Заряд — процесс превращения электрической энергии в химическую энергию активных веществ внутри аккумулятора, аккумуляторной батареи (АБ) путем пропускания через него электрического тока от внешнего источника.

Емкость аккумулятора — количество электричества, отдаваемое аккумулятором при его разряде до достижения конечного напряжения. С увеличением тока разряда емкость аккумуляторов уменьшается, при этом у кислотных аккумуляторов в большей степени, чем у щелочных. С повышением температуры электролита емкость аккумуляторов растет, но при высоких температурах снижается срок их службы. Емкость аккумуляторов не остается постоянной в течение всего срока их службы. На первых циклах емкость возрастает, так как происходит разработка активной массы пластин. В процессе эксплуатации емкость некоторое время держится стабильной, а затем начинает постепенно уменьшаться вследствие старения активной массы пластин.

Емкость зарядная — количество электричества, сообщаемое аккумулятору во время заряда. При постоянном токе заряда /3 зарядная емкость Сэ=1313, где {3 — время заряда. Емкость номинальная — емкость, которую должен отдать свежеиз-готовленный полностью заряженный аккумулятор в нормальных условиях разряда, указанных в стандарте на этот аккумулятор. При постоянном токе разряда /р емкость (в А-ч) определяется по формуле СЯом = /р^р, где /р — время разряда до конечного напряжения. Так как емкость зависит от тока разряда, конечного напряжения и температуры, то в условном обозначении аккумуляторов, АБ указывают емкость, соответствующую определенному разрядному режиму.

Напряжение аккумулятора — разность потенциалов между выводами аккумулятора при разряде.
Напряжение аккумулятора конечное — заданное напряжение, ниже которого аккумулятор считается разряженным.
Напряжение аккумулятора начальное — напряжение аккумулятора в начале разряда, а при прерывистом разряде — в начале первого периода разряда.
Напряжение аккумулятора номинальное — напряжение, указанное изготовителем, характеризующее данный аккумулятор.

Напряжение разряда аккумулятора среднее — среднее значение напряжений, измеренных через равные интервалы времени в течение непрерывного разряда аккумулятора.

Напряжение разомкнутой цепи — напряжение между выводами аккумулятора при разомкнутой внешней цепи. Оно зависит от электрохимической системы и равно: для никель-кадмиевого аккумулятора 1,Л)— 1,34, никель-железного 1,37—1,41, серебряно-цинкового 1,60—1,86, кислотного 2,12 В.

Режим заряда — совокупность условий, при которых производится заряд аккумулятора, АБ.

Режим разряда — совокупность условий, при которых происходит разряд аккумулятора, АБ.

Саморазряд — потеря емкости аккумулятором, вызванная протеканием в нем самопроизвольных процессов. Саморазряд при хранении све-жеизготовленного заряженного кислотного аккумулятора при +20 и составляет потерю 2—3 % емкости в месяц. Саморазряд увеличивается с ростом концентрации серной кислоты и температуры. При температуре от 0 до —30 °С он протекает крайне медленно.

Саморазряд никель-кадмиевых аккумуляторов в первый месяц хранения равен 10—15 % емкости, а в дальнейшем потеря емкости незначительна — 2—3 % в месяц при +20 °С. При температуре ниже —5 Ь саморазряд очень мал. Никель-железные аккумуляторы теряют за месяц 7 % емкости при температуре от —5 до +10°С; 100 /о емкости— при температуре +40°С; 40—60% емкости — при температуре +Д) и Никель-железные аккумуляторы при хранении практически через 3 мес полностью теряют емкость, но саморазряд при температурах ниже —5°С очень мал. Саморазряд серебряно-цинкового аккумулятора составляет 2—4 % в месяц при +20 "С.

Ток заряда —ток, протекающий через аккумулятор при заряде. Ток разряда —ток, отдаваемый аккумулятором во внешнюю цепь при разряде. Отдача по емкости — отношение количества электричества, отдаваемого аккумулятором при разряде, к количеству электричества, необходимого для заряда аккумулятора до первоначального состояния при определенных условиях.

Отдача по энергии — отношение количества энергии, отдаваемой при разряде аккумулятора, к количеству энергии, необходимой для заряда до первоначального состояния при определенных условиях. Отдача по энергии для кислотных аккумуляторов при обычных условиях эксплуатации равна 65, для щелочных 55—60 %.

