Taaslaetavad nikkel-kaadmium ja nikkel-vesinik akud ja rakenduse tutvustus
1 Taaslaetava nikkel-kaadmium (Cd-Ni) ja Ni-MH laetava aku lühitutvustus
1.1 Laetav aku ja primaarelement
(1) Taaslaetav aku viitab akule, mida saab korduvalt laadida ja tühjendada, tuntud ka kui sekundaarne aku või aku.
Tavaliselt kasutatavad laetavad akud on: nikkel-kaadmiumakud, nikkel-metallhüdriidakud, pliiakud, liitium-ioonakud, tsink-nikkelakud, raud-nikkelakud ja muud akud.
(2) Primaarakud on kuivad akud, mida tuntakse ka primaarpatareidena. Tavaliselt kasutatavad patareid on: tsink-mangaanpatareid, tsink-hõbepatareid, leelis-tsink-mangaanpatareid, primaar-tsink-nikkelpatareid ja muud seeria patareid.
1.2 Taaslaetavad nikkel-kaadmium ja nikkel-metallhüdriid akud: (metallhüdriid-nikkel aku Ni-MH aku)
Aku koostis: aku koosneb elektroodidest (Electrode), elektrolüüdist (Electrolyte), diafragmast (Saparator) ja väliskest (Outer shell).
Nimelt: katoodil (Cathode) on kasutatud nikkelhüdroksiidi ja koobaltit, anoodil (Anood) vesinikku salvestava sulami pulbrit, elektrolüüdis kaaliumhüdroksiidi, membraanil nailonkangast ning väliskest nikeldatud teraskest. Kaadmiumnikkelpatarei negatiivne elektrood on kaadmiumoksiid, elektrolüütiline käsnkaadmium ja ülejäänud osa on sama mis nikkel-vesinikpatareil.
1.3 Taaslaetavate nikkel-kaadmium- ja nikkel-metallhüdriidakude klassifikatsioon
(1) Taaslaetavad nikkel-metallhüdriidakud klassifitseeritakse vastavalt nende plaatidele: paagutatud nikkel-kaadmiumakud, nikkel-metallhüdriidakud, vahustatud nikkel-kaadmium akud ja nikkel-metallhüdriid akud.
Paagutatud nikkel-kaadmium- ja nikkel-metallhüdriidpatareid: plaadid on valmistatud paagutamise teel ja tootmisprotsess on keerukas, suure kiirusega ülikiire tühjenemise, hea jõudlusega kõrgel ja madalal temperatuuril, kuid kõrge hind. Laialdaselt kasutatav lennunduses, sõjaväes jne.
Vahustatud nikkel-kaadmium ja nikkel-metallhüdriid akud: nende valmistamisel kasutatakse maatriksina suure poorsusega vahustatud niklit, mis on täidetud aktiivsete materjalidega. Tootmisprotsess on lihtne, aku mahutavus on suur ja hind on madal. Seda kasutatakse laialdaselt elektrilistes tööriistades, tulekahju avariivalgustuses, kodumasinates ja paljudes muudes tsiviilvaldkondades.
(2) Aku kuju klassifikatsioon: silindriline, ruudukujuline, nööptüüp jne;
(3) Klassifitseeritud vastavalt aku tühjenemiskiirusele: keskmise kiirusega tüüp, suure kiirusega tüüp, ülisuure kiirusega tüüp jne.
1.4 Kaadmium-nikkel- ja nikkel-metallhüdriidakude peamised tehnilised näitajad
1.4.1 Ni-Cd ja Ni-MH akude mahutavus (mahutavus)
Nimivõimsus viitab minimaalsele võimsusele, mille aku peaks teatud tingimustel vabastama, nagu on märgitud tootja kaubamärgi'
Vastavalt definitsioonile: võimsus=aeg × vool……………………………………①
Nimelt: laadimisvõimsus=laadimisaeg×laadimisvool…………②
Tühjenemisvõimsus=tühjenemisaeg × tühjendusvool……③
Ülaltoodud valemites ①, ② ja ③ tähistab mahtuvust C ja ühikuks on ampertund (Ah) või milliampertund (mAh); laadimis- ja tühjendusaega tähistab h ja ühikuks on tund; laadimis- ja tühjendusvoolu tähistatakse amprites (A) või millisekundites Ampere (mA).
Nikkel-kaadmium- ja nikkel-metallhüdriidpatareide nimivõimsus viitab võimsusele, mis tühjeneb 5-tunnise kiirusega, väljendatuna C5-des.
Näiteks: Nikkel-kaadmium- ja nikkel-metallhüdriidakude nimimahtuvuse hindamine: laadige konstantse vooluga 0,1 C5A 14-16 tundi (laadimisvõimsus on üldiselt arvestatud 120% nimivõimsusest), pange kõrvale. 15 kuni 30 minutit ja seejärel kasutage konstantset voolu 0,2C5A Tühjendage lõpppingele 1,0 V/võimsus.
Näide: AA1500mAh Ni-MH aku, laetud 0,5C5A,
Laadimisvool=0,5×1500=750mA
Laadimisvõimsus=1500 mAh × 120% (st 1,2 korda)=1800 mAh
Laadimismaht (mAh) 1800 mAh
Laadimisaeg (h) ===2,4h ehk 144min
Tühjendusvõimsus (mAh) 750mA
Korrutuskiirus: viitab laadimis- ja tühjendusvoolu suurusele, väljendatuna nimivõimsuse kordades.
Näiteks: 0,1C5A, 0,2C5A, 0,5C5A, 1C5A...
Praegused uued IEC ja GB/T 15100 standardid muudetakse ItA-ks, mis tähendab, et ItA on samaväärne C5A-ga.
AA1500mAh Ni-MH akut laetakse konstantse vooluga 0,5C5A ja laadimisvool on 750mAh. 0,5C5A on üldtuntud kui 0,5 suurendus.
1.4.2 Ni-Cd ja Ni-MH akude pinge
Nikkel-kaadmium- ja nikkel-metallhüdriidpatareide normaalne pinge on kummalgi 1,2 V.
Kokkupandud aku pinge=1,2 V × kokkupandud akude arv
Kaadmium-nikkel ja nikkel-metallhüdriid akude kombinatsiooni kombineeritakse üldiselt järjestikku ning paralleelselt kombineerimine ei ole soovitatav, kuna üksikute akude puhul on teatud erinevused. Näiteks võimsuse ja võimsuse erinevus toob kaasa aku temperatuuri erinevuse ja aku temperatuuri erinevus pinge erinevuse. , Pingeerinevus põhjustab kõrge tühjenemispingega aku voolu tagasivoolu madala tühjenemispingega akusse, põhjustades paralleelsete akude ebaühtlust, mille tulemuseks on akuploki ebaturvaline kasutamine.
Aku pinge sisaldab laadimispinget, avatud vooluahela pinget, suletud ahela pinget, tühjenduspinget, tööpinget, platvormi pinget, standardpinget ja lõpppinget.
Nimipinge: nikkel-vesinikaku 1,2V/tk, kaadmium-nikkelaku 1,2V/tk, tsink-mangaan aku 1,5V/tk
Pliiaku 2,0 V/tk Li-ion aku 3,6 V/tk
Laadimispinge: aku laadimispinge maksimaalne väärtus aku laadimisprotsessi ajal. Aku pinge muutub koos laadimisvooluga. Mida suurem on laadimisvool, seda kõrgem on laadimispinge ja vastupidi.
Katkestuspinge: pinge, mille juures aku tühjeneb tühjenemise katkestusajani, mis varieerub sõltuvalt tühjendusvoolust.
nagu:
Tühjenemise kiirus
Tühjenduspinge lõpp
0,2 C5A tühjendus
1,0 V/ainult
1 C5A tühjenemine
0,9 V/ainult
5 C5A tühjenemine
0,8 V/ainult
10 C5A tühjendus
0,7 V/tk
1.4.3 Isetühjenemine (isetühjenemine)
Kaadmium-nikkel ja nikkel-metallhüdriid akud vabastavad oma võimsuse laetavates akudes ilma välise voolu tühjenemiseta.
Isetühjenemise hindamiskatse: akut laetakse konstantse vooluga 0,1 C5A 14–16 tundi ja pärast 28 päeva ja ööd kestmist lahti jätmist tühjendatakse konstantse vooluga 0,2 C5A kuni 1,0 V lõpppingeni ja kvalifitseerumiseks peab tühjendusaeg olema ≥3 tundi.
1.4.4 Tsükli eluiga
Vastavalt GB/T 15100-94 riiklikus standardis esitatud tsükli eluea katsemeetodile peaks Ni-MH aku tsükli eluiga olema ≥500 korda; tsükkel tähendab (laadimine ja tühjendamine) üks kord, see tähendab, laadige üks kord ja tühjendage üks kord. Eluiga lõpeb, kui tühjendusvõimsus on väiksem kui 60% nimivõimsusest.
Akude tsükli eluea hindamine vastavalt IEC standarditele ja riiklikele standarditele võtab kaua aega. Sel põhjusel kasutavad nikkel-kaadmium- ja nikkel-vesinikakusid tootvad ning nikkel-kaadmium- ja nikkel-vesinikpatareisid kasutavad tootjad praegu kiirendatud eluea testimise meetodeid; Vastavalt Hiina akutööstuse assotsiatsiooni 2000. aastal välja antud kaadmium-nikkel- ja nikkel-metallhüdriidpatareide katsemeetodile: 1C5A konstantse voolu laadimine 72 minutit, 15–30 minutit ootel, 1C5A konstantse voolu tühjenemine 1,0 V/tk. on tsükkel ja tsükli eluiga on vaja 300 korda; Kui tühjendusvõimsus on alla 60% nimivõimsusest, siis eluiga lõppeb.
1.4.5 Aku sisetakistus (mΩ) (sisetakistus)
Kaadmium-nikkel ja nikkel-metallhüdriidpatareide sisetakistus on peamiselt põhjustatud aku elektrokeemilisest polarisatsioonist, kontsentratsioonipolarisatsioonist ja oomilisest polarisatsioonist. See indikaator sõltub peamiselt elektrolüüdi kogusest ja elektrolüüdist, membraanist ning positiivsetest ja negatiivsetest plaatidest. , tarvikud ja muu seonduv, sama mudel, sama aku mahutavus, sisetakistuse väärtus on suur, mis näitab, et aku'elektriline jõudlus on halb; vastupidi, sisetakistuse väärtus on väike, mis näitab, et aku' elektriline jõudlus on hea.
Sisetakistuse test: akut laetakse konstantse vooluga 0,1C5A 14–16 tundi ja jäetakse seejärel testimiseks 60 minutiks.
AA1200mAh – AA1800mAh aku ≤30mΩ
AAA500mAh – AAA800mAh aku ≤40mΩ
Aku jõudlus hõlmab ka järgmist: jõudlus kõrgel temperatuuril, madalal temperatuuril, ülelaadimine, pideva pinge laadimise võime, laadimise vastuvõtmise võime, löögi- ja vibratsioonivõime jne. Välja arvatud ülaltoodud toimivustestid, viiakse läbi aku elektrilise jõudluse testid. keskkonnas 20±5°C ja suhtelise õhuniiskuse 65±20%.
Märkus: Kui ei ole teisiti märgitud, tehakse kõik aku elektrilise talitluse testid ühe kuu jooksul, mille tehas maksab kliendile.
2 Riiklikud standardid nikkel-kaadmium- ja nikkel-vesinikakudele
2,1 GB/T15100-94
Standard sisaldab silindriliste nikkel-vesinikakude katsestandardeid; see jaguneb suure kiirusega, keskmise kiirusega, madala kiirusega ja ülikõrge kiirusega tühjendusjõudluseks.
2,2 GB/T11013—1996
See standard sisaldab silindriliste nikkel-kaadmiumakude tehnilisi standardeid ja katsemeetodeid.
2,3 GB/T15100—2004
Standard sisaldab silindriliste nikkel-vesinikakude katsestandardeid; see jaguneb suure kiirusega, keskmise kiirusega, madala kiirusega ja ülikõrge kiirusega tühjendusjõudluseks. Muutke traditsioonilist laadimis- ja tühjenemiskiiruse väljendamise meetodit nimivõimsuse kordselt voolu kordseks.
2,4 GB/T15100—2005
Standard sisaldab silindriliste nikkel-metallhüdriidpatareide, väikese ruudukujuliste patareide ja nööpatareide testimisstandardeid ning lisab 1,0C5A konstantse vooluga kiirlaadimistesti.
2.5 IEC standard nikkel-kaadmium ja nikkel-vesinik akudele
IEC61951-2: 2003 See standard sisaldab mitmesuguseid silindriliste nikkel-metallhüdriidpatareide töökindluse ja ohutuse testimise standardeid ning erinevaid akude tehnilisi standardeid.
IEC61951-1: 2003 See standard sisaldab erinevaid töökindluse ja ohutustesti standardeid silindriliste, väikese ruudukujuliste, nööptüüpi nikkel-kaadmiumpatareide jaoks ning tehnilisi standardeid erinevatele patareidele.
3 Kaadmium-nikkel ja nikkel-vesinikpatareide kasutusvaldkonnad ja nendega seotud toetavate tööstusharude nõuded
3.1 Nikkel-kaadmium- ja nikkel-metallhüdriidpatareisid saab laialdaselt kasutada elektrilistes tööriistades, tulekahju avariivalgustuses (sh muruvalgustid, päikesevalgustid), elektrilistes mänguasjades (lennukimudelites), habemenuga, juhtmeta telefonides, elektrijalgratastes, digikaamerates, raadiosaatjates. kõnepuldid, instrumendid ja arvestid , Side, kodumasinad, tolmukogujad, MP3, raadiod jne.
3.2 Elektrilised tööriistad (SC tüüpi)
Elektritööriistade tööstuse peamised nõuded kaadmium-nikkel ja nikkel-vesinik SC-tüüpi akudele:
Laadige 1C5A konstantse vooluga 72 minutit, pange see 15-30 minutiks kõrvale
10C5A-15C5A püsivoolulahendus lõpppingele 0,7V/tk
Tühjendusaeg ≥ 4 minutit või 3,5 minutit
Pidevalt 10 korda tsüklit, mitte vähem kui nõutav tühjendusaeg
2 minuti jooksul pärast tühjenemist ei ole aku pinge alla 1,0 V/tk
Elektritööriistade ja üksikute akude patareid tuleb pakendada jõupaberist ümbrisesse.
3.3 Avariivalgustusseadmete tööstus (SC, C, D, AA, AAA, 2/3AA, 2/3AAA jne) avariivalgustusseadmed vastavad tööstusharu nõuetele ja riiklikele standarditele. Kui tööstuses kasutatakse üldiselt akusid, kasutatakse pidevat pinget ja voolu piiramist. Laadige kaadmium-nikkel ja nikkel-metallhüdriid akud, seadke laadimispingeks 1,43-1,45 V/tk ja laadimisaeg on 24 tundi.
