Како правилно напунити батерију

На савременом тржишту хемијских извора једносмерне струје за вишекратну употребу, најчешће су батерије следећих шест типова:

• Оловне батерије;

• Никл-кадмијум батерије;

• Никл-метал хидридне батерије;

• Никл-цинк батерије;

• Литијум-јонске батерије;

• Литијум-полимерске батерије;

Многи људи често имају врло разумно питање, како правилно напунити ову или ону батерију како је не би покварили пре времена, продужили њен радни век што је више могуће и истовремено добили висок квалитет нашег рада? Овај чланак ће вам помоћи да добијете одговор на ово питање у вези са различитим типовима батерија од данас најчешћих.

Најсигурнији, традиционални начин пуњења оловних батерија је ДЦ пуњење, када његова вредност у амперима не прелази 10% (0,1Ц) вредности капацитета батерије у ампер-сатима.

Упркос овој традицији, неки произвођачи сами указују на тачну вредност максимално дозвољене струје пуњења за одређену батерију, а ова цифра у амперима често достиже 20-30% (0,2Ц-0,3Ц) капацитета батерије за ампер-сате.Дакле, ако батерија има капацитет од 55 ампер-часова, онда је почетна струја пуњења од 5,5 ампера најсигурније решење.

Треба имати на уму да напон једне ћелије оловне батерије не би требало да прелази 2,3 волта, стога, приликом пуњења једносмерном струјом, треба пратити напон, на пример, батерија од 12 волти се састоји од 6 батеријских ћелија, што значи да укупан напон на крају процеса пуњења батерије не би требало да пређе 13,8 волти.

На пример, ако је оловна батерија капацитета 100 ампер-сати напуњена константном струјом од 20 ампера, онда ће након 6-7 сати таквог пуњења већ бити напуњено 90% њеног капацитета, тада би константа требала бити подешен на напон и након 17 сати пуњење ће бити потпуно завршено.

Зашто тако дуго? Како ће струја опадати и напон ће се полако, експоненцијално приближавати циљној вредности од 13,8 волти. Овако напуњена батерија је поуздана и за бафер и за циклусни рад.

Постоји још један начин пуњења оловних батерија који је погодан за циклични рад. Овај метод вам омогућава да пуните батерију 6 сати.

Струја пуњења је подешена на 20% капацитета батерије у ампер-сатима, а напон је подешен на 14,5 волти (за батерију номиналног напона од 12 волти) и тако се батерија пуни 5-6 сати, онда се пуњач искључи...

Да будем искрен, треба напоменути да савремени висококвалитетни специјализовани пуњачи једноставно не дозвољавају критичне ситуације током процеса пуњења.

Никл-кадмијум батерије треба пунити са опрезом, плашећи се препуњавања на самом крају, јер у процесу пуњења позитивне оксид-никл електроде постепено се повећава еволуција кисеоника, а степен искоришћења струје постепено опада. Дакле, процес пуњења никл-кадмијум батерије је праћен повећањем њеног унутрашњег притиска.

Најбоље је пунити никл-кадмијум батерије на температурама од +10 до +30 степени, пошто негативна кадмијум електрода апсорбује кисеоник оптималном брзином.

За цилиндричне ваљкасте батерије дозвољено је брзо пуњење јер су електроде ту чврсто спојене, али је њихова ефикасност пуњења у опсегу струја пуњења од 0,1Ц до 1Ц скоро непромењена. У стандардном режиму пуњења за никл-кадмијумске батерије, за 16 сати ћелија се потпуно напуни од 1 волта до 1,35 волти при струји од 0,1 Ц, ау неким случајевима је довољно и 14 сати.

Да би се убрзало пуњење неких савремених никл-кадмијум батерија, може се применити повећана једносмерна струја, али је у овом случају потребан посебан контролни систем који не дозвољава допуњавање.

Уопштено гледано, никл-кадмијум батерије се могу безбедно пунити константном струјом од 0,2Ц-0,3Ц у периоду од 6 до 3 сата, важно је само пратити време пуњења. Овде чак дозвољавамо пуњење до 120-140%, тада ће капацитет пражњења бити близу вредности батерије.

За никл-кадмијумске батерије, меморијски ефекат је инхерентан, стога треба пунити само потпуно испражњену батерију, у супротном, услед недовољног пражњења, додатног двоструког електричног слоја, батерија неће моћи у потпуности да испразни пуњење у потпуности. Чувајте никл-кадмијум батерије у потпуно испражњеном стању. За пуњење никл-кадмијум батерија, као и за друге типове, производе се специјални пуњачи.

Никл-метал хидридне батерије су развијене да замене никл-кадмијумске батерије. Са истим димензијама, имају 20% већи капацитет и немају меморијски ефекат, тако да се могу пунити у било ком стању. Међутим, ако је НиМХ батерија држана делимично испражњена дуже од 30 дана, мора се потпуно испразнити пре употребе, а затим поново потпуно напунити.

Неопходно је складиштити никл-метал хидридне батерије у делимично напуњеном стању, приближно 40% њеног номиналног капацитета. Пре пуњења нових батерија за употребу, корисно их је обучити тако што ћете их потпуно испразнити и напунити 4-5 пута, тада ће радни капацитет батерија бити већи него без такве обуке.

Услови пуњења су слични никл-кадмијумским - при струји од 0,1Ц, пуњење ће трајати од 15 до 16 сати у времену, ове препоруке су стандардне за све произвођаче никл-метал хидридних батерија; као и никл-кадмијум батерије, никл-метал хидридне батерије су осетљиве на прегревање и не би требало дозволити да се загреју изнад 50 степени.

Батерије овог типа се пуне једносмерном струјом на напону од 1,4 до 1,6 волти по ћелији батерије, а батерија напона од 0,9 волти се сматра потпуно испражњеном, даље пражњење ће бити штетно за батерију.

Када је никл-метал хидридна батерија скоро потпуно напуњена, почиње да се загрева више јер изворна енергија више неће подржавати хемијску реакцију пуњења, а ако је струја пуњења довољно висока, температура батерије почиње да нагло порасте након завршетка процеса покретања. Дакле, инсталирањем температурног сензора, можете пратити статус пуњења док максимална дозвољена температура није већа од +60 степени. Доступни су специјални пуњачи за пуњење никл-метал хидридних батерија.

Никл-цинк батерија има номинални напон од 1,6 волти, односно за пуњење је потребно да на њу примените 1,9 волти, са струјом од 0,25Ц. Може се у потпуности напунити за 12 сати посебним пуњачем и из било које земље.Нема меморијског ефекта, али да би се продужио век трајања, повећао број радних циклуса никл-цинк батерије, потребно је само напунити до 90% свог капацитета.

Иначе, сличан је никл-метал хидридној батерији, али напон пражњења је 1,2 волта, а број радних циклуса је три пута мