Polnilne nikelj-kadmijeve in nikelj-vodikove baterije in uvod v uporabo
1 Kratka predstavitev nikelj-kadmijeve (Cd-Ni) in Ni-MH polnilne baterije
1.1 Baterija za ponovno polnjenje in primarna celica
(1) Baterija za ponovno polnjenje se nanaša na baterijo, ki jo je mogoče večkrat polniti in prazniti, znana tudi kot sekundarna baterija ali akumulator.
Najpogosteje uporabljene baterije za ponovno polnjenje so: nikelj-kadmijeve baterije, nikelj-kovinske hidridne baterije, svinčeno-kislinske baterije, litij-ionske baterije, cink-nikljeve baterije, železo-nikljeve baterije in druge serije baterij.
(2) Primarne baterije so suhe baterije, znane tudi kot primarne baterije. Najpogosteje uporabljene baterije so: cink-manganove baterije, cink-srebrne baterije, alkalne cink-manganove baterije, primarne cink-nikljeve baterije in druge serije baterij.
1.2 Polnilne nikelj-kadmijeve in nikelj-metal-hidridne baterije: (kovinsko-hidrid-nikljeva baterija Ni-MH baterija)
Sestava baterije: baterija je sestavljena iz elektrod (Electrode), elektrolita (Electrolyte), membrane (Saparator) in zunanje lupine (Outer Shell).
Namreč: katoda (Cathode) uporablja nikelj hidroksid in kobalt, anoda (Anode) uporablja prah zlitine za shranjevanje vodika, elektrolit uporablja kalijev hidroksid, membrana uporablja najlonsko tkanino, zunanja lupina pa je izdelana iz ponikljane jeklene lupine. Negativna elektroda kadmijeve nikljeve baterije je kadmijev oksid, kadmij z elektrolitno gobo, ostalo pa je enako kot nikelj vodikova baterija.
1.3 Razvrstitev nikelj-kadmijevih in nikelj-metal hidridnih baterij za ponovno polnjenje
(1) Nikel-metal hidridne baterije za ponovno polnjenje so razvrščene glede na njihove ploščice: sintrane nikelj-kadmijeve baterije, nikelj-metal-hidridne baterije, penjene nikelj-kadmijeve baterije in nikelj-metal-hidridne baterije.
Sintrane nikelj-kadmijeve in nikelj-kovinske hidridne baterije: plošče so izdelane s sintranjem, proizvodni proces pa je zapleten, z visoko hitrostjo, ultra visoko hitrostjo praznjenja, dobrim delovanjem pri visoki in nizki temperaturi, vendar visokimi stroški. Široko se uporablja v letalstvu, vojski itd.
Penaste nikelj-kadmijeve in nikelj-metal-hidridne baterije: Izdelane so z uporabo penastega niklja z visoko poroznostjo kot matriko in polnjene z aktivnimi materiali. Proizvodni proces je preprost, zmogljivost baterije je visoka, stroški pa nizki. Široko se uporablja v električnih orodjih, požarni razsvetljavi v sili, gospodinjskih aparatih in mnogih drugih civilnih področjih.
(2) Razvrstitev oblike baterije: valjasta, kvadratna, tipkasta tipka itd.;
(3) Razvrščeno glede na stopnjo praznjenja baterije: tip srednje hitrosti, tip visoke hitrosti, tip super visoke hitrosti itd.
1.4 Glavna tehnična zmogljivost kadmij-nikljevih in nikelj-metal-hidridnih baterij
1.4.1 Zmogljivost Ni-Cd in Ni-MH baterij (kapaciteta)
Nazivna zmogljivost se nanaša na najmanjšo kapaciteto, ki bi jo morala baterija sprostiti pod določenimi pogoji, kot je navedeno v blagovni znamki proizvajalca'.
Po definiciji: zmogljivost=čas×tok…………………………………………①
In sicer: zmogljivost polnjenja=čas polnjenja×polnilni tok…………②
Kapaciteta praznjenja=čas praznjenja×praznilni tok……③
V zgornjih formulah ①, ② in ③ je zmogljivost predstavljena s C, enota pa je amper-ura (Ah) ali miliamper-ura (mAh); čas polnjenja in praznjenja je predstavljen z h, enota pa je ura; tok polnjenja in praznjenja je predstavljen z amperi (A) ali milisekundami Amper (mA).
Nazivna zmogljivost nikelj-kadmijevih in nikelj-metal-hidridnih baterij se nanaša na kapaciteto, ki se izprazni s hitrostjo 5 ur, izraženo v C5.
Na primer: ocena nazivne zmogljivosti nikelj-kadmijevih in nikelj-metal hidridnih baterij: polnite s stalnim tokom 0,1 C5A 14 do 16 ur (polnilna zmogljivost se običajno izračuna kot 120 % nazivne zmogljivosti), odložite jo 15 do 30 minut, nato pa uporabite konstanten tok 0,2C5A Izpraznite do končne napetosti 1,0V/kapacitet.
Primer: AA1500mAh Ni-MH baterija, napolnjena z 0,5C5A,
Polnilni tok=0,5×1500=750mA
Kapaciteta polnjenja=1500mAh×120% (torej 1,2-krat)=1800mAh
Kapaciteta polnjenja (mAh) 1800 mAh
Čas polnjenja (h) ===2,4h ali 144min
Kapaciteta praznjenja (mAh) 750 mA
Množenje: se nanaša na velikost toka polnjenja in praznjenja, izraženo v večkratnikih nazivne zmogljivosti.
Na primer: 0,1C5A, 0,2C5A, 0,5C5A, 1C5A ...
Trenutni novi standardi IEC in GB/T 15100 so spremenjeni v ItA, kar pomeni, da je ItA enakovreden C5A.
Ni-MH baterija AA1500mAh se polni s konstantnim tokom 0,5C5A, polnilni tok pa je 750mAh. 0,5C5A je splošno znana kot povečava 0,5.
1.4.2 Napetost Ni-Cd in Ni-MH baterij
Normalna napetost nikelj-kadmijevih in nikelj-metal hidridnih baterij je 1,2 V.
Napetost sestavljene baterije=1,2 V × število sestavljenih baterij
Kombinacija kadmij-nikljevih in nikelj-metal hidridnih baterij je praviloma kombinirana zaporedno, vzporedna kombinacija pa ni priporočljiva, ker obstajajo določene razlike pri posameznih baterijah. Na primer, razlika v zmogljivosti in zmogljivosti vodi do razlike v temperaturi baterije, razlika v temperaturi baterije pa do razlike v napetosti. , Razlika v napetosti povzroči, da tok baterije z visoko napetostjo praznjenja teče nazaj do baterije z nizko napetostjo praznjenja, kar povzroči neskladne vzporedne baterije, kar povzroči nevarno uporabo baterijskega paketa.
Napetost akumulatorja vključuje napetost polnjenja, napetost odprtega tokokroga, napetost zaprtega tokokroga, napetost praznjenja, delovno napetost, napetost platforme, standardno napetost in končno napetost.
Nazivna napetost: nikelj-vodikova baterija 1,2 V/kos, kadmij-nikljeva baterija 1,2 V/kos, cink-manganova baterija 1,5 V/kos
Svinčena baterija 2,0 V/kos Li-ion baterija 3,6 V/kos
Napetost polnjenja: Največja vrednost polnilne napetosti baterije med postopkom polnjenja baterije. Napetost baterije se spreminja s polnilnim tokom. Višji kot je polnilni tok, višja je polnilna napetost in obratno.
Izklopna napetost: napetost, pri kateri se baterija izprazni do izklopnega časa praznjenja, ki se spreminja glede na tok praznjenja.
kot:
Stopnja praznjenja
Konec napetosti praznjenja
0,2 C5A izpust
1,0 V/samo
1 C5A izpust
0,9 V/samo
5 C5A izpust
0,8 V/samo
10 C5A izpust
0,7 V/kos
1.4.3 Samopraznjenje (samopraznjenje)
Kadmij-nikelj in nikelj-metal-hidridne baterije sprostijo lastno kapaciteto v akumulatorskih baterijah brez zunanjega praznjenja.
Preskus ocene samopraznjenja: Akumulator se 14 do 16 ur polni s stalnim tokom 0,1C5A in potem, ko je bil odprt 28 dni in noči, izprazni pri konstantnem toku 0,2C5A na zaključno napetost 1,0V in čas odvajanja mora biti ≥3 ure za kvalifikacijo.
1.4.4 Življenjska doba cikla
V skladu z metodo preskusa življenjske dobe, podano v nacionalnem standardu GB/T 15100-94, mora biti življenjska doba Ni-MH baterije ≥500-krat; cikel pomeni (polnjenje in praznjenje) enkrat, torej enkrat napolni in enkrat izprazni. Življenjska doba se konča, ko je zmogljivost praznjenja manjša od 60 % nazivne zmogljivosti.
Ocenjevanje življenjske dobe baterij v skladu s standardi IEC in nacionalnimi standardi traja dolgo. Iz tega razloga proizvajalci, ki proizvajajo nikelj-kadmijeve in nikelj-vodikove baterije, in tisti, ki uporabljajo nikelj-kadmijeve in nikelj-vodikove baterije, trenutno uporabljajo metode pospešenega testiranja življenjske dobe; Glede na preskusno metodo kadmij-nikljevih in nikelj-metal hidridnih baterij, ki jo je izdalo Kitajsko združenje za industrijo baterij leta 2000: polnjenje s stalnim tokom 1C5A 72 minut, 15 do 30 minut na čakanju, 1C5A praznjenje s konstantnim tokom 1,0 V/kos, je je cikel, življenjska doba cikla pa zahteva 300-krat; Ko je zmogljivost praznjenja manjša od 60 % nazivne zmogljivosti, se zahteva, da se življenjska doba konča.
1.4.5 Notranji upor baterije (mΩ) (notranji upor)
Notranji upor kadmij-nikljevih in nikelj-metal-hidridnih baterij je v glavnem posledica elektrokemične polarizacije, koncentracijske polarizacije in ohmske polarizacije baterije. Ta indikator je v glavnem odvisen od količine elektrolita, elektrolita, diafragme ter pozitivnih in negativnih plošč. , dodatki in drugo povezano, isti model, enaka zmogljivost baterije, vrednost notranjega upora je velika, kar kaže, da je električna zmogljivost baterije' slaba; nasprotno, vrednost notranjega upora je majhna, kar kaže, da je električna zmogljivost baterije' dobra.
Preskus notranjega upora: baterijo polnimo s konstantnim tokom 0,1C5A 14 do 16 ur in nato pustimo 60 minut za testiranje.
AA1200mAh—AA1800mAh baterija ≤30mΩ
AAA500mAh—AAA800mAh baterija ≤40mΩ
Zmogljivost baterije vključuje tudi: visokotemperaturno delovanje, nizkotemperaturno delovanje, zmogljivost prenapolnjenosti, sposobnost polnjenja s konstantno napetostjo, sposobnost sprejemanja polnjenja, zmogljivost udarcev in vibracij itd. v pogojih okolja 20±5°C in relativne vlažnosti 65±20%.
Opomba: Če ni drugače določeno, so vsi preizkusi električne zmogljivosti baterije predmet testov v enem mesecu, ki jih tovarna plača stranki.
2 Nacionalni standardi za nikelj-kadmijeve in nikelj-vodikove baterije
2,1 GB/T15100—94
Standard vključuje preskusne standarde za cilindrične nikelj-vodikove baterije; razdeljen je na visoko, srednje, nizko in ultra visoko hitrost praznjenja.
2,2 GB/T11013—1996
Ta standard vsebuje tehnične standarde in preskusne metode za cilindrične nikelj-kadmijeve baterije.
2,3 GB/T15100—2004
Standard vključuje preskusne standarde za cilindrične nikelj-vodikove baterije; razdeljen je na visoko, srednje, nizko in ultra visoko hitrost praznjenja. Spremenite tradicionalno metodo izražanja hitrosti polnjenja in praznjenja iz večkratnika nazivne zmogljivosti v večkratnika toka.
2,4 GB/T15100—2005
Standard vključuje preskusne standarde za cilindrične nikelj-metal hidridne baterije, majhne kvadratne baterije in gumbne baterije ter dodaja test hitrega polnjenja s konstantnim tokom 1,0C5A.
2.5 IEC standard za nikelj-kadmijeve in nikelj-vodikove baterije
IEC61951-2: 2003 Ta standard vsebuje različne standarde zanesljivosti in varnosti za cilindrične nikelj-metal-hidridne baterije in različne tehnične standarde za baterije.
IEC61951-1: 2003 Ta standard vsebuje različne testne standarde zanesljivosti in varnosti za valjaste, majhne kvadratne nikelj-kadmijeve baterije z gumbom in tehnične standarde za različne baterije.
3 Področja uporabe kadmij-nikljevih in nikelj-vodikovih baterij in zahteve povezanih podpornih industrij
3.1 Nikelj-kadmijeve in nikelj-kovinski hidridne baterije se lahko široko uporabljajo v električnem orodju, požarni razsvetljavi v sili (vključno s travniki, sončnimi lučmi), električnih igračah (modeli letal), britvici, brezžičnih telefonih, električnih kolesih, digitalnih fotoaparatih, voki- zvočniki, instrumenti in merilniki, komunikacije, gospodinjski aparati, zbiralniki prahu, MP3, radijski sprejemniki itd.
3.2 Električna orodja (tip SC)
Glavne zahteve industrije električnih orodij za kadmij-nikelj in nikelj-vodikove baterije tipa SC:
Polnite s konstantnim tokom 1C5A 72 minut, odložite za 15-30 minut
10C5A-15C5A izpust s konstantnim tokom do končne napetosti 0,7V/kos
Čas praznjenja ≥ 4 minute ali 3,5 minute
Neprekinjeno ciklirajte 10-krat, ne manj kot zahtevani čas praznjenja
V 2 minutah po praznjenju napetost baterije ni manjša od 1,0 V/kos
Baterije za električno orodje in posamezne baterije morajo biti zapakirane v ovitke iz kraft papirja.
3.3 Industrija zasilne razsvetljave (SC, C, D, AA, AAA, 2/3AA, 2/3AAA, itd.) Napeljave za zasilno razsvetljavo so v skladu z zahtevami industrije in nacionalnimi standardi. Ko industrija na splošno uporablja baterijske sklope, se uporablja omejevanje konstantne napetosti in toka. Napolnite kadmij-nikelj in nikelj-metal hidridne baterije, nastavite polnilno napetost na 1,43-1,45 V/kos, čas polnjenja pa je 24 ur.
