Акумулаторни никел-кадмиеви и никел-водородни батерии и въведение в приложението
1 Кратко представяне на акумулаторна никел-кадмиева (Cd-Ni) и Ni-MH акумулаторна батерия
1.1 Акумулаторна батерия и основна клетка
(1) Акумулаторна батерия се отнася до батерия, която може да се зарежда и разрежда многократно, известна също като вторична батерия или акумулатор.
Често използвани акумулаторни батерии са: никел-кадмиеви батерии, никел-металхидридни батерии, оловно-киселинни батерии, литиево-йонни батерии, цинк-никелови батерии, желязо-никелови батерии и други серии батерии.
(2) Първичните батерии са сухи батерии, известни също като първични батерии. Често използвани батерии са: цинк-манганови батерии, цинк-сребърни батерии, алкални цинк-манганови батерии, първични цинк-никелови батерии и други серии батерии.
1.2 Акумулаторни никел-кадмиеви и никел-метал-хидридни батерии: (металохидрид-никелова батерия Ni-MH батерия)
Съставът на батерията: батерията се състои от електроди (Electrode), електролит (Electrolyte), диафрагма (Saparator) и външна обвивка (Outer shell).
А именно: катодът (катодът) използва никелов хидроксид и кобалт, анодът (анодът) използва прах от сплав за съхранение на водород, електролитът използва калиев хидроксид, диафрагмата използва найлонов плат, а външната обвивка е изработена от никелирана стоманена обвивка. Отрицателният електрод на кадмиево-никелова батерия е кадмиев оксид, електролитна гъба кадмий, а останалата част е същата като никелова водородна батерия.
1.3 Класификация на акумулаторните никел-кадмиеви и никел-металохидридни батерии
(1) Акумулаторните никел-метал-хидридни батерии се класифицират според техните плочи: синтеровани никел-кадмиеви батерии, никел-метал-хидридни батерии, разпенени никел-кадмиеви батерии и никел-метал-хидридни батерии.
Синтеровани никел-кадмиеви и никел-метал-хидридни батерии: Плочите се произвеждат чрез синтероване и производственият процес е сложен, с висока скорост, ултра-висока скорост на разреждане, добра производителност при висока и ниска температура, но висока цена. Широко използван в авиацията, военните и др.
Разпенени никел-кадмиеви и никел-металхидридни батерии: Те се произвеждат чрез използване на разпенен никел с висока порьозност като матрица и пълни с активни материали. Производственият процес е прост, капацитетът на батерията е висок, а цената е ниска. Той се използва широко в електрически инструменти, аварийно осветление при пожар, домакински уреди и много други граждански области.
(2) Класификация на формата на батерията: цилиндрична, квадратна, тип бутон и др.;
(3) Класифицирани според скоростта на разреждане на батерията: тип със средна скорост, тип с висока скорост, тип с висока скорост и др.
1.4 Основни технически характеристики на кадмиево-никелови и никел-металохидридни батерии
1.4.1 Капацитет на Ni-Cd и Ni-MH батерии (Капацитет)
Номиналният капацитет се отнася до минималния капацитет, който батерията трябва да освободи при определени условия, както е посочено от търговската марка на производителя'
Според дефиницията: капацитет=време×ток…………………………………………①
А именно: капацитет на зареждане=време на зареждане×ток на зареждане…………②
Капацитет на разреждане=време на разреждане×разряден ток……③
В горните формули ①, ② и ③ капацитетът е представен с C, а единицата е ампер-час (Ah) или милиампер-час (mAh); времето за зареждане и разреждане е представено с h, а единицата е час; токът на зареждане и разреждане се представя с ампери (A) или милисекунди, казани от ампер (mA).
Номиналният капацитет на никел-кадмиевите и никел-метал-хидридните батерии се отнася до капацитета, разреден при скорост от 5 часа, изразен в C5.
Например: Оценка на номиналния капацитет на никел-кадмиеви и никел-метал-хидридни батерии: заредете при постоянен ток от 0,1 C5A за 14 до 16 часа (капацитетът на зареждане обикновено се изчислява като 120% от номиналния капацитет), оставете го настрана за 15 до 30 минути и след това използвайте постоянен ток от 0,2C5A Разряд до крайно напрежение 1,0V/капацитет.
Пример: AA1500mAh Ni-MH батерия, заредена с 0,5C5A,
Заряден ток=0.5×1500=750mA
Капацитет на зареждане=1500mAh×120% (тоест 1,2 пъти)=1800mAh
Капацитет на зареждане (mAh) 1800mAh
Време за зареждане (h) ===2.4h или 144min
Капацитет на разреждане (mAh) 750mA
Скорост на умножение: се отнася до размера на тока на зареждане и разреждане, изразен в кратни на номиналния капацитет.
Например: 0.1C5A, 0.2C5A, 0.5C5A, 1C5A...
Настоящите нови стандарти IEC и GB/T 15100 са променени на ItA, което означава, че ItA е еквивалентен на C5A.
Ni-MH батерия AA1500mAh се зарежда при постоянен ток от 0,5C5A, а токът на зареждане е 750mAh. 0,5C5A е общоизвестно като 0,5 увеличение.
1.4.2 Напрежение на Ni-Cd и Ni-MH батерии
Нормалното напрежение на никел-кадмиевите и никел-метал-хидридните батерии е 1,2V всяка.
Напрежение на сглобената батерия=1,2V × брой сглобени батерии
Комбинацията от кадмиево-никелови и никел-метал-хидридни батерии обикновено се комбинира последователно и паралелната комбинация не се препоръчва, тъй като има определени разлики в единичните батерии. Например разликата в капацитета и капацитета води до разлика в температурата на батерията, а разликата в температурата на батерията води до разликата в напрежението. , Разликата в напрежението кара тока на батерията с високо напрежение на разреждане да тече обратно към батерията с ниско напрежение на разреждане, което води до непоследователни паралелни батерии, което води до опасно използване на батерията.
Напрежението на батерията включва напрежение на зареждане, напрежение на отворена верига, напрежение на затворена верига, напрежение на разреждане, работно напрежение, напрежение на платформата, стандартно напрежение и напрежение на завършване.
Номинално напрежение: никел-водородна батерия 1,2V/бр, кадмиево-никелова батерия 1,2V/бр, цинк-манганова батерия 1,5V/бр
Оловно-киселинна батерия 2,0 V/бр Li-ion батерия 3,6 V/бр
Напрежение на зареждане: Максималната стойност на напрежението на зареждане на батерията по време на процеса на зареждане на батерията. Напрежението на батерията се променя с тока на зареждане. Колкото по-висок е зарядният ток, толкова по-високо е напрежението на зареждане и обратно.
Напрежение на прекъсване: Напрежението, при което батерията се разрежда до времето за прекъсване на разреждането, което варира в зависимост от тока на разреждане.
като:
Скорост на разреждане
Край на разрядното напрежение
0,2 C5A разряд
1,0 V/само
1 C5A разряд
0,9 V/само
5 C5A разряд
0,8 V/само
10 C5A разряд
0,7 V/бр
1.4.3 Саморазреждане (саморазреждане)
Кадмиево-никеловите и никел-метал-хидридните батерии освобождават собствения си капацитет в акумулаторни батерии без външен ток.
Тест за оценка на саморазреждане: Батерията се зарежда при постоянен ток от 0,1C5A в продължение на 14 до 16 часа и след като е оставена отворена в продължение на 28 дни и нощи, се разрежда при постоянен ток от 0,2C5A до 1,0V крайно напрежение и времето за освобождаване от отговорност трябва да бъде ≥3 часа, за да се квалифицира.
1.4.4 Живот на цикъла
Съгласно метода за изпитване на жизнения цикъл, даден в националния стандарт GB/T 15100-94, животът на цикъла на Ni-MH батерията трябва да бъде ≥500 пъти; цикъл означава (зареждане и разреждане) веднъж, тоест зареждане веднъж и разреждане веднъж. Животът приключва, когато капацитетът на разреждане е по-малък от 60% от номиналния капацитет.
Отнема много време, за да се оцени цикълът на живот на батериите в съответствие със стандартите на IEC и националните стандарти. Поради тази причина производителите, които произвеждат никел-кадмиеви и никел-водородни батерии, и тези, които използват никел-кадмиеви и никел-водородни батерии, понастоящем използват методи за ускорено изпитване на жизнения цикъл; Съгласно метода за изпитване на кадмиево-никелови и никел-метал-хидридни батерии, издаден от Китайската асоциация на производителите на батерии през 2000 г.: 1C5A зареждане с постоянен ток за 72 минути, 15 до 30 минути на изчакване, 1C5A постоянен ток разряд 1,0 V/бр. е цикъл, а животът на цикъла изисква 300 пъти; Изисква се, че когато капацитетът на разреждане е по-малък от 60% от номиналния капацитет, животът ще приключи.
1.4.5 Вътрешно съпротивление на батерията (mΩ) (вътрешно съпротивление)
Вътрешното съпротивление на кадмиево-никелови и никел-метал-хидридни батерии се причинява главно от електрохимичната поляризация, концентрационната поляризация и омичната поляризация на батерията. Този индикатор зависи главно от количеството електролит и електролита, диафрагмата и положителните и отрицателните плочи. , аксесоари и други свързани, същия модел, същия капацитет на батерията, стойността на вътрешното съпротивление е голяма, което показва, че електрическата производителност на батерията' е лоша; напротив, стойността на вътрешното съпротивление е малка, което показва, че електрическите характеристики на батерията' са добри.
Тест за вътрешно съпротивление: Батерията се зарежда при постоянен ток от 0,1C5A за 14 до 16 часа и след това се оставя за 60 минути за тестване.
AA1200mAh—AA1800mAh батерия ≤30mΩ
AAA500mAh—AAA800mAh батерия ≤40mΩ
Ефективността на батерията включва също: високотемпературна производителност, работа при ниска температура, производителност на свръхзареждане, способност за зареждане с постоянно напрежение, способност за получаване на зареждане, производителност на удари и вибрации и т.н. С изключение на горните тестове за ефективност, се извършват тестове за електрически характеристики на батерията при условия на среда 20±5°C и относителна влажност 65±20%.
Забележка: Освен ако не е посочено друго, всички тестове за електрически характеристики на батерията подлежат на тестове в рамките на един месец, заплатени на клиента от фабриката.
2 Национални стандарти за никел-кадмиеви и никел-водородни батерии
2,1 GB/T15100—94
Стандартът включва стандартите за изпитване на цилиндрични никел-водородни батерии; той е разделен на високоскоростен, среден, нискоскоростен и свръхвисокоскоростен разряд.
2,2 GB/T11013—1996
Този стандарт съдържа технически стандарти и методи за изпитване на цилиндрични никел-кадмиеви батерии.
2,3 GB/T15100—2004
Стандартът включва стандартите за изпитване на цилиндрични никел-водородни батерии; той е разделен на високоскоростен, среден, нискоскоростен и свръхвисокоскоростен разряд. Променете традиционния метод за изразяване на скоростта на зареждане и разреждане от кратното на номиналния капацитет на кратното на тока.
2,4 GB/T15100—2005
Стандартът включва стандарти за тестване на цилиндрични никел-металхидридни батерии, малки квадратни батерии и бутонни батерии и добавя тест за бързо зареждане с постоянен ток 1.0C5A.
2.5 IEC стандарт за никел-кадмиеви и никел-водородни батерии
IEC61951-2: 2003 Този стандарт съдържа различни стандарти за изпитване на надеждност и безопасност за цилиндрични никел-металхидридни батерии и различни технически стандарти за батерии.
IEC61951-1: 2003 Този стандарт съдържа различни стандарти за изпитване на надеждност и безопасност за цилиндрични, малки квадратни никел-кадмиеви батерии с бутони и технически стандарти за различни батерии.
3 Области на приложение на кадмиево-никелови и никел-водородни батерии и изисквания на свързаните поддържащи индустрии
3.1 Никел-кадмиевите и никел-метално-хидридните батерии могат да се използват широко в електрически инструменти, аварийно осветление (включително светлини за морава, слънчеви светлини), електрически играчки (модели на самолети), самобръсначки, безжични телефони, електрически велосипеди, цифрови фотоапарати, уоки- говорители, инструменти и измервателни уреди, комуникации, домакински уреди, прахоуловители, MP3, радиостанции и др.
3.2 Електрически инструменти (тип SC)
Основните изисквания на индустрията за електроинструменти за кадмиево-никелови и никел-водородни SC батерии:
Заредете с постоянен ток 1C5A за 72 минути, оставете го настрана за 15-30 минути
10C5A-15C5A постоянен ток разряд до крайно напрежение 0,7V/бр
Време за разреждане ≥ 4 минути или 3,5 минути
Непрекъснат цикъл 10 пъти, не по-малко от необходимото време за разреждане
В рамките на 2 минути от времето за разреждане напрежението на батерията е не по-малко от 1.0V/бр
Батериите за електрически инструменти и единичните батерии трябва да бъдат опаковани в крафт хартиени гилзи.
3.3 Промишленост на аварийните осветителни тела (SC, C, D, AA, AAA, 2/3AA, 2/3AAA и др.) Аварийните осветителни тела са в съответствие с изискванията на индустрията и националните стандарти. Когато индустрията обикновено използва батерии, се използват постоянно ограничаване на напрежението и тока. Заредете кадмиево-никеловите и никел-метал-хидридните батерии, настройте напрежението на зареждане на 1,43-1,45V/pc и времето за зареждане е 24 часа.
