Аккумулятор как заряжается: Правильная зарядка аккумулятора — Магазин «АВТОКРУТ»

  • 23.01.1978

Содержание

Можно ли заряжать и разряжать аккумулятор одновременно?

Нет, на практике заряжать и разряжать аккумулятор одновременно по законам физики невозможно. Вы или заряжаете, или разряжаете элемент питания — он не может делать и то, и другое одновременно.


Возможно, где-то на молекулярном уровне происходят некоторые «выравнивания» (компенсации). Но это не то, что мы называем «зарядкой и разрядкой» в один и тот же момент.

Вы можете пользоваться, например, смартфоном или ноутбуком в тот момент, когда он заряжается. Но это не значит, что часть аккумулятора получает заряд, когда как в то же самое время другая часть отдаёт энергию гаджету (только если батарея не состоит из нескольких независимых ячеек). Тоже самое относится и к аккумулятору автомобиля — на его примере будет нагляднее объяснить.



В автомобиле нельзя заряжать и разряжать АКБ одновременно, как же так?

В автомобиле аккумулятор:


  • • либо заряжается,
  • • либо разряжается,
  • • либо нет ни того, ни другого.

Он способен быстро менять одно состояние на другое, но генератор не может заряжать и разряжать аккумулятор одновременно.


Генератор повышает напряжение в бортовой сети автомобиля так, чтобы оно было достаточно высоким для обеспечения всей нагрузки. Притом иногда при изменении нагрузки время зарядки батареи может сократиться до минимума.


При достижении максимального напряжения аккумулятор начинает разряжаться — в этот момент он больше не заряжается. Как только напряжение батареи выравнивается с напряжением на генераторе переменного тока, достигается равновесие.


→ Теперь питание обеспечивается генератором переменного тока, батарея не заряжается и не разряжается.

После снятия дополнительной нагрузки батарея кратковременно заряжается до тех пор, пока вновь не достигнет равновесия. Это при условии, что в бортовой сети напряжение немного возрастает.



Но у литий-ионных аккумуляторов в телефонах и ноутбуках всё иначе?

Всё то же самое относится и к литий-ионным батареям. Концепцию «зарядки и разрядки одновременно с выделением тепла», конечно, никто не отменял (если вы понимаете, о чём речь), но на практике ЭДС обычного гаджета составляет около 3,7 В, а зарядное напряжение намного выше (~5 В). То есть аккумулятор не используется во время зарядки.


Про концепцию «зарядки и разрядки одновременно с выделением тепла»

Вот, что иногда происходит в ноутбуках: если устройство с батарейным питанием от внешнего источника питания может выдерживать большие нагрузки, батарея в конечном итоге используется в качестве буфера внешнего питания.


Например, в контуре требуется цепь 10 А в течение 30 секунд, затем 1 А в течение следующих 30 секунд. Да, напряжение имеет значение, но давайте просто придерживаться тока, чтобы объяснить ситуацию проще.

Итак, в целом нам нужно 5,5 А в среднем. Допустим, что внешний источник питания может обеспечить 6 А (у ноутбуков обычно бывают адаптеры 4,74 А и 6,3 А, но для примера упростим).

Таким образом, в течение 30 секунд каждой минуты батарея разряжается со скоростью 4,4 А. в течение остальных 30 секунд она может заряжаться при 4,6 А. В данном случае 0,2 А — потери на зарядку и разрядку. Другими словами, в конце цикла батарея находится на том же уровне, что и раньше. Эти 0,2 А являются тем, что генерирует тепло.



***

Важно понимать, что в задаче «заряжать и разряжать аккумулятор одновременно» нет практического смысла (повторимся, речь не об использовании телефона во время зарядки, а о сложных химических процессах внутри батареи). Даже если это было бы возможно.

Просто мы создадим тем самым много тепла, особенно если ёмкость аккумулятора небольшая. Если это батарея на 10 Ач, то она будет генерировать много тепла, делая циклы при постоянном токе выше . Это может превысить безопасные пределы батареи, если соответствующее тепловое управление не принято во внимание.

Вот тут и может возникнуть проблема, но не от зарядки и разрядки одновременно.


Узнайте больше об аккумуляторах

Подпишитесь в группе ВКонтакте @NeovoltRu на новости из мира гаджетов, узнайте об улучшении их автономности и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.



Зарядка от аккумулятора в Windows

Литий-ионные аккумуляторы — это наиболее распространенный тип аккумулятора, используемого на современных мобильных устройствах, включая ноутбуки и планшеты. Аккумуляторы заряжаются быстро, постояно, и они имеют высокую плотность энергии, которая обеспечивает небольшие размеры ячеек в аккумуляторах.

Поняв немного о литий-ионных аккумуляторах, вы можете максимально увеличить время работы от аккумулятора и общий уровень заряда аккумулятора на вашем устройстве.

  • Емкость литий-ионных ячеек снижается после определенного количества заряда батареи, а затем разгрузки. Это означает, что аккумулятор нужно зарядить чаще, а общая емкость аккумулятора может быть ниже.

  • При использовании устройства убедитесь, что батарея регулярно разрядка меньше 50 %. Это позволит уменьшить риск повреждения ячеек аккумулятора.

Низкая емкость аккумулятора

Если уровень заряда батареи ниже, его нельзя зарядить так, как раньше. Поэтому время работы от аккумулятора может быть уменьшено, и вам придется заряжать его чаще.

Максимальное время работы аккумулятора

Как и все батареи, литий-ионные ячейки давно возрастают и с течением времени и с использованием. Чтобы продлить время работы и производительность аккумулятора, попробуйте поддерживать уровень заряда от 20% до 80 % несколько раз в неделю, а не использовать устройство лишь некоторое время, а затем подключите его для подзарядки аккумулятора. Если устройство поддерживает интеллектуальную зарядку, включите ее, чтобы убедиться в том, что устройство остается зарядным устройством до рекомендуемых уровней заряда, даже если устройство подключено.

При использовании аккумулятора следует избегать определенных условий, так как они ускоряют его разрядку и время работы.

  • Старайтесь не использовать устройство или заряжать его при высокой температуре. Очень высокие температуры могут привести к тому, что аккумуляторы литий-ионных аккумуляторов заряжаются с высокой скоростью, что может привести к окончательному снижению заряда аккумулятора.

  • Храните устройство с зарядом батареи менее 50 %, но не полностью разрядить.  Аккумуляторы с более полной зарядкой, а затем хранимые могут быстрее потерять мощность. Если вам нужно хранить устройство в течение длительного времени, перед хранением устройства лучше убедиться, что уровень заряда батареи ниже 50 %, но не полностью разряден.

Если заряд батареи слишком большой, время его работы может быть очень коротким или может увеличиться количество ячеек с литием-ионом. Когда батарея расширяется из загара, чаще всего она вызвана формированием неоплачиваемого соавторского (CO2) качества. Если батарея вашего устройства значительно расширится за пределами вложенного в нее, мы рекомендуем прекратить использование устройства. С устройством следует обращаться с осторожностью, чтобы не допустить нажимания или пунктуации ячейки аккумулятора.

Подробный отчет об аккумуляторе в Windows 11

Если вы хотите получить более технические сведения об использовании аккумулятора и предполагаемой емкости, вы можете создать отчет о заряде батареи с помощью командной строки Powerfg, встроенной в Windows 11.

  1. Выберите Поиск на панели задач, введите Командная подсказка,нажмите и удерживайте (или щелкните правой кнопкой мыши)командную подсказку , а затем выберите Запуск от администратора > Да.

  2. В командной области введите powercfg /batteryreportи нажмите ввод.

    Отчет об аккумуляторе будет HTML-файлом, который хранится в папке на компьютере. Расположение файла будет показано в окне командной подсказки.

  3. Откройте проводник, перейдите к папке, в которую был сохранен отчет, а затем дважды щелкните отчет об аккумуляторе (HTML-файл), чтобы открыть его в веб-браузере.

    Вы можете получить подробные сведения об использовании аккумулятора и его емкости. Некоторые разделы, которые вы можете посмотреть, чтобы начать работу,включают следующие: Установленный аккумулятор, Недавниеиспользование и Использование аккумулятора.

Статьи по теме

Как устранить неисправности аккумулятора на ноутбуках Dell

BIOS — это микропрограмма, встроенная в системную плату компьютера. Обновление BIOS до последней версии помогает компьютеру правильно распознать адаптер переменного тока. Для обновления BIOS до последней версии требуется, чтобы ноутбук был подключен к адаптеру переменного тока и аккумулятору.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Перед началом обновления BIOS ноутбуки Dell должны иметь аккумулятор, который установлен и подключен к адаптеру переменного тока. На некоторых ноутбуках Dell перед началом обновления BIOS необходимо зарядить аккумулятор не менее чем на 10%.

Узнайте, как обновить DELL BIOS или UEFI на ноутбуке Dell.

Если тип адаптера переменного тока не распознается ноутбуком, выполните принудительное обновление BIOS без адаптера переменного тока, подключенного к ноутбуку Dell.

Перед принудительным обновлением BIOS ознакомьтесь с приведенным ниже отказом от ответственности.

ВНИМАНИЕ! Если заряд аккумулятора составляет менее 10%, может потребоваться принудительно обновить BIOS из среды DOS. Сбой во время этого процесса приводит к необратимой повреждению системной платы компьютера. Пользователи выполняют эту процедуру на свой страх и риск. Корпорация Dell не несет ответственности за любые потери, включая, в частности, потерю данных, прибыль или потерю дохода, которые могут понести заказчики, выполнив процедуры или рекомендации, приведенные в этой статье.


Dell QuickSet

QuickSet — это набор программных приложений, обеспечивающих расширенную функциональность компьютера Dell. Утилита Dell QuickSet обеспечивает легкий доступ к настройке параметров управления питанием, индикатора работоспособности аккумулятора и других функций на большинстве ноутбуков Dell. Она обеспечивает легкий доступ к ряду функций, которые обычно требуют выполнения нескольких действий. Ниже перечислены некоторые функции, доступ к которым можно получить с помощью Dell Quickset:

  • Отключите или включите зарядку аккумулятора.
  • Изменение поведения функциональных клавиш (Fn).
  • Настройте горячую клавишу беспроводной связи.

Установка или обновление приложения Dell Quickset может помочь устранить проблемы с зарядкой аккумулятора. Скачайте и установите приложение Dell Quickset с сайта Dell Драйверы и загружаемые материалы. Приложение Dell Quickset находится в категории Приложения.

ПРИМЕЧАНИЕ. Приложение Dell Quickset предлагается и поддерживается только для отдельных моделей ноутбуков Dell. Если программа Dell Quickset недоступна для вашего ноутбука Dell, перейдите к следующему шагу.

Как работают перезаряжаемые батареи — видео и стенограмма урока

Компоненты батареи

Батарея представляет собой гальванический элемент или серию элементов, в которых участвуют электрохимические окислительно-восстановительные реакции, называемые окислением и восстановлением. Окисление — это процесс, при котором вещество, участвующее в химической реакции, теряет один или несколько электронов. Этот процесс окисления приводит к увеличению общего заряда вещества. С другой стороны, восстановление представляет собой процесс, при котором вещество, участвующее в химической реакции, приобретает один или несколько электронов.Этот процесс восстановления приводит к уменьшению общего заряда вещества. Мноник, который часто используется для запоминания окисления и уменьшения
маслом
:

O Xidation I S около л Осс электронов и R Exection I S около г Ain электронов

Электрохимический элемент состоит из трех основных частей, включающих два электрода (анод и катод) и электролит. Анод или отрицательный электрод обычно представляет собой металл или какой-либо сплав.Катод или положительный электрод обычно представляет собой оксид металла или сульфид. Электроды являются проводниками электричества, но никогда не изготавливаются из одних и тех же проводящих материалов.

Электролит представляет собой ионный проводник, разделяющий два электрода. Это среда, через которую происходит перенос ионов между анодом и катодом. Серная кислота является распространенным электролитом в перезаряжаемых батареях.

Представление батареи

Процесс разрядки

Возвращаясь к нашему начальному примеру, Фред не смог поговорить со своим боссом с первой попытки, потому что батарея его телефона уже разрядилась.Во время разряда батарея работает как гальванический элемент, в котором химическая энергия преобразуется в электрическую.

Процесс разрядки в аккумуляторе

Ионы в электролите реагируют с атомами в аноде, что приводит к накоплению электронов, в результате чего анод заряжается отрицательно. На катоде химические реакции с электролитами вызывают израсходование электронов, в результате чего катод становится положительным. Поэтому у нас слишком много электронов на аноде и недостаток электронов на катоде. Электроны будут иметь тенденцию перемещаться от отрицательного участка с более высоким потенциалом к ​​положительному участку с более низким потенциалом, то есть от анода к катоду. У нас возникнет соблазн сказать, что движение электронов будет происходить непосредственно от анода к катоду внутри элемента, но электролит действует как барьер. Так как же будут двигаться электроны? Это можно сделать только с помощью внешней цепи, подключив электрический провод снаружи между анодом и катодом.Анод подвергается окислению, так как происходит потеря электронов, тогда как катод подвергается восстановлению, где электроны приобретаются. Также существует поток отрицательных ионов от места восстановления к месту окисления через электролит.

Процесс подзарядки

Помните из нашего раннего примера, что Фред, наконец, смог поговорить со своим боссом после того, как зарядил аккумулятор своего телефона, подключив его к сети? Здесь процессы окисления и восстановления, которые происходили во время разряда, теперь меняются местами, так что электрическая энергия преобразуется обратно в химическую энергию.

Процесс зарядки в аккумуляторе

Во время зарядки аккумулятор работает как электролитический элемент. Когда ячейка подключена к внешнему источнику энергии, электроны с катода вынуждены течь обратно к аноду. Происходит движение электронов от внешнего источника питания к аноду. С другой стороны, электроны удаляются с катода.

И снова электроны связываются с ионом в аноде, что позволяет перезарядить батарею.Когда батарея полностью заряжена, на аноде имеется избыток электронов, придающий ему отрицательный заряд, и недостаток электронов на катоде, придающий ему положительный заряд, что приводит к разности потенциалов на ячейке.

Факторы, влияющие на срок службы батареи

Давайте рассмотрим три основных фактора, которые могут повлиять на срок службы перезаряжаемой батареи.

1. Температура

После того знаменитого инцидента в понедельник Фред решил хранить батарейки в морозильнике, когда он ими не пользуется. Не волнуйтесь, он не совсем сошел с ума! Скорость химических реакций на самом деле увеличивается с температурой. Это означает, что при более низких температурах скорость саморазряда аккумуляторов снижается.

2. Срок службы

Аккумуляторы не вечны. Аккумулятор завершает циклов , когда он заряжается и разряжается один раз. Со временем повторение этого процесса приводит к появлению дефектов и неровностей на поверхности металла, тем самым препятствуя его правильному окислению.Электроны больше не могут течь по цепи, и батарея умирает. Новые аккумуляторы могут выдерживать тысячи циклов зарядки.

3. Перезарядка

Перезарядка может повредить электроды и сократить срок службы. Умные зарядные устройства можно использовать, чтобы узнать, когда батарея заряжена, и прекратить зарядку.

Итоги урока

Давайте уделим несколько минут повторению того, что мы узнали.

Аккумуляторная батарея или дополнительная батарея — это батарея, которую можно многократно перезаряжать и использовать. Зарядка и разрядка аккумуляторов включают окислительно-восстановительную химию, в которой окисление — это процесс, в котором вещество, участвующее в химической реакции, теряет один или несколько электронов, а восстановление — это процесс, в котором вещество, участвующее в химической реакции, приобретает один или более электронов. Мы также перезагрузили компоненты батареи, в том числе анод или отрицательный электрод; и катод или положительный электрод; и электролит , который представляет собой ионный проводник, разделяющий два электрода.

Разрядка батареи включает преобразование химической энергии в электрическую. Электроны движутся по внешней цепи от анода (отрицательного электрода) к катоду (положительному электроду). Окисление происходит на аноде, а восстановление на катоде.

Перезарядка аккумулятора включает преобразование электрической энергии в химическую. При перезарядке происходит движение электронов от внешнего источника питания к аноду, а с другой стороны электроны удаляются от катода.

Наконец-то мы узнали, что срок службы батареи зависит от температуры, при которой она используется; его циклическая жизнь, в которой циклов , когда он заряжается и разряжается один раз; и не перегружается ли он.

Как работают зарядные устройства?

Как работают зарядные устройства? — Объясните этот материал Реклама

Сила в пути — разве батарейки не великолепны? Проблема в том, что они хранят только фиксированную сумму электрического заряда до полной разрядки, обычно не более неудобное время.Если вы используете перезаряжаемые батареи, это меньше проблемы: вставьте батарейки в зарядное устройство, вставьте его в розетку и вставьте Через несколько часов они как новые и снова готовы к использованию. Типичный аккумуляторная батарея может быть заряжена сотни раз, может длиться вам что-нибудь от трех или четырех лет до десяти или более лет, и будет вероятно, сэкономит вам сотни долларов на покупке одноразовых изделий (так что это отлично подходит для окружающей среды тоже). Но насколько хорошо ваши батареи производительность зависит от того, как вы их используете и насколько тщательно вы заряжаете их.Вот почему приличное зарядное устройство так же важен, как и батарейки, которые вы в него вставляете. Что такое зарядное устройство для аккумуляторов и как оно работает это работает? Давайте посмотрим поближе!

Artwork: зачем использовать сотни батареек один раз, если можно использовать одну батарейку сотни раз, перезарядив его электрическим зарядом? Аккумуляторы стоят немного дороже для начала, но, относитесь к ним бережно, и они сэкономят вам целое состояние за те годы, что прослужат. Они намного лучше для окружающей среды тоже.

Что такое батареи и как они работают?

Фото: Обычные батарейки (как эта повседневная угольно-цинковая батарейка) не предназначены для использования более одного раза, поэтому не пытайтесь перезарядить их.если ты не любите угольно-цинковые батарейки, не пытайтесь их перезарядить: для начала купите перезаряжаемые.

Если вы читали нашу основную статью о батареях, вы будете знать все об этих портативных источниках питания растения. Пример того, что ученые называют электрохимией, они используют силу химии для высвобождения накопленного электричества очень постепенно.

Что происходит внутри типичной батарейки, такой как в фонарике? Когда вы щелкаете выключателем питания, вы давая зеленый свет химическим реакциям внутри батареи.Когда ток начинает течь, ячейки (энергетические отсеки) внутри батареи начинают трансформироваться в поразительные, но совершенно невидимыми способами. Химические вещества, из которых состоят их компоненты заставляют начать перестраиваться. Внутри каждой клетки хим. происходят реакции с участием двух электрических клемм (или электроды) и химическое вещество, известное как электролит которые их разделяют. Эти химические реакции приводят к образованию электронов (т. крошечные частицы внутри атомов, которые несут электричество) для прокачки цепь, к которой подключена батарея, обеспечивает питание фонарик. Но элементы внутри батареи содержат только ограниченные запасы химических веществ, поэтому реакции не могут продолжаться бесконечно. Как только химические вещества истощаются, реакции прекращаются, электроны перестают течь через внешней цепи, батарея фактически разряжена, и ваша лампа перегорает. вне.

Это плохие новости. Хорошей новостью является то, что если вы используете перезаряжаемую батарею, вы можете Заставьте химические реакции идти в обратном направлении, используя зарядное устройство. Зарядка аккумулятора — это полная противоположность его разрядке: где разрядка отдает энергию, зарядка забирает энергию и сохраняет ее сбросив химические вещества батареи в исходное состояние.В Теоретически зарядить и разрядить аккумуляторную батарею можно в любом количество раз; на практике даже перезаряжаемые батареи портятся со временем, и в конце концов наступает момент, когда они больше не готов хранить заряд. В этот момент вы должны переработать их или выкинь их.

Рекламные ссылки

Как работают зарядные устройства

Фото: Это зарядное устройство с функцией быстрой зарядки предназначено для зарядить четыре цилиндрических никель-кадмиевых (никель-кадмиевых) аккумулятора за пять часов или одна батарея RX22 квадратной формы за 16 часов. Его легко использовать и так же легко использовать неправильно: он не выключается, когда батареи полностью заряжены и нечего сказать вам, когда зарядка завершена. С помощью зарядного устройства, подобного этому, зарядка аккумуляторов является полной догадкой.

Все зарядные устройства имеют одну общую черту: они работают, питая электрический ток через батареи в течение определенного периода времени в надежде, что элементы внутри будут удерживать часть энергии, проходящей через них. это примерно где сходство между зарядными устройствами начинается и заканчивается!

Самые дешевые и грубые зарядные устройства используют либо постоянное напряжение, либо постоянного тока и подавайте его на батареи, пока не выключите их.Забудьте, и вы перезарядите батареи; отключите зарядное устройство слишком рано, и вы не будете заряжать их достаточно, так что они будут работать плоский быстрее. Лучшие зарядные устройства используют гораздо более низкую и мягкую «капельную» зарядку (возможно, 3–5 процентов от максимального номинального тока батареи) в течение значительно более длительного времени. период времени.

Аккумуляторы немного похожи на чемоданы: чем больше вы упаковываете, тем сложнее упаковать еще и тем больше времени это займет. Это легко понять, если вы помните, что зарядка аккумулятора по существу включает в себя обращая вспять химические реакции, которые происходят, когда он разряжается.В аккумуляторе ноутбука например, зарядка и разрядка включают шунтирование ионов лития (атомов, у которых отсутствуют электроны) туда и обратно, с одного электрода (где их много) на другой электрод (где их мало). Поскольку все ионы несут положительный заряд, их легче вначале переместить на «пустой» электрод. Так как они начинают накапливаться там, становится все труднее упаковать их больше, что делает более поздние этапы зарядки более трудными, чем более ранние.

График: Батареи становится труднее заряжать на более поздних стадиях.Для зарядки последних 25 процентов аккумулятора (оранжевая область) может потребоваться столько же времени, сколько и для первых 75 процентов (желтая область). Об этом стоит помнить, если вы имеете ограниченное время для зарядки аккумулятора и беспокоитесь, что это займет слишком много времени: возможно, вы сможете его зарядить наполовину за гораздо меньшее время, чем вы думаете.

Перезаряд, как правило, хуже, чем недозаряд. Если батареи полностью заряжены и вы не выключайте зарядное устройство, им придется избавиться от лишних энергию, которую вы им подаете.Они делают это, нагревая и строя давление внутри, что может привести к их разрыву, утечке химикатов или газа, и даже взорваться. (Думайте о перезарядке как о пережаривании аккумулятор, и вы можете просто не забывать этого делать!)

Фото: Innovations Battery Manager, популярный в 1990-х годах, продавался как интеллектуальное зарядное устройство, способное заряжать даже обычные угольно-цинковые и щелочные батареи. Справа: цифровой дисплей показывал напряжение каждой батареи по мере ее зарядки (в данном случае 1.39 вольт). После зарядки появилась небольшая гистограмма, показывающая, в каком хорошем состоянии находится батарея (сколько еще раз ее можно зарядить). Было продано много тысяч таких зарядных устройств, но разные мнения от того, насколько хорошо они работали.

Чуть более сложные зарядные устройства с таймером отключаются по истечении заданного периода времени. хотя это не обязательно предотвращает перезарядку или недозарядка, потому что идеальное время зарядки варьируется для всех видов причины (сколько заряда держала батарея изначально, насколько она горячая сколько ей лет, работает ли одна клетка лучше, чем другие, и так далее).Лучшие зарядные устройства работают разумно, используя электронные схемы на основе микрочипов, определяющие уровень заряда хранится в батареях, выясняя такие вещи, как изменения в напряжение батареи (технически называемое дельта V или ΔV) и температура элемента (дельта T или ΔT), когда зарядка, вероятно, будет «завершена», а затем отключение тока или переход на малый подзаряд на подходящее время; теоретически невозможно перезарядить интеллектуальное зарядное устройство.

Зарядка аккумуляторов различных типов

Чтобы усложнить ситуацию, разные типы аккумуляторов лучше всего реагируют на разные типов зарядки, поэтому зарядное устройство, подходящее для одного типа батареи, может плохо работать с другим.

Батареи на основе никеля

Фотографии: Электрическая зубная щетка обычно содержит либо никель-кадмиевые, либо никель-металлгидридные батареи и медленно или медленно заряжается на подставке, которая на самом деле является индукционным зарядным устройством.

Никель-кадмий (также называемый «никад» или NiCd), самый старый и, возможно, все еще лучший известный тип перезаряжаемых батарей, лучше всего реагируют либо на довольно быстрая зарядка (при условии, что они не нагреваются) или медленная струйка зарядка.

Никель-металлогидридные (NiMH) аккумуляторы

используют более новую технологию и выглядят точно то же, что и никады, но они, как правило, дороже, потому что могут хранить больше заряда (отображается на упаковке батареи как более высокий рейтинг в мАч или миллиампер-часах).NiMH аккумуляторы можно быстро заряжать (на большой ток в течение нескольких часов, с риском перегрева), медленный заряжается (около 12–16 часов при более низком токе) или струйкой заряжены (значительно меньшим током, чем никад), но они должны действительно заряжать только с помощью зарядного устройства NiMH: быстрое зарядное устройство NiCad может привести к перезарядке NiMH аккумуляторов.

Мнения экспертов расходятся во мнениях относительно того, подвержены ли никелевые батареи так называемому эффекту памяти. Это хорошо известное явление, при котором невозможно разрядить аккумулятор на основе никеля перед зарядкой (когда вы «дозаправляете» частично разряженный аккумулятор зарядным устройством). быстрая перезарядка), по общему мнению, вызывает необратимые химические изменения, которые снижают большой заряд батареи будет принимать в будущем.Некоторые люди клянутся усилие памяти реально; другие в равной степени настаивают на том, что это миф. Настоящим объяснением очевидного эффекта памяти является Падение напряжения , когда батарея не была полностью разряжена перед временной зарядкой «думает», что у него более низкое напряжение и емкость для накопления заряда, чем должно быть. Эксперты по аккумуляторам утверждают, что вы можете решить эту проблему путем зарядки и разрядки. батарея полностью в несколько раз больше.

Принято считать, что аккумуляторы на основе никеля необходимо «заправить». (полностью заряжены перед первым использованием), поэтому обязательно точно следуйте тому, что говорят производители, когда вы берете свой новый батарейки из упаковки.

Как долго следует заряжать аккумуляторы?

Есть две простые причины, по которым существует так много разных размеров и типов батарей: большая батарея содержит больше химических веществ внутри, поэтому она может хранить больше энергии и отпустите его дольше; большие батареи, как правило, имеют больше ячеек внутри, поэтому они могут производить более высокое напряжение. и ток для питания более крупных вещей (ярких фонариков или более мощных двигателей). Точно так же большие перезаряжаемые батареи требуют более длительной зарядки.Чем больше энергии вы ожидаете получить от перезаряжаемой батареи (чем дольше вы ожидаете, что это продлится), тем дольше вам нужно будет заряжать его (или тем выше зарядный ток, который вам нужно использовать). Основной закон физики, называемой законом сохранения энергии, говорит нам Вы не можете получить больше энергии из батареи, чем вложили в нее.

Большинство людей склонны ставить вещи на зарядку «на ночь», не обращая особого внимания на то, что это значит, но ваши батареи будут работать лучше и дольше, если вы будете заряжать их нужное количество часов.Как долго это? Это может сбивать с толку, особенно если вы используете аккумуляторы, которые не входят в комплект поставки зарядного устройства. Не бойся! Все, что вам нужно сделать, это прочитать, что написано на ваших батареях, и вы должны найти (часто мелким шрифтом) рекомендуемый зарядный ток и время зарядки. Если у вас есть обычное зарядное устройство, просто проверьте его номинальный ток и соответствующим образом отрегулируйте время зарядки. Однако имейте в виду, что мы говорили в другом месте о согласовании вашего зарядного устройства с вашими батареями.

Фото: Наука об аккумуляторах — это не ракетостроение. Заряжать аккумуляторы легко, если следовать инструкциям, обычно написанным на аккумуляторах или на упаковке, в которой они поставляются.

Например, эти три обычных 1,2-вольтовых аккумулятора на основе никеля имеют совершенно разные рекомендации:

  1. В верхней части бело-зеленой никель-кадмиевой батареи рекомендуется медленная зарядка 60 мА (миллиампер) в течение 14–16 часов или быстрая зарядка 390 мА (более чем в шесть раз больший ток) всего за два часа (2 часа). Общий заряд, поступающий в аккумулятор, равен току, умноженному на время, поэтому умножьте числа, и вы получите значение около 800–900 мАч. Сама батарея утверждает, что ее емкость равна 0.65Ач (650мАч), но не забывайте, что процесс зарядки не на 100 процентов эффективен: батарея не поглотит всю проходящую через нее электрическую энергию. Таким образом, количество заряда, которое вы подаете, и количество, которое поглощает батарея, находятся на одном и том же стадионе.
  2. В середине серебристая NiMH батарея рекомендует зарядку 200 мА (миллиампер) в течение 7 часов, что дает нам заряд около 1400 мАч. Опять же, сама батарея заявляет, что ее емкость ниже этой (1000 мАч).
  3. Внизу зелено-оранжевая батарея NiMH рекомендует зарядку 63 мА (миллиампер) в течение 18 часов, что дает чуть более 1000 мАч.Аккумулятор немного ниже (970 мАч).

Литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные аккумуляторы

обычно встраиваются в такие гаджеты, как сотовые телефоны, Mp3-плееры, цифровые фотоаппараты и ноутбуки. Обычно они поставляются с собственными зарядными устройствами, которые автоматически определяют время зарядки завершена и отключила электропитание в нужное время. Литий-ионные батареи могут стать опасно нестабильными, когда напряжение батареи либо слишком высокое, либо слишком низкое, поэтому они разработаны никогда не работать в таких условиях.Если напряжение достигает слишком низкий (если аккумулятор слишком сильно разряжается во время использования), прибор должен отключиться автоматически; если напряжение становится слишком высоким (во время зарядки) вместо этого отключится зарядное устройство. Несмотря на то что литий-ионные аккумуляторы не имеют эффекта памяти, они деградируют по мере они становятся старше. Типичным признаком старения является постепенная разрядка в течение период времени (может быть, час или около того), за которым следует внезапный, драматический, и совершенно неожиданное отключение прибора после этого. Узнайте больше о том, как работают литий-ионные аккумуляторы.

Фото: Надежное зарядное устройство Canon для литий-ионных аккумуляторов. Когда батарея нуждается в зарядке, камера предупреждает вас заблаговременно. Просто извлеките аккумулятор (это очень просто для цифровой камеры), поместите его в отдельное зарядное устройство, и индикатор загорится красным, а когда аккумулятор полностью заряжен, он станет зеленым. Весь процесс автоматизирован и безопасен: камера прекращает использование батареи до того, как ее напряжение станет слишком низким; зарядное устройство перестанет заряжать его до того, как напряжение станет слишком высоким.

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Самые большие, тяжелые и старые перезаряжаемые батареи получили свое название от (разбавленный) сернокислотный электролит и электроды на основе свинца. Они больше всего знакомые нам как автомобильные аккумуляторы (первоначальные источники энергии, которые заставить двигатель автомобиля провернуться до того, как газ начнет гореть), хотя немного другие типы свинцово-кислотных аккумуляторов также используются в таких вещах, как гольф. багги и электрические инвалидные коляски.

Фото: Автомобильные свинцово-кислотные аккумуляторы были разработаны в 19 веке, задолго до того, как появились перезаряжаемые технологии на основе никеля и лития.

Свинцово-кислотные аккумуляторы популярны, потому что они просты, дешевы, надежны и используют хорошо зарекомендовавшую себя технологию. который относится к середине 19 века. Как правило, они служат несколько лет, хотя это полностью зависит от того, насколько хорошо они поддерживаются, другими словами, заряжаются и разряжаются. Для их зарядки требуется довольно много времени (обычно до 16 часов — в несколько раз больше, чем требуется для полной разрядки), и это может привести как к недозарядке, так и к (если у вас нет времени зарядить их должным образом перед следующим использованием) или перезарядить (если вы поставили их на зарядку и забыли о них).Недостаточная зарядка, зарядка с неправильным напряжением или оставление батарей неиспользованными вызывает проблему, известную как сульфатация (образование кристаллов твердого сульфата свинца), а чрезмерная зарядка вызывает коррозию (постоянное разрушение положительной свинцовой пластины в результате окисления, аналогичное ржавчине в железе и стали). ). И то, и другое повлияет на производительность и срок службы свинцово-кислотного аккумулятора. Перезаряд также приводит к ухудшению состояния электролита, разложению воды (путем электролиза) на водород и кислород, которые выделяются в виде газов и, следовательно, теряются в аккумуляторе.Это делает кислоту сильнее и с большей вероятностью воздействует на пластины, что снижает производительность батареи. Это также означает, что для взаимодействия с пластинами доступно меньше электролита, что также снижает производительность. Время от времени такие аккумуляторы необходимо доливать дистиллированной водой (не обычной водой), чтобы поддерживать кислоту оптимальной концентрации и достаточно высокого уровня, чтобы покрыть пластины.

