NiMH adalah singkatan dari Nickel Metal Hydride. Pengisian daya yang tepat adalah kunci untuk mempertahankan kinerja dan umur panjang. Anda perlu mengetahui teknologi ini untuk mengisi daya NiMH. Pemulihan sel NiMH adalah proses yang agak rumit, karena puncak tegangan dan penurunan berikutnya lebih kecil, dan oleh karena itu, indikatornya lebih sulit ditentukan. Pengisian yang berlebihan menyebabkan panas berlebih dan kerusakan pada sel, setelah itu kapasitas hilang, mengakibatkan hilangnya fungsionalitas.
Desain dan prinsip operasi
Baterai adalah perangkat elektrokimia di mana energi listrik diubah dan disimpan dalam bentuk kimia. Energi kimia mudah diubah menjadi energi listrik. NiMH bekerja berdasarkan prinsip menyerap, melepaskan, dan mengangkut hidrogen di dalam dua elektroda.
Baterai NiMH terdiri dari dua strip logam yang berfungsi sebagai elektroda positif dan negatif, dan pemisah foil isolasi di antara keduanya. "Sandwich" energi ini dililit dan ditempatkan dalam baterai bersama dengan cairanelektrolit. Elektroda positif biasanya terdiri dari nikel, elektroda negatif dari hidrida logam. Karenanya nama "NiMH", atau "hidrida logam nikel".
Manfaat:
- Mengandung lebih sedikit racun dan ramah lingkungan serta dapat didaur ulang.
- Memory effect lebih tinggi dari Ni-Cad.
- Jauh lebih aman daripada baterai lithium.
Kekurangan:
- Debit dalam mempersingkat masa pakai dan menghasilkan panas selama pengisian cepat dan beban tinggi.
- Self-discharge lebih tinggi dibandingkan dengan baterai lain dan harus diperhitungkan sebelum mengisi daya NiMH.
- Perlu perawatan tingkat tinggi. Baterai harus benar-benar habis untuk mencegah pembentukan kristal selama pengisian.
- Lebih mahal dari baterai Ni-Cad.
Karakteristik pengisian/pengosongan
Sel Nickel-Metal Hydride memiliki banyak karakteristik yang mirip dengan NiCd, seperti kurva pelepasan (dengan pengisian tambahan) yang dapat diterima oleh baterai. Tidak toleran terhadap pengisian daya yang berlebihan yang menyebabkan penurunan kapasitas, yang merupakan masalah utama bagi perancang pengisi daya.
Spesifikasi saat ini diperlukan untuk mengisi baterai NiMH dengan benar:
- Tegangan terukur adalah 1.2V.
- Energi spesifik - 60-120 Wh/kg.
- Kepadatan energi - 140-300 Wh/kg.
- Daya spesifik - 250-1000 W/kg.
- Efisiensi pengisian/pengosongan -90%.
Efisiensi pengisian baterai nikel berkisar antara 100% hingga 70% dari kapasitas penuh. Awalnya ada sedikit peningkatan suhu, tetapi kemudian, ketika tingkat pengisian naik, efisiensi turun, menghasilkan panas, yang harus diperhitungkan sebelum mengisi daya NiMH.
Ketika baterai NiCD dikosongkan ke tegangan minimum tertentu dan kemudian diisi, harus berhati-hati untuk mengurangi efek pengkondisian (sekitar setiap 10 siklus pengisian/pengosongan), jika tidak maka akan mulai kehilangan kapasitas. Untuk NiMH, persyaratan ini tidak diperlukan karena efeknya dapat diabaikan.
Namun, proses pemulihan seperti itu juga nyaman untuk perangkat NiMH, disarankan untuk mempertimbangkannya sebelum mengisi daya baterai NiMH. Proses ini diulang tiga sampai lima kali sebelum mencapai kapasitas penuh. Proses pengkondisian baterai isi ulang memastikan bahwa mereka akan bertahan selama bertahun-tahun.
Metode pemulihan NiMH
Ada beberapa metode pengisian daya yang dapat digunakan dengan baterai NiMH. Mereka, seperti NiCds, membutuhkan sumber arus konstan. Kecepatan biasanya ditunjukkan pada badan sel. Itu tidak boleh melebihi standar teknologi. Batas batas pengisian diatur dengan jelas oleh pabrikan. Sebelum menggunakan baterai, Anda perlu mengetahui dengan jelas arus apa yang digunakan untuk mengisi baterai NiMH. Ada beberapa metode yang digunakan untuk mencegah kegagalan:
- Pengisian dengan timer. Penggunaan waktu untukmenentukan akhir proses adalah cara termudah. Seringkali pengatur waktu elektronik terpasang ke dalam perangkat, meskipun banyak perangkat tidak memiliki fitur ini. Pendekatan ini mengasumsikan bahwa sel diisi daya dari keadaan yang diketahui, seperti saat baterai terisi penuh.
- Deteksi termal. Penentuan akhir proses dilakukan dengan memonitor suhu elemen. Meskipun perangkat akan menjadi lebih hangat saat diisi daya secara berlebihan, sulit untuk mengukur kenaikan suhu secara akurat karena bagian tengah baterai akan jauh lebih panas daripada bagian luarnya.
- Deteksi tegangan delta negatif. NiMH mendeteksi penurunan tegangan (5 mV). Sebelum mengisi daya baterai NiMH, pemfilteran derau diperkenalkan untuk menangkap penurunan secara andal untuk memastikan bahwa sensor "parasit" dan derau lainnya tidak mengarah ke akhir pengisian daya.
Pasokan elemen paralel
Pengisian baterai secara paralel mempersulit penentuan akhir proses secara kualitatif. Ini karena seseorang tidak dapat memastikan bahwa setiap sel atau paket memiliki resistansi yang sama dan oleh karena itu beberapa akan menarik lebih banyak arus daripada yang lain. Ini berarti bahwa sirkuit pengisian terpisah harus digunakan untuk setiap saluran dalam unit paralel. Harus ditentukan berapa banyak arus untuk mengisi NiMH dengan menyeimbangkan, misalnya, menggunakan resistor dengan nilai sedemikian rupa sehingga mereka akan mendominasi parameter kontrol.
Algoritme modern telah dikembangkan untuk memastikan pengisian yang akurat tanpa menggunakan termistor. Iniperangkat mirip dengan Delta V, tetapi memiliki metode pengukuran khusus untuk mendeteksi muatan penuh, biasanya melibatkan beberapa jenis siklus di mana tegangan diukur selama interval waktu dan antara pulsa. Untuk paket multi-elemen, jika mereka tidak dalam keadaan yang sama dan tidak seimbang dalam kapasitas, mereka dapat mengisi satu per satu, menandakan akhir dari sebuah tahap.
Dibutuhkan beberapa siklus untuk menyeimbangkannya. Ketika baterai mencapai akhir pengisiannya, oksigen mulai terbentuk di elektroda dan bergabung kembali di katalis. Reaksi kimia baru menciptakan panas yang dapat dengan mudah diukur dengan termistor. Ini adalah cara teraman untuk mendeteksi akhir proses selama pemulihan cepat.
Cara regenerasi murah
Pengisian daya semalaman adalah cara termurah untuk mengisi daya baterai NiMH pada C/10, yang berada di bawah 10% dari kapasitas terukur per jam. Ini harus diperhitungkan untuk mengisi NiMH dengan benar. Jadi baterai 100mAh akan mengisi daya pada 10mA selama 15 jam. Metode ini tidak memerlukan sensor akhir proses dan memberikan muatan penuh. Sel modern memiliki katalis daur ulang oksigen yang mencegah kerusakan baterai saat terkena arus listrik.
Metode ini tidak dapat digunakan jika kecepatan pengisian melebihi C/10. Tegangan minimum yang diperlukan untuk reaksi lengkap tergantung pada suhu (setidaknya 1,41V per sel pada 20 derajat), yang harus dipertimbangkan untuk mengisi NiMH dengan benar. Pemulihan berkepanjangan tidak menyebabkan ventilasi. Ini sedikit memanaskan baterai. Untuk mempertahankan masa pakai, disarankan untuk menggunakan pengatur waktu dengan kisaran 13 hingga 15 jam. Pengisi daya Ni-6-200 memiliki mikroprosesor yang melaporkan status pengisian daya melalui LED dan juga melakukan fungsi sinkronisasi.
Proses pengisian cepat
Menggunakan timer, Anda dapat mengisi daya C/3.33 selama 5 jam. Ini agak berisiko karena baterai harus dikosongkan terlebih dahulu. Salah satu cara untuk memastikan hal ini tidak terjadi adalah dengan secara otomatis mengosongkan baterai oleh pengisi daya, yang kemudian memulai proses pemulihan selama 5 jam. Metode ini memiliki keuntungan menghilangkan segala kemungkinan membuat memori baterai negatif.
Saat ini, tidak semua produsen memproduksi pengisi daya semacam itu, tetapi papan mikroprosesor digunakan, misalnya, pada pengisi daya pengontrol muatan C/10 /NiMH-NiCad-solar dan dapat dengan mudah dimodifikasi untuk melakukan pelepasan. Disipator daya akan diperlukan untuk menghilangkan energi baterai yang terisi sebagian dalam jangka waktu yang wajar.
Jika monitor suhu digunakan, baterai NiMH dapat diisi hingga 1C, dengan kata lain, kapasitas amp-jam 100% selama 1,5 jam. Pengontrol pengisian daya baterai PowerStream melakukan ini bersama dengan papan kontrol yang mampu mengukur tegangan dan arus untuk algoritme yang lebih kompleks. Ketika suhu naik, proses harus dihentikan, dan ketikaNilai dT/dt harus diatur ke 1-2 derajat per menit.
Ada algoritme baru yang menggunakan kontrol mikroprosesor saat menggunakan sinyal -dV untuk menentukan akhir pengisian daya. Dalam praktiknya, mereka bekerja dengan sangat baik, itulah sebabnya perangkat modern menggunakan teknologi ini, yang mencakup proses hidup dan mati untuk mengukur tegangan.
Spesifikasi adaptor
Masalah penting adalah masa pakai baterai, atau total biaya masa pakai sistem. Dalam hal ini, produsen menawarkan perangkat dengan kontrol mikroprosesor.
Algoritma untuk pengisi daya yang sempurna:
- Mulai lembut. Jika suhu di atas 40 derajat atau di bawah nol, mulailah dengan mengisi daya C/10.
- Opsi. Jika tegangan baterai yang kosong lebih tinggi dari 1,0 V/sel, kosongkan baterai hingga 1,0 V/sel, lalu lanjutkan ke pengisian cepat.
- Pengisian cepat. Pada 1 derajat hingga suhu mencapai 45 derajat atau dT menunjukkan muatan penuh.
- Setelah pengisian cepat selesai, isi daya pada C/10 selama 4 jam untuk memastikan pengisian penuh.
- Jika tegangan baterai NiMH yang terisi naik menjadi 1,78V/sel, hentikan pengoperasian.
- Jika waktu pengisian cepat melebihi 1,5 jam tanpa gangguan, pengisian daya akan dihentikan.
Secara teoritis, pengisian ulang adalah kecepatan pengisian daya yang cukup cepat untuk membuat baterai terisi penuh, tetapi cukup lambat untuk menghindari pengisian daya yang berlebihan. Menentukan tingkat pengisian ulang yang optimal untuk baterai tertentuagak sulit untuk dijelaskan, tetapi secara umum diterima bahwa itu adalah sekitar sepuluh persen dari kapasitas baterai, misalnya, untuk Sanyo 2500 mAh AA NiMH, tingkat pengisian optimal adalah 250 mA atau lebih rendah. Ini harus diperhitungkan untuk mengisi baterai NiMH dengan benar.
Proses kerusakan baterai
Penyebab paling umum dari kegagalan baterai prematur adalah pengisian daya yang berlebihan. Jenis charger yang paling sering menyebabkannya adalah yang disebut “fast charger” selama 5 atau 8 jam. Masalah dengan instrumen ini adalah mereka tidak benar-benar memiliki mekanisme kontrol proses.
Sebagian besar memiliki fungsi sederhana. Mereka mengisi daya dengan kecepatan penuh untuk jangka waktu tertentu (biasanya lima atau delapan jam) dan kemudian mati atau beralih ke kecepatan "manual" yang lebih rendah. Jika mereka digunakan dengan benar, maka semuanya beres. Jika diterapkan secara tidak benar, masa pakai baterai akan dipersingkat dalam beberapa cara:
- Saat baterai yang terisi penuh atau terisi sebagian dimasukkan ke dalam perangkat, perangkat tidak dapat merasakannya, jadi perangkat ini akan mengisi penuh baterai yang dirancang untuknya. Jadi, kapasitas baterai turun.
- Situasi umum lainnya adalah mengganggu siklus pengisian yang sedang berlangsung. Namun, ini diikuti oleh penyambungan kembali. Sayangnya, hal ini menyebabkan siklus pengisian penuh dimulai ulang, meskipun siklus sebelumnya hampir selesai.
Cara termudahUntuk menghindari skenario ini, gunakan pengisi daya yang dikendalikan mikroprosesor cerdas. Itu dapat mendeteksi ketika baterai terisi penuh, dan kemudian - tergantung pada desainnya - matikan sepenuhnya atau beralih ke mode pengisian daya.
perangkat pintar iMax B6
Untuk mengisi daya NiMH iMax, Anda memerlukan pengisi daya khusus, karena menggunakan metode yang salah dapat membuat baterai tidak berguna. Banyak pengguna menganggap iMax B6 sebagai pilihan terbaik untuk pengisian daya NiMH. Ini mendukung proses hingga 15 baterai sel, serta banyak pengaturan dan konfigurasi untuk berbagai jenis baterai. Waktu pengisian yang disarankan tidak boleh lebih dari 20 jam.
Biasanya, pabrikan menjamin 2000 siklus pengisian/pengosongan dari baterai NiMH standar, meskipun ini dapat bervariasi tergantung pada kondisi penggunaan.
Algoritme kerja:
- Pengisian NiMH iMax B6. Anda perlu menyambungkan kabel daya ke stopkontak di sisi kiri perangkat, dengan mempertimbangkan bentuk di ujung kabel untuk memastikan sambungan yang benar telah dibuat. Kami memasukkannya sepenuhnya dan berhenti menekan ketika sinyal suara dan pesan selamat datang muncul di layar tampilan.
- Gunakan tombol perak di paling kiri untuk menggulir menu pertama dan pilih jenis baterai yang akan diisi. Menekan tombol paling kiri akan mengkonfirmasi pilihan. Tombol di sebelah kanan akan menggulir opsi: pengisian daya, pengosongan, keseimbangan, pengisian cepat, penyimpanan, danlainnya.
- Dua tombol kontrol pusat akan membantu Anda memilih nomor yang diinginkan. Dengan menekan tombol paling kanan untuk masuk, Anda dapat pergi ke pengaturan tegangan dengan menggulir lagi dengan dua tombol tengah dan menekan enter.
- Gunakan beberapa kabel untuk menghubungkan baterai. Set pertama terlihat seperti peralatan kawat lab. Itu sering dibundel dengan klip buaya. Soket untuk koneksi terletak di sisi kanan perangkat di dekat bagian bawah. Mereka cukup mudah dikenali. Beginilah cara mengisi daya NiMH dengan iMax B6.
- Kemudian Anda perlu menghubungkan kabel baterai bebas ke ujung klem merah dan hitam, membuat loop tertutup. Ini bisa sedikit berisiko, terutama jika pengguna membuat pengaturan yang salah untuk pertama kalinya. Tekan dan tahan tombol enter selama tiga detik. Layar kemudian akan menginformasikan bahwa ia sedang memeriksa baterai, setelah itu pengguna akan diminta untuk mengonfirmasi pengaturan mode.
- Saat baterai sedang diisi, Anda dapat menelusuri berbagai layar di layar menggunakan dua tombol tengah yang memberikan informasi tentang proses pengisian dalam mode yang berbeda.
Tips untuk mengoptimalkan kinerja baterai
Saran paling standar adalah menguras baterai sepenuhnya dan kemudian mengisinya kembali. Meskipun ini adalah perawatan untuk "efek memori", perawatan harus dilakukan pada baterai nikel-kadmium, karena mudah merusaknya karena pengosongan yang berlebihan, yang mengarah pada "pembalikan kutub" dan proses yang tidak dapat diubah. Dalam beberapa kasus, elektronik baterai dibuatdengan cara yang mencegah proses negatif dengan mematikan sebelum terjadi, tetapi perangkat yang lebih sederhana seperti senter tidak.
Diperlukan:
- Bersiaplah untuk menggantinya. Baterai nikel-metal hidrida tidak bertahan selamanya. Setelah sumber daya berakhir, mereka akan berhenti bekerja.
- Beli pengisi daya pintar yang mengontrol proses secara elektronik dan mencegah pengisian daya yang berlebihan. Ini tidak hanya lebih baik untuk baterai, tetapi juga menggunakan lebih sedikit daya.
- Keluarkan baterai setelah pengisian selesai. Waktu yang tidak perlu pada perangkat berarti lebih banyak energi jet yang digunakan untuk mengisi daya, sehingga meningkatkan keausan dan menggunakan lebih banyak daya.
- Jangan menguras baterai sepenuhnya untuk memperpanjang usianya. Terlepas dari semua saran yang bertentangan, pelepasan total sebenarnya akan mempersingkat hidup mereka.
- Simpan baterai NiMH pada suhu kamar di tempat yang kering.
- Panas yang berlebihan dapat merusak baterai dan menyebabkan baterai cepat habis.
- Pertimbangkan untuk menggunakan model baterai rendah.
Dengan demikian, Anda dapat menggambar garis. Memang, baterai NiMH lebih disiapkan oleh pabrikan untuk lingkungan saat ini, dan mengisi baterai dengan benar menggunakan perangkat pintar akan memastikan kinerja dan daya tahannya.