Большинство аккумуляторов в мире - свинцовые.

В основном их используют для пуска двигателей автомобилей. Основой стали разработки Плантэ. В них также есть аноды, сделанные из ячеистого свинца, и катоды - из оксида свинца. Оба электрода погружены в электролит - серную кислоту.
Из-за свинца эти батареи очень тяжелы. А так как они залиты высококоррозийной кислотой (которая также утяжеляет аккумуляторы), они становятся ещё и опасными, требующими особого внимания. Кислота и испарения могут повредить соседствующие объекты (особенно металлические). А если переусердствовать с зарядкой, может начаться электролиз воды, находящейся в кислоте. При этом вырабатывается водород, взрывоопасный газ, который при определённых условиях может взорваться (как в случае взрывов Хинденбурга).

После того, как элементы стали герметизировать, удобство использования таких свинцовых аккумуляторов стало бесценным. В результате появились так называемые необслуживаемые батареи. Так как испарения так и остаются внутри элементов, потери от электролиза сводятся к минимуму.

Можно смешать электролит с другим веществом, чтобы в результате получился гель - например, с коллоидальной массой наподобие желатина. В результате утечка не происходит.

Свинцовые батареи также обладают низким внутренним сопротивлением и поэтому могут вырабатывать очень большие токи. В отличие от никель-кадмиевых, они не подвержены эффекту памяти.

В электронике, большинство аккумуляторов - никель-кадмиевые.

Их обозначают NiCad.
Это самый популярный тип подзаряжаемых батареек. Катоды в таких элементах сделаны из никеля, а аноды - кадмиевые.

Больше всего в таких элементах ценится их емкость и способность перезаряжаться большое количество раз. Обычно такие элементы остаются пригодными к работе даже после 500-1000 циклов перезарядки.

Кроме того, такие элементы относительно легки, и имеют довольно высокую плотность (хотя она в два раза меньше обычных щелочных). Таким элементам не страшна непрерывная подзарядка (по крайней мере, при правильном осуществлении). Минусом в никаль-кадмиевых элементах считается их токсичность (кадмий - яд)

Выходное напряжение большинства химических элементов уменьшается по мере разряда. Это происходит по причине того, что реакции, происходящие внутри батарейки, увеличивают её внутреннее сопротивление.
Никель-кадмиевые элементы обладают низким внутренним сопротивлением, а это означает, они могут вырабатывать высокие токи, которые не сильно изменяются по мере разрядки батарейки.

Соответственно, такие элементы могут создавать практически постоянное напряжение до тех пор, пока целиком не разрядятся. Как только такие элементы разряжаются целиком, напряжение резко падает.

Такое постоянное напряжение очень ценится разработчиками электроники - теперь им не приходится создавать вариаторы напряжения. Но эта же черта не позволяет вычислять степень заряда батарейки. В результате, большинство ноутбуков, к примеру, не проверяют состояние батарейки каждый раз, а вычисляют степень заряда аккумулятора исходя из количества часов, которое она проработала, и её номинальной емкости.

Для эффективного использования никель-кадмиевых аккумуляторов, для обеспечения максимального срока службы, лучше пользоваться ими равномерно, по нормальному циклу. Заряжать полностью, и использовать до нормального уровня разряда, затем снова заряжать до конца.

1) это удаление токсичного кадмия. Отсутствие кадмия означает также и то, что у аккумулятора не должен наблюдаться эффект памяти.

2) использование водорода в катодах приводит к тому, что плотность у аккумуляторов повышается на пятьдесят процентов в сравнении с никель-кадмиевыми элементами. Батарейка такого же размера и такого же веса может питать прибор в полтора раза дольше.

Никель-металлгидридные аккумуляторы, часто , всё же не совершенны. Основным недостатком таких элементов является большая, в сравнении с никель-кадмиевыми элементами, скорость саморазряда.
Некоторые никель-металлгидридные элементы теряют до пяти процентов своей емкости за сутки.

Как и в никель-кадмиевых элементах, в никель-металлгидридных выходное напряжение составляет 1,2 вольта, и оно остаётся относительно постоянным в течение всего цикла разряда.

При дальнейшем разряде оно резко падает. (В полностью заряженном состоянии никель-металлгидридные элементы вырабатывают напряжение в 1,4 вольта, но оно быстро снижается до 1,2 - такой уровень считается основным на протяжении всего цикла разрядки.)

Во многих случаях никель-металлгидридные аккумуляторы можно заменять никель-кадмиевыми. У них практически одинаковые электрические показатели - и те, и другие способны вырабатывать высокие токи, хотя у никель-кадмиевых этот показатель и выше.

Никель-металлгидридные аккумуляторы могут выдержать большое количество циклов подзарядки, обычно до 500.

Несмотря на то, что характеристики разряда никель-металлгидридных и никель-кадмиевых элементов практически одинаковы, процесс заряда этих аккумуляторов различен. Особенно эта разница заметна в тепловых режимах - никель-кадмиевые аккумуляторы эндотермичны, а никель-металлгидридные - экзотермичны, то есть при подзарядке они выделяют тепло.

Как только они приближаются к состоянию полного заряда, их температура значительно увеличиваются. Соответственно, для каждого из этих типов аккумуляторов должны быть разработаны свои зарядные устройства.

Лучше всего подзаряжать никель-металлгидридные аккумуляторы с помощью специальных зарядных устройств.
Они прекрасно выносят непрерывную подзарядку малым током.

На его основе работают современные источники питания где нужна максимальная удельная энергоемкость. Практически все высокоплотные источники питания используют литий в силу его химических свойств. Килограмм лития способен хранить 3860 ампер-часов. (показатель у свинца - 260).

В зависимости от типа анода, литиевые элементы могут создавать напряжение от полутора до 3,6 вольт -ЭТО ВЫШЕ чем у любых других элементов.

Проблема заключалась в том, что литий слишком активен. Литий бурно реагирует с водой и может воспламениться.

В таких элементах анод сделан из угля, а катод - из литийкобальтдиоксида.
В качестве электролита используется соляной раствор лития.
Такие элементы работают без подзарядки в ноутбуках в полтора раза дольше никель-металлгидридных. Кроме того, в литий-ионных элементах не наблюдаются эффекты памяти, которыми славились ранние никель-кадмиевые элементы.

Внутреннее сопротивление у современных литиевых элементов выше, чем у никель-кадмиевых. Поэтому они не могут обеспечить больших токов. Литий-ионные батарейки выдерживают многократные подзарядки, но такие батарейки живут меньше, чем те, в основе которых служит никель.

Так как в литий-ионных элементах используется жидкий электролит (пусть даже запакованный в тканевую прокладку), как правило имеют форму цилиндра.

Доработка литиевых реакций и создание на их основе литий-твердополимерного элемента.

В настоящее время большинство производителей аккумуляторов переключаются на эту технологию.
Тогда как в традиционных литий-ионных элементах используется жидкий электролит, в твердополимерных элементах электролит запечатан в полимерную пластиковую прокладку, находящуюся между электродами аккумулятора.

Новые батарейки не требуют громоздких цилиндрических корпусов как у традиционных элементов. Литий-твердополимерные элементы экологически чище и легче обычных, так как не имеют металлической оболочки. Кроме того, они безопаснее, так как не содержат легковоспламеняющихся растворителей.

Литий-железодисульфидные элементы (Lithium-Iron Disulfide)

В отличие от других литиевых элементов, где стремятся увеличить плотность, в этих элементах реализовано промежуточное решение.

Они разработаны для стандартных устройств со стандартным напряжением в 1,5 В
Поэтому на них можно часто встретить надпись "voltage-compatible lithium" - совместимы по напряжению. В отличие от других литиевых технологий, литий-железодисульфидные элементы не подзаряжаются.

Внутренне такие элементы представляют собой слой литиевого анода, сепаратор, и железодисульфидный катод с алюминиевым катодным токосъемником.
Эти элементы запечатаны, но имеют клапан для вентиляции.
По сравнению со щелочными элементами (также не подзаряжаемыми), литий-железодисульфидные элементы легче (их вес составляет 66% от веса щелочных), у них выше ёмкость и срок службы. Даже если взять такой элемент со склада после десяти лет хранения, он будет практически полностью заряжен.

Литий-железодисульфидные элементы легко выдерживают большие нагрузки. Они могут питать мощные устройства в 2,6 раза дольше щелочных элементов такого же размера.

Но это преимущество незаметно при низких нагрузках. Например, при токе нагрузки в 20 мА, производители этих элементов размера AA указывают на них, что они проработают 122 часа, а производители щелочных - целых 135 часов. Совсем другую картину мы видим при увеличении тока нагрузки до 1 ампера - 2,1 часа против 0,8.
Такие батарейки можно использовать там же, где и углецинковые элементы. Но свою цену они оправдывают только при высоких токах нагрузки - в больших фонариках, в устройствах с моторчиками и в мощной электронике. Использовать же их для питания маломощных потребителей (часы) не выгодно.

Если нужно Вам заряжать аккумулятор, от солнечной панели,
то лучшего зарядного устройства чем наш Зарядчик,
который не только оптимально отбирает максимальную мощность с Солнечной панели,
но и оптимально заряжает аккумуляторную батарею.
Работает Зарядчик при входном напряжении от 1,5 вольт до 60V.
Даже в сумерках мы можем заряжать аккумулятор от солнечной панели .

Аккумулятор получит свои, необходимые для заряда 13 - 14 вольт и оптимальный ток.

Оптимальный ток для кислотного аккумулятора - это такой,
который при заряде аккумулятора свыше 12.6 вольт в 10 раз меньше чем по нормам до 12.6 вольт.

Затем ток подается импульсами до полной зарядки аккумулятора.
Наш Зарядчик продлит жизнь аккумулятору.
И зарядит даже "при скачущем" входном напряжении.

Микропроцессор ведет контроль батареи во время зарядки и разрядки.
Если аккумулятор неисправен, конроллер сообщит красным свечением LED.

Наши разработчики готовы Вам помогать в этом Важном деле!
Звоните.
38 -057-7199 799
Харьков,
НТК Эксперт
ntkexpert@ukr.net

Рекомендуется перидическое выравнивание характеристик аккумуляторов.

Чаще всего это осуществляется с помощью сопротивлений, которые шунтируют аккумулятор,
достигший предельно допустимого напряжения.
Выравниванию характеристик способствует и построение системы индивидуального з ряда каждого аккумулятора.

Естественный износ аккумуляторов

вызывается электрохимическими процессами, которые происходят в нем постоянно при зарядке и разрядке, начиная с момента первой заливки электролита.
Получая и отдавая ток, пластины с нанесенной на них пастой расширяются и сжимаются.

Это происходит циклично много сотен раз и постепенно приводит к механическому разрушению их структуры. Нанесенная на решетчатые пластины паста оплывает, скапливаясь на дне.

Еще до того, как рабочие поверхности оголятся и потеряют способность удерживать заряд, накопившийся шлам может замкнуть положительные и отрицательные пластины, даже если они были заключены в конверты-сепараторы.

Шлам проводит ток.

Опускаясь на дно конверта, он заполняет промежутки между ребрами сепаратора, в этих местах сопротивление падает, а удельная плотность тока резко возрастает, материал конверта не выдерживает таких нагрузок, теряет свои свойства и разрушается.

Решетки положительных пластин в процессе жизни аккумулятора постоянно окисляются, постепенно превращаясь в перекись свинца. Разрушается связь между решеткой и пастой, паста выключается из процесса, если она к тому времени не покинула решетку досрочно.

Самые «короткоживущие» - обслуживаемые аккумуляторы классического исполнения.

Газовыделение, происходящее при их зарядке на автомобиле, ускоряет процесс естественного износа и накопления шлама под пластинами.

Высокая скорость саморазряда тоже не добавляет долговечности.

Даже когда ваш автомобиль стоит с неработающим двигателем, электрохимические процессы в аккумуляторе продолжаются.
Малообслуживаемые аккумуляторы долговечнее – они рассчитаны на срок службы не менее трех лет.

Газовыделение и скорость саморазряда у них меньше, что способствует замедлению процесса естественного износа. А применение в конструкции конвертов- сепараторов позволяет оттянуть на более поздний срок возможность короткого замыкания пластин выпавшим шламом.

Необслуживаемые кальциевые батареи, благодаря еще более низкому уровню газовыделения и уменьшенной в шесть раз скорости саморазряда, способны прослужить пять-семь лет.