Подбор аккумуляторов к зарядному устройству

Различные зарядные устройства предназначены для работы по-разному на разных скоростях. в основном для разных типов аккумуляторов.Первое правило зарядка аккумуляторов заключается в том, что зарядное устройство предназначено для одного типа аккумуляторов может не подходить для зарядки другого: вы не можете зарядить мобильный телефон с автомобильным зарядным устройством, но вы не должны заряжать NiMH аккумуляторы с никель-кадмиевым зарядным устройством. Многие современные перезаряжаемые бытовая техника и гаджеты, такие как ноутбуки, MP3-плееры и мобильные телефоны — при покупке они поставляются с собственным специальным зарядным устройством, так что вы не нужно беспокоиться о соответствии зарядного устройства аккумулятору. Но если вы покупаете в магазине пачку универсальных перезаряжаемых батареек, это важно, чтобы вы покупали аккумуляторы, которые подходят к зарядному устройству, которое у вас есть, или соответственно замените зарядное устройство.Обратите внимание на напряжение и ток, батареи требуют (это будет отмечено на упаковке батареи или на сами аккумуляторы), обязательно выбирайте зарядное устройство с правильным напряжение и ток, чтобы идти с ними, и заряд для правильного количество времени. Если вы хотите купить себе перезаряжаемые батареи, но вы не совсем уверены, как подобрать батареи и зарядное устройство, выберите комбинированный комплект — где вы покупаете аккумуляторы и зарядное устройство в том же пакете.

Фото: Подбор аккумулятора к зарядному устройству.По мере того, как мир переходит на более экологичные электромобили с батарейным питанием, нам потребуется гораздо больше правильно оборудованные, удобно расположенные зарядные станции. В этом используются фотоэлектрические солнечные элементы (в навесе) для зарядки транспортных средств, припаркованных внизу. Фото Денниса Шредера предоставлено NREL.

Как долго работают перезаряжаемые батареи?

Неудивительно, что это зависит от того, как вы с ними обращаетесь, храните и используете. Небольшие перезаряжаемые аккумуляторы (такие как NiCd, NiMH и ионно-литиевые) обычно служат сотни «циклов». (вы можете заряжать и разряжать их столько раз), что может означать от нескольких лет до от достойной жизни в ноутбуке до десятилетия использования в портативном радио.Хорошо лечили, свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы обычно рассчитаны на тысячи циклов и могут легко прослужить 5–10 лет в автомобиле, который ездит каждый день. Но если вы оставите аккумуляторные батареи в продукте, который вы почти никогда не используете, никогда не заряжайте и не разряжайте его, перезаряжайте его, пусть они перегреваются или хранятся в плохих условиях, не ждите, что они прослужат долго.

Как узнать, что пора заменить батарейки? В чем-то вроде ноутбука вы можете обратите внимание, что литий-ионный аккумулятор некоторое время нормально разряжается, а затем внезапно теряет все оставшиеся заряды. заряжать очень быстро.Если вы используете перезаряжаемые никель-кадмиевые или никель-металлогидридные аккумуляторы в таких вещах, как фонарики, вы увидите очень постепенное снижение емкости и необходимость подзарядки гораздо чаще.

Советы по продлению срока службы батареи

Как максимально эффективно использовать аккумуляторы? Вот несколько советов, которые я нашел читая различные веб-сайты экспертов по батареям:

  1. Аккумуляторы лучше всего работают при регулярном использовании. Не оставляйте их сидящими в вашем сарае, полностью заряженным или полностью разряженным в течение нескольких месяцев.
  2. Эксперты по аккумуляторам считают хорошей идеей «кондиционирование» или «восстановление» аккумуляторов. ваши батареи. Это означает, что вы регулярно позволяете им разряжаться существенно перед перезарядкой, если вы можете (хотя вам не нужно полностью их разряжать).
  3. Подберите зарядное устройство к аккумуляторам. Например, используйте зарядное устройство NiMH для аккумуляторов NiMH. и убедитесь, что зарядное устройство использует соответствующее напряжение и силу тока.
  4. Не перезаряжайте аккумуляторы. Вы повредите их.
  5. Не допускайте перегрева или перегрева аккумуляторов во время зарядки, хранения и т. д. или использовать (это их повреждает).Они будут греться во время зарядки, но если сильно нагреются, то что-то не так.
  6. Не скупитесь на покупку приличного интеллектуального зарядного устройства. Ваши батареи прослужат долго дольше, если зарядное устройство относится к ним правильно!
  7. По возможности следуйте инструкциям, прилагаемым к вашему устройству. Например, инструкции, которые прилагаются к роботу-пылесосу Roomba®, говорят вам оставить его «пристыкован» (сидит на зарядке), на подзарядке, все время не используется. Если ты этого не сделаешь, вы обнаружите, что ваш Roomba очень быстро разряжается (даже если вы им не пользуетесь), и вы можете значительно сократить срок службы батареи.
  8. Если вы используете что-то вроде ноутбука, постоянно подключенного к сети, возьмите за привычку позволять ему работать от батареи, возможно, раз в неделю или около того, пока он не разрядится почти полностью, для поддержания батареи в хорошем состоянии. Вы обнаружите, что это помогает расширить срок службы вашего аккумулятора.

Фото: Батареи бывают всех форм и размеров. Вы не всегда можете сказать, какие перезаряжаемые просто глядя. Из показанных здесь можно заряжать только никель-кадмиевые и литий-ионные аккумуляторы; все остальные одноразовые.Большая литий-ионная батарея серебристого цвета слева от ноутбука. а меньший (справа) от iPod. Никель-кадмиевые аккумуляторы — это универсальные перезаряжаемые аккумуляторы, зарядное устройство, такое как на нашем самом верхнем фото.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Книги

Артикул

  • Стеклянная батарея, которая становится лучше? Марк Андерсон. IEEE Spectrum, 30 мая 2019 г.Нарушают ли батареи, улучшающиеся со временем, основной закон физики?
  • Он большой и долговечный, и он не загорится: ванадиевая окислительно-восстановительная батарея ⁠ Flow, З. Гэри Ян. IEEE Spectrum, 26 октября 2017 г. Являются ли VRFB следующей большой прорывом в аккумуляторных технологиях?
  • Потенциальные опасности на обоих концах жизненного цикла литий-ионных аккумуляторов, Марк Андерсон. IEEE Spectrum, 1 марта 2013 г. Исследует опасности производства и переработки литий-ионных аккумуляторов.
  • Мощный химический коктейль с недостатком Мэтью Вальджан.The New York Times, 17 января 2013 г. Опасность пожара становится все более серьезной проблемой по мере того, как литий-ионные батареи становятся все более распространенными.
  • Аккумуляторы с напылением могут накапливать энергию где угодно Лиат Кларк, Wired, 2 июля 2012 г. Если бы мы могли превращать компоненты батареи в жидкости, мы могли бы распылять их на любую плоскую поверхность для накопления электроэнергии.
  • Вирусная батарея может «заряжать автомобили»: BBC News, 2 апреля 2009 г. Ученые Массачусетского технологического института создали новую мощную батарею из вирусов.
  • Аккумулятор, который «заряжается за секунды»: BBC News, 11 марта 2009 г.Новый способ изготовления литий-ионных аккумуляторов может значительно сократить время зарядки.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2021.Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней своим друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2021) Зарядные устройства. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-battery-chargers-work.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Больше информации на нашем веб-сайте…

Как работают зарядные устройства?

Как работают зарядные устройства? — Объясните этот материал Реклама

Сила в пути — разве батарейки не великолепны? Проблема в том, что они хранят только фиксированную сумму электрического заряда до полной разрядки, обычно не более неудобное время. Если вы используете перезаряжаемые батареи, это меньше проблемы: вставьте батарейки в зарядное устройство, вставьте его в розетку и вставьте Через несколько часов они как новые и снова готовы к использованию.Типичный аккумуляторная батарея может быть заряжена сотни раз, может длиться вам что-нибудь от трех или четырех лет до десяти или более лет, и будет вероятно, сэкономит вам сотни долларов на покупке одноразовых изделий (так что это отлично подходит для окружающей среды тоже). Но насколько хорошо ваши батареи производительность зависит от того, как вы их используете и насколько тщательно вы заряжаете их. Вот почему приличное зарядное устройство так же важен, как и батарейки, которые вы в него вставляете. Что такое зарядное устройство для аккумуляторов и как оно работает это работает? Давайте посмотрим поближе!

Artwork: зачем использовать сотни батареек один раз, если можно использовать одну батарейку сотни раз, перезарядив его электрическим зарядом? Аккумуляторы стоят немного дороже для начала, но, относитесь к ним бережно, и они сэкономят вам целое состояние за те годы, что прослужат.Они намного лучше для окружающей среды тоже.

Что такое батареи и как они работают?

Фото: Обычные батарейки (как эта повседневная угольно-цинковая батарейка) не предназначены для использования более одного раза, поэтому не пытайтесь перезарядить их. если ты не любите угольно-цинковые батарейки, не пытайтесь их перезарядить: для начала купите перезаряжаемые.

Если вы читали нашу основную статью о батареях, вы будете знать все об этих портативных источниках питания растения.Пример того, что ученые называют электрохимией, они используют силу химии для высвобождения накопленного электричества очень постепенно.

Что происходит внутри типичной батарейки, такой как в фонарике? Когда вы щелкаете выключателем питания, вы давая зеленый свет химическим реакциям внутри батареи. Когда ток начинает течь, ячейки (энергетические отсеки) внутри батареи начинают трансформироваться в поразительные, но совершенно невидимыми способами. Химические вещества, из которых состоят их компоненты заставляют начать перестраиваться.Внутри каждой клетки хим. происходят реакции с участием двух электрических клемм (или электроды) и химическое вещество, известное как электролит которые их разделяют. Эти химические реакции приводят к образованию электронов (т. крошечные частицы внутри атомов, которые несут электричество) для прокачки цепь, к которой подключена батарея, обеспечивает питание фонарик. Но элементы внутри батареи содержат только ограниченные запасы химических веществ, поэтому реакции не могут продолжаться бесконечно. Как только химические вещества истощаются, реакции прекращаются, электроны перестают течь через внешней цепи, батарея фактически разряжена, и ваша лампа перегорает. вне.

Это плохие новости. Хорошей новостью является то, что если вы используете перезаряжаемую батарею, вы можете Заставьте химические реакции идти в обратном направлении, используя зарядное устройство. Зарядка аккумулятора — это полная противоположность его разрядке: где разрядка отдает энергию, зарядка забирает энергию и сохраняет ее сбросив химические вещества батареи в исходное состояние. В Теоретически зарядить и разрядить аккумуляторную батарею можно в любом количество раз; на практике даже перезаряжаемые батареи портятся со временем, и в конце концов наступает момент, когда они больше не готов хранить заряд.В этот момент вы должны переработать их или выкинь их.

Рекламные ссылки

Как работают зарядные устройства

Фото: Это зарядное устройство с функцией быстрой зарядки предназначено для зарядить четыре цилиндрических никель-кадмиевых (никель-кадмиевых) аккумулятора за пять часов или одна батарея RX22 квадратной формы за 16 часов. Его легко использовать и так же легко использовать неправильно: он не выключается, когда батареи полностью заряжены и нечего сказать вам, когда зарядка завершена. С помощью зарядного устройства, подобного этому, зарядка аккумуляторов является полной догадкой.

Все зарядные устройства имеют одну общую черту: они работают, питая электрический ток через батареи в течение определенного периода времени в надежде, что элементы внутри будут удерживать часть энергии, проходящей через них. это примерно где сходство между зарядными устройствами начинается и заканчивается!

Самые дешевые и грубые зарядные устройства используют либо постоянное напряжение, либо постоянного тока и подавайте его на батареи, пока не выключите их. Забудьте, и вы перезарядите батареи; отключите зарядное устройство слишком рано, и вы не будете заряжать их достаточно, так что они будут работать плоский быстрее.Лучшие зарядные устройства используют гораздо более низкую и мягкую «капельную» зарядку (возможно, 3–5 процентов от максимального номинального тока батареи) в течение значительно более длительного времени. период времени.

Аккумуляторы немного похожи на чемоданы: чем больше вы упаковываете, тем сложнее упаковать еще и тем больше времени это займет. Это легко понять, если вы помните, что зарядка аккумулятора по существу включает в себя обращая вспять химические реакции, которые происходят, когда он разряжается. В аккумуляторе ноутбука например, зарядка и разрядка включают шунтирование ионов лития (атомов, у которых отсутствуют электроны) туда и обратно, с одного электрода (где их много) на другой электрод (где их мало).Поскольку все ионы несут положительный заряд, их легче вначале переместить на «пустой» электрод. Так как они начинают накапливаться там, становится все труднее упаковать их больше, что делает более поздние этапы зарядки более трудными, чем более ранние.

График: Батареи становится труднее заряжать на более поздних стадиях. Для зарядки последних 25 процентов аккумулятора (оранжевая область) может потребоваться столько же времени, сколько и для первых 75 процентов (желтая область). Об этом стоит помнить, если вы имеете ограниченное время для зарядки аккумулятора и беспокоитесь, что это займет слишком много времени: возможно, вы сможете его зарядить наполовину за гораздо меньшее время, чем вы думаете.

Перезаряд, как правило, хуже, чем недозаряд. Если батареи полностью заряжены и вы не выключайте зарядное устройство, им придется избавиться от лишних энергию, которую вы им подаете. Они делают это, нагревая и строя давление внутри, что может привести к их разрыву, утечке химикатов или газа, и даже взорваться. (Думайте о перезарядке как о пережаривании аккумулятор, и вы можете просто не забывать этого делать!)

Фото: Innovations Battery Manager, популярный в 1990-х годах, продавался как интеллектуальное зарядное устройство, способное заряжать даже обычные угольно-цинковые и щелочные батареи.Справа: цифровой дисплей показывал напряжение каждой батареи по мере ее зарядки (в данном случае 1,39 вольта). После зарядки появилась небольшая гистограмма, показывающая, в каком хорошем состоянии находится батарея (сколько еще раз ее можно зарядить). Было продано много тысяч таких зарядных устройств, но разные мнения от того, насколько хорошо они работали.

Чуть более сложные зарядные устройства с таймером отключаются по истечении заданного периода времени. хотя это не обязательно предотвращает перезарядку или недозарядка, потому что идеальное время зарядки варьируется для всех видов причины (сколько заряда держала батарея изначально, насколько она горячая сколько ей лет, работает ли одна клетка лучше, чем другие, и так далее).Лучшие зарядные устройства работают разумно, используя электронные схемы на основе микрочипов, определяющие уровень заряда хранится в батареях, выясняя такие вещи, как изменения в напряжение батареи (технически называемое дельта V или ΔV) и температура элемента (дельта T или ΔT), когда зарядка, вероятно, будет «завершена», а затем отключение тока или переход на малый подзаряд на подходящее время; теоретически невозможно перезарядить интеллектуальное зарядное устройство.

Зарядка аккумуляторов различных типов

Чтобы усложнить ситуацию, разные типы аккумуляторов лучше всего реагируют на разные типов зарядки, поэтому зарядное устройство, подходящее для одного типа батареи, может плохо работать с другим.

Батареи на основе никеля

Фотографии: Электрическая зубная щетка обычно содержит либо никель-кадмиевые, либо никель-металлгидридные батареи и медленно или медленно заряжается на подставке, которая на самом деле является индукционным зарядным устройством.

Никель-кадмий (также называемый «никад» или NiCd), самый старый и, возможно, все еще лучший известный тип перезаряжаемых батарей, лучше всего реагируют либо на довольно быстрая зарядка (при условии, что они не нагреваются) или медленная струйка зарядка.

Никель-металлогидридные (NiMH) аккумуляторы

используют более новую технологию и выглядят точно то же, что и никады, но они, как правило, дороже, потому что могут хранить больше заряда (отображается на упаковке батареи как более высокий рейтинг в мАч или миллиампер-часах).NiMH аккумуляторы можно быстро заряжать (на большой ток в течение нескольких часов, с риском перегрева), медленный заряжается (около 12–16 часов при более низком токе) или струйкой заряжены (значительно меньшим током, чем никад), но они должны действительно заряжать только с помощью зарядного устройства NiMH: быстрое зарядное устройство NiCad может привести к перезарядке NiMH аккумуляторов.

Мнения экспертов расходятся во мнениях относительно того, подвержены ли никелевые батареи так называемому эффекту памяти. Это хорошо известное явление, когда невозможно разрядить аккумулятор на основе никеля перед зарядкой (когда вы «доливаете» частично разряженный аккумулятор с помощью быстрая перезарядка), по общему мнению, вызывает необратимые химические изменения, которые снижают большой заряд батареи будет принимать в будущем.Некоторые люди клянутся усилие памяти реально; другие в равной степени настаивают на том, что это миф. Настоящим объяснением очевидного эффекта памяти является Падение напряжения , когда батарея не была полностью разряжена перед временной зарядкой «думает», что у него более низкое напряжение и емкость для накопления заряда, чем должно быть. Эксперты по аккумуляторам утверждают, что вы можете решить эту проблему путем зарядки и разрядки. батарея полностью в несколько раз больше.

Принято считать, что аккумуляторы на основе никеля необходимо «заправить». (полностью заряжены перед первым использованием), поэтому обязательно точно следуйте тому, что говорят производители, когда вы берете свой новый батарейки из упаковки.

Как долго следует заряжать аккумуляторы?

Есть две простые причины, по которым существует так много разных размеров и типов батарей: большая батарея содержит больше химических веществ внутри, поэтому она может хранить больше энергии и отпустите его дольше; большие батареи, как правило, имеют больше ячеек внутри, поэтому они могут производить более высокое напряжение. и ток для питания более крупных вещей (ярких фонариков или более мощных двигателей). Точно так же большие перезаряжаемые батареи требуют более длительной зарядки.Чем больше энергии вы ожидаете получить от перезаряжаемой батареи (чем дольше вы ожидаете, что это продлится), тем дольше вам нужно будет заряжать его (или тем выше зарядный ток, который вам нужно использовать). Основной закон физики, называемой законом сохранения энергии, говорит нам Вы не можете получить больше энергии из батареи, чем вложили в нее.

Большинство людей склонны ставить вещи на зарядку «на ночь», не обращая особого внимания на то, что это значит, но ваши батареи будут работать лучше и дольше, если вы будете заряжать их нужное количество часов.Как долго это? Это может сбивать с толку, особенно если вы используете аккумуляторы, которые не входят в комплект поставки зарядного устройства. Не бойся! Все, что вам нужно сделать, это прочитать, что написано на ваших батареях, и вы должны найти (часто мелким шрифтом) рекомендуемый зарядный ток и время зарядки. Если у вас есть обычное зарядное устройство, просто проверьте его номинальный ток и соответствующим образом отрегулируйте время зарядки. Однако имейте в виду, что мы говорили в другом месте о согласовании вашего зарядного устройства с вашими батареями.

Фото: Наука об аккумуляторах — это не ракетостроение. Заряжать аккумуляторы легко, если следовать инструкциям, обычно написанным на аккумуляторах или на упаковке, в которой они поставляются.

Например, эти три обычных 1,2-вольтовых аккумулятора на основе никеля имеют совершенно разные рекомендации:

  1. В верхней части бело-зеленой никель-кадмиевой батареи рекомендуется медленная зарядка 60 мА (миллиампер) в течение 14–16 часов или быстрая зарядка 390 мА (более чем в шесть раз больший ток) всего за два часа (2 часа). Общий заряд, поступающий в аккумулятор, равен току, умноженному на время, поэтому умножьте числа, и вы получите значение около 800–900 мАч. Сама батарея утверждает, что ее емкость равна 0.65Ач (650мАч), но не забывайте, что процесс зарядки не на 100 процентов эффективен: батарея не поглотит всю проходящую через нее электрическую энергию. Таким образом, количество заряда, которое вы подаете, и количество, которое поглощает батарея, находятся на одном и том же стадионе.
  2. В середине серебристая NiMH батарея рекомендует зарядку 200 мА (миллиампер) в течение 7 часов, что дает нам заряд около 1400 мАч. Опять же, сама батарея заявляет, что ее емкость ниже этой (1000 мАч).
  3. Внизу зелено-оранжевая батарея NiMH рекомендует зарядку 63 мА (миллиампер) в течение 18 часов, что дает чуть более 1000 мАч.Аккумулятор немного ниже (970 мАч).

Литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные аккумуляторы

обычно встраиваются в такие гаджеты, как сотовые телефоны, Mp3-плееры, цифровые фотоаппараты и ноутбуки. Обычно они поставляются с собственными зарядными устройствами, которые автоматически определяют время зарядки завершена и отключила электропитание в нужное время. Литий-ионные батареи могут стать опасно нестабильными, когда напряжение батареи либо слишком высокое, либо слишком низкое, поэтому они разработаны никогда не работать в таких условиях.Если напряжение достигает слишком низкий (если аккумулятор слишком сильно разряжается во время использования), прибор должен отключиться автоматически; если напряжение становится слишком высоким (во время зарядки) вместо этого отключится зарядное устройство. Несмотря на то что литий-ионные аккумуляторы не имеют эффекта памяти, они деградируют по мере они становятся старше. Типичным признаком старения является постепенная разрядка в течение период времени (может быть, час или около того), за которым следует внезапный, драматический, и совершенно неожиданное отключение прибора после этого. Узнайте больше о том, как работают литий-ионные аккумуляторы.

Фото: Надежное зарядное устройство Canon для литий-ионных аккумуляторов. Когда батарея нуждается в зарядке, камера предупреждает вас заблаговременно. Просто извлеките аккумулятор (это очень просто для цифровой камеры), поместите его в отдельное зарядное устройство, и индикатор загорится красным, а когда аккумулятор полностью заряжен, он станет зеленым. Весь процесс автоматизирован и безопасен: камера прекращает использование батареи до того, как ее напряжение станет слишком низким; зарядное устройство перестанет заряжать его до того, как напряжение станет слишком высоким.

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Самые большие, тяжелые и старые перезаряжаемые батареи получили свое название от (разбавленный) сернокислотный электролит и электроды на основе свинца. Они больше всего знакомые нам как автомобильные аккумуляторы (первоначальные источники энергии, которые заставить двигатель автомобиля провернуться до того, как газ начнет гореть), хотя немного другие типы свинцово-кислотных аккумуляторов также используются в таких вещах, как гольф. багги и электрические инвалидные коляски.

Фото: Автомобильные свинцово-кислотные аккумуляторы были разработаны в 19 веке, задолго до того, как появились перезаряжаемые технологии на основе никеля и лития.

Свинцово-кислотные аккумуляторы популярны, потому что они просты, дешевы, надежны и используют хорошо зарекомендовавшую себя технологию. который относится к середине 19 века. Как правило, они служат несколько лет, хотя это полностью зависит от того, насколько хорошо они поддерживаются, другими словами, заряжаются и разряжаются. Для их зарядки требуется довольно много времени (обычно до 16 часов — в несколько раз больше, чем требуется для полной разрядки), и это может привести как к недозарядке, так и к (если у вас нет времени зарядить их должным образом перед следующим использованием) или перезарядить (если вы поставили их на зарядку и забыли о них).Недостаточная зарядка, зарядка с неправильным напряжением или оставление батарей неиспользованными вызывает проблему, известную как сульфатация (образование кристаллов твердого сульфата свинца), а чрезмерная зарядка вызывает коррозию (постоянное разрушение положительной свинцовой пластины в результате окисления, аналогичное ржавчине в железе и стали). ). И то, и другое повлияет на производительность и срок службы свинцово-кислотного аккумулятора. Перезаряд также приводит к ухудшению состояния электролита, разложению воды (путем электролиза) на водород и кислород, которые выделяются в виде газов и, следовательно, теряются в аккумуляторе.Это делает кислоту сильнее и с большей вероятностью воздействует на пластины, что снижает производительность батареи. Это также означает, что для взаимодействия с пластинами доступно меньше электролита, что также снижает производительность. Время от времени такие аккумуляторы необходимо доливать дистиллированной водой (не обычной водой), чтобы поддерживать кислоту оптимальной концентрации и достаточно высокого уровня, чтобы покрыть пластины.

Подбор аккумуляторов к зарядному устройству

Различные зарядные устройства предназначены для работы по-разному на разных скоростях. в основном для разных типов аккумуляторов.Первое правило зарядка аккумуляторов заключается в том, что зарядное устройство предназначено для одного типа аккумуляторов может не подходить для зарядки другого: вы не можете зарядить мобильный телефон с автомобильным зарядным устройством, но вы не должны заряжать NiMH аккумуляторы с никель-кадмиевым зарядным устройством. Многие современные перезаряжаемые бытовая техника и гаджеты, такие как ноутбуки, MP3-плееры и мобильные телефоны — при покупке они поставляются с собственным специальным зарядным устройством, так что вы не нужно беспокоиться о соответствии зарядного устройства аккумулятору. Но если вы покупаете в магазине пачку универсальных перезаряжаемых батареек, это важно, чтобы вы покупали аккумуляторы, которые подходят к зарядному устройству, которое у вас есть, или соответственно замените зарядное устройство.Обратите внимание на напряжение и ток, батареи требуют (это будет отмечено на упаковке батареи или на сами аккумуляторы), обязательно выбирайте зарядное устройство с правильным напряжение и ток, чтобы идти с ними, и заряд для правильного количество времени. Если вы хотите купить себе перезаряжаемые батареи, но вы не совсем уверены, как подобрать батареи и зарядное устройство, выберите комбинированный комплект — где вы покупаете аккумуляторы и зарядное устройство в том же пакете.

Фото: Подбор аккумулятора к зарядному устройству.По мере того, как мир переходит на более экологичные электромобили с батарейным питанием, нам потребуется гораздо больше правильно оборудованные, удобно расположенные зарядные станции. В этом используются фотоэлектрические солнечные элементы (в навесе) для зарядки транспортных средств, припаркованных внизу. Фото Денниса Шредера предоставлено NREL.

Как долго работают перезаряжаемые батареи?

Неудивительно, что это зависит от того, как вы с ними обращаетесь, храните и используете. Небольшие перезаряжаемые аккумуляторы (такие как NiCd, NiMH и ионно-литиевые) обычно служат сотни «циклов». (вы можете заряжать и разряжать их столько раз), что может означать от нескольких лет до от достойной жизни в ноутбуке до десятилетия использования в портативном радио.Хорошо лечили, свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторы обычно рассчитаны на тысячи циклов и могут легко прослужить 5–10 лет в автомобиле, который ездит каждый день. Но если вы оставите аккумуляторные батареи в продукте, который вы почти никогда не используете, никогда не заряжайте и не разряжайте его, перезаряжайте его, пусть они перегреваются или хранятся в плохих условиях, не ждите, что они прослужат долго.

Как узнать, что пора заменить батарейки? В чем-то вроде ноутбука вы можете обратите внимание, что литий-ионный аккумулятор некоторое время нормально разряжается, а затем внезапно теряет все оставшиеся заряды. заряжать очень быстро.Если вы используете перезаряжаемые никель-кадмиевые или никель-металлогидридные аккумуляторы в таких вещах, как фонарики, вы увидите очень постепенное снижение емкости и необходимость подзарядки гораздо чаще.

Советы по продлению срока службы батареи

Как максимально эффективно использовать аккумуляторы? Вот несколько советов, которые я нашел читая различные веб-сайты экспертов по батареям:

  1. Аккумуляторы лучше всего работают при регулярном использовании. Не оставляйте их сидящими в вашем сарае, полностью заряженным или полностью разряженным в течение нескольких месяцев.
  2. Эксперты по аккумуляторам считают хорошей идеей «кондиционирование» или «восстановление» аккумуляторов. ваши батареи. Это означает, что вы регулярно позволяете им разряжаться существенно перед перезарядкой, если вы можете (хотя вам не нужно полностью их разряжать).
  3. Подберите зарядное устройство к аккумуляторам. Например, используйте зарядное устройство NiMH для аккумуляторов NiMH. и убедитесь, что зарядное устройство использует соответствующее напряжение и силу тока.
  4. Не перезаряжайте аккумуляторы. Вы повредите их.
  5. Не допускайте перегрева или перегрева аккумуляторов во время зарядки, хранения и т. д. или использовать (это их повреждает).Они будут греться во время зарядки, но если сильно нагреются, то что-то не так.
  6. Не скупитесь на покупку приличного интеллектуального зарядного устройства. Ваши батареи прослужат долго дольше, если зарядное устройство относится к ним правильно!
  7. По возможности следуйте инструкциям, прилагаемым к вашему устройству. Например, инструкции, которые прилагаются к роботу-пылесосу Roomba®, говорят вам оставить его «пристыкован» (сидит на зарядке), на подзарядке, все время не используется. Если ты этого не сделаешь, вы обнаружите, что ваш Roomba очень быстро разряжается (даже если вы им не пользуетесь), и вы можете значительно сократить срок службы батареи.
  8. Если вы используете что-то вроде ноутбука, постоянно подключенного к сети, возьмите за привычку позволять ему работать от батареи, возможно, раз в неделю или около того, пока он не разрядится почти полностью, для поддержания батареи в хорошем состоянии. Вы обнаружите, что это помогает расширить срок службы вашего аккумулятора.

Фото: Батареи бывают всех форм и размеров. Вы не всегда можете сказать, какие перезаряжаемые просто глядя. Из показанных здесь можно заряжать только никель-кадмиевые и литий-ионные аккумуляторы; все остальные одноразовые.Большая литий-ионная батарея серебристого цвета слева от ноутбука. а меньший (справа) от iPod. Никель-кадмиевые аккумуляторы — это универсальные перезаряжаемые аккумуляторы, зарядное устройство, такое как на нашем самом верхнем фото.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

Книги

Артикул

  • Стеклянная батарея, которая становится лучше? Марк Андерсон. IEEE Spectrum, 30 мая 2019 г.Нарушают ли батареи, улучшающиеся со временем, основной закон физики?
  • Он большой и долговечный, и он не загорится: ванадиевая окислительно-восстановительная батарея ⁠ Flow, З. Гэри Ян. IEEE Spectrum, 26 октября 2017 г. Являются ли VRFB следующей большой прорывом в аккумуляторных технологиях?
  • Потенциальные опасности на обоих концах жизненного цикла литий-ионных аккумуляторов, Марк Андерсон. IEEE Spectrum, 1 марта 2013 г. Исследует опасности производства и переработки литий-ионных аккумуляторов.
  • Мощный химический коктейль с недостатком Мэтью Вальджан.The New York Times, 17 января 2013 г. Риск возгорания вызывает все большую обеспокоенность по мере того, как литий-ионные батареи становятся все более распространенными.
  • Аккумуляторы с напылением могут накапливать энергию где угодно Лиат Кларк, Wired, 2 июля 2012 г. Если бы мы могли превращать компоненты батареи в жидкости, мы могли бы распылять их на любую плоскую поверхность для накопления электроэнергии.
  • Вирусная батарея может «заряжать автомобили»: BBC News, 2 апреля 2009 г. Ученые Массачусетского технологического института создали новую мощную батарею из вирусов.
  • Аккумулятор, который «заряжается за секунды»: BBC News, 11 марта 2009 г.Новый способ изготовления литий-ионных аккумуляторов может значительно сократить время зарядки.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2021.Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней своим друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2021) Зарядные устройства. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-battery-chargers-work.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Больше информации на нашем веб-сайте…

BU-401: Как работают зарядные устройства?

Хорошее зарядное устройство обеспечивает основу для долговечных и хорошо работающих аккумуляторов. На чувствительном к цене рынке зарядные устройства часто получают низкий приоритет и получают статус «задним числом». Аккумулятор и зарядное устройство должны идти вместе, как лошадь и повозка. При разумном планировании приоритет отдается источнику питания, размещая его в начале проекта, а не после того, как оборудование будет завершено, как это обычно делается.Инженеры часто не подозревают о сложности источника питания, особенно при зарядке в неблагоприятных условиях.

Рис. 1. Аккумулятор и зарядное устройство должны идти вместе, как лошадь и повозка.
Одно без другого не работает.

Зарядные устройства обычно идентифицируются по скорости зарядки. Потребительские товары поставляются с недорогим персональным зарядным устройством, которое хорошо работает при использовании по назначению. Промышленное зарядное устройство часто изготавливается третьей стороной и имеет специальные функции, такие как зарядка при неблагоприятных температурах.Хотя аккумуляторы работают при температуре ниже нуля, не все химические вещества можно заряжать в холодном состоянии, и большинство литий-ионных аккумуляторов попадают в эту категорию. Батареи на основе свинца и никеля принимают заряд в холодном состоянии, но с меньшей скоростью. (См. BU-410: Зарядка при высокой и низкой температуре)

Некоторые зарядные устройства для литий-ионных аккумуляторов (Cadex) включают функцию пробуждения или «ускорения», позволяющую подзарядить литий-ионный аккумулятор, если он «заснул» из-за чрезмерного разряда. Состояние сна может возникнуть при хранении батареи в разряженном состоянии, в котором саморазряд доводит напряжение до точки отсечки.Обычное зарядное устройство считает такой аккумулятор неработоспособным, и аккумулятор часто выбрасывается. Boost применяет небольшой зарядный ток для повышения напряжения до 2,2 В/элемент и 2,9 В/элемент для активации схемы защиты, после чего начинается нормальный заряд. Требуется осторожность, если литий-ионный аккумулятор находится ниже 1,5 В на элемент в течение недели или дольше. Возможно, образовались дендриты, которые могут поставить под угрозу безопасность. (См. BU-802b: Что делает повышенный саморазряд? На рисунке 5 показан повышенный саморазряд после того, как литий-ионный элемент подвергся глубокому разряду.См. также BU-808a: Как разбудить спящий литий-ион)

Зарядные устройства на основе свинца и лития работают от постоянного тока постоянного напряжения (CCCV) . Ток заряда постоянен, а напряжение ограничивается, когда оно достигает установленного предела. Достигнув предела напряжения, батарея насыщается; ток падает до тех пор, пока батарея больше не сможет принимать дальнейший заряд, и быстрая зарядка прекращается. Каждая батарея имеет свой порог низкого тока.

Аккумуляторы на основе никеля заряжаются постоянным током, и напряжение может свободно повышаться.Это можно сравнить с поднятием тяжестей с помощью резиновой ленты, когда рука продвигается выше груза. Обнаружение полного заряда происходит при наблюдении небольшого падения напряжения после устойчивого роста. Для защиты от аномалий, таких как короткое замыкание или несоответствие ячеек, зарядное устройство должно включать таймер плато, чтобы гарантировать безопасное завершение зарядки, если не обнаружено дельты напряжения. Также следует добавить измерение температуры, которое измеряет повышение температуры с течением времени. Такой метод известен как дельта температуры по дельта времени или dT/dt и хорошо работает при быстрой и быстрой зарядке.

Повышение температуры является нормальным явлением для аккумуляторов на основе никеля, особенно при достижении 70-процентного уровня заряда. Это вызывает снижение эффективности заряда, и ток заряда следует снизить, чтобы ограничить нагрузку. Когда «готово», зарядное устройство переключается на подзарядку, и батарея должна остыть. Если температура остается выше температуры окружающей среды, зарядное устройство работает неправильно, и аккумулятор следует извлечь, так как слабый заряд может быть слишком высоким.

NiCd и NiMH нельзя оставлять в зарядном устройстве без присмотра на недели и месяцы.До тех пор, пока они не потребуются, храните батареи в прохладном месте и заряжайте их перед использованием.

Батареи на основе лития всегда должны оставаться холодными при зарядке. Прекратите использование аккумулятора или зарядного устройства, если температура поднимется более чем на 10ºC (18ºF) выше температуры окружающей среды при нормальной зарядке. Литий-ионный аккумулятор не может поглощать перезарядку и не получает непрерывного заряда при полном заряде. Нет необходимости извлекать Li-ion из зарядного устройства; однако, если он не используется в течение недели или более, лучше всего поместить его в прохладное место и перезарядить перед использованием.

Типы зарядных устройств

Самым простым зарядным устройством было ночное зарядное устройство, также известное как медленное зарядное устройство. Это восходит к старым никель-кадмиевым дням, когда простое зарядное устройство обеспечивало фиксированный заряд около 0,1C (одна десятая номинальной емкости), пока батарея была подключена. Медленные зарядные устройства не обнаруживают полную зарядку; заряд остается включенным, а полная зарядка разряженной батареи занимает 14–16 часов. При полной зарядке медленное зарядное устройство сохраняет NiCd теплым на ощупь.Из-за пониженной способности поглощать перезаряд NiMH не следует заряжать на медленном зарядном устройстве. Недорогие потребительские зарядные устройства, заряжающие элементы AAA, AA и C, часто используют этот метод зарядки, как и некоторые детские игрушки. Извлекайте батареи, когда они теплые.

Быстрозарядное устройство находится между медленным и быстрым зарядным устройством и используется в потребительских товарах. Время зарядки пустой упаковки составляет 3–6 часов. При заполнении зарядное устройство переключается в режим «готово». Большинство устройств для быстрой зарядки включают измерение температуры для безопасной зарядки неисправного аккумулятора.

Быстрозарядное устройство предлагает несколько преимуществ, и очевидным из них является более короткое время зарядки. Это требует более тесной связи между зарядным устройством и аккумулятором. При скорости заряда 1C (см. BU-402:Что такое C-скорость?), которую обычно использует быстрое зарядное устройство, пустые NiCd и NiMH заряжаются чуть более чем за час. По мере того, как аккумулятор приближается к полному заряду, некоторые зарядные устройства на основе никеля уменьшают ток, чтобы приспособиться к более низкому приему заряда. Полностью заряженный аккумулятор переключает зарядное устройство на непрерывный заряд, также известный как поддерживающий заряд.Большинство современных зарядных устройств на основе никеля имеют уменьшенный подзаряд, что позволяет также использовать NiMH.

Литий-ионный аккумулятор

имеет минимальные потери во время зарядки, а кулоновская эффективность превышает 99 процентов. При 1C аккумулятор заряжается до 70-процентного уровня заряда (SoC) менее чем за час; дополнительное время посвящено заряду насыщения. Li-ion не требует заряда насыщения, как свинцово-кислотный; на самом деле полностью Li-ion лучше не заряжать — аккумуляторы прослужат дольше, но время работы будет чуть меньше.Из всех зарядных устройств литий-ионное самое простое. Никаких ухищрений, обещающих улучшить работу аккумуляторов, не существует, как это часто утверждают производители зарядных устройств для аккумуляторов на основе свинца и никеля. Работает только элементарный метод CCCV.

Свинцово-кислотный аккумулятор нельзя быстро заряжать, и термин «быстрый заряд» является неправильным. Большинство свинцово-кислотных зарядных устройств заряжают аккумулятор за 14–16 часов; все, что медленнее, — это компромисс. Свинцовая кислота может быть заряжена до 70 процентов примерно за 8 часов; важнейший заряд насыщения занимает оставшееся время.Частичная зарядка допустима при условии, что свинцово-кислотный аккумулятор время от времени получает полностью насыщенный заряд для предотвращения сульфатации.

Ток зарядного устройства в режиме ожидания должен быть низким для экономии энергии. Energy Star присваивает пять звезд зарядным устройствам для мобильных телефонов и другим небольшим зарядным устройствам, потребляющим 30 мВт или менее в режиме ожидания. Четыре звезды соответствуют зарядным устройствам мощностью 30–150 мВт, три звезды — 150–250 мВт и две звезды — 250–350 мВт. Среднее потребление составляет 300 мВт, и эти устройства получают одну звезду. Energy Star направлена ​​на снижение потребления тока персональными зарядными устройствами, которые в основном остаются подключенными к сети, когда они не используются.В любой момент времени к сети по всему миру подключено более миллиарда таких зарядных устройств.

Простые рекомендации при покупке зарядного устройства
  • Зарядка аккумулятора наиболее эффективна при низком уровне заряда (SoC). Прием заряда снижается, когда батарея достигает SoC 70% и выше. Полностью заряженная батарея больше не может преобразовывать электрическую энергию в химическую энергию, и заряд должен быть снижен до минимального уровня или прекращен.
  • Заполнение батареи сверх полного заряда превращает избыточную энергию в тепло и газ.При использовании Li-ion это может привести к отложению нежелательных материалов. Длительная перезарядка приводит к необратимому повреждению.
  • Используйте правильное зарядное устройство для предполагаемого химического состава батареи. Большинство зарядных устройств обслуживают только одну химию. Убедитесь, что напряжение аккумулятора соответствует зарядному устройству. Не взимайте плату, если они разные.
  • Номинальная мощность батареи в Ач может незначительно отличаться от указанной. Зарядка аккумулятора большего размера займет немного больше времени, чем аккумулятора меньшего размера, и наоборот. Не производите зарядку, если значение ампер-часа отклоняется слишком сильно (более 25 процентов).
  • Зарядное устройство высокой мощности сокращает время зарядки, но существуют ограничения на скорость зарядки аккумулятора. Сверхбыстрая зарядка вызывает стресс.
  • Свинцово-кислотное зарядное устройство должно переключаться на плавающий заряд при полном насыщении; зарядное устройство на основе никеля должно переключаться на подзарядку при заполнении. Литий-ионный аккумулятор не может поглощать перезарядку и не получает непрерывного заряда. Поддерживающий и плавающий заряды компенсируют потери, вызванные саморазрядом.
  • Зарядные устройства должны иметь блокировку температуры для прекращения зарядки неисправного аккумулятора.
  • Следить за температурой заряда. Свинцово-кислотные батареи должны оставаться теплыми на ощупь; Аккумуляторы на основе никеля нагреваются к концу заряда, но должны остыть в состоянии готовности. Литий-ионный аккумулятор не должен нагреваться более чем на 10ºC (18ºF) по сравнению с температурой окружающей среды при достижении полного заряда.
  • Проверьте температуру аккумулятора при использовании недорогого зарядного устройства. Извлеките батарею, когда она нагреется.
  • Заряжайте при комнатной температуре. Прием заряда падает в холодном состоянии. Литий-ион нельзя заряжать ниже точки замерзания.

Батарейки в портативном мире

Материал по Battery University основан на обязательном новом 4-м издании « Аккумуляторы в портативном мире — Справочник по перезаряжаемым батареям для не инженеров », который доступен для заказа через Amazon.ком.

Как рассчитать ток и время зарядки аккумулятора?

Как рассчитать время зарядки и зарядный ток для зарядки аккумулятора?

Простое время зарядки аккумулятора и формула зарядного тока для аккумуляторов. (На примере аккумулятора 120 Ач).

В следующем простом руководстве мы покажем, как определить подходящий ток зарядки аккумулятора, а также как рассчитать необходимое время зарядки аккумулятора в часах на примере свинцово-кислотного аккумулятора 12 В, 120 Ач.

Ниже приведены формулы для требуемого времени зарядки аккумулятора в часах и необходимого зарядного тока в амперах следующим образом.

Время зарядки аккумулятора = Аккумулятор-Ач ÷ Зарядный ток

Т = Ач ÷ А

и

Требуемая зарядка Ток для аккумулятора = Аккумулятор Ач x 10%

A = Ач x 10%

Где,

Пример:

Рассчитайте подходящий зарядный ток в амперах и необходимое время зарядки в часах для аккумулятора 12 В, 120 Ач.

Решение:

Ток зарядки аккумулятора:

В первую очередь рассчитаем зарядный ток для аккумулятора 120 Ач. Как мы знаем, зарядный ток должен составлять 10% от номинальной емкости Ач батареи .

Следовательно,

Зарядный ток для аккумулятора 120 Ач = 120 Ач x (10 ÷ 100) = 12 Ампер.

Но в связи с некоторыми потерями, мы можем взять 12-14 Ампер для зарядки аккумуляторов вместо 12 Ампер.

Похожие сообщения

Время зарядки аккумулятора:

Допустим, мы взяли 13 ампер для зарядки,

затем

Время зарядки аккумулятора 120 Ач = 120 ÷ 13 = 9,23 часа.

Но это был идеальный случай…

Практически замечено, что 40% потерь происходит при зарядке аккумулятора.

Тогда 120 x (40 ÷ 100) = 48    ……    (120 Ач x 40% потерь)

Следовательно, 120 + 48 = 168 Ач (120 Ач + потери)

Сейчас Время зарядки аккумулятора = Ач ÷ Ток зарядки

Ввод значений;

168 ÷ 13 = 12.92 или 13 час. (в реальном случае)

Таким образом, для полной зарядки аккумулятора 120 Ач потребуется 13 часов при требуемом зарядном токе 13A .

Похожие сообщения:

Информационное руководство по зарядке и разрядке аккумулятора мотоцикла

Характеристики разрядки и зарядки аккумуляторов для мотоциклов и аккумуляторов Powersport

Батарея разряжается

Разрядка или зарядка всегда происходит внутри батареи в любой момент времени.Раствор электролита содержит заряженные ионы, состоящие из сульфата и водорода. Ионы сульфата заряжены отрицательно, а ионы водорода — положительно.

Когда на клеммы аккумулятора (стартер, фара и т. д.) подается электрическая нагрузка, серная кислота разрушается, образующиеся сульфат-ионы перемещаются к отрицательным пластинам и вступают в реакцию с активным материалом пластины, отдавая свой отрицательный заряд посредством ионизации. Это приводит к тому, что аккумулятор разряжается или вырабатывает электрическую энергию.Этот избыточный поток электронов из отрицательной стороны батареи через электрическое устройство и обратно к положительной стороне батареи создает постоянный ток. Как только электроны возвращаются к положительной клемме батареи, они возвращаются в ячейки и снова прикрепляются к положительным пластинам. Процесс разрядки продолжается до тех пор, пока батарея не разрядится и не останется никакой химической энергии.

Химия разряда

В дополнение к потоку электронов внутри батареи, когда она разряжается, соотношение серной кислоты и воды в растворе электролита также изменяется: больше воды и меньше кислоты.Химическим побочным продуктом этого процесса является сульфат свинца, который покрывает пластины батареи внутри каждой ячейки, уменьшая площадь их поверхности.

Чем меньше площадь ячеек для производства электроэнергии, тем меньше выработка силы тока или тока. Если процесс разряда продолжается, на пластинах ячеек откладывается еще больше сульфата свинца, и в конечном итоге химический процесс, производящий ток, становится невозможным. Отложения сульфата свинца на пластинах являются причиной того, что батарея не может бесконечно поставлять энергию.Например, фары, оставленные включенными на несколько дней, или продолжительное вращение стартера. На самом деле, длительная разрядка вызывает вредную сульфатацию, и аккумулятор может не восстановиться независимо от того, как долго он заряжается.

Саморазряд батареи

Саморазряд происходит всегда, даже если батарея ни к чему не подключена. Скорость саморазряда зависит от температуры окружающей среды и типа батареи. При температуре выше 55°C саморазряд происходит еще быстрее.Этих температур можно достичь, если аккумулятор хранить в гараже или под навесом в жаркую погоду.
Распространенное заблуждение о хранении батареи состоит в том, что если оставить ее на бетонном полу, она быстро саморазрядится. Это было верно более тридцати пяти лет назад, когда корпуса батарей были сделаны из твердой резины — влага из бетона приводила к тому, что батареи этого типа разряжались прямо на бетонный пол. Однако современные корпуса аккумуляторов изготовлены из полипропиленового пластика и могут храниться на бетоне, не опасаясь чрезмерного саморазряда.

Причины саморазряда

Низкий уровень заряда может быть вызван короткими поездками, продолжительностью которых недостаточно для того, чтобы система зарядки автомобиля могла перезарядить аккумулятор. Эксплуатация двигателя менее чем на 15 или 20 миль и периодическое использование автомобиля только пару раз в неделю может привести к недостаточному заряду аккумулятора для запуска двигателя. Чтобы емкость аккумулятора оставалась достаточно высокой для работы стартера, его необходимо заряжать с помощью зарядного устройства, когда автомобиль не используется — примерно раз в месяц для обычного аккумулятора в зависимости от температуры.Аккумулятор AGM разряжается медленнее, чем обычный аккумулятор, и его не нужно перезаряжать так часто.

Более низкие температуры хранения лучше всего подходят для длительного хранения. Например, батарея AGM, хранящаяся при 0ºC, сохраняет 90% своей емкости в течение примерно 6 месяцев. Та же батарея, хранившаяся при 40°C, теряет 50% своей емкости за 4 месяца. Бортовые компьютеры, часы и другие аксессуары также могут со временем разряжать батарею.

Химия зарядки аккумуляторов

Зарядка батареи меняет химический процесс, происходивший при разрядке.Ионы сульфата и водорода в основном меняются местами. Электрическая энергия, используемая для зарядки аккумулятора, преобразуется обратно в химическую энергию и сохраняется внутри аккумулятора. Зарядные устройства аккумуляторов, в том числе генераторы переменного тока и генераторы, производят более высокое напряжение, чем напряжение холостого хода аккумулятора.
Когда зарядный ток превышает уровень естественной скорости поглощения, аккумулятор может перегреться, в результате чего раствор электролита начнет пузыриться, образуя горючий газообразный водород. Газообразный водород в сочетании с кислородом воздуха очень взрывоопасен и может легко воспламениться от искры.Следовательно, всегда не забывайте выключать питание перед подключением или отключением зарядного устройства для предотвращения искрения на клеммах аккумулятора!

Сколько ампер?

Подача зарядного тока к аккумулятору без его перегрева называется «скоростью естественного поглощения».

Из-за своего меньшего размера, по сравнению с автомобильными батареями, батареи PowerSports более чувствительны к тому, сколько тока они могут безопасно потреблять. При зарядке мотоцикла или другого небольшого аккумулятора сила тока зарядного устройства не должна превышать 3 ампер.Большинство автомобильных зарядных устройств не подходят из-за более высокого выходного тока. Поддержание батареи в состоянии полного заряда обеспечивает оптимальный срок службы, чрезмерная зарядка может значительно сократить его.

Всегда проверяйте уровень заряда аккумулятора перед зарядкой и через 30 минут после зарядки. Если зарядное устройство было отключено от аккумулятора на один-два часа, полностью заряженная обычная батарея должна показывать 12,6 вольт (12,8 вольт с сульфатной остановкой) или выше. Аккумуляторы AGM могут иметь несколько более высокие показания напряжения после полной зарядки.

Не перезаряжать. Из-за характеристик батареи AGM, слишком сильный ускоренный заряд или перезаряд приведет к уменьшению объема электролита. Чем больше время перезарядки, тем больше падение электролита и пусковая мощность. Поскольку батарея герметична, нельзя добавить воду, чтобы компенсировать потерю электролита. Кроме того, чрезмерная зарядка может привести к деформации аккумуляторных пластин, что сделает зарядку в будущем затруднительной или невозможной. Чтобы предотвратить перезарядку, тщательно отслеживайте время зарядки или, в идеале, используйте одно из автоматических зарядных устройств Yuasa.Всегда прекращайте зарядку, если корпус аккумулятора становится слишком горячим для прикосновения. Дайте ему остыть от 6 до 12 часов и возобновите зарядку. Время зарядки зависит от типа зарядного устройства и размера аккумулятора.

Внимание! Всегда надевайте защитные очки при обращении с батареями и заряжайте их в хорошо проветриваемом помещении.

Зарядка сильно разряженной батареи

Батареи с напряжением холостого хода ниже 11,5 В могут потребовать специального зарядного устройства и процедур для перезарядки.Глубоко разряженные аккумуляторы будут иметь высокое внутреннее сопротивление, что затрудняет их нормальную зарядку. Возможно, потребуется использовать более высокое зарядное напряжение, чем обычно, чтобы аккумулятор принял заряд.

Вот правда, скрывающаяся за самыми большими (и глупейшими) мифами об батареях

При высоких температурах эти жидкие электролиты начинают разрушаться, в результате чего батарея разлагается всего за несколько сотен циклов зарядки. Это серьезная проблема для аккумуляторов электромобилей, которые часто проводят большую часть дня на ярком солнце.Однако для вашего смартфона, если вы обычно держите его при комнатной температуре, у вас все в порядке.

Возможно, ваш телефон будет немного медленнее при низких температурах, потому что ионы лития движутся немного медленнее, а это означает, что батарея не сможет обеспечить столько энергии для компонентов, если на улице очень холодно. Однако изменение, как правило, незначительное и не связано с каким-либо необратимым повреждением батареи.

Зарядное устройство, подключенное к стене и включенное, тратит энергию впустую

Ложь (ну, может быть, чуть-чуть) вообще потребляет энергию, если нет подключенного устройства.Когда дело доходит до кабелей для телевизора или ноутбука — или любого зарядного устройства, к которому прикреплен большой «кирпич», — они немного умнее, поскольку они часто потребляют небольшое количество энергии, в то время как они, по сути, ждут, пока телевизор или другое устройство отключится. загрузиться из режима ожидания. В прошлом потребление энергии этими устройствами составляло до 10 процентов от среднего счета за электроэнергию домохозяйства, но недавние изменения в правилах означают, что теперь они потребляют относительно небольшое количество энергии.

Вы должны полностью разрядить аккумулятор до 0 процентов перед перезарядкой

False

Как ни странно, аккумуляторы испытывают наибольшую нагрузку, когда они полностью заряжены или полностью разряжены.Наилучшей точкой для батареи является 50-процентный заряд, поскольку это означает, что половина ее подвижных ионов лития находится в слое оксида лития-кобальта, а другая половина — в графитовом слое. Это равновесие создает наименьшую нагрузку на батарею и увеличивает количество циклов зарядки, которые она может выдержать до разрушения.

Итак, если вы очень заинтересованы в том, чтобы ваша батарея работала как можно дольше, вы должны поддерживать ее заряд от 20 до 80 процентов.

alexxlab

E-mail : alexxlab@gmail.com

Submit A Comment

Must be fill required * marked fields.

:*
:*