Время зарядки щелочного аккумулятора

Как заряжать щелочной аккумулятор

Чтобы узнать, как зарядить щелочной аккумулятор в домашних условиях, нужно изучить особенности таких устройств. Элемент питания содержит электролит – водный раствор гидроксида натрия или калия. Процесс заряда сопровождается рядом химических реакций.

Характеристики щелочных аккумуляторных батарей

Аккумуляторы с щелочным электролитом имеют такие характеристики:

1. Длительный срок работы. При правильном обслуживании батарея нормально функционирует в течение двух-трех лет.
2. Небольшие размеры и вес.
3. Возможность работы при отрицательных температурах. В морозную погоду емкость аккумулятора начинает снижаться на 0,5%. Свинцово-кислотные АКБ отличаются меньшим показателем.
4. Малый коэффициент полезного действия. В большинстве случаев этот параметр не превышает 55%. Кислотные элементы питания имеют КПД 80%.
5. Широкий диапазон напряжения зарядных элементов – 1-1,75 Вольт. Для поддержания работы батареи 12В требуется использование дополнительных устройств. Подзарядка стабилизирует рабочие показатели.

Процесс зарядки щелочного аккумулятора

Существует несколько вариантов восстановления заряда аккумулятора.

Стандартные режимы, рекомендованные производителями

Стандартная зарядка длится 12-16 часов. Заряжать аккумуляторы рекомендуется при положительной температуре воздуха. Существуют батареи, поддерживающие возможность быстрой зарядки. Начинают процесс с подачи тока высокой мощности. АКБ разогревается, что ускоряет восстановление заряда. В таком случае требуется постоянный контроль. Использование ускоренного режима повышает вероятность перезаряда.

Существует несколько способов контроля:

1. Наблюдение за индикаторами. Некоторые изделия снабжаются световыми элементами, отражающими степень заряда. Работа индикаторов основывается на измерении напряжения. Точность информации невысокая, поэтому световой элемент редко отражает фактическую степень заряда.
2. По напряжению. Проводить измерения можно только после набора 80-90% емкости. До этого напряжение изменяется незначительно. На точность показаний могут влиять условия окружающей среды.
3. По балансу емкостей. Оценка параметра проста, однако коэффициент отдачи может лежать в широком диапазоне. Показатель зависит от температуры воздуха, подаваемого тока и срока эксплуатации аккумулятора.

Если замерить остаточную емкость невозможно, батарее отдают количество энергии, требуемое для полной зарядки. Степень деградации аккумулятора не учитывают. Проблема заключается в оценке состояния АКБ и нужного времени заряда.

Компенсационный заряд

После ускоренной зарядки переходят к подаче тока 0,03-0,05 *С, где С – емкость батареи. Так происходит безопасная дозарядка, компенсирующая саморазряд. Подобное требуется, если АКБ отправляется на хранение. Специалисты не рекомендуют долго держать аккумуляторы в таком состоянии. Это снижает срок службы изделия. Никель-кадмиевые источники питания могут находиться в режиме длительной дозарядки.

Иногда используется другой вариант применения компенсационного заряда. Для этого в течение 5-6 минут подают ток силой 1 *С. На протяжении часа пропускают 0,1 *С. Такая методика помогает увеличить дендриты, снизить насыщенность кислородом и предотвратить перемещение кадмия. В домашних условиях реализовать этот метод сложно.

Нестационарные способы

Для восстановления функций щелочных источников питания применяются методы, отличающиеся от рекомендованных производителями. К ним можно отнести использование импульсного способа. Переменный ток влияет на образование осадка и некоторые другие процессы.

Интервалы между импульсами снижают выработку кислорода. Это позволяет увеличить силу заряда и уменьшить длительность процедуры. Частоту и амплитуду импульсов делают постоянной или меняют по мере повышения степени заряда.

Метод имеет и недостатки. Нестационарным способом можно заряжать не все элементы питания. Эффективность процедуры определяется типом протекающих химических реакций и строением аккумуляторов. Необслуживаемые АКБ с рулонными электродами подвергать импульсной зарядке не рекомендуется.

Правила правильного хранения аккумулятора

Существуют изделия, предназначенные для длительного или кратковременного хранения. При приобретении элемента питания проверяют плотность прилегания заглушек и состояние вентильной резины.

При отправке на хранение ранее использовавшихся батарей соблюдают такие правила:

1. Устройство разряжают до 1 В. После этого полностью удаляют электролит, завинчивают фиксаторы и очищают корпус. Если лаковое покрытие отсутствует, его наносят самостоятельно. При необходимости кратковременного хранения АКБ разряжают наполовину.
2. Аккумулятор регулярно осматривают. Появляющиеся на корпусе следы электролита удаляют.
3. Щелочные изделия не хранят вместе с кислотными. Это приводит к ухудшению рабочих параметров батарей.
4. Никелевые АКБ хранят до пяти лет. Устройство должно быть освобождено от электролита. Хранить элемент питания на улице можно не более полугода. Нужно исключить воздействие осадков и ультрафиолетового излучения.

Как правильно заменить электролит в щелочном акб

Электролит рекомендуется заменять после 100-150 циклов зарядки. Для этого аккумулятор разряжают до 1 В. Старый электролит сливают, периодически встряхивая корпус. После этого банки тщательно промывают раствором щелочи или дистиллированной водой. После очищения заправляют новый электролит. Батарею выдерживают в спокойном состоянии. После двухчасовой пропитки проверяют уровень наполнителя. Во избежание коррозии аккумулятор не оставляют сухим.

Источник

Заряд щелочных аккумуляторов и аккумуляторных батарей, методы заряда

Как правильно хранить аккумуляторы и батареи

Производитель предусмотрел выпуск готовых изделий для временного и длительного хранения. Используя новые аккумуляторы, следует в обязательном порядке проверить плотное прилегание съёмных пробок.

Обратить внимание на исправность вентильной резины. На первоначальном этапе потребуется смазать никелированные пробки и гайки а/батарей

Слой смазки должен быть минимальных размеров.

Корпус аккумуляторов в заводском исполнении покрыт черным битумно-збонитовым лаком. Предотвратить порчу нанесённого лака можно, используя в качестве смазки вещества, предусмотренные и рекомендованные производителем.

Аккумуляторам, которые ранее эксплуатировались, а теперь отправляются на длительное хранение (от 1 года и более), требуется разрядка в ток до 1,0В. Кроме этого, для правильной консервации продукта на длительный период времени необходимо:

1. Удалить весь электролит;
2. Закрыть плотно фиксирующие пробки;
3. Протереть корпус и удалить, используя ветошь, пыль и остатки соли;
4. Если на корпусе не предусмотрено ранее лаковое покрытие(изоляционный лак чёрного цвета), нанести его.

Однако аккумуляторы, переведенные в спокойное состояние (от 30 дней до года), могут находиться в полу разряженном или полностью разряженном состоянии при условии плотно закрытых пробок.

Во время длительной консервации батареи должны периодически проверяться. При обнаружении на корпусе соли, её нужно удалять.

Если батареи нужно перевезти на большие расстояния, их следует перевести в состояние длительного хранения.

Нельзя хранить вместе аккумуляторы щелочного и кислотного принципа действия. Все кислоты, так или иначе, влияют на батареи, портят их.

Аккумуляторы, где используется никель/кадмиевое соединение, в спокойном состоянии хранятся до 5 лет. Условие: они должны быть без электролита.

Срок консервации составляет в сухом закрытом помещении 4,5 года, а в полевых условиях — полгода. В этом случае, необходимо создать условия хранения, при которых исключается попадание осадков и прямых солнечных лучей.

Хранение никель/железных аккумуляторов в разряженном состоянии с удалённым электролитом в закрытом и сухом помещении составляет не более 3,5 лет.

Зарядка — щелочной аккумулятор

Зарядка щелочных аккумуляторов обычно продолжается 8 — 10 час. Во время зарядки и в течение 2 — 3 час.

Зарядка щелочных аккумуляторов слабыми токами не эффективна.

Принципиальная электрическая схема автоматического агрегата для зарядки щелочных аккумуляторов.

Наиболее экономичная зарядка щелочных аккумуляторов достигается в том случае, когда известно, какое количество электричества израсходовано батареей. Тогда становится возможным, зная коэффициент отдачи аккумуляторов ( по мере увеличения количества циклов заряд — разряд этот коэффициент постепенно снижается), точно определить требуемое для 1 2 J 77 / 7Л полной зарядки число ампер — Т Т Т / часов — При этом устраняются 5 к недозарядки батарей и из — Г — в лишний расход электроэнергии из сети переменного тока в случае перезарядки.

Окончание зарядки щелочного аккумулятора определяется продолжительностью зарядки, величиной зарядного тока и напряжением каждого его элемента.

При зарядке щелочных аккумуляторов на электродах вскоре после начала процесса наблюдается выделение газов вследствие разложения воды. Плотность электролита, как это видно из уравнения (5.6), при зарядке не изменяется. Постоянное увеличение напряжения, выделение газов раньше окончания зарядки и постоянство плотности электролита затрудняет определение конца зарядки щелочного аккумулятора. Поэтому основным признаком окончания зарядки является количество электричества, определяемого силой зарядного тока и временем его пропускания.

При зарядке щелочных аккумуляторов на электродах вскоре после начала процесса наблюдается выделение газов вследствие разложения воды. Плотность электролита, как это видно из уравнения (5.6), при зарядке не изменяется. Постоянное увеличение напряжения, выделение газов раньше окончания зарядки и постоянство плотности электролита затрудняет определение конца зарядки щелочного аккумулятора. Поэтому основным признаком окончания зарядки является количество электричества, определяемое силой зарядного тока и временем его пропускания.

Аккумуляторный элемент НКН-100.

Подготовка к работе и зарядка щелочных аккумуляторов , поступающих с завода без электролита, начинается с его приготовления.

Окисляется или восстанавливается никель при зарядке щелочного аккумулятора .

Принципиальная схема зарядного аппарата типа ВАГЗ-6 / 12 — 6 5. Г — трансформатор. А — амперметр ( 10 а. В — вентиль Д301. / 72 — переключатель 12 — — 24 s. Я / — переключатель сети. 2П — предохранитель СП ( 10 а. Ш — предохранитель СП ( 2 а.

На заводе изготовляются следующие образцы выпрямительных устройств для зарядки щелочных аккумуляторов электрокар, шахтных электровозов и устройств для питания гальванических ванн.

Вследствие того, что эффективность заряда при отрицательных температурах значительно снижается, зарядку щелочных аккумуляторов следует производить при комнатной температуре.

Выпрямленное напряжение 35 — 80 в на ток до 125 а; для зарядки вагонных и тяговых щелочных аккумуляторов .

Получают из растворов сульфата никеля. Применяют для зарядки щелочных аккумуляторов .

В чём заключаются проблемы при эксплуатации щелочных аккумуляторов

Ощутимой проблемой при эксплуатации щелочных аккумуляторов является «эффект памяти». Он выражается в снижении ёмкости батареи в результате многократных неполных циклов разряд-заряд. На электродах щелочного аккумулятора образуются крупные кристаллы, и значительная часть активной массы перестаёт использоваться в работе. Чтобы избавиться от «эффекта памяти», часто рекомендуют провести полную разрядку до напряжения 0,8─1 вольта и затем зарядку. Проводится несколько таких циклов. Если у вас есть инструкция по обслуживанию щелочных аккумуляторов какого-то определенного типа, то действовать нужно в соответствии с ней.

Действительно, этот способ борьбы с «эффектом памяти» приносит определённый результат, но лишь в качестве профилактических мер. Чтобы щелочные аккумуляторы служили долго, за ними требуется периодический квалифицированный уход.

И для восстановления щелочного аккумулятора проведения цикла разряда-заряда будет недостаточно.

Область применения

Щелочные аккумуляторы могут использоваться в качестве:

Они устанавливаются на рудничных электровозах, локомотивах, в пассажирских вагонах. Обеспечивают разные виды сигнализаций и аварийных систем энергетического снабжения.

Незаменимы при складировании продукции на складах: всевозможные погрузочные машины оснащены как раз такими акуумуляторами. Возможно применение для запуска силовых агрегатов (ДВС).

Батареи, о которых идёт речь, используются в портативной технике, домашнем и профессиональном электрическом инструменте.

Мы постоянно соприкасаемся с ними в домашних условиях. Включаем музыкальный центр, телевизор, используем пульт. Повседневно пользуемся телефонами и фотоаппаратами, где в качестве источника питания, работают пальчиковые батарейки.

Редко, но встречается, их использование в качестве стартерных устройств на грузовых автомобилях и военной технике.

Отказала аккумуляторная батарея. Поиски новой затягиваются. Решил поставить щелочную. Расскажите о ее свойствах, чем ее заправлять и как заряжать

Щелочные аккумуляторные батареи (рис

33) издавна привлекают внимание мотоциклистов. Эти батареи менее требовательны к уходу, не боятся тряски; их не разрушают короткие замыкания во внешней цепи и они не проливаются при опрокидывании мотоцикла; плотность электролита практически не зависит от степени заряженности и не нуждается в контроле; что же касается срока службы, то он зачастую превышает срок службы мотоцикла

Рис. 33. Щелочные аккумуляторные батареи: 1 — аккумуляторы; 2 — пробка; 3 — резиновое кольцо; 4 — резиновая прокладка

Препятствует же их широкому распространению несколько большие масса и размеры, что для мотоцикла немаловажно. Наиболее подходящими для использования на мотоциклах являются кадмиево-никелевые или железо-никелевые аккумуляторы емкостью 10 А•ч (НКН-10, КН-10, ЖН-10)

Наиболее подходящими для использования на мотоциклах являются кадмиево-никелевые или железо-никелевые аккумуляторы емкостью 10 А•ч (НКН-10, КН-10, ЖН-10).

Обычно щелочной аккумулятор состоит из стального сварного прямоугольного корпуса, на верхней крышке которого располагается одна или две клеммы и пробка с резиновым кольцом. Активным материалом положительных пластин аккумуляторов названных типов служит смесь гидрата окиси никеля с чешуйчатым графитом; отрицательных пластин кадмиево-никелевых — смесь кадмия и железа; железо-никелевых — мелко измельченного электрохимического чистого железа.

Каждый заряженный аккумулятор обладает напряжением 1,25 В. Поэтому для получения 6-вольтовой батареи нужно последовательно соединить пять аккумуляторов, тщательно изолировав банки друг от друга и от корпуса мотоцикла (обернув их хотя бы полиэтиленовой пленкой в несколько слоев).

Электролитом названных щелочных аккумуляторов, независимо от типа, служат растворы едкого кали (КОН) или едкого натра (NaOH). Смешивание этих электролитов не вызывает порчи аккумулятора. Чтобы приготовить раствор едкого кали плотностью 1,19…1,21 (для лета), нужно в керамической, чугунной или стальной посуде смешать одну весовую часть твердого кали (сорт А) с тремя весовыми же частями дистиллированной воды; для электролита плотностью 1,25…1,27 (зимний режим) на одну весовую часть КОН берут две части воды. Раствор едкого натра плотностью 1,17… 1,19 (круглогодично) получают, смешивая одну весовую часть твердого едкого натра (каустическая сода, сорт А) с пятью весовыми частями дистиллированной воды.

Охлажденный электролит заливают в аккумуляторы.

Для улучшения характеристик батареи рекомендуется к раствору едкого кали добавить моногидрата едкого лития из расчета 20 г на 1 л; к раствору едкого натра — едкого лития 15 г на 1 л. Чтобы уменьшить испарение электролита, можно в каждую банку влить по 3…5 г вазелинового масла.

Работать следует в резиновых перчатках. Если электролит попал на кожу или одежду, пораженное место необходимо обработать 10%-ным раствором борной кислоты. Раз в год электролит надо менять.

Зарядка батарей проводится током, равным 1/4 емкости. Меньшие токи нежелательны; большие — не дают улучшения процесса.

Плотность электролита в ходе зарядки не изменяется. Показателем ее окончания служит возрастание напряжения у кадмиево-никелевых аккумуляторов до 1,75…1,85 В, а у железо-никелевых — до 1,8…1,95 В и его стабилизация в течение последующих 20…30 мин.

Правила зарядки щелочной батареи

Так как функционирование щелочного электролита во многом зависит от того, как именно будет заряжаться батарея, в которую он залит, не лишним будет рассмотреть базовые правила зарядки соответствующих АКБ. В общем случае их перечень таков:

1. Заряжайте аккумулятор исключительно на средних и высоких показателях силы тока, так как подобная практика положительно сказывается и на состоянии щелочного электролита, и на состоянии аккумулятора;
2. В процессе заряда обязательно следите за тем, чтобы электролит с наличием в составе лития не превышал по температуре более 45 градусов по Цельсию и 35 – для электролитов без лития;
3. Утеплять щелочные АКБ в процессе зарядки требуется лишь в том случае, если температура окружающей среды менее минус 30 градусов по Цельсию. В остальных случаях батареи заряжаются в обычном режиме;
4. При зарядке аккумулятора следите за отсутствием выплёскивания электролита, ибо это не допустимо;
5. После 10 циклов «заряд-разряд» всегда проверяйте уровень электролита и, при необходимости, доливайте его.

Явным признаком того, что аккумуляторная батарея на щёлочи заряжалась верно, будет наличие 1,4-1,45 Вольт напряжения в начале зарядке на АКБ и 1,75-1,85 Вольт в конце.

Срок службы

Калиево-литиевый щелочной электролит при грамотной эксплуатации и качественном приготовлении является одним из самых долго служащих в своей сфере. Экспериментально доказано, что данная жидкость способна выдержать более 1000 циклов «заряд-разряд», что представляет собой просто огромное количество таких процедур. Однако при использовании щелочных электролитов стоит держать в уме факторы, уменьшающие срок их службы. Наиболее важные из таковых следующие:

• Частая неполноценная зарядка аккумулятора;
• Систематический глубокий разряд АКБ;
• Недостаточное количество электролита в сепараторе;
• Долгое использование электролита при высоких температурах окружающей среды;
• Слишком высокие и частые рабочие температуры жидкости.

Не допуская наличия данных факторов конкретно в вашей ситуации, продлить срок службы аккумулятора и щелочного электролита в отдельности можно в разы

Отметим, что при использовании подобных жидкостей также важно постоянно заправлять АКБ однотипным видом электролитов. В ином случае ресурс батареи уменьшается

Режимы заряда.

Существует три
вида заряда аккумуляторов и аккумуляторных
батарей: нормальный, усиленный и
форсированный.

Нормальный заряд.
При нормальном заряде аккумуляторам и
аккумуляторным батареям сообщают заряд
нормальным зарядным током в течении 6
ч. Для ламельных НК-аккумуляторов ток
нормального заряда численно равен одной
четверти номинальной емкости. У некоторых
безламельных аккумуляторных батарей
время нормального заряда может быть
больше или меньше 6 ч. Например, время
нормального заряда аккумуляторной
батареи 2НКБ-2 составляет 10 ч, а батареи
10НКБ-60 — 4,5 часа.

Нормальный заряд,
который проводится в целях контроля
емкости аккумуляторных батарей,
называется контрольным.

Усиленный заряд.
Усиленным зарядом называется заряд
аккумуляторов и аккумуляторных батарей
нормальным или увеличенным зарядным
током в течении 12 ч. Усиленный заряд
применяется для восстановления или
поддержания номинальной величины
емкости аккумуляторов и аккумуляторных
батарей в следующих случаях:

а). при приведении
в рабочее состояние;

б). при подготовке
к хранению;

в). после смены
электролита;

г). после глубоких
разрядов ниже допустимых конечных
напряжений (1 В на аккумулятор или элемент
аккумуляторной батареи) или разрядов
малыми токами, чередующимися с длительными
перерывами в работе;

д). при нерегулярной
работе.

Усиленный заряд
проводится в один или два этапа. В один
этап аккумуляторы заряжаются нормальным
током в течение 12 ч. При заряде в два
этапа после 6 ч заряда нормальным зарядным
током делается перерыв в заряде на 1-2
ч, после чего аккумуляторные батареи
дозаряжают нормальным зарядным током
еще в течение 6 ч. заряда нормальным
зарядом током делается перерыв в заряде
на 1-2 часа, после чего аккумуляторные
батареи дозаряжают нормальным зарядным
током в течение 6 часов.

Форсированный
заряд. В
случае крайней необходимости для
ускоренного приведения аккумуляторных
батарей в рабочее состояние применяется
режим форсированного заряда, который
предусматривает сокращение времени
пропитки электролитом и отгазовки
аккумуляторов и батарей. Заряд
аккумуляторов и батарей токами, величина
которых превышает ток нормального
заряда.

Заряд в форсированном
режиме сокращает срок службы аккумуляторов
и аккумуляторных батарей и поэтому
заводами-изготовителями допускается
проведение, как правило, не более 10
зарядов в форсированном режиме в течении
гарантийного срока их эксплуатации.

Заряжать в
форсированном режиме разрешается только
исправные аккумуляторные батареи. После
заливки и пропитки электролитом каждый
элемент такой батареи (аккумулятор)
должен иметь НРЦ больше нуля.

Методика выполнения
работ при заряде щелочных аккумуляторов
и аккумуляторных батарей.

Работы
по заряду щелочных аккумуляторов и
аккумуляторных батарей осуществляется
в такой последовательности:

— подготовить
аккумуляторные батареи к заряду;

— рассчитать
электрическую схему заряда аккумуляторных
батарей;

—
соединить аккумуляторные батареи
последовательно в зарядные группы;

—
подготовить
зарядные устройства к работе согласно
эксплуатационной документации зарядных
устройств и подключить группы
аккумуляторных батарей к зарядным
устройствам;

—
зарядить аккумуляторные батареи
стабилизированным током, контролируя
ток заряда, температуру электролита,
уровень электролита, напряжение на
элементах аккумуляторных батарей и
аккумуляторах;

—
отключить аккумуляторные батареи от
зарядных устройств после окончания
заряда;

—
установить аккумуляторные батареи с
открытыми заливочными отверстиями для
отгазовки (удаления газов из внутреннего
объема элементов батарей);

—
довести до нормы уровень и плотность
электролита в элементах аккумуляторных
батарей;

— измерить напряжение
на каждом элементе аккумуляторных
батарей и заполнить журнал учета
технического обслуживания аккумуляторов
и аккумуляторных батарей.

Источник