Популярность аккумуляторов в современном мире огромная. Существует немало разновидностей. Никель-металлогидридные  — это аккумуляторные батарейки, которые имеют важное значение в индустрии. Ассортимент применения данных моделей достаточно широк, от обычных ручных фонариков и радиоуправляемых игрушек до космической техники. Ni-MH источники питания пришли на замену никель-кадмиевым.

Возникновение и развитие Ni-MH аккумуляторов

Данные источники питания возникли ещё в прошлом веке. Никель-металлогидридные батареи должны были заменить никель-кадмиевые.

Специалистам удалось разработать водородную разновидность АКБ, которые применяются в космической отрасли.
Удалось обнаружить новейший метод добывания водорода.

В Ni-MH аккумуляторах водород собирался исключительно в некоторых компонентах. Они могли накопить объём, который превышал их собственный в тысячу раз. В составе могло быть не менее 2 разновидностей сплавления металлов. Один из них добывал водородную структуру, а второй отвечал за правильную передачу атомов и молекул водорода через специальную решётку, созданную из металлического каркаса.
В металлогидридных АКБ возможно использовать огромное количество различных видов металла. Данные батарейки разрабатываются и по сей день, при этом совершенствуя свою конструкцию. Новейшие разработки никель-металлогидридных аккумуляторных батарей имеют большое количество циклов заряда и разряда, примерно 2 — 2,5 тысячи.
На протяжении всего времени разработки использовались различные металлы и их сплавы. Производство было настроено на максимальное увеличение энергетической ёмкости. Поэтому они начали заменять кадмиевые виды. Помимо всего прочего, металлогидридные модели более безопасны, они создаются из нетоксичных компонентов, что значительно облегчает их использование, а также процесс утилизации.

Что представляет собой Ni-MH аккумулятор

Металлогидридные модели аккумуляторные батареи обладают специфическими особенностями и свойствами. У них своя конструкция, в которой присутствуют важные характеристики. Как и все разновидности аккумуляторов они имеют свои положительные и отрицательные особенности, черты и свойства. В основе своей они имеют малые отличия от своих предков, никель-кадмиевых аккумуляторных источников питания.

Чувствуете разницу?
И так знаю Теперь да

Устройство изделий и принцип работы никель-металлогидридных аккумуляторов

Если разобраться в составе металлогидридных источников питания, то это поможет понять их принцип работы:

Компоненты Ni-Mh:

  • минусовой электрод имеет в составе металлогидрид;
  • плюсовой электрод основан из никиля, а точнее, из его оксида;
  • электролитический раствор основан из гидрооксида металла калия;
  • в основу анода ложится фольговая разработка;
  • при разработке катода применяются никилиевые порошки.

Характеристики Ni-MH аккумуляторов

Ni-MH аккумуляторы характеристики. Все виды являются перезаряжаемыми аккумуляторами. Имеют разные габариты, вес, свой набор электрических характеристик, энергетическую ёмкость.

Электрические характеристики

Никель-металлогидридные батареи способны выдавать напряжение от 1,2 до 1,5 Вольт. Если соединять аккумуляторы последовательным методом, то можно добиться параметра напряжения в 15 Вольт. Средняя энергоплотность находится в диапазоне от 60 до 120 Вт-ч/кг. Параметр сопротивления составляет от 200 до 300 мОм. Данные модели имеют хорошую защиту от перезаряда. Это означает, что при долгом нахождении нахождении на зарядке, устройство не будет перегреваться и потреблять лишнюю энергию. Саморазрядка у данных АКБ присутствует и она является даже выше чем у никель-кадмиевых видов. Саморазрядка — это процесс при котором происходит потеря энергии, в режиме ожидания. Это приводит к уменьшению срока эксплуатации аккумуляторной батареи. За год батарейка может терять до 30 процентов электроэнергии. Номинальное напряжение составляет 1,5 Вольт. Приемлемая нагрузка тока составляет 0,5 С.

Ёмкость аккумулятора

Металлогидридные разновидности изделий имеют маленькое число циклических повторений подзарядки в диапазоне от 350-550. После этого происходит потеря ёмкости в 20 процентов. Более новые гибридные модели имеют большую энергетическую ёмкость, она может доходить до 3000 циклов. Если говорить про никель-кадмиевые источники питания их количество циклов не превышает 1600 штук.

Типоразмеры

Основной тип у металлогидридных источников питания цилиндрические. Они полностью копируют обычные одноразовые батарейки, некоторые отличия могут быть в весе или незначительном размере. Также на них имеется своя маркировка.

Достоинства и недостатки

Каждый вид любого источника питания имеет свои особенности и недостатки. Металлогидридные аккумуляторные батареи не стали исключением.

Преимущества никель-металлогидридных моделей:

  • практически нет эффекта памяти. Это означает, что батарейки не запоминают прошедшие циклы зарядки и их ёмкость не меняются до окончания циклов. Не потребуется проводить полные зарядку и разрядку как в прошлых разновидностях аккумуляторов. Отсутствие этого эффекта обусловлено тем, что в отрицательных электродах присутствует специальное вещество, блокирующее процесс;
  • наличие безопасности для всего окружающего мира за счёт отсутствия опасных химических продуктов и кадмия;
  • увеличение энергетической ёмкости. Если кадмиевые и металлогидридные аккумуляторные батареи будут одного размера, то вторые смогут проработать в 1,5 или даже в 2 раза дольше.

Недостатки никель-металлогидридных моделей:

  • невысокий срок эксплуатации. Некоторые модели после 300 циклов уже могут потерять порядка 20 процентов от былой энергетической ёмкости;
  • металлогидридные батарейки могут воспламениться или даже взорваться если будут иметь постоянное снабжение электроэнергией;
  • высокая саморазрядка. По этому параметру металлогидридные батарейки ненамного уступают кадмиевым.

Где применяются никель-металлогидридные АКБ

Восстановители энергии используются в устройствах с автономностью. Чаще всего изготавливаются по типу похожими на пальчиковые и мизинчиковые батарейки. Применяются они там же где и никель-кадмиевые изделия, а также за счёт отсутствия вредных и токсичных элементов имеют ещё некоторый ассортимент применения. Устройства делятся на две группы по количеству ёмкости:

  • 400 — 700 мАч;
  • 1000 — 2000 мАч.

Первая разновидность используется в изделиях с повышенным питанием электричества. Например, видеоплеер, фотоаппарат, игрушки и модели на радиоуправлении. Вторая разновидность больше подходит к типу таких приборов как: ручные фонарики, gps навигация, рация и остальные виды устройств, которые имеют среднее значение питания электрической энергией.

Следует отметить, что никель-металлогидридные разновидности аккумуляторов используются в космической сфере, из-за наличия нетоксичных компонентов и безопасности использования.

Правила использования аккумуляторных батарей Ni-MH

Для того, чтобы никель-металлогидридные модели восстановителей электроэнергии обрели свою заявленную заводом ёмкость. Необходимо произвести первую зарядку, применяя метод раскачки.

  1. Источник питания потребуется восполнить энергией на зарядном устройстве, а затем разрядить используя блок сопротивления. Можно ставить максимально заявленную нагрузку.
  2. Рекомендуется выполнить от 4 до 7 таких циклов.
  3. Для восполнения ёмкости допускается использование родного зарядного устройства.
  4. Ni-MH батарейки не рекомендуется заражать до 100 процентов, есть риск, что срок службы источника питания снизится. Лучшим вариантом будет подзарядка до 80-85 процентов.

Запрещается обрывать процесс зарядки, если он ещё не закончен и батарея не получила нужное количество электроэнергии.

Способы зарядки никель-металлогидридных аккумуляторов

У никель-металлогидридных аккумуляторных батарей существует несколько способов подзарядки:

  • ускоренный заряд;
  • капельный заряд;
  • быстрый подзаряд.

Ускоренная зарядка. При первых этапах процедуры зарядки подаётся электрический ток, равный 10 С. Когда энергетическая ёмкость аккумуляторной батареи восполнилась на 70 — 75 процентов, необходимо произвести переключение силы тока на 1 С. Длительность первого шага зависит от того, насколько сильно разряжена аккумуляторная батарея. Важно знать, что такое большое напряжение на аккумулятор может вывести его из строя, поэтому необходимо иметь хотя бы минимальные навыки работы в этой сфере.
Капельный тип. Такой метод подзарядки не изменяет характеристики компонента электропитания. Процедура не будет прекращена даже после полного восстановления электроэнергии. Выставляется минимально возможная нагрузка тока, что не позволит устройству перегреваться. Зарядник должен быть способен выдать 0,05С, где С — это энергетическая ёмкость аккумуляторной батареи. Насколько долго будет производиться процедура зарядки зависит от вместимости аккумулятора.

Быстрая подзарядка

Для выполнения процесса быстрой зарядки необходимо проделать несколько простых шагов.

Подготовительные мероприятия Произвести подачу минимального электрического тока. Проверять батарею необходимо на всех этапах, если она подлежит извлечению из зарядного устройства.
Классифицировать элементы электропитания На этом шаге требуется выяснить уровень зарядки. При параметре меньше 0,8 Вольт, зарядка не начинается. В этом случае должна быть запущена процедура предзаряда. Это необходимо для того, чтобы восполнить энергией источник питания, который является глубоко разряженным.
Предзаряд На данном шаге осуществляется подача электрического тока 0,1 — 0,3 С. Длительность данного процесса составляет около 30 минут. Если не получается выяснить параметр напряжения, то необходимо приостанавливать процедуру, так как источник питания приведён в негодность и его необходимо утилизировать.
Переходный шаг Сила электрического тока должна расти в течение 3-4 минут. При возникновении критических значений, требуется прекратить зарядку.
Быстрый заряд Происходит подача электрического тока 0,5 — 1 С. Важным условием является осуществление самостоятельного прекращения зарядки, во избежание трудностей.

Рекомендации по разрядке и зарядке АКБ

Осуществлять зарядку необходимо до 80 или 85 процентов. Во избежание экономии срока службы, необходимо заряжать аккумуляторную батарею до того момента, пока она не наберёт нужное количество энергии. Необходимо следить, чтобы не возникло перегрева.

Нельзя оставлять аккумулятор на зарядке слишком долгий период времени, чтобы не допустить перезаряда
. При хранении АКБ потребуется периодически дополнительно проводить циклы зарядки и разрядки, так как они имеют хороший процент саморазряда.

Хранение, срок эксплуатации и утилизация Ni-MH аккумуляторов

Как хранится ni-mh аккумулятор, задаются некоторые пользователи. Соблюдая некоторые правила хранения, можно увеличить срок эксплуатации аккумуляторной батареи чуть ли в два раза.

  • если необходимо сохранить батарейку на какой-то период времени, то понадобится вытащить её из используемого устройства;
  • место хранения должно быть сухим, не подвергаться воздействию солнечных лучей, температура воздуха не должна превышать 40 градусов на постоянной основе;
  • перед тем как убрать аккумуляторную батарею на хранение, нужно зарядить её наполовину от общей ёмкости;
  • настоятельно рекомендуется производить цикл зарядки и разрядки если устройство не используется;
  • категорически запрещено нагревать элементы, во избежание их быстрого износа или воспламенения;
  • чтобы избежать сильного эффекта саморазрядки, нужно хранить источник питания при температуре 0 градусов.

Срок эксплуатации в основном зависит от количества проведённых циклов заряда и разряда. Среднее значение металлогидридных источников питания составляет 400 циклов. Максимальный срок службы может составлять около 5 лет. Ni-MH аккумуляторы не вредят окружающей среде, но всё же, рекомендуется отдавать использованные батарейки в специализированные центры по переработке утилизации аккумуляторных батарей.

Как восстановить никель-металлогидридные источники питания

После большого объёма циклических повторений зарядки металлогидридные батарейки имеют плохое свойство, которое называется процессом запоминания. Он намного меньше, чем в других разновидностях аккумуляторов, но тем не менее присутствует. Изделие начинает терять ёмкость и повышать наменьшую границу заряда.
Для того, чтобы от него избавиться, используется тренировка, которая восстановит цикл. Процесс начнётся с понижения напряжённости до 0,80 Вольт. Если устройство находилось на хранении, то потребуется сначала провести три полных циклических повторений подзарядки. Для процесса тренировки АКБ рекомендуется воспользоваться специализированным зарядником, которое может не только восстановить электроэнергию, но и разрядить аккумуляторную батарею.
При неосведомлённости о количестве оставшегося заряда аккумулятора, понадобится подключить лампочку и вольтметр. Установив такое устройство в ЗУ может произойти быстрая потеря ёмкости, что может быть причиной возникновения неисправности АКБ. Время идёт, и электролитический раствор утрачивает свои способности.

Нужно ли «раскачивать» новый Ni-MH аккумулятор после покупки

Да, раскачка нового аккумулятора требуется. Необходимо провести тренировку металлогидридного источника питания, чтобы изделие обрело максимально возможную энергетическую ёмкость, которая определена производителем. Проведение процесса тренировки описано выше. Важно, соблюдать все правила, чтобы ёмкость достигла максимума.

Производители, на которых стоит обратить внимание

Производством никель-металлогидридных аккумуляторных батарей занимаются практически все известные производители в их число входят:

  • Энерджайзер;
  • Дюраселл;
  • Варта;
  • Минамото;

  • Gр;
  • Сamelion;
  • Рanasonic;
  • Энилуп.

Среди всех представителей можно выделить двух. Это Panasonic и Варта они создают никель-металлогидридные батарейки по отличному соответствию ценника и качества. В остатке, все популярные и представленные производители находятся примерно на одном уровне производительности никель-металлогидридных аккумуляторов.