Как зарядить щелочной аккумулятор

Огромное количество бытовых приборов используют в качестве источника питания пальчиковые батарейки.

Большинство из них выполняют вспомогательные функции, поэтому отсутствие питания в детских игрушках или пультах управления приносит лишь временное неудобство до приобретения новых батареек.

Но, существуют ситуации, когда разрядившийся элемент питания заменить нечем, но сделать это необходимо прямо сейчас. В такие моменты, каждый из нас задумывался,  как зарядить батарейку в домашних условиях.

Способ №1. Использование зарядного устройства

Многие из обывателей помимо обычных батареек используют аккумуляторы, для зарядки которых применяются специальные устройства. Если у вас имеются такие приспособления в домашнем обиходе, можно использовать их, чтобы зарядить севшую батарейку.

Рис. 1: использование зарядного устройства

Обратите внимание, что для такой подзарядки от сети  можно использовать только щелочные или, как их еще называют, алкалиновые батарейки, а вот солевые способны запросто разрушиться и протечь, поэтому их не стоит даже пробовать заряжать.

Чтобы зарядить:

• Установите батарейку в разъем зарядного устройства, при этом следите за соблюдением полярности;
• Включите устройство в сеть;
• По накоплению достаточной величины заряда, отключите устройство от сети.

Обратите внимание, передерживать батарейки при таком способе после того, как оно подаст сигнал о завершении процесса, нельзя.

Рис. 2: показатель уровня заряда

Если ваше зарядное устройство имеет такой же тип сигнализации, как показано на рисунке, то после появления на сигнализаторе значка, свидетельствующего о том, что батарейка заряжена, его сразу необходимо отключать.

Иначе батарейка надуется или потечет, а такие разрушения могут сделать невозможной ее дальнейшую эксплуатацию и засорить подзарядное устройство.

Также следует заметить, если вы будете заряжать таким образом, емкость батарейки снизится на треть, из-за чего, спустя три заряда, она окончательно выйдет из строя. Поэтому бесконечно заряжать ее таким способом не получится.

Способ №2. Подключение к блоку питания.

Еще одним вариантом, при помощи которого можно зарядить батарейку, является использование блока питания.

Такие устройства повсеместно используются для зарядки тех же мобильных телефонов, mp3 плееров, роутеров и прочего оборудования, питающегося напряжением от 1,5 до 3 В.

Для этого вам понадобиться либо подключиться к существующим выводам блока питания, либо обрезать разъем (если блок питания больше не используется по назначению) для получения «+» и «–» выводов.

Рис. 3: Подготовка блока питания для зарядки

Чтобы зарядить батарею:

• Подключите к выводам блока питания полюсы – плюс к плюсу, минус к минусу. Обязательно следите за соблюдением полярности, иначе вместо того, чтобы зарядить, вы окончательно ее разрядите.
• В таком состоянии необходимо зарядить батарейку до тех пор, пока он не нагреется до температуры 50ºС. После этого, отключите его от блока питания.
• Подождите, пока элемент питания не остынет естественным образом. Если пренебречь этим этапом, он может попросту разорваться и прийти в негодность.
• Повторно зарядите батарею от блока, но в этот раз, подключите ровно на 2 минуты, не больше.
• После того, как зарядили второй раз, положите батарейку в морозилку на 10 минут.
• Выньте ее из морозилки и дождитесь естественного нагревания. После этого можно дальше использовать батарейку по назначению.

Заметьте, что этот способ сможет помочь 1 – 2 раза, после чего вам потребуется приобрести новую батарейку. Для такого способа также подходят только щелочные (алкалиновые) модели.

Способ №3. Принудительное нагревание.

Восстановить работоспособное состояние может помочь воздействие высоких температур. Этот способ не самый простой и относительно опасный, так как в случае перегрева элемента питания, его разорвет. Наиболее оптимальным вариантом нагревания в домашних условиях является воздействие горячей воды.

Если у вас под краном можно отрегулировать достаточно большую температуру, подержите элемент питания под струей горячей воды. Предварительно обхватив его пинцетом или пассатижами, чтобы не обжечь руки. При этом важно обеспечивать попадание всей площади поверхности  под воду.

Если у вас отсутствует проточная вода или воду в кране подогреть невозможно, вскипятите небольшую кастрюлю или кружку.

Вам понадобиться такой объем жидкости, чтобы в нее можно было полностью погрузить батарейку.

Следует отметить, чтобы зарядить этим методом, варить ее не нужно, а только поместить в горячую воду, поэтому после закипания дайте воде несколько минут для остывания, прежде чем помещать в нее батарейку.

Рис. 4: поместите батарейку в горячую воду

Следует отметить, что заряжать предложенным выше способом допускается не более 20 секунд. Выждав этот промежуток, достаньте питающий элемент из воды, дайте ему остыть и высохнуть. Когда он достигнет уровня температуры окружающей среды, его можно повторно использовать.

Способ №4. Уменьшить объем.

Довольно часто можно встретить варварское отношение к севшей батарейке – люди кусают их или бьют об стол. Самое невероятное, что это действительно рабочий способ, позволяющий зарядить батарейку. Единственное, на что стоит обратить ваше внимание, это метод уменьшения объема. Основная задача – это сжать внешнюю оболочку до меньшего размера.

Если вы будете кусать корпус или бить об асфальт, очень высока вероятность повредить оболочку, что сделает дальнейшую эксплуатацию невозможной.

То же относиться и к другим методам приложения чрезмерного усилия, так как не любая деформация обеспечивает уменьшение объема в достаточной мере. Куда выгоднее пользоваться пассатижами или молотком, которыми равномерно прижимают всю поверхность корпуса по кругу.

В некоторых ситуациях удается зарядить батарейку за счет механического воздействия до 80 — 100% от заводского уровня.

Рис. 5: уменьшение объема пассатижами

Такой метод можно использовать только один раз, так как при повторной деформации оболочки она приходит в негодность, а заряд практически не восстанавливается.

Способ №5. Кипячение.

Одним из вариантов, позволяющих зарядить батарейку, является кипячение в солевом растворе. В сравнении с предыдущими вариантами, это достаточно трудоемкий способ, так как вам понадобится разобрать батарейку. Для этого:

• Вскройте наружную оболочку при помощи ножа или любого острого предмета.
  Рис. 6: снимите оболочку

Данную процедуру обязательно выполняйте крайне аккуратно, чтобы не повредить внутреннюю начинку, прокладки и другие составляющие.

• После удаления оболочки, повторно проверьте целостность всех внутренних компонентов (угольного цилиндра, стержня, цинкового цилиндра).
• Подготовьте раствор для кипячения – растворите в воде из-под крана 2 столовых ложки обычной кухонной соли.
• Поместите в еще холодную жидкость разобранную батарейку и поставьте на огонь. Доведите до кипения.
• Кипятите не больше чем 10 – 15 минут, после чего достаньте ее из воды и дайте остыть.
• Когда элемент питания будет удобно брать в руки, установите на место все прокладки и внешнюю оболочку.

Восстанавливая герметичность, не лишним будет заклеить оболочку клеем или залепить пластилином. При герметизации следите за тем, чтобы клей не покрывал контактную поверхность.

Способ №6. Заправка батареи.

Еще один способ – внедрение химически активных реагентов в порошковый слой. Для этого при помощи тонкого острого предмета  проделайте хотя бы пару отверстий в крышке, чтобы они проходили вдоль графитового стержня.

Рис. 7: принцип проделывания отверстий

Глубину этих отверстий лучше предварительно замерить и отметить на шиле таким образом, чтобы она не превышала 3/4 от общей глубины батарейки. В проделанные отверстия необходимо залить активную жидкость. В качестве таких реагентов может выступать тот же уксус или 8 – 10% соляная кислота.

После заливки кислоты или уксуса в отверстия необходимо подождать несколько минут для ее впитывания в порошок. После этого повторите процедуру хотя бы 2 – 3 раза, с такими же промежутками времени для впитывания жидкости. В результате вы получите заряженную батарейку с восстановлением уровня заряда до 70 – 80% от заводской величины.

Следует отметить, что для закрепления полученного результата герметизируйте отверстия при помощи того же пластилина, воска или других бытовых герметиков. Выбор конкретного варианта должен зависеть от ваших потребностей, если вы хотите, чтобы батарейка продержалась, хотя бы до утра, вам хватит и пластилина. Если же она должна продержаться до конца похода, возьмите смолу или клей.

Из предложенных вам способов, которые позволяют зарядить батарейку, выбирайте тот, который является наиболее подходящим в вашей ситуации.

Но, применяя любой из них, помните, что бесконечно продлять работоспособность не получится, а некоторые модели могут вообще не зарядиться. Поэтому рано или поздно вам придется приобрести новые батарейки.

А если вам понравился процесс зарядки элемента питания, лучше приобретите аккумуляторы, они куда более эффективны при частой подзарядке.

Видео способы

Вторая жизнь обычной батарейки! Обзор зарядного устройства ROBITON Ecocharger Ak01

Честно признаться, совсем недавно, если бы меня спросили про зарядку батареек, я бы улыбнулся и ответил: «Вы имели в виду аккумуляторов?».

Но, как оказалось, с 2011 года в продаже появилась уникальное автоматическое зарядное устройство ROBITON Ecocharger Ak01 позволяющее заряжать не только NiMH/NiCD аккумуляторы, но и обычные щелочные (alkaline) батарейки.

Предлагаю вашему вниманию тест данной «эко-зарядки» и NiMH аккумуляторных батарей ROBITON 2850MHAA и 1100MHAAA.

Немного о торговой марке

На российский рынок продукция ROBITON вышла в 2003 году. Сейчас ROBITON, по данным с официального сайта www.robiton.ru, занимает приблизительно 15% рынка в категории «зарядные устройства для NiMH аккумуляторов».

Кроме того, ROBITON специализируется на разработке и производстве универсальных блоков питания, аккумуляторов, сетевых фильтров, таймеров, инверторов, тестеров.

Вся продукция ROBITON сертифицирована в соответствии с российскими и европейскими стандартами качества.

Технические характеристики ROBITON Ecocharger Ak01

• * Вход: 100-240 В АС 50/60 Гц
• * Выход:
• — NiCD/NiMH AA/AAA 1,2 В DC x 1-4 шт. 500± 20 мА
• — Щелочные AA/AAA 1,5 В DC x 1-4 шт. 200± 20 мА
• * Режим поддержания заряда малым током trickle charge ≤100± 20 мА
• * Энергопотребление без нагрузки: ≤2 Вт
• * Энергопотребление с полной нагрузкой: ≤7 Вт
• * Норма накопление заряда: ≥80%
• * Погрешность по току: ±20%

Автоматическое зарядное устройство ROBITON Ecocharger Ak01 поставляется в прозрачной блистерной упаковке, надежно защищающей от случайных повреждений. На упаковке присутствует наклейка, которая обращает внимание покупателя на уникальную функцию заряда щелочных батареек формата AA/AAA. Содержимое упаковки состоит из самого необходимого минимума — зарядное устройство и инструкция пользователя.

Внешний вид и органы управления

Название модели Ecocharger четко указывает на экологическую нишу позиционирования данного зарядного устройства. Ну как тут обойтись без зеленого цвета в оформлении?

На корпусе зарядного устройства присутствуют 4 гнезда для батареек самых распространенных типоразмеров AA (так называемые «пальчиковые») и ААА («мизинчиковые»). Над каждым гнездом расположен двухцветный индикатор процесса зарядки. Возможные его состояния:

• * постоянно горит красным цветом — идет зарядка NiMH/NiCd аккумулятора;
• * постоянно горит зеленым цветом — процесс зарядки аккумулятора/батарейки завершен;
• * мигает попеременно красным и зеленым цветом — идет зарядка щелочной (алкалин) батарейки;
• * постоянно мигает красным цветом — установленный аккумулятор или батарейка непригодны к использованию.

• Вилка для включения зарядного устройства в розетки электропитания расположена на задней части корпуса.
• Работа возможна в сетях переменного тока от 100 В до 240 В, что означает работу в большинстве стран мира.
• 
• На правой грани устройства присутствует двухпозиционный переключатель режимов заряда: алкалин (щелочные) батарейки или NiMH/NiCD аккумуляторы.

Режимы работы устройства

ROBITON Ecocharger предельно прост в использовании, фактически режим использования сводится к выбору типа заряжаемых батарей, и принципу «включил и забыл».

Режим «алкалин»

Специальная технология заряда импульсами позволяет заряжать щелочные элементы до 10 раз (как можно прочитать на упаковке), на сайте компании чуть подробнее написано, что безопасно можно перезаряжать батарейки до 5 и более раз.

Нюанс состоит в том, что с каждым циклом перезаряда остаточная емкость существенно уменьшается и, как правило, составляет около 50 % от номинальной на 5 цикле заряда.

После 10 цикла заряд теряет смысл из-за низкой остаточной емкости батарейки и риска взрыва.

Режим «NiMH/NiCD»

Используется микропроцессорный контроль заряда ΔV, с автоматическим отключением и защитой от перегрева. Устройство автоматически определяет типа элементов питания и уровень их заряда, поэтому можно производить дозаряд не полностью разряженных аккумуляторов. Аккумуляторы большой емкости для которых не хватит 8 часов заряда, можно заряжать в два этапа.

В обоих режимах работы зарядного устройства присутствуют:

• * защита от переполюсовки и короткого замыкания;
• * возможно заряжать 4 штуки элементов питания размера АА и ААА, причем все четыре канала зарядки независимые, можно одновременно заряжать от 1 до 4 элементов питания, в том числе различающихся типоразмеров (АА и ААА) и емкостей;
• * таймер безопасности — автоматически прекращает заряд батареек/аккумуляторов по прошествии 8 часов. В какой-то степени это может быть проблемой при зарядке полностью разряженных аккумуляторов большой емкости для которых может потребоваться больше 8 часов.

Важно! Нельзя одновременно заряжать щелочные батарейки и аккумуляторы. Это может привести к поломке устройства и взрыву элементов питания!.

Немного техно-порно

Зачем нужно лезть внутрь зарядного устройства обычному пользователю? Правильный ответ — «незачем!». Поэтому предлагаю читателям ограничиться созерцанием фотографий внутренностей.

В первую очередь, лично мне, пришлось заглянуть внутрь из-за, пары щелочных батареек Varta Energy, потекших во время зарядки, которые своей «щелочной кровью» залили минусовые контакты зарядного устройства.

Половинки корпуса устройства держатся на трех винтах, один хорошо виден с обратной стороны устройства, два других спрятаны под декоративными зелеными накладками. Сами накладки крепятся на защелках.

2. На «лицевой» части платы все достаточно просто, из того, что бросается в глаза — на входе зарядного устройства стоит нормальный фильтр по питанию, преобразованием питания управляет интеллектуальная микросхема STMicroelectronics VIPer22a, температурных датчиков всего 2 (два) — по одному на два канала зарядки.
3. 
4. С обратной стороны «застройка» поплотнее, по группировке элементов можно не сомневаться, что управление всеми 4 каналами зарядки независимое, программа управления циклом заряда «зашита» в микроконтроллер 3F9454BZZSK94 производства Samsung.
5. В целом от осмотра внутренностей осталось положительное впечатление — используется современный микросхемный ряд, общее качество пайки отличное.
6. Небольшой осадок оставила не очень хорошая очистка платы (на заводе) от остатков паяльного флюса , на тестовом экземпляре устройства, пришлось немного потрудиться спиртом и ватной палочкой.

Тест зарядки NiMH аккумуляторов

Для тестирования ROBITON Ecocharger использовались лучшие, по заявленной емкости, представители аккумуляторных NiMH батареек из продукции ROBITON типоразмера АА и ААА.

Методика тестирования заключалась в трех полных циклах заряд/разряд без контрольных замеров для минимизации эффекта «нераскаченного» нового аккумулятора. Далее заряженные элементы питания попарно разряжались через лампу 3 В 0,7 А, с промежуточными замерами напряжения и тока, до момента уменьшения напряжения на аккумуляторах до 0,85-0,9 В.

Аккумуляторы ROBITON 2850MHAA, типоразмер АА («пальчиковые»), заявленная производителем емкость 2850 мАч. Приятным бонусом к этим аккумуляторам идет футляр для хранения ROBITON Robibox.

В течение нескольких циклов заряда аккумуляторы стабильно показывали работу в районе 3 часов 40 минут до момента резкого падения напряжения, путем приблизительных подсчетов можно оценить их реальную емкость в районе 2500 мАч. Несомненно нужно учитывать как погрешность измерений, так и то, что первый десяток циклов зарядки, аккумуляторы могут показывать результаты чуть ниже паспортных, так как постепенно входят в рабочий режим.

• Аккумуляторы ROBITON 1100MHAAA, типоразмер AАА («мизинчиковые»), заявленная производителем емкость 1100 мАч.
• Также как и старшие AA братья, данные аккумуляторы показывали стабильно одинаковый результат в течение нескольких циклов заряд/разряд и работали в среднем около 1 часа 34 минут, что выводит нас на реальную емкость в районе 1050 мАч, что, фактически, учитывая погрешности измерения, соответствует паспортным 1100 мАч.

Тест зарядки щелочных батареек

1. В связи с отсутствием в ассортименте ROBITON обычных батареек, для тестирования устройства использовались распространенные батарейки от сторонних производителей Duracell, Varta, Ansmann типоразмера АА.

2. Тестирование было разбито на 3 этапа:
3. * на первом использовались новые батарейки «Duracell базовые», для них делалась контрольная разрядка лампой 3 В 0,7 А с замером времени работы, затем батарейки ставились на цикл зарядка/контрольный разряд.

Первый цикл батарейки Duracell проработали 2 часа 14 минут в фонарике с лампой 0,7A, после первого заряда емкость их упала вдвое и время работы составило 1 час 8 минут. Немного не дотянули до заявленных 5-10 перезарядок, скорее всего такой результат связан с бюджетностью самой батарейки.

* на втором использовались пролежавшие около полугода сильно разряженные батарейки Varta Energy, для них было произведено пару циклов заряд/контрольный разряд с замером времени работы.

Было очень интересно посмотреть на реакцию зарядного устройства на «мертвые» батарейки. Результаты были предсказуемы — несколько батареек потекли в процессе зарядки, оставшиеся смогли проработать 17 минут, с упомянутой выше нагрузкой в виде лампы фонарика, с потребляемым током 0,7 А .

• Во время зарядки, батарейки не грелись, их температура была в пределах комнатной, а вот аккумуляторы к концу заряда нагревались весьма существенно.
• * на третьем использовались новые мощные батарейки Ansmann X-Power, для которых проводился замер работы «из коробки» и последующие 9 циклов заряд/разряд.

По графикам хорошо видно, что уже после первой зарядки остаточная емкость батареек составила порядка 40-45% от номинальной и в последующие несколько циклов держалась на одном уровне, после чего резко уменьшалась.

На 9 цикле емкость составляла приблизительно 10% от новой батарейки. Т.е.

, на практике, для использования в устройствах с немалой нагрузкой пригодна 1, максимум 2 зарядки, а вот для слабомощных устройств можно «растянуть удовольствие» до 3-4 раз.

Тест заряженных батарей при разных температурах окружающей среды

Для данного теста была использована фотовспышка Canon Speedlite 430EX II в ручном режиме, оценивалась скорость готовности вспышки к следующему «выстрелу» при комнатной температуре около 24 градусов Цельсия и при температуре порядка -12 градусов Цельсия. Цель — сравнение заряженных батареек (Duracell) и аккумуляторов (ROBITON) с мощными батарейками «из коробки» (Ansmann X-Power).

Как видно из таблицы, использование емких NiMH аккумуляторов (особенно учитывая большое кол-во возможных перезарядок), предпочтительнее мощных щелочных батареек.

Выводы

Зарядное устройство ROBITON Ecocharger Ak01 вещь безусловно полезная благодаря функции зарядки обычных щелочных батареек и очень простая в использовании.

Ведь даже за 1-2 перезарядки щелочной батарейки природа скажет вам «спасибо», «зелеными» подсчитано, что одна пальчиковая батарейка, выброшенная в мусор, может загрязнить тяжёлыми металлами до 20 квадратных метров земли!

По результатам замеров обычных батареек, можно сказать, что повторная зарядка действительно позволяет их использовать несколько раз, причем, чем качественнее батарейка изначально, тем больше циклов она выдержит без глобального снижения емкости.

На практике, с хорошими батарейками, можно рассчитывать на 1 цикл нормальной работы с достаточно высокой нагрузкой (фотоаппараты, детские игрушки, брелоки автомобильных сигнализаций), после чего 1-2 цикла использовать их в устройствах с меньшей нагрузкой (например часы), ну и напоследок, отправлять их на «пенсию» в пульты дистанционного управления.

Для дешевых батареек, также как и для глубоко разряженных и залежалых батареек, на повторные зарядки рассчитывать не стоит, если только для упомянутых выше пультов дистанционного управления бытовой техникой. Но, при этом, стоит оценивать риск возможной течи в процессе зарядки.

Аккумуляторы ROBITON 2850MHAA во время тестов показали емкость чуть ниже заявленной производителем, расчетные цифры оказались приблизительно на 10-13% ниже паспортных, возможно нужно дать им некоторое время «на раскачку», ведь неделя-две тестов это не срок для аккумуляторов данного класса. В своем ценовом диапазоне они являются неплохим предложением.

Характеристики NiMH аккумуляторов ROBITON 1100MHAA соответствуют заявленным производителем и их можно смело рекомендовать к покупке для применения в «прожорливых» электронных гаджетах.

В заключение хотелось бы выразить благодарность компании ДНС и лично Дмитрию Вольневичу, а также компании «Источник Бэттэрис» www.istochnik.ru и торговой марке Robiton www.robiton.ru за представленные на тест образцы!

BONUS

Напоследок не удержался от тестирования заряженных щелочных батареек на специализированном кото-приборе :-).

Щелочные аккумуляторы: устройство, эксплуатация и принцип работы АКБ, обслуживание электролита и зарядное устройство для зарядки на 6v и 12в

Своё название щелочные аккумуляторы получили от используемого электролита. Применяется едкий калий (КОН) и едкий натрий (NaOH).  Как и другие батареи, этот тип зарядных устройств имеет свои достоинства и недостатки. Специфика работы щелочного аккумулятора делают их практически незаменимыми в ряде отраслей народного хозяйства.

Преимущества и недостатки

Аккумуляторы щелочного принципа действия отличаются:

• Длительным сроком эксплуатации при должном обслуживании;
• Имеют относительно небольшой вес и размеры;
• Позиционируются с небольшим самопроизвольным разрядом;
• Стабильной работой в условиях отрицательных t0.

Обратите внимание! Когда показатели отрицательных t0 опускаются ниже отметки – 250С, ёмкость щелочного аккумулятора с уменьшением на один градус, снижается на 0,5%.

В сравнении со свинцово-кислотной батареей – этот показатель выше в 2 раза. Хотя при низких t0, как отмечалось ранее, показатели ёмкости сокращаются.

К существующим минусам можно отнести незначительный коэффициент полезного действия (КПД), который по разным оценкам составляет от 50% до 55%. К сравнению, этот показатель у батарей кислотного принципа действия составляет 80%.

К тому же, наличие эффекта памяти неизбежно приводит к потере ёмкости. Она может появиться в случае неполной разрядки зарядного устройства.

Огорчает большой разброс рабочего напряжения зарядных элементов: 1-1,75 Вольта. Для набора показателя 12В разброс составит 10-17,5 вольта. В данном случае не избежать использования зарядного устройства для щелочного аккумулятора в целях стабилизации рабочих показателей.

На заметку. Обслуживание батарей такого типа должен выполнять квалифицированный сотрудник. Так как, в данном случае, используется электролит для щелочных аккумуляторов, который необходимо периодически менять.

Область применения

Щелочные аккумуляторы могут использоваться в качестве:

• тяговых;
• и стартерных устройств.

Они устанавливаются на рудничных электровозах, локомотивах, в пассажирских вагонах. Обеспечивают разные виды сигнализаций и аварийных систем энергетического снабжения.

Незаменимы при складировании продукции на складах: всевозможные погрузочные машины оснащены как раз такими акуумуляторами. Возможно применение для запуска силовых агрегатов (ДВС).

Батареи, о которых идёт речь, используются в портативной технике, домашнем и профессиональном электрическом инструменте.

Мы постоянно соприкасаемся с ними в домашних условиях. Включаем музыкальный центр, телевизор, используем пульт. Повседневно пользуемся телефонами и фотоаппаратами, где в качестве источника питания, работают пальчиковые батарейки.

Редко, но встречается, их использование в качестве стартерных устройств на грузовых автомобилях и военной технике.

Устройство щелочного аккумулятора

Устройства, работающие с использованием щелочного раствора, агрегируют:

1. В комбинации: никель/кадмий;
2. Или никель/металлогидрид.

• В обоих случаях положительный электрод содержит гидроокись никеля (NiOOH) и добавкой графита и окиси бария, которые повышают рабочие показатели.
• Графит положительно влияет на электропроводность, увеличивая её, а окись бария создаёт эффект стабильной работы.
• 

На фото хорошо видно устройство продукта в разрезе. Указано, какие составляющие определяют целостность батареи.

Несколько слов о химических процессах

При разрядке гидроокись никеля + электрода вступает в активную реакцию с ионами электролита. При этой комбинации образуется Ni(OH)2 гидрат закиси никеля.

Аналогичный процесс протекает при – электроде. В данном случае получается образование гидратов окиси кадмия и железа. Разница видимых потенциалов в пределах 1,45 вольта возможна при обеспечении процесса прохождения тока по контурам внутренней и внешней сети. Это и есть принцип работы щелочного аккумулятора.

При зарядке проходит обратный химический процесс. Он заключается в следующем. При взаимодействии тока + электроды окисляются. При этом гидрат закиси никеля переходит в состояние гидроокиси этого элемента. Минусовый электрод постепенно восстанавливается. В нём образуется кадмий и железо.

Особенность происходящих процессов: вещества, выступающие в процессе электрохимических реакций, друг с другом не вступают в химические отношения, то есть, не растворяются в электролите.

В данном случае не предусмотрен расход электролита. Его плотность неизменна: всегда остаётся на прежнем уровне.

Как правильно заменить электролит

Специалисты рекомендуют замену электролита проводить через каждые 100-150 циклов.

До предполагаемой смены состава электролита необходимо разрядить аккумулятор до напряжения 1 вольт нормальным током.

Отработанный электролит следует слить. При этом сам аккумулятор нужно периодически встряхивать, чтобы удалить возможную грязь из сосуда. Затем промыть подщелочённой или дистиллированной водой, энергично встряхивая.

Вода должна к этому времени отстояться. Заливка нового продукта проводится незамедлительно. Залитый новым составом аккумулятор, оставить примерно на 120 минут и можно приступать к замеру плотности электролита. При необходимости, довести до требуемой величины и закрыть крышки.

Обратите внимание! Не рекомендуется после слива старого электролита оставлять аккумулятор сухим. Это может привести к образованию коррозии пластин!

Замена электролита потребуется при переходе в рабочий режим с t0 ниже 200С.

Характеристики щелочных аккумуляторов

Типы АКБ	Номинальная емкость, А-ч	Номинальное напряжение, В	Кол-во электролита в литрах
НК-28	28	1,25	0,27
НЖ-22	22	1,25	0,27
НК-55	55	1,25	0,45
НЖ-45	45	1,25	0,45
НК-80	80	1,25	0,75
НЖ-60	60	1,25	0,75

В условном обозначении буквы отображают электрохимическую систему АКБ:

• «НК» — никель-кадмиевая;
• «НЖ» — никель-железная;
• Цифры, идущие после букв — это номинальная ёмкость а/батарей, измеряемая в ампер-часах.

Заряд аккумуляторов и батарей щелочного принципа действия

Для подключения на зарядку однотипные продукты соединяются последовательно. Их количество регламентируется напряжением тока, а также напряжением в конце заряда. Эти показатели у рабочей а/батареи при нормальном зарядном токе должны быть в соответствии:

• в начале заряда: 1,40В — 1.45 В;
• в конце заряда: 1,75В — 1,85 В.

Рекомендуется применять нижеуказанный режим заряда:

1. Нормальный вариант: заряжать 6 часов нормальным током;
2. Усиленный вариант:12 часов нормальным током.

Он сообщается при вводе в действие, а также:

• через каждые 10 циклов. При нерегулярной работе 1 раз в 30 дней;
• после замены электролита;
• после глубоких разрядов ниже допустимых конечных напряжений;
• после разрядов слабым током, с перерывами в 16 и более часов.

Важно! Перезаряды улучшают рабочий процесс щелочных АКБ.

Никель/кадмивые и никель/железные АКБ рекомендуется заряжать слабым током. При этом, постепенно повышая время зарядки, но понижать ток более чем в 2 раза нельзя.

На заметку. Зарядка с использованием слабого тока ухудшает рабочий процесс щелочных аккумуляторов. В данной ситуации рекомендуется использование этого варианта только при возникшей необходимости.

Кроме этого, никель/железные АКБ заряжать при t0 — 10°С и ниже не рекомендуется.

Нюансы использования батарей

С момента подключения к батарее плановой нагрузки напряжение начинает быстро понижаться, примерно до значения 1,3 вольта. Далее в процессе работы снижение показателей происходит в замедленном режиме.

Рекомендация. Когда напряжение опустится до критической отметки 1(одного) вольта, необходимо приостановить работу.

Заметим, что продолжение эксплуатации батареи со значение 1 вольт и ниже неизбежно приведёт к утрате ёмкости аккумулятора.

Это в свою очередь уменьшит эксплуатационный срок. Следует внимательно относиться к системной подзарядке и контролю уровня используемого электролита.

Как правильно хранить аккумуляторы и батареи

Производитель предусмотрел выпуск готовых изделий для временного и длительного хранения. Используя новые аккумуляторы, следует в обязательном порядке проверить плотное прилегание съёмных пробок.

Обратить внимание на исправность вентильной резины. На первоначальном этапе потребуется смазать никелированные пробки и гайки а/батарей. Слой смазки должен быть минимальных размеров.

Корпус аккумуляторов в заводском исполнении покрыт черным битумно-збонитовым лаком. Предотвратить порчу нанесённого лака можно, используя в качестве смазки вещества, предусмотренные и рекомендованные производителем.

Обратите внимание, что, вазелин, как смазку, применять запрещено!

Аккумуляторам, которые ранее эксплуатировались, а теперь отправляются на длительное хранение (от 1 года и более), требуется разрядка в ток до 1,0В. Кроме этого, для правильной консервации продукта на длительный период времени необходимо:

1. Удалить весь электролит;
2. Закрыть плотно фиксирующие пробки;
3. Протереть корпус и удалить, используя ветошь, пыль и остатки соли;
4. Если на корпусе не предусмотрено ранее лаковое покрытие(изоляционный лак чёрного цвета), нанести его.

Однако аккумуляторы, переведенные в спокойное состояние (от 30 дней до года), могут находиться в полу разряженном или полностью разряженном состоянии при условии плотно закрытых пробок.

Во время длительной консервации батареи должны периодически проверяться. При обнаружении на корпусе соли, её нужно удалять.

Если батареи нужно перевезти на большие расстояния, их следует перевести в состояние длительного хранения.

Нельзя хранить вместе аккумуляторы щелочного и кислотного принципа действия. Все кислоты, так или иначе, влияют на батареи, портят их.

Аккумуляторы, где используется никель/кадмиевое соединение, в спокойном состоянии хранятся до 5 лет. Условие: они должны быть без электролита.

Срок консервации составляет в сухом закрытом помещении 4,5 года, а в полевых условиях — полгода. В этом случае, необходимо создать условия хранения, при которых исключается попадание осадков и прямых солнечных лучей.

Хранение никель/железных аккумуляторов в разряженном состоянии с удалённым электролитом в закрытом и сухом помещении составляет не более 3,5 лет.

Читаем условные обозначения: маркировка

Существуют тяговые батареи, изготовленные в различных странах. Мы же с вами рассмотрим сокращения, применяемые на отечественных изделиях.

Отечественная маркировка

1. Итак, если в маркировке предусмотрены буквы, идущие перед цифрами, то они указывают на число элементов используемых в батареи.
2. 
3. Далее буквы, указывающие на область применения:

• Т – тяговый тип;
• ТП – тепловозный вариант;
• В – вагонное назначение.

Буквы, указывающие на тип: НЖ – никель/железная батарея. И так далее.

Буква «К» указывает на комбинацию блока электродов. Буква «Ш» говорит о назначении батареи для эксплуатации в шахтах и горных выработках.

Если после букв следуют цифры – это величина номинальной ёмкости АКБ, которая выражается в А-ч. Могут ставиться буквы «П» — пластмассовый корпус, или буква «В» говорит о высоком варианте, а «М» указывает на модернизацию.

Буква «У» свидетельствует о возможности эксплуатации батареи в умеренном климате. Буква «Т» подразумевает эксплуатацию а/батареи в тропиках.

Далее прописывается ГОСТ использования: цифра 2 сигнализирует о возможности работы над землёй, а цифра 5  допускает работу под землёй.

Международная маркировка

В международной классификации буква F – это аккумулятор с использованием комбинации никель/железо. О различном режиме разрядки говорят буквы:

• L ─ до 0,5 градусов по Цельсию;
• M ─ (0,5─3,5) градусов по Цельсию;
• H ─ (3,5─7) градусов по Цельсию;
• X ─ больше 7 градусов по Цельсию.

Щелочные АКБ — продукт многофункциональный, встречающийся в различных комбинациях и применяемый в самых разных отраслях хозяйствования. Щелочной аккумулятор в 12в мы используем практически ежедневно, а  в качестве тяговых устройств их могут видеть специалисты и обслуживающий персонал.

Однако любая эксплуатация щелочного аккумулятора требует повышенного внимания и правильного обслуживания. Эти мероприятия существенно увеличивают срок службы а/батарей.

Обслуживание щелочных аккумуляторов нужно проводить в строгом соответствии с рекомендациями изготовителя. Нельзя допускать к работе неподготовленный в техническом плане персонал.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Шахтерский фонарь или коногонка: как зарядить, устройство

Эти налобные фонари популярны не только среди шахтеров. Ими пользуются спелеологи, работники метро и просто туристы, рыбаки и охотники. Шахтерский фонарь (коногонка) – хороший помощник дома и на даче, на работе и на отдыхе. Сегодня мы узнаем, какими бывают шахтерские фонари, а также научимся их правильно заряжать.

Особенности

Основной особенностью такого типа фонарей является, конечно, налобная конструкция, освобождающая руки. Далее, практически все модели приборов аккумуляторные, что выгодно отличает их от конструкций с гальваническими элементами. Им не нужно менять батарейки, достаточно просто зарядить. Из остальных характеристик хотелось бы отметить:

1. Длительный срок службы (до 500 циклов заряд/разряд).
2. Хороший световой поток (до 60 лм и выше).
3. Длительное время работы без подзарядки (до 10-20 часов).
4. Хорошие массогабаритные показатели.
5. Существуют модификации, которые можно использовать во взрывоопасных помещениях.

Все это обеспечивает широкое применение шахтерских фонарей как на производстве, так и в быту.

Виды и модели

На сегодняшний день существует более десятка моделей шахтерских фонарей, которые различаются в первую очередь по конструкции и типу аккумуляторной батареи (АКБ). По типу АКБ разделяются на:

1. Свинцово-кислотные.
2. Железоникелевые (щелочные).
3. Никель-кадмиевые (щелочные).

Первые, пожалуй, самый простой вариант. Такие аккумуляторы использовались в первых моделях шахтерских фонарей. Практически все они обслуживаемые (об этом ниже), имеют относительно небольшие срок службы и соотношение масса/энергоемкость.

Железоникелевые АКБ стали устанавливаться в шахтерских фонарях более поздних модификаций. Такие батареи имеют лучшие, чем у кислотных характеристики, но есть у них весьма существенный недостаток – большой ток саморазряда.

Никель-кадмиевые батареи до недавнего времени были самыми подходящими для шахтерского фонаря. Популярны АКБ этого типа и сейчас. Они имеют среднюю электрическую емкость при малом весе, легко обслуживаются и эксплуатируются. Ресурс работы довольно большой. Единственный, пожалуй, их недостаток – высокая стоимость.

Стоит заметить, что в последнее время шахтерские фонари все чаще оснащаются АКБ нового поколения – никель-марганцевыми (Ni-Mg) и литий-полимерными (Li-Pol). В дополнение вместо лампочек накаливания в них устанавливаются светодиодные источники света.

По конструкции шахтерские фонари разделяют на:

1. Обслуживаемые (доливные).
2. Необслуживаемые.

В первые в процессе эксплуатации доливают дистиллированную воду, вторые же требуют только периодичной зарядки. Обслуживаемые более выносливы в плане перезаряд/переразряд, но в жестких условиях эксплуатации могут «подтекать».

Визуально обслуживаемые фонари от другого типа отличают три доливные пробки (по числу банок) на боковой стенке блока аккумуляторов.

Наиболее распространенные модели доливных шахтерских фонарей: СГД-5 и СГД-5-1 (Светильник Головной Доливной).

Шахтерский фонарик СГД-5

Необслуживаемые имеют герметичную конструкцию и могут работать в любом положении без «подтекания». Но такие приборы очень критичны к перезаряду или переразряду. Классические модели необслуживаемых шахтерских фонарей: СГГ-1, СГГ-5, СГГ-5М, СГГ-5М0,5 СГГ-5-1М0,5.(Светильник головной герметичный, М – модифицированный).

Шахтерский фонарь СГГ-5

К отдельной категории можно отнести приборы с повышенной взрывобезопасностью. Имеется в виду не то что они сами не взрываются, а то, что могут работать во взрывоопасных помещениях (угольные шахты, нефтеперерабатывающие предприятия и пр.). Эти фонари имеют специальную конструкцию, исключающую возникновение искры.

Обычно это достигается герметизацией светильника и аккумуляторного блока, использованием толстостенных защитного стекла и лампочки, а также кабеля в двойной изоляции. Пример взрывозащищенного шахтерского фонаря: СГВ-2 (В-взрывозащищенный), который является модифицированным СГГ-5.

Взрывозащищенный шахтерский фонарь СГВ-2

Важно! Нередко взрывозащищенные фонари маркируются не букой В, а буквами РП, П или И. Каждая из букв обозначает защиту фонаря от разных сред (горючая пыль, пары, газ).

Большинство профессиональных шахтерских фонарей снабжаются двухнитевыми лампами накаливания P3.75-1+0.5, причем мощность одной нити в два раза ниже мощности другой. Это позволяет не только убавить свет при необходимости, увеличивая время работы фонаря без подзарядки вдвое, но и в случае перегорания одной из спиралей покинуть темный объект хоть при каком-то свете.

Двуспиральная лампочка для шахтерского фонаря

Технические характеристики

Основными техническими характеристиками шахтерского фонаря являются:

1. Создаваемый световой поток.
2. Время непрерывной работы без подзарядки.
3. Срок эксплуатации.
4. Масса.

Световой поток напрямую зависит от мощности используемой лампы. Как я указывал выше, наиболее часто светильники шахтерских фонарей оснащаются двуспиральными лампами на рабочее напряжение 3.75 В (для кислотных аккумуляторов – на 6, 3 В) и током 1 + 0.5 А (0.5–0.25 А). Световой поток таких ламп составляет 30–60 лм в зависимости от модификации прибора.

Время непрерывной работы зависит от емкости АКБ. К примеру, полностью заряженная батарея емкостью 6 А/ч обеспечит нас «дальним светом» в течение 6 (емкость АКБ)/1 (ток потребления мощной спирали лампы)= 6 ч. При “ближнем свете” энергии АКБ хватит уже на 12 ч.

Важно! Расчеты приведены для исправного, по сути, нового аккумулятора. Со временем емкость любой батареи уменьшается, а время непрерывной работы без подзарядки сокращается.

Срок эксплуатации. Этот показатель зависит в основном от типа и качества используемого аккумулятора. Измеряется он в количестве циклов заряд/разряд. Никель-кадмиевые аккумуляторы легко выдерживают до 500 циклов, свинцово-кислотные несколько меньше.

Как зарядить шахтерский фонарь

О характеристиках вроде все, пора поговорить о правильной зарядке шахтерского фонаря. Ведь от этого будет зависеть длительность срока жизни АКБ.

Итак, определимся с основными режимами зарядки.

Ток зарядки должен быть около 10% от емкости заряжаемой батареи (кислотной) или 15-20% (щелочной). Время зарядки примерно можно рассчитать по следующей формуле:

Время = емкость АКБ * 1.5/ зарядный ток, где время измеряется в часах, емкость – в ампер/часах, ток – в амперах.

Обычно время полной зарядки составляет 10-13 часов при правильно выбранном токе заряда. Расчет времени производился для полностью разряженной батареи. Если АКБ разряжена не полностью, то время заряда сократится.

Полностью разряженной считают АКБ, напряжение на клеммах у которой составляет 3.0 В. Глубже разряжать устройство нельзя – это выведет его из строя.

Во время зарядки необходимо постоянно контролировать напряжение на клеммах, поскольку перезаряд АКБ почти всегда ведет к выходу ее из строя.

Для щелочной батареи напряжение на полностью заряженном аккумуляторе должно быть около 4.7 В, для кислотной – 7.2 В.

Если аккумулятор доливной, то перед каждой зарядкой необходимо контролировать уровень электролита в каждой из банок (их три).

Для этого отворачиваем крышки доливных отверстий и измеряем уровень тонкой палочкой.

Если количество электролита снизилось на четверть, необходимо долить дистиллированную воду, которую можно приобрести в любой аптеке или изготовить самому, выпарив обычную воду и собрав конденсат.

Заряжаются шахтерские фонари специальным зарядным устройством. Если такового нет, то можно собрать его самостоятельно.

Для этого понадобится понижающий трансформатор, выдерживающий ток 2 А с выходным напряжением 5 В для щелочных и 7 В для кислотных батарей, диодный мост на тот же ток, реостат (проволочный переменный резистор) мощностью не менее 10 Вт и с сопротивлением 3-4 Ома, амперметр и вольтметр с пределами измерений 2-5 А и 5-10 В соответственно. Сама же схема будет выглядеть следующим образом:

Простая схема зарядного устройства для шахтерского фонаря

Рассмотрим принцип работы этого зарядного устройства. Сетевое напряжение поступает на сетевой трансформатор VT1, понижается и подается на выпрямительный мост VD1-VD4. Выпрямленное напряжение через реостат R1, амперметр РА1 и клемму X1 подключается к плюсу аккумуляторной батареи шахтерского фонаря. Клемма X2 служит для подключения к минусовой клемме АКБ.

Работают с прибором так: выводят движок реостата в крайнее правое по схеме положение, подключают заряжаемую батарею, а само устройство включают в сеть. При помощи реостата выставляют необходимый зарядный ток, контролируя его по показаниям амперметра.

В процессе зарядки при необходимости корректируют ток (он будет меняться) и постоянно следят за показаниями вольтметра. Как только напряжение на клеммах достигнет 4.7 В (для щелочного аккумулятора), АКБ снимают с зарядки.

Избегай бестрансформаторных конструкций со всевозможными гасящими лампочками, спиральками от электроплит и конденсаторами. В этом случае на всех элементах зарядного устройства и на клеммах самого аккумулятора будет опасное для жизни напряжение!

Теперь ты знаешь, какие типы шахтерских фонарей существуют, и умеешь правильно их заряжать. А при необходимости сумеешь собрать и самодельное зарядное устройство.

ПредыдущаяСледующая

Зарядка щелочных аккумуляторов

Щелочные аккумуляторы имеют широкое применение в бытовых целях и в промышленных. Аккумуляторы, как правило, подразделяются на никель-кадмиевые (Ni-Cd) и никель-железные (металлогидридные, Ni-MH). Щелочные аккумуляторы первого типа были изобретены ещё в 1988 гг. Вальдмаром Юнгнером, но стали популярны только после 1950 гг.

, когда материалы для их изготовления получили доступность для широкого производства. Основное преимущество никель-кадмиевых аккумуляторов заключается в том, что они заряжаются относительно быстро и могут храниться при низких температурах почти при полном разряде довольно длительный срок.

К недостаткам такого типа можно отнести малую энергетическую плотность, высокую токсичность и «эффект памяти», для устранения которого требуется полный разряд батареи. Номинальное напряжение Ni-Cd аккумуляторов — 1,2 В. Обычный режим заряда такого устройства — током 0,1 С происходит в течение 16 ч.

При использовании его очень важным является процесс перезаряда, потому как сам заряд сопровождается повышением внутреннего давления. По мере нагревания выделяется кислород и коэффициент использования тока может упасть. Важно не передерживать аккумулятор в зарядном устройстве, не давая кислороду выделяться сверх меры.

При соблюдении этих простых норм щелочная никель-кадмиевая аккумуляторная батарея прослужит весь отведенный ей стандартом срок.

Сравнительные характеристики щелочных аккумуляторов

Параметры Ni-Cd Ni-MH

Номинальное напряжение, В	1,2	1,2
Ток разряда, максимальный	10С	4С
Удельная энергия: Втч/кг Втч/л	20-40	50-80
60-120	100-270
Срок службы: годы циклы	1-5	1-5
500-1000	500-2000
Саморазряд, %	20-30 (за 28 сут.)	20-40 (за 28 сут.)
Рабочая температура, °С	-50 — +60	-40 — +60

Металлогидридные (Ni-MH) щелочные батареи являются во многом аналогами никель-кадмиевых, но по электрохимическим процессам они больше похожи на электро-водородные. Их удельная энергия значительно превышает параметры остальных видов щелочных аккумуляторов.

Разработка таких устройств началась примерно в 50-70 гг. прошлого столетия и они стали прототипом батарей, используемых в космической промышленности. Для качественного заряда щелочной металлогидридной батареи необходимо соблюдать тепловой режим.

Следует избегать перезарядов (менее 1В). Такое действие может привести к увеличению температуры. Не рекомендуется подсоединять к устройству клеммы, провода и т.п. от неисправных батарей. Это может привести к замыканию.

Зарядка щелочного Ni-MH аккумулятора, производится током Iз=0,1С в течение 15 часов.

Наша компания известна как производитель зарядно-разрядных устройств для щелочных аккумуляторов, в том числе широко известного разрядно-зарядного устройства «Зевс». Это оборудование является оптимальным как раз для видов батарей, которые перед процессом зарядки должны полностью разрядиться. Такое устройство оснащено контроллером перезаряда, который помогает своевременно в этом случае отключить напряжение. Ассортимент продукции «Зевс» подходит для всех типов АКБ.

По желанию заказчика наша компания может изготовить устройство «Зевс» двухкамерным. То, есть оно сможет одновременно использоваться для заряда двух аккумуляторов. Также можно сделать его по Северо-Американскому стандарту, т.е. с напряжением питания 110 В и частотой тока 60Гц.

Рекомендуем ознакомиться со следующими материалами: