Лавинная реанимация батареек. Оживление севших батареек Можно ли реанимировать пальчиковую батарейку

У вашего старого ноутбука сдохла аккумуляторная батарея, а на новую нет денег. Печальная история… Берем технический паспорт данного аккумулятора или находим его данные в Интернете и смотрим его параметры – емкость, напряжение, мощность и прочее. Вскрываем батарею смотрим размер и количество элементов. По размеру они похожи на обычные пальчиковые батарейки. Далее идем в ближайший магазин электротоваров и покупаем обычные пальчиковые аккумуляторы необходимой конфигурации. Вставляем обратно и заклеиваем корпус – все.

Данный нехитрый процесс обойдется вам в разы дешевле, чем покупка новой родной батареи. А теперь поподробнее. В батареях ноутбуков применяются литиево-ионные и литиево-полимерные элементы, тогда как аппараты, выпущенные три-четыре года назад, могли содержать и никель-металлгидридные компоненты. Для того чтобы определиться с причиной возникновения дефекта, необходимо знать, как функционируют эти элементы.

Никель-металлгидридные (NiMH) аккумуляторы пришли на смену никель-кадмиевым (NiCd), и, несмотря на их активно разрекламированные преимущества, они в общем-то не оправдали ожиданий потребителей из-за сокращенного по сравнению с никель-кадмиевыми аккумуляторами срока службы., стали более совершенными благодаря изменению технологии производства.

Эти аккумуляторы необходимо подвергать начальной (при покупке) и периодической «тренировке», суть которой заключается в их полном разряде и последующей зарядке во избежание появления «эффекта памяти».

Литиево-ионные (Li-ion) и литиево-полимерные (Li-pol) аккумуляторы нашли широкое применение в мобильной технике, что обусловлено высокой плотностью электрической энергии на единицу массы, а значит, и меньшими по сравнению с NiMH-аккумуляторами массой и габаритами. Они не предъявляют каких-либо требований к собственному обслуживанию и не обладают «эффектом памяти». Но есть у них и отрицательные стороны: во многих случаях такие батареи могут работать только при положительных температурах окружающей среды, довольно дороги и подвержены процессу старения даже тогда, когда не используются. Уменьшение емкости начинается примерно после года службы, а срок их жизни рассчитан примерно на 200-300 циклов «заряд-разряд».

Здесь необходимо отметить, что все вышесказанное верно лишь чисто теоретически и декларируется производителями как элементов питания, так и батарей для мобильных устройств. Конечно, в большинстве случаев все это соответствует действительности, но бывают и исключения, обусловленные конструктивными особенностями аккумуляторов. Дело в том, что батареи ноутбуков состоят не из одного, а из группы последовательно соединенных элементов или даже блоков (иногда для увеличения емкости батареи несколько элементов питания соединяют параллельно, создавая блоки, которые в свою очередь соединяют последовательно для достижения необходимого для питания устройства напряжения). И вот здесь-то и кроется основная причина неработоспособности батареи питания.

.

Ну будет аппарат работать от батарей не три часа, а, скажем, два с половиной. Но дело не только во времени. Разброс характеристик приводит к значительному ухудшению работы зарядного устройства, причем это особенно критично для литиево-ионных элементов. Несмотря на заверения производителей ноутбуков об «интеллектуальности» их зарядных устройств, основные требования к заряду элементов, оговоренные в сопроводительной документации к аккумуляторам, не соблюдаются, причем как в случае с литиево-ионными, так и с никель-металлгидридными. Проблема в том, что для обеспечения нормального заряда каждый из элементов батареи необходимо заряжать отдельно от других. Но тогда, если батарея состоит из девяти литиево-ионных элементов, для ее зарядки потребуется девять дорогостоящих интеллектуальных контроллеров, позволяющих определить окончание процесса по мизерному провалу зарядного тока, что на практике приведет к существенному увеличению как стоимости, так и размеров ноутбука. Поэтому применяется метод так называемого последовательного заряда с контролем окончания процесса по достижении батареей некоторого напряжения. Для литиево-ионных элементов этот параметр составляет 4,2 В, соответственно для всей батареи из трех групп элементов напряжение будет составлять 4,2і3=12,6 В. Это вполне допустимо для элементов, идентичных по характеристикам или различающихся на доли процента. Большее различие приводит к тому, что одни элементы недозаряжаются, тогда как у других избыточный заряд начинает утилизироваться в виде тепла и повышенного газообразования.
Здесь необходимо вернуться к рассмотрению строения литиево-ионной батареи. Так как ее элементы являются довольно опасными в эксплуатации (вспомните многочисленные истории о взрывах и возгораниях «серых» мобильников), любой аккумулятор имеет несколько степеней защиты. Самая первая находится в каждом цилиндрическом элементе и представляет собой небольшую вогнутую пластинку, расположенную под плюсовым выводом. Эта пластинка призвана не допустить взрыва элемента при повышенном давлении: в случае «перезаряда» она размыкает цепь, прекращая подачу напряжения. Несмотря на то что после этого давление внутри элемента падает до нормальной величины, пластинка в первоначальное состояние не возвращается. Теоретически такой элемент (а по мнению производителей, и вся батарея) подлежит замене.

Третья цепь защиты - идентификационная микропрограмма, встроенная в ПЗУ контроллера. Она служит для определения зарядным устройством типа и емкости элементов, а также предотвращает использование батареи сторонних производителей.

Никель-металлгидридные элементы значительно проще в эксплуатации. Они не боятся «перезаряда», выдерживают длительный нагрев без значительного ухудшения характеристик и не имеют встроенных в элемент средств защиты. Тем не менее вследствие применения зарядных устройств последовательного типа выход из строя изготовленной на их основе батареи может произойти даже при полностью исправных элементах. Как правило, этот дефект является следствием работы на ноутбуке, постоянно подключенном к сети переменного напряжения. Из-за того что отдельные элементы имеют «эффект памяти» и довольно большой разброс характеристик, зарядка происходит неравномерно. То есть когда одни элементы уже полностью заряжены, другие не достигли и половины от нормы. В результате напряжение на заряженных элементах начинает увеличиваться (для никель-металлгидридных оно составляет 1,4 В), и контроллер считает, что процесс завершен, что приводит к уменьшению суммарной емкости батареи на 50% (закон Ома для последовательной цепи). Со временем это явление усиливается в геометрической прогрессии, приводя к полной неработоспособности аккумулятора.

Если такой программы не предусмотрено или найти ее не представляется возможным, придется прибегнуть к «хирургии». Для этого потребуются «прямые» руки, а также некоторый набор инструментов - мультиметр (или тестер), паяльник мощностью не более 40 Вт, макетный нож, несколько автомобильных лампочек с припаянными к ним проводами и суперклей на основе циан-акрилата.

Итак, аккумулятор разобран. Что делать дальше? Это зависит от типа элементов, примененных в батарее.

Никель-металлгидридные элементы

Первое, что нужно сделать, - сосчитать количество элементов. Полученное число нужно умножить на 1,2 - результат будет составлять номинальное напряжение батареи в вольтах. Далее берем автомобильную лампочку мощностью 21 Вт и припаиваем ее к крайним выводам группы последовательно соединенных элементов. Загорелась - хорошо, нет - ничего страшного. Теперь нам понадобится мультиметр. Выставляем предел измерения 20 В и проверяем напряжение на лампочке. Если оно соответствует номинальному, а ноутбук не включается, причина неисправности скорее всего в контроллере батареи. Можно попробовать отремонтировать его самостоятельно (предварительно отпаяв от элементов), а можно обратиться к знакомому радиолюбителю.

В случае, если напряжение ниже номинального, переключаем мультиметр на предел измерений 2000 мВ и проверяем напряжение на отдельных элементах, помечая фломастером те из них, напряжение на которых ниже 1,1 В (элементы лучше пронумеровать, а величины напряжений на них записать в таблицу). Далее необходимо провести «тренировку» аккумулятора. Для этого потребуется еще несколько лампочек с припаянными проводами, которые придется присоединить к каждому (это важно!) элементу аккумулятора. Присоединили? Теперь можно часов на десять отвлечься от батареи и заняться чем-нибудь другим. Почему так долго? Дело в том, что в нашу задачу входит выравнивание напряжения на элементах, а сделать это можно, лишь доведя его до 0 В. (Хотя производители и утверждают, что при полном разряде элемента он обязательно выйдет из строя, на практике такого не наблюдалось.)

После полного разряда элементов аккумулятор необходимо зарядить. Так как батарея разряжена полностью, штатное зарядное устройство здесь не поможет - напряжение придется «приподнять». Сделать это можно с помощью блока питания ноутбука и автомобильной лампочки, подключенной последовательно к элементам аккумулятора. Дожидаться полной зарядки батареи необязательно, достаточно поднять напряжение до 1,1 В на элемент, после чего уже возможно использовать штатное зарядное устройство.

По окончании цикла зарядки вышеописанный процесс придется повторить еще два раза (как минимум), после чего можно будет проверить батарею непосредственно в ноутбуке.

В случае, если вышеописанный способ «тренировки» батареи не привел к положительному результату, придется менять элементы питания. Причем сразу все - подобрать подходящий по характеристикам не получится, так как для этого понадобится найти аналогичную батарею, проработавшую столько же часов. В качестве «донора» лучше всего использовать бытовые никель-металлгидридные аккумуляторы производства компании Sanyo емкостью 2100 мА.ч. При неплохом качестве исполнения они обладают приемлемой ценой, что становится актуальным, если батарея вашего ноутбука содержит десять и более элементов питания. Главное при такой замене - ни в коем случае не использовать паяльник для соединения элементов в последовательную цепочку. Лучше приложить чуть больше усилий и сделать контактные держатели, к которым можно будет припаять соединяющие провода.

Литиево-ионные элементы

Как сказано выше, эти аккумуляторы довольно опасны в эксплуатации, поэтому и ремонт батареи потребует особой аккуратности. Перед началом каких-либо активных действий, убедитесь, что батарея полностью разряжена (если это возможно). Процесс проверки в принципе аналогичен таковому для никель-металлгидридных аккумуляторов, т.е. точно так же припаиваем лампочку-нагрузку к элементам и проверяем напряжение. Отличие состоит в том, что на каждый элемент должно приходиться от 3,7 до 4,1 В. Если лампочка светится и напряжение соответствует количеству элементов, умноженному на 3,7 (или превышает его), смело можно переходить к ремонту контроллера. Если же напряжение значительно ниже или емкость аккумулятора существенно отличается от первоначальной, придется проверять каждый элемент в отдельности. Некоторая сложность заключается в наличии параллельных блоков (см. выше) - для правильной диагностики их придется разъединить, разрезав посередине металлические соединительные полоски-мостики (это можно сделать лишь с одного торца - положительного или отрицательного). Конечно, перед началом подобной проверки контроллер батареи необходимо отпаять. Отделив все элементы друг от друга, можно переходить непосредственно к их диагностике с помощью лампочки-нагрузки и мультиметра. Подключаем лампочку к выводам мультиметра (а не элемента питания) и начинаем мерить напряжение на каждом элементе - оно должно быть в пределах 3,7-4,1 В. Если значение существенно ниже или равно нулю - элемент неисправен и нуждается в замене. Конечно, можно попытаться его отремонтировать, разрезав положительный вывод и восстановив защитную пластинку, но, на наш взгляд, это нецелесообразно: стоимость нового элемента не превышает 3-4 долл.

После проведения диагностики и выявления неисправных элементов оставшиеся необходимо разрядить (с помощью лампочки) до напряжения 3,2 В. Эту же операцию придется проделать и с новыми аккумуляторами, которые будут устанавливаться в батарею. Данная процедура необходима для того, чтобы контроллер начал заряжать батарею «с нуля», иначе впоследствии могут возникнуть проблемы с правильным определением уровня заряда аккумулятора.

Еще одна неисправность, часто возникающая при эксплуатации (а вернее, при отсутствии оной) литиево-ионных и литиево-полимерных аккумуляторов, - уменьшение напряжения элементов ниже порога срабатывания защитного контроллера. При этом батарея не заряжается, а напряжение на ее контактах равно нулю. Подобный дефект устранить довольно легко - достаточно подключить через 5-Вт лампочку к последовательной цепочке элементов источник питания ноутбука и дождаться зарядки батареи до напряжения, составляющего 3,4 В на один элемент. После этого батарею можно собирать (вот для этого-то и потребуется циан-акрилатный клей) и устанавливать в ноутбук для последующей зарядки.

Купил на Али кучку держателей для аккумуляторов (или просто батареек) формата АА… Вещь бывает нужна в хозяйстве, тем более, если собираешь или ремонтируешь какие-либо электронные приборы или гаджеты. Собственно больше то и писать о них было бы нечего (ну только оценить сопротивление контактов, померить длину проводков и оценить на зуб и глаз пластмассу - что будет в обзоре), но наткнулся на одну статью в интернете и родилась идея проверить, можно ли восстановить емкость отработавших свой срок NiCd и NiMh аккумуляторов, которых накопилось в хозяйстве, и выбросить их просто на свалку рука не поднимается, т.к такие элементы нужно сдавать на утилизацию… Что из этого получилось, и вообще получилось ли… Можно узнать прочитав обзор…
Внимание - много фото, трафик!!!

Вот собственно, сама статья, которую я упоминал в оглавлении обзора…


Начал искать еще информацию про восстановление утративших емкость NiCd и NiMh АКБ и поиск привел меня на занимательную статью на английском, которую вы сможете прочитать пройдя по ссылке: Не знающие английский могут воспользоваться возможностями автоматического перевода на русский системой Google. Из статьи я вынес главное, что элементы NiCd и NiMh имеют память (у NiCd это очень выражено, у NiMh менее выражено, но все же эффект имеет место), и что бы продлить жизнь им, необходимо разряжать, до определенного напряжения перед зарядкой.


Наверное многие знают об этом, что производитель рекомендует разряжать аккумуляторы до остаточного напряжения 0.9-1В, а только потом ставить на зарядку. Но часто это игнорируется и со временем элементы теряют емкость, в них образуются кристаллы солей кадмия и никеля. И что бы их, хотя бы частично, разбить, нужно разряжать аккумуляторы небольшим током до остаточного напряжения 0.4-0.5В…

Кстати, немного о том, как устроен аккумулятор: Основу любого аккумулятора составляют положительный и отрицательный электроды. Разберем на основе NiCd аккумулятора. Положительный электрод (катод) содержит гидрооксид никеля NiOOH с графитовым порошком (5-8%), а отрицательный (анод) - металлический кадмий Cd в виде порошка.


Аккумуляторы этого типа часто называют рулонными, так как электроды скатаны в цилиндр (рулон) вместе с разделяющим слоем, помещены в металлический корпус и залиты электролитом. Разделитель (сепаратор), увлажненный электролитом, изолирует пластины друг от друга. Он изготавливается из нетканого материала, который должен быть устойчив к воздействию щелочи. Электролитом чаще всего выступает гидрооксид калия KOH с добавкой гидроксида лития LiOH, способствующего образованию никелатов лития и увеличения емкости на 20%.

Никель-металлогидридные аккумуляторы по своей конструкции являются аналогами никель-кадмиевых аккумуляторов, а по электрохимическим процессам - никель-водородных аккумуляторов. Удельная энергия Ni-MH-аккумулятора значительно выше удельной энергии Ni-Cd- и Ni-Н2-аккумуляторов
Аккумулятор NiMh (Никель-металлогидридный), устроен почти так же как NiCd:


Положительный и отрицательный электроды, разделенные сепаратором, свернуты в виде рулона, который вставлен в корпус и закрыт герметизирующей крышкой с прокладкой. Крышка имеет предохранительный клапан, срабатывающий при давлении 2-4 МПа в случае сбоя при эксплуатации аккумулятора.

Вооружившись знаниями, я решил попробовать собрать нечто подобное как в статье «Автоматическая разряжалка», и на практике проверить поможет это или нет, восстановить, хотя бы частично, утратившие емкость аккумуляторы… Собрал такое тестовое устройство по схеме приведенной в статье. В статье в качестве индикации была применена лампочка на 1В 75мА, уж не знаю где автор нашел такую. Так же в статье было предложено использовать светодиод, но эта идея не пройдет, поскольку все светодиоды при 1-1.5В не светят… Потому в качестве индикатора был применен амперметр…

Начальный ток разрядки свежезаряженной АКБ составляет 250мА, и постепенно падает. При остаточном напряжении в 1В, ток разряда снижается до 30-40мА, как раз примерно такой ток и нужен, что бы попытаться разбить кристаллы «шлака» в аккумуляторе…
Провел небольшое тестирования «убитого» радиотелефоном Ni-Mh аккумулятора формата ААА, всего было проведено 4 цикла заряда-разряда. Тестирование проводилось таким образом: Аккумулятор был разряжен до рекомендуемого производителем напряжения в 1В и был полностью заряжен при помощи автоматического Зарядного устройства Soshine (спасибо китайцам)

Зарядное устройство считает количество «закаченного» в АКБ заряда, конечно это неправильный способ оценки емкости, т.к нужно измерять емкость АКБ при разряде, а не заряде (в дальнейшем будем измерять емкость правильно), но косвенно можно судить, изменяется или нет емкость «убитого» аккумулятора…

Лирическое отступление

Кстати, на Муське, многие авторы этим «грешат», измеряя емкость аккумуляторов при помощи всеми любимого, «белого доктора»… Измерив «вдуваемый» в аккумулятор заряд, с важным видом рассуждают о емкости батареи, не учитывая, что не всё «вдутое» можно «выдуть» назад, а так же многочисленные потери энергии на саморазряд, нагрев батареи и т.п. Любой обзор девайса имеющего USB порт, считается не полным, если в нем нет фотографии «белого доктора». Китайцы вероятно обогатились на продажах этих супер-устройств для тестирования...))))

1- заряд - 680мА/ч

2- заряд - 726мА/ч

3- заряд - 737мА/ч

4- заряд - 814мА/ч

Что ж мы видим положительную динамику… По крайней мере, в аккумулятор входит все больше «заряда», но к сожалению это только косвенная оценка емкости, а что бы оценить точно, нужно разряжать аккумулятор измеряя емкость…
Чем мы и займемся далее))))
Для правильной оценки емкости аккумуляторов было заказано новое Зарядно-разрядное устройство ВМ200 в у китайцев… Оно способно разряжать АКБ и измерять емкость, это будет намного точнее…

Поскольку можно сразу же тестировать 4 АКБ, было решено переделать разряжалку, и сделать её тоже 4-х канальной. Зарядно-разрядное устройство ВМ200 конечно способно самостоятельно разряжать АКБ, но делает она это до остаточного напряжения 0.9В, а это мало, мне необходимо разрядить каждый элемент до 0.4В, потому была найдена схема другого разряжающего устройства в интернете

Я перевел эту схему на современные элементы и размножил до 4-х каналов…
Получилось вот такое разрядное устройство:




Поскольку во всех 4-х каналах, я выставляю одинаковое напряжение отсечки компараторов, то обошелся одним стабилитроном и одним построечным резистором на все четыре канала…
Для желающих повторить, даю ссылку на печатную плату, на ней все элементы подписаны

Вот тут-то мы и дошли до наших держателей для АКБ или батареек… Мне нужно было 4 шт, остальные уйдут «про запас»… Как обычно ссылка уже идет в «никуда», потому я поставил в заголовке аналогичный товар у другого продавца. Под спойлером прикладываю скриншот заказа, а то не поверят, что я заказываю запчасти у китайцев…))))

Скрин заказа

развлекаюсь под спойлером

Это все сделано на микросхеме LM3914, практически по типовой схеме с даташита. Питание 5В от какой-то зарядки сотового телефона… На плате есть перемычка, которой можно переключать микросхему из режима «Точка», в режим «Столбик» и обратно…

обратная сторона


Когда горит один красный светодиод, напряжение на АКБ, равно 0.2В, когда горит весь столбик - значит на АКБ 1.2В. Каждый потухший светодиод сообщает, что напряжение на АКБ упало еще на 0.1В… Удобно использовать эту плату в виде вольтметра индикатора с довольно высокой точностью...

Наконец то обе посылки пришли, я не буду описывать распаковку, взвешивание, измерение размеров, ибо и так понятно, что держатели батареек формата АА, чуть больше самих батареек… Вот общий вид держателя.


Пластмасса упругая, держит аккумулятор хорошо, более того, довольно сложно пальцами вытащить батарейку, приходится поддевать каким-либо тонким предметом, отверткой, например.
Проверим сопротивление пружинного контакта. 2 миллиОма…


Длина проводов (красного и черного) около 15 см.

Настроим теперь напряжение отсечки компараторов, это можно сделать на любом канале из четырех. И проверим ток которым будут разряжаться наши аккумуляторы… Подаем на разрядное устройство 5В с какого то источника питания от сотового телефона. Видим что все светодиоды горят. Зеленый сигнализирует, что подключено питание, а красные 4 светодиода нам сообщают, что все компараторы находятся в закрытом состоянии, и разряд не происходит.

Описание процесса настройки и фотографии под спойлером

Присоединяем к первому каналу лабораторный блок питания и даем 1.2В - это напряжение полностью заряженного аккумулятора… Видим, что началась разрядка током 70мА (справа точный амперметр имеющий 4 разряда после запятой)


Обратите внимание, что светодиод первого канала потух, сигнализируя, что началась разрядка в этом канале…


При напряжении на аккумуляторе в 0.5В ток разряда составляет 40мА, в принципе как раз примерно такой ток нам и нужен для успешного разбиения образовавшихся кристаллов…


При напряжении 0.4В компаратор закрывается и разрядка на этом окончена. Обратите внимание, что ток на амперметре стал нулевой

Теперь можно приступить к процессу восстановления…


Вставляем все аккумуляторы в зарядное устройство, выбираем режим «Зарядка-Тест»… и ждем… После полной зарядки током 200мА, ЗУ разрядит аккумуляторы до 0.9В током 100мА и посчитает отданную емкость. Будем оперировать ей, как начальной емкостью до восстановления.


Вот под утро зарядное устройство выдало посчитанную емкость аккумуляторов, её будем использовать как начальные значения, Никель-Кадмиевые аккумуляторы потеряли половину своей начальной емкости, Никель-металлогидридные, не известно сколько имели емкости изначально, подозреваю, где-то 1200мАч, но это не важно, нам главное динамика и восстановление емкости.


Ставим все аккумуляторы в разрядное устройство, видим, что все красные светодиоды потухли, во всех четырех каналах началась разрядка аккумуляторов. При постижении остаточного напряжения 0.4В на каждом аккумуляторе, компараторы закроются, и красные светодиоды зажгутся, сигнализируя об окончании разрядки. Это может занять много времени…


Пришел с работы, на разрядном устройстве горят все 4 красных светодиода. На всякий случай замерил вольтметром остаточное напряжение на всех аккумуляторах. Примерно 0.4В на каждом…

Ну что же, начинаем повторять цикл разрядки-зарядки. Долго-нудно, день-ночь. Все тестирование заняло 4 суток. На дисплее ЗУ ВМ200 видна положительная динамика, все больше и больше заряда «входит» в аккумуляторы… Видно что метод работает...)))))


Но точки над i расставит заключительное тестирование емкости аккумуляторов при разряде.
5 циклов зарядки-разрядки прошли… Ставим аккумуляторы на определение емкости, это режим «Gharge-Test»… Ну и вот окончательный результат - вердикт…


Как мы видим, емкость какой была, такой и осталась… Чуда не произошло, хотя все говорило, что аккумуляторы восстанавливаются, т.к. растет «закачиваемая» емкость… Но увы…
На этом месте Муськовчане, имеющие гуманитарное образование, опечалено закрыли обзор и поставили мне жирный минус… Муськовчане, имеющие инженерное образование, похихикали и подумали, что законы физики, химии, старость и старуху с косой никто еще не обманул… И они об этом заранее знали… Но… Есть одно небольшое НО…
Как вы помните, я ранее писал про восстановление аккумуляторов формата ААА от радио телефона, в начале статьи… Аккумуляторы отработали 2 года, и перестали держать заряд. Если снять телефон с зарядки, через 10-15 минут на экране мигал значок разряженной батарейки, и требовал поставить телефон на зарядку. Если его требование игнорировалось, то телефон просто отключался. Это было примерно год назад. После 4-х циклов разряда-заряда, я опять поставил аккумуляторы в телефон, и они уже год как работают в нем, пусть ставить на зарядку телефон приходится немного чаще, чем с новыми аккумуляторами, НО!!! Телефон нормально работает год с восстановленными аккумуляторами!!! Почему и как, я не знаю… Но факт остается фактом…
Теперь вернем заряженные аккумуляторы в бритву «Panasonic»… До восстановления аккумуляторов хватало примерно на 4-5 минут после полной зарядки… Потом бритва неизбежно «умирала»… Ну что же, проверим, поставил аккумуляторы на место… Я побрился… потом еще 25 минут держал бритву включенной… Жужжит, как имеющая новые аккумуляторы… Дальше не стал мучить двигатель… выключил… Чувствую, что мне еще хватит этих аккумуляторов на некоторое время…
Выводы я делать не буду, каждый может сделать их самостоятельно… Спасибо всем, кто дочитал мой обзор до конца…
В завершение обзора, по традиции животное… Животному понравилась пластмасса и сопротивление пружинного контакта, но крайне не понравилась длина проводков… Длинее надо… и шуршун должен быть на конце проводков…

Как нужно проводить восстановление Ni─MH аккумулятора и почему это важно?

Ni─MH аккумуляторы рекламируются производителями, как батареи с большой энергоёмкостью, устойчивые к холоду, и лишённые недостатков кадмиевых. Действительно, этот тип батарей не имеет в своём составе такого вредного вещества, как кадмий. Производство и переработка Ni─MH аккумуляторов не имеют тех сложностей, что для Ni─Cd. Но некоторые недостатки кадмиевых батарей у них остались. К примеру, сохранился «эффект памяти». Да и вообще, Ni─MH очень чувствительны к режимам зарядки и разрядки. Для заряда никель─металлогидридных аккумуляторов требуются продвинутые устройства. Кроме того, чтобы продлить срок службы таких элементов, нужно их периодически восстанавливать. Поговорим о том, как это можно сделать.

Несмотря на преимущества никель─металлогидридных аккумуляторов перед никель─кадмиевыми, у них имеется ряд недостатков. И их нужно учитывать при эксплуатации.

Никель─металлогидридные аккумуляторные батареи имеют меньшее количество циклов заряд-разряд. Первые ухудшения их эксплуатационных характеристик наблюдаются уже после 200─300 циклов заряд-разряд. Этот тип аккумуляторов имеет больший саморазряд по сравнению с Ni─Cd батарейками (примерно в 1,5 раза).

Стоит отметить и ещё один момент. Никель─металлогидридные батарейки могут отдавать большой ток, но не рекомендуется при разряде устанавливать значения, больше 0,5*С. Это приводит к значительному сокращению числа циклов заряд-разряд и уменьшению срока службы. Пока там, где требуются высокие разрядные токи, по-прежнему используются Ni─Cd аккумуляторы.

Не забывайте о том, что зарядное устройство для Ni─MH аккумуляторов будет без проблем работать с никель─кадмиевыми, но не наоборот.

Зарядка никель─металлогидридных аккумуляторов

Зарядка никель─металлогидридных аккумуляторов бывает капельная и быстрая. Капельная зарядка не рекомендуется производителями из-за того, что при ней возникает сложность с определением прекращения подачи тока на аккумулятор. В результате может идти сильный перезаряд и деградация аккумуляторов. Как правило, заряд Ni─MH аккумуляторов выполняется при помощи быстрого или ускоренного варианта зарядки. При этом КПД зарядки выше, чем при капельной. Ток заряда в этом случае ставится 0,5─1С.

Из-за «эффект памяти» никель─металлогидридные элементы могут терять значительную часть своей ёмкости. Он проявляется меньше, чем в никель─кадмиевых, но все равно присутствует. Эффект памяти проявляется при многократных циклах неполного разряда и последующего заряда. В результате такой эксплуатации аккумулятор «запоминает» всё меньшую нижнюю границу разряда, из-за чего уменьшается ёмкость. Часть активной массы аккумуляторной батареи выпадает из процесса.

Для устранения этого эффекта рекомендуется регулярно проводить восстановление или тренировку аккумуляторов. Для этого зарядным устройством или лампочкой проводится разрядка батареи до 0,8─1 вольта, а затем полный процесс зарядки. Если аккумулятор не проходил восстановление длительное время, то рекомендуется сделать несколько таких циклов. Рекомендуемая периодичность такой тренировки – раз в месяц.

Производители Ni─MH аккумуляторов заявляют, что «эффект памяти» отнимает около 5 процентов ёмкости. Восстановление такого количества ёмкости в результате тренировки вполне реально. В принципе, это можно измерить, разрядив полностью заряженный аккумулятор. Для этого нужно будет засечь время разрядки и умножить его на ток разряда. Это и будет ёмкость, которую нужно сравнить с номиналом. Некоторые устройства, например, проводят измерения в автоматическом режиме.

Важным моментом при восстановлении Ni─MH аккумуляторов является наличие у зарядного устройства функции разряда батареи с контролем по минимальному напряжению. Это нужно для того, чтобы не допустить глубокого разряда аккумулятора при восстановлении (ниже 0,8─1 вольта). Это незаменимо для тех случаев, когда вам неизвестна начальная степень заряда батарейки, и прикинуть примерное время разряда не представляется возможным.

Когда вы не знаете степень заряженности аккумуляторной батареи, разряжать лампочкой или другим сопротивлением его нужно под постоянным контролем напряжения. Иначе такое восстановление аккумуляторной батареи кончится её глубоким разрядом. Если вы делаете восстановление целой батареи, последовательно соединённых элементов, то сначала лучше провести их полную зарядку для выравнивания степени заряженности.

Вообще, по восстановлению никель─металлогидридных аккумуляторных батарей нужно отметить следующий момент. Если батарейка уже отработала несколько лет, то подобное восстановление полным разрядом и зарядом может оказаться бесполезным. Такое восстановление полезно в качестве периодической профилактики в процессе эксплуатации батареи. Дело в том, что в процессе эксплуатации Ni─MH аккумуляторов параллельно с возникновением «эффекта памяти» происходит изменение состава и объёма электролита. Для никель─кадмиевых батарей есть примеры восстановления с помощью доливки в элементы дистиллированной воды. Об этом говорилось в статье о .

Также хотелось бы отметить, что лучше всего проводить восстановление элементов по отдельности, а не всей аккумуляторной батареи целиком.

Конечно, химические процессы, протекающие в гальванических элементах при их работе, как правило, необратимы, но, тем не менее, восстановить хоть часть их емкости весьма заманчиво. Суть моего "ноу-хау" заключается в том, что при напряжении зарядки в 3...4 раза больше требуемого возникает "лавинный" процесс зарядки, причем даже элементов, полностью разряженных.

Рис.1. Принципиальная схема №1 зарядного устройства

Трансформатор можно использовать от старой радиоаппаратуры. Ток зарядки в таком режиме - достаточно большой (до 550 мА для пальчиковых батареек). У более "солидных" батареек он, естественно, еще больше. Данным способом заряжаются даже солевые батарейки. Плохо заряжаются, а бывает, и выходят из строя батареи, на которых написано "ALKALINE". При экспериментах удалось восстановить несколько "пальчиковых" аккумуляторов. Для них, как и для достаточно дорогостоящих аккумуляторов телефонов, сначала лучше сделать предварительный заряд в штатном режиме и последующий разряд через лампочку 2.5..3.5 В х 0,35 А. Если после этого батарея не восстановилась, можно попробовать "лавинный" процесс. Когда и это не помогает, остается вскрыть батарею (состоящую из нескольких элементов), найти неисправный элемент и заменить его. После этого попробовать заряжать сначала обычным способом, потом - "лавинным".

Можно попробовать зарядку и асимметричным током, но с повышенным напряжением. Таким образом заряжаются даже так называемые "квадратные" батарейки, "бабушкой" которых была "КБС-1". Для них напряжение зарядки необходимо увеличить до 28 В.

Время зарядки батареек - примерно 30...40 мин, т.е. значительно меньше обычного. Заряженными батарейками лучше всего питать малопотребляющую аппаратуру (радиоприемники и т.п.). Плейер быстро поглощает "запас электричества", и батареек хватает всего на 2...3 кассеты. Реанимированные аккумуляторы уже, как правило, "нормальной" зарядке не подлежат и заряжаются только "лавинной". Батарей обычно хватает на 10... 15 зарядок, аккумуляторов - на 30...50, после чего они становятся совсем незаряженными, и их можно с чистой совестью выкинуть. Обычно это проявляется в том, что при присоединении батарейки к зарядному устройству ток не превышает 50...70 мА.

При зарядке (особенно "квадратных" батареек) необходимо следить за их температурой (можно просто "на ощупь"). Если температура превышает 50°С, необходимо тут же отключить батарейку. Зарядку можно продолжить после охлаждения элемента, тогда время его работы увеличится. Зарядка считается законченной, когда ток уменьшается примерно до 100 мА. Хорошие результаты после зарядки показывают батареи "VARTA"; "DAEWOO". Свой приемник я давно питаю только такими батарейками, и их емкости хватает на 3...6 часов непрерывной работы. Плохо переносят "лавинную" зарядку аккумуляторы для фонаря (Д-0,26), различные "таблеточные" элементы для часов и игр. Они раздуваются и выходят из строя.

Из опыта эксплуатации

NiMH элементы широко рекламируются, как элементы с высокой энергоемкостью, не боящиеся холода и не имеющие памяти. Купив цифровую фотокамеру Canon PowerShot A 610 , я естественно снабдил ее емкой памятью на 500 снимков высшего качества, а для увеличения продолжительности съемок купил 4 NiMH элемента емкостью 2500 ма* час фирмы Duracell .

Сравним характеристики выпускаемых промышленностью элементов:

Таблица 1.

Из таблицы видим NiMH элементы обладают высокой энергетической емкостью, что делает их предпочтительными при выборе.

Для ихзарядки было куплено интеллектуальное зарядное устройство DESAY Full-Power Harger обеспечивающее зарядку NiMH элементов с их тренировкой. Элементы оно заряжались качественно, но... Однако на шестой зарядке оно приказало долго жить. Выгорела электроника.

После замены зарядного устройства и нескольких циклов заряд-разряд, аккумуляторы стали садиться на втором - третьем десятке снимков.

Оказалось, что не смотря на заверения, NiMH элементы тоже обладают памятью.

А большинство современных портативных устройств их использующих, имеют встроенную защиту, отключающую питание при достижении некоторого минимального напряжения. Это не позволяет выполнить полную разрядку аккумулятора. Тут и начинает играть свою роль память элементов. Не полностью разряженные элементы получают неполный заряд и их емкость падает с каждой перезарядкой.

Качественные зарядные устройства позволяют выполнять зарядку без потери емкости. Но что-то я не смог найти в продаже такого для элементов емкостью 2500маh . Остается периодически проводить их тренировку.

Тренировка NiMH элементов

Все написанное ниже не относится к элементам аккумуляторной батареи имеющим сильный саморазряд . Их можно только выбросить, опыт показывает, тренировке они не поддаются.

Тренировка NiMH элементов заключается в нескольких (1-3) циклах разрядки - зарядки.

Разрядка выполняется до снижения напряжения на аккумуляторном элементе до 1В. Желательно разряжать элементы индивидуально. Причина в том, что способность принимать заряд может быть различна. И она усиливается при зарядке без тренировки. Поэтому происходит к преждевременное срабатывание защиты по напряжению вашего устройства (плеера, фотоаппарата, ...) и последующей зарядке неразряженного элемента. Результат этого нарастающая потеря емкости.

Разрядку необходимо выполнять в специальном устройстве (Рис.3), которое позволяет выполнять ее индивидуально для каждого элемента. Если нет контроля напряжения, то разрядка выполнялась до заметного снижения яркости лампочки.

А если Вы засечете время горения лампочки вы сможете определить емкость аккумулятора, она вычисляется по формуле:

Емкость = Ток разрядки х Время разрядки = I х t (А * час)

Аккумулятор емкостью 2500 ма час способен отдавать в нагрузку ток 0,75 А в течении 3,3 часа, если полученное в результате разрядки время меньше, соответственно и меньше остаточная емкость. И при уменьшении емкости Вам необходимой надо продолжить тренировку аккумулятора.

Сейчас для разрядки элементов аккумуляторов я применяю устройство изготовленное по схеме показанной на рис.3.

Оно изготовлено из старого зарядного устройства и выглядит так:

Только теперь лампочек 4 штуки, как в рис.3. О лампочках надо сказать отдельно. Если лампочка имеет ток разрядки равный номинальному для данного аккумулятора или несколько меньший ее можно использовать как нагрузку и индикатор, иначе лампочка только индикатор. Тогда резистор должен иметь такую величину, чтобы суммарное сопротивление El 1-4 и параллельного ей резистора R 1-4 было порядка 1,6 Ом.Замена лампочки на светодиод недопустима.

Пример лампочки которая может быть использована в качестве нагрузки - это криптоновая лампочка для карманного фонаря на 2,4 В.

Особый случай.

Внимание! Производители не гарантируют нормальную работу аккумуляторов при зарядных токах превышающих ток ускоренной зарядки I зар должен быть меньше емкости аккумулятора. Так для аккумуляторов емкостью 2500ма*час он должен быть ниже 2,5А.

Бывает, что NiMH элементы после разрядки имеют напряжение менее 1,1 В. В этом случае необходимо применить прием описанный в приведенной выше статье в журнале МИР ПК. Элемент или последовательная группа элементов подключается к источнику питания через автомобильную лампочку 21 Вт.

Еще раз обращаю Ваше внимание! У таких элементов обязательно надо проверить саморазряд! В большинстве случаев именно элементы с пониженным напряжением имеют повышенный саморазряд. Эти элементы проще выкинуть.

Зарядка предпочтительна индивидуальная для каждого элемента.

Для двух элементов напряжением 1,2 В зарядное напряжение не должно превышать 5-6В. При форсированной зарядке лампочка одновременно является индикатором. При снижении яркости лампочки можно проверить напряжение на NiMH элементе. Оно будет больше 1,1 В. Обычно, эта начальная, форсированная зарядка занимает от 1 до 10 минут.

Если NiMH элемент, при форсированной зарядке в течении нескольких минут не увеличивает напряжение, греется - это повод снять его с зарядки и отбраковать.

Рекомендую применять зарядные устройства только с возможностью тренировки (регенерации) элементов при перезарядке. Если нет таких, то через 5-6 рабочих циклов в аппаратуре, не дожидаясь полной потери емкости, производить их тренировку и отбраковывать элементы имеющие сильный саморазряд.

И они Вас не подведут.

В одном из форумов прокомментировали эту статью " написано тупо, но больше ничего нет ". Так Вот это не"тупо", а просто и доступно для выполнения на кухне каждому кто нуждается в помощи. Т.е. максимально просто. Продвинутые могут поставить контроллер, подключить компьютер, ...... , но это уже другая история.

Чтобы не казалось тупо

Существуют "умные" зарядники для NiMH элементов.

Такой зарядник работает с каждым аккумулятор отдельно.

Он умеет:

1. индивидуально работать с каждым аккумулятором в разных режимах,
2. заряжать аккумуляторы в быстром и медленном режиме,
3. индивидуальный ЖК дисплей для каздого аккумуляторного отсека,
4. независимо заряжать каждый из аккумуляторов,
5. заряжать от одного до четырех аккумуляторов разной емкости и типоразмера (АА или ААА),
6. защищать аккумулятор от перегрева,
7. защищать каждый аккумулятор от перезарядки,
8. определение окончание зарядки по падению напряжения,
9. определять неисправные аккумуляторы,
10. предварительно разряжать аккумулятор до остаточного напряжения,
11. восстанавливать старые аккумуляторы (тренировка заряд-разряд),
12. проверять емкость аккумуляторов,
13. отображать на ЖК дисплее: - ток заряда, напряжение, отражать текущую емкость.

Самое главное, ПОДЧЕРКИВАЮ , данного типа устройства позволяют работать индивидуально с каждым аккумулятором.

По отзывам пользователей такое зарядное устройство позволяет восстановить большинство запущенных аккумуляторов, а исправные эксплуатировать весь гарантированный срок эксплуатации.

К сожалению я таким зарядником не пользовался, поскольку в провинции его купить просто невозможно, но в форумах Вы можете найти много отзывов.

Главное не заряжайте на больших токах, не смотря на заявленный режим с токами 0,7 - 1А, это все же малогабаритное устройство и может рассеять мощность 2-5 Вт.

Заключение

Любое восстановление NiMh аккумуляторов строго индивидуальная (с каждым отдельным элементом) работа. С постоянным контролем и отбраковкой элементов не принимающих зарядку.

И лучше всего заниматься их восстановлением с помощью интеллектуальных зарядных устройств, которые позволяют индивидуально выполнять отбраковку и цикл заряд - разряд с каждым элементом. А поскольку таких устройств автоматически работающих с аккумуляторами любой емкости не существует, то они предназначены для элементов строго определенной емкости или должны иметь управляемые токи зарядки, разрядки!