) для В _t = 10 В,
R1 = 100 * (1,41 * 10-1,25-0,8) / (22 * 0,8) = 69 Ом

Это значение также может изменяться в некотором диапазоне (± 10%), мы можем выбрать R1 = 70 Ом.

Значения R1 и R2 можно рассчитать с помощью онлайн-калькулятора (см. Его под рисунком 2).

Для реальной схемы было бы удобнее использовать потенциометры вместо резисторов R1 и R2.

Как использовать это зарядное устройство:

1. Рассчитайте R1 и R2, как описано выше;
2. Подключите R2 к восстанавливаемой батарее, необходимо контролировать ток I _d через R2, потому что разряженная батарея может иметь нулевое напряжение, поэтому замените R2 потенциометром;
3. Включите питание, проверьте ток I _c через R1, при необходимости измените R1;
4. Первые полчаса оба тока могут сильно отличаться, после этого может быть лучше, но в любом случае токи следует контролировать.
5. Заряжайте аккумулятор примерно 14..16 часов.

Кстати, этим методом можно оживить не только никель-кадмиевые, но и свинцово-кислотные аккумуляторы.

См. Также другую схему зарядного устройства-регенератора

НАЗАД

Вся правда о никель-кадмиевых аккумуляторах

Мы участвуем в программе Amazon Services LLC Associates, партнерской рекламной программе, разработанной для того, чтобы мы могли получать вознаграждение за счет ссылок на Amazon. com и связанные с ней сайты.

[nextpage title = «Введение»]

Никель-кадмиевый (NiCd) — это очень хорошо известная технология перезаряжаемых аккумуляторов, используемая в нескольких электронных устройствах, таких как портативные компьютеры, сотовые телефоны, беспроводные телефоны, старые материнские платы и т. Д. Она также очень хорошо известна своей (не) известной «Эффект памяти», который заставляет батареи такого типа терять заряд быстрее, когда они старые, чем когда они были совершенно новыми. В этой статье мы более подробно объясним, как работают никель-кадмиевые батареи, что и почему возникает «эффект памяти» и как его предотвратить.

Как следует из названия, никель-кадмиевые батареи состоят из двух химических элементов: никеля в форме гидроксида никеля и кадмия. Третий элемент, используемый в качестве электролита, обычно раствор гидроксида калия (КОН). Кадмий — большой злодей. Во-первых, это элемент, стоящий за «эффектом памяти», а во-вторых, это тяжелый металл и, следовательно, очень токсичный.

Вот почему в новых технологиях аккумуляторных батарей больше не используется кадмий (например, никель-металлогидридные [NiMH], литий-ионные [Li-ion] и литий-ионные полимерные [Li-Pol]).В портативных компьютерах, сотовых телефонах, беспроводных телефонах и материнских платах, имеющихся сегодня на рынке, больше не используются никель-кадмиевые батареи, и у вас не будет никаких проблем или «эффекта памяти», если в вашем электронном гаджете будет использоваться батарея, отличная от технологии NiCd. Просто чтобы убедиться, если вы посмотрите на свою батарею, вы найдете наклейку, показывающую, какую технологию батареи она использует. Если это не NiCd, у вас не будет проблемы с «эффектом памяти».

Что это вообще за «эффект памяти»?

«Эффект памяти» — это когда аккумулятор «думает», что он полностью заряжен, но это не так.Итак, предположим, что он заряжен на 70%, но он «думает», что он заряжен на 100%. В этом случае при установке на зарядное устройство он перестанет заряжаться, так как считает, что он уже полностью заряжен. Когда вы начнете использовать свой гаджет, он прослужит меньше, так как он заряжен только на 70% — и, следовательно, предполагается, что старые никель-кадмиевые батареи служат меньше, чем новые. Что верно, но это способы предотвратить возникновение «эффекта памяти».

[nextpage title = «Почему возникает эффект памяти и как его предотвратить?»]

С технической точки зрения, это происходит за счет образования кристаллов кадмия внутри батареи.Эти кристаллы трудно растворяются и ответственны за «эффект памяти». Таким образом, уловка, позволяющая избежать «эффекта памяти», состоит в том, чтобы избежать образования этих кристаллов внутри батареи.

Обычно это достигается путем подзарядки батареи только тогда, когда она разряжена, а не когда она частично разряжена. Кроме того, высокие температуры способствуют образованию кристаллов.

Однако это создает другую проблему: NiCd нельзя полностью разрядить, иначе они будут повреждены. Полностью разряженная батарея обычно имеет напряжение ниже 1 В на элемент (никель-кадмиевые батареи обычно состоят из нескольких единиц 1.2 В ячейки; типичные никель-кадмиевые батареи — это блоки 3,6 В с использованием трех ячеек 1,2 В).

Таким образом, «трюк», который многие люди рекомендуют для устранения «эффекта памяти» путем полной разрядки никель-кадмиевых аккумуляторов путем их короткого замыкания (или любой другой вид «быстрой разрядки»), на самом деле наносит аккумуляторам больше вреда, чем пользы, даже если несколько человек утверждают, что таким образом они могут восстановить никель-кадмиевые батареи с «эффектом памяти». Суть в том, что подобный трюк не растворяет кристаллы кадмия, ответственные за проблему «эффекта памяти».Правильный способ разрядить никель-кадмиевые батареи и предотвратить «эффект памяти» — это разрядить их, используя их в обычном режиме на вашем гаджете, пока ваше устройство не пожалуется, что батареи разряжены.

Еще одна вещь, которую некоторые люди заявляют, — это восстановление никель-кадмиевых аккумуляторов путем их «разрядки», то есть быстрой их сильноточной зарядки. Об этом мы поговорим на следующей странице.

Наблюдать за текущим состоянием заряда никель-кадмиевых аккумуляторов очень сложно, потому что у никель-кадмиевых аккумуляторов нет линейной кривой разряда.Напряжение на никель-кадмиевых элементах остается на уровне 1,2 В, пока батарея не «разрядится». Таким образом, даже если аккумулятор заряжен только на 30%, он будет продолжать обеспечивать, например, 1,2 В на своем выходе.

Давайте объясним это лучше. Обычные неперезаряжаемые 1,5 В представляют собой линейную рампу разряда, поэтому, когда он имеет 50% заряда, он будет обеспечивать на своем выходе только 0,75 В. Таким образом, вы можете легко отслеживать текущее состояние заряда обычного аккумулятора, достаточно измерить его вольтметром.

Итак, когда NiCd частично заряжен, когда нельзя сказать, действительно ли он частично заряжен или полностью заряжен, потому что в обоих сценариях батарея будет обеспечивать 1,2 В на своем выходе.

Никель-кадмиевые батареи «разряжаются» всякий раз, когда на их выходе присутствует напряжение 1 В. Проблема, как мы уже говорили ранее, заключается в том, что если вы продолжите использовать батарею ниже этого уровня, вы ее повредите. Именно тогда ваш беспроводной телефон начинает издавать звуковой сигнал, сообщая, например, о том, что его аккумулятор разряжен.Пора сразу же его перезарядить.

Таким образом, правильный способ перезарядить никель-кадмиевый аккумулятор — полностью зарядить его, использовать и подождать, пока он достигнет уровня 1 В на элемент, и только затем перезарядить. Это также известно как «полный цикл перезарядки». Никель-кадмиевые батареи могут выдержать только 500 полных циклов перезарядки. После этого с аккумулятором начинают возникать проблемы.

Как мы уже упоминали, обычно электронные устройства сообщают вам, когда батарея достигает этого состояния: это точный момент, когда ваш гаджет начинает жаловаться на низкий заряд батареи.

В некоторых старых портативных компьютерах, в которых использовались никель-кадмиевые аккумуляторные батареи, использовался трюк, позволяющий пользователю узнать, сколько заряда осталось. Производитель знал, сколько времени проработает компьютер с полностью заряженной батареей. Итак, в ту минуту, когда вы отключили свой ноутбук от сети, он начал измерять время, в течение которого он работал от батарей, и рассчитал, сколько заряда осталось. Таким образом, он на самом деле не измерял состояние батареи (потому что, как мы уже говорили, почти невозможно узнать состояние заряда NiCd), а вместо этого показывал «предположение».

Еще одна большая проблема с никель-кадмиевыми батареями заключается в том, что они теряют заряд, когда они не используются, со скоростью 1% в день. Это означает, что неиспользуемая никель-кадмиевая батарея будет терять заряд со скоростью 30% в месяц. Через три с половиной месяца он полностью исчезнет, ​​что может привести к необратимому повреждению — как мы уже говорили, никель-кадмиевые батареи не могут быть полностью разряжены.

[nextpage title = ”Dead Batteries”]

Некоторые люди заявляют, что восстанавливают разряженные никель-кадмиевые батареи — т. Е. Батареи, показывающие 0 В на вольтметре, которые не восстанавливаются путем подключения их к зарядному устройству — путем выполнения сильноточной быстрой зарядки, процесса, известного как «разрядка», и их положить их обратно в зарядное устройство для регулярной зарядки.

Фактически, это сработает, если в батарее есть внутреннее короткое замыкание, вызванное небольшим дендритом, который представляет собой небольшой кусок материала, соединяющий два полюса батареи изнутри. Что делает этот дендрит, так это сжигает этот дендрит, как если бы это был предохранитель, решая проблему короткого замыкания.

Но проблема может вернуться, потому что могут образоваться не только другие дендриты, но и испарившийся материал теперь находится внутри батареи, который может действовать как резистор, заставляя батарею удерживать меньше заряда, чем когда она была хорошей.

Однако отключение аккумулятора, если проблема не во внутреннем коротком замыкании, может привести к еще большему повреждению аккумулятора. Как мы уже упоминали, если вы позволите своей никель-кадмиевой батарее полностью разрядиться, она может быть повреждена — то есть полностью разряжена навсегда — и проблема здесь не будет в каких-либо дендритах внутри, создающих внутреннее короткое замыкание.

Имейте в виду, что этот метод не имеет ничего общего с «эффектом памяти». Некоторые люди могут утверждать, что таким образом они решили «эффект памяти» батареи, но на самом деле проблема с батареей была другой (внутреннее короткое замыкание).

[nextpage title = ”Сводка”]

• Чтобы избежать «эффекта памяти», вы должны выполнить «полный цикл перезарядки», то есть использовать гаджет без зарядного устройства до тех пор, пока он не разрядится (то есть, когда ваш беспроводной телефон начнет пищать), и только затем перезарядить его.
Никель-кадмиевые батареи
• выдерживают около 500 полных циклов перезарядки.
Никель-кадмиевые батареи
• не могут быть полностью разряжены (напряжение ниже 1 В на элемент). Это повредит аккумулятор.
• Не замыкайте накоротко никель-кадмиевые батареи и не выполняйте никаких других действий по «быстрой разрядке».Это повреждает батарею (хотя некоторые люди утверждают, что таким образом они могут восстановить никель-кадмиевые батареи с «эффектом памяти»). Суть в том, что подобный трюк не растворяет кристаллы кадмия, ответственные за проблему «эффекта памяти».
• «Подзарядка» никель-кадмиевой батареи (сильноточная быстрая зарядка) может решить некоторые проблемы с разряженной батареей, однако этот метод не имеет отношения к решению проблемы «эффекта памяти».
• Когда никель-кадмиевые батареи не используются, они теряют 1% своего заряда в день.Через три с половиной месяца аккумулятор полностью разряжается, что приводит к повреждению аккумулятора.
• Не подвергайте никель-кадмиевые батареи воздействию высоких температур.
• Батареи не на основе кадмия не подвержены «эффекту памяти».

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Закон об аккумуляторах требует зарядки | Отходы360

В настоящее время в девяти штатах и ​​15 странах действуют законы, регулирующие сбор и утилизацию определенных типов батарей.

Но, согласно недавно опубликованному отчету, законы не позволили отрасли достичь государственных целей по утилизации аккумуляторов.

В отчете Raymond Communication Inc., Колледж-Парк, штат Мэриленд, речь идет о законах о возврате батарей, когда компании возвращают свои коммерческие количества никель-кадмиевых (никель-кадмиевых) батарей на предприятия по утилизации.

Несколько стран и один штат, Миннесота, требуют восстановления 90 процентов никель-кадмиевых аккумуляторных батарей, но ни одна юрисдикция по закону не смогла восстановить более 60 процентов, говорится в отчете.

По словам Мишель Рэймонд, издателя отчета, законы о взыскании часто обходятся дорого, и их сложно обеспечить.

Ее исследование показало, что производители в США платят около 7,5 миллионов долларов в год за сбор и утилизацию батарей из опасных материалов, но им удается собрать и восстановить только 2500 тонн никель-кадмиевых батарей. Это около 3000 долларов за тонну.

Уровень извлечения в 1998 году был неизменным, частично из-за того, что количество батарей, попадающих в поток отходов, увеличилось примерно на 2 миллиона фунтов, согласно отчету.Кроме того, по словам Раймонда, никель-кадмиевые батареи заменяются другими материалами без каких-либо требований к возврату.

«Химия аккумуляторов так сильно меняется, что я вижу день, когда ni-cd выйдут из употребления», — говорит она. «Какой смысл во всех законах о возврате, в которых вы не можете вернуть 90 процентов [батарей]?»

В 1995 году Конгресс принял Правило об универсальных отходах, чтобы уменьшить количество опасных материалов, включая несколько типов батарей, попадающих в поток твердых бытовых отходов.