כיצד לטעון נכון את הסוללה

בשוק המודרני של מקורות כימיים של זרם ישר לשימוש חוזר, הנפוצות ביותר הן סוללות מששת הסוגים הבאים:

• סוללות עופרת-חומצה;

• סוללות ניקל-קדמיום;

• סוללות ניקל-מתכת הידריד;

• סוללות ניקל-אבץ;

• בטריות ליתיום;

• סוללות ליתיום פולימר;

לאנשים רבים יש לעתים קרובות שאלה מאוד הגיונית, איך לטעון נכון סוללה כזו או אחרת כדי לא לקלקל אותה מבעוד מועד, להאריך את חיי השירות שלה ככל האפשר ובמקביל לקבל איכות גבוהה של העבודה שלנו? מאמר זה יעזור לכם לקבל תשובה לשאלה זו ביחס לסוגים שונים של סוללות מהנפוצות ביותר כיום.

השיטה הבטוחה והמסורתית לטעינת סוללות עופרת היא טעינת DC, כאשר ערכה באמפר אינו עולה על 10% (0.1C) מערך קיבולת הסוללה באמפר-שעות.

למרות מסורת זו, חלק מהיצרנים עצמם מציינים את הערך המדויק של זרם הטעינה המרבי המותר עבור סוללה מסוימת, ונתון זה באמפר מגיע לרוב ל-20-30% (0.2C-0.3C) מקיבולת הסוללה עבור אמפר-שעות.אז אם לסוללה קיבולת של 55 אמפר-שעה, אז זרם טעינה ראשוני של 5.5 אמפר הוא הפתרון הבטוח ביותר.

יש לזכור כי המתח של תא אחד של סוללת עופרת חומצה לא יעלה על 2.3 וולט, לכן, בעת טעינה בזרם ישר, עליך לנטר את המתח, למשל, סוללת 12 וולט מורכבת מ-6 תאי סוללה, כלומר, המתח הכולל בסוף תהליך טעינת הסוללה לא יעלה על 13.8 וולט.

לדוגמה, אם סוללת עופרת עם קיבולת של 100 אמפר-שעה נטענת בזרם קבוע של 20 אמפר, אז לאחר 6-7 שעות של טעינה כזו 90% מהקיבולת שלה כבר ייטענו, אז הקבוע צריך יוגדר למתח ולאחר 17 שעות הטעינה תושלם במלואה.

למה כל כך הרבה זמן? ככל שהזרם יירד והמתח יתקרב לאט, יתקרב אקספוננציאלית לערך היעד של 13.8 וולט. סוללה נטענת בצורה זו אמינה הן עבור פעולת חיץ והן עבור פעולת מחזור.

ישנה דרך נוספת להטעין סוללות עופרת המתאימה לפעולה מחזורית. שיטה זו מאפשרת לטעון את הסוללה למשך 6 שעות.

זרם הטעינה מוגדר ל-20% מקיבולת הסוללה באמפר-שעה, והמתח מוגדר ל-14.5 וולט (לסוללה במתח נומינלי של 12 וולט), וכך הסוללה נטענת למשך 5-6 שעות, ואז המטען נכבה...

למען האמת, יש לציין שמטענים מיוחדים מודרניים באיכות גבוהה פשוט לא מאפשרים מצבים קריטיים במהלך תהליך הטעינה.

יש לטעון סוללות ניקל קדמיום בזהירות, מחשש לטעינת יתר ממש בסוף, שכן בתהליך הטעינת אלקטרודת התחמוצת-ניקל החיובית, התפתחות החמצן עולה בהדרגה, וקצב ניצול הזרם יורד בהדרגה. כך שתהליך הטעינת סוללת ניקל קדמיום מלווה בעלייה בלחץ הפנימי שלה.

עדיף לטעון סוללות ניקל-קדמיום בטמפרטורות של +10 עד +30 מעלות, שכן חמצן נספג באלקטרודת הקדמיום השלילית בקצב אופטימלי.

עבור סוללות גליליות, טעינה במהירות גבוהה מותרת מכיוון שהאלקטרודות מורכבות שם היטב, אך יעילות הטעינה שלהן בטווח זרמי הטעינה מ-0.1C ל-1C כמעט ללא שינוי. במצב הטעינה הסטנדרטי לסוללות ניקל-קדמיום, תוך 16 שעות התא נטען במלואו מ-1 וולט ל-1.35 וולט בזרם של 0.1 C, ובמקרים מסוימים מספיקות 14 שעות.

כדי להאיץ את הטעינה של כמה סוללות ניקל-קדמיום מודרניות, ניתן להפעיל זרם ישר מוגבר, אך במקרה זה נדרשת מערכת בקרה מיוחדת שאינה מאפשרת טעינה.

באופן כללי, סוללות ניקל-קדמיום ניתנות לטעינה בטוחה בזרם קבוע של 0.2C-0.3C לתקופה של 6 עד 3 שעות, חשוב רק לעקוב אחר זמן הטעינה. כאן אנו אפילו מאפשרים טעינה של עד 120-140%, ואז קיבולת הפריקה תהיה קרובה לדירוג הסוללה.

עבור סוללות ניקל-קדמיום, אפקט הזיכרון הוא טבוע, לכן יש לטעון רק סוללה ריקה לגמרי, אחרת, עקב תת-הפריקה שנוצרה, שכבה חשמלית כפולה נוספת, הסוללה לא תוכל לפרוק את הטעינה במלואה. לַחֲלוּטִין. אחסן סוללות ניקל-קדמיום במצב פרוק לחלוטין. לטעינת סוללות ניקל-קדמיום, כמו גם לסוגים אחרים, מיוצרים מטענים מיוחדים.

סוללות ניקל-מתכת הידריד פותחו כדי להחליף את סוללות ניקל-קדמיום. עם אותם מידות, יש להם 20% יותר קיבולת והם נקיים מאפקט הזיכרון, כך שניתן לטעון אותם בכל מצב. עם זאת, אם סוללת NiMH אוחסנה ריקה חלקית במשך יותר מ-30 יום, יש לפרוק אותה במלואה לפני השימוש ולאחר מכן לטעון אותה במלואה.

יש צורך לאחסן סוללות ניקל-מתכת הידריד במצב טעון חלקי, כ-40% מהקיבולת הנומינלית שלה. לפני טעינת סוללות חדשות לשימוש, כדאי לאמן אותן על ידי פריקה מלאה וטעינתן 4-5 פעמים, אז כושר העבודה של הסוללות יהיה גדול יותר מאשר ללא הכשרה כזו.

תנאי הטעינה דומים לניקל-קדמיום - בזרם של 0.1C, הטעינה תימשך בין 15 ל-16 שעות בזמן, המלצות אלו הן סטנדרטיות עבור כל היצרנים של סוללות ניקל-מתכת הידריד; כמו סוללות ניקל-קדמיום, סוללות ניקל-מתכת הידריד רגישות להתחממות יתר ואין לתת להן להתחמם מעל 50 מעלות.

סוללות מסוג זה נטענות בזרם ישר במתח של 1.4 עד 1.6 וולט לתא סוללה, וסוללה במתח של 0.9 וולט נחשבת לפרוק מלא, פריקה נוספת תזיק לסוללה.

כאשר סוללת ניקל-מתכת הידריד טעונה כמעט במלואה, היא מתחילה להתחמם יותר מכיוון שאנרגיית המקור אינה עומדת עוד לתמוך בתגובה הכימית של המטען, ואם זרם הטעינה גבוה מספיק, הטמפרטורה של הסוללה מתחילה. לעלות בחדות לאחר השלמת תהליך האתחול. אז, על ידי התקנת חיישן טמפרטורה, אתה יכול לעקוב אחר מצב הטעינה בעוד הטמפרטורה המקסימלית המותרת היא לא יותר מ +60 מעלות. מטענים מיוחדים זמינים לטעינת סוללות ניקל-מתכת הידריד.

לסוללת ניקל-אבץ יש מתח נומינלי של 1.6 וולט, כלומר לטעינה צריך להפעיל עליה 1.9 וולט בזרם של 0.25C. ניתן להטעין אותו במלואו תוך 12 שעות עם מטען מיוחד ומכל מדינה אין לו אפקט זיכרון, אבל כדי להאריך את חיי השירות, להגדיל את מספר מחזורי העבודה של סוללת ניקל-אבץ, יש להטעין אותו רק ל 90% מהקיבולת שלו.

אחרת, זה דומה לסוללת ניקל-מתכת הידריד, אבל מתח הפריקה כאן הוא 1.2 וולט, ומספר מחזורי העבודה קטן פי שלושה. הטמפרטורה המקסימלית המותרת היא +40 מעלות.

סוללות ליתיום-יון נטענות בדרך כלל תחילה בזרם קבוע של 0.2C עד 1C במתח של 4 עד 4.2 וולט למשך 40 דקות, ולאחר מכן במתח קבוע של 4.2 וולט לתא. אם הטעינה מתבצעת בזרם של 1C, הזמן לטעינה מלאה של סוללת הליתיום-יון יהיה 2-3 שעות בלבד.

אם מתח הטעינה עולה על 4.2 וולט, חיי סוללת ה-Li-ion יצטמצמו. בנוסף, סוללות ליתיום-יון נמנעות מאוד מלהטעין מחדש. זה מוביל לעובדה שמתכת ליתיום מופקדת על האלקטרודה השלילית וחמצן משתחרר באופן פעיל על האנודה, וכתוצאה מכך יכולה להתרחש דליפה תרמית, עלייה בלחץ בתוך מארז הסוללה, וזה יכול להוביל לירידה ב לַחַץ.

לפיכך, בטוח ונכון להטעין את סוללת ה-Li-ion באופן שהמתח לא יעלה על הערך המומלץ על ידי יצרן המצברים.

חלק מסוללות הליתיום-יון מכילות מעגלי הגנה המגנים על תא הליתיום-יון מפני טעינת יתר, ההגנה מופעלת כאשר טמפרטורת הסוללה מגיעה ל-+90 מעלות. לחלק מהסוללות יש מתג מכני מובנה המגיב ללחץ יתר במארז הסוללה.

לעתים קרובות, מערכת ניטור המובנית בסוללת ליתיום-יון עוקבת אחר הערך של מתח הטעינה המבוא, וכאשר הערך נופל בטווח המותר, מתחיל תהליך הטעינה; אם חריגה ממתח הגבול או מתחת לערך המותר התחתון, הטעינה פשוט לא תתחיל.

עם זאת, אתה צריך להיות זהיר בתהליך של טעינת סוללות ליתיום-יון, לפקח על המתח והזרם. בעיקרון, כל מכשיר המשתמש בסוללת ליתיום-יון כולל לרוב מטען מובנה או מגיע עם מטען חיצוני.

סוללות ליתיום-פולימר אינן שונות בדרך הטעינה מסוללות ליתיום-יון.ההבדל היחיד הוא שסוללת ליתיום-פולימר מכילה אלקטרוליט דמוי ג'ל, לא נוזל, וגם כשהיא נטענת יתר על המידה או מתחממת יתר על המידה, היא לא מתפוצצת כמו מקבילה לליתיום-יון, היא פשוט מתנפחת. זה מסביר את מגמת העקירה מהשוק של סוללות ליתיום-יון ליתיום-פולימר.

קרא גם בנושא זה: איך עובדות ועובדות סוללות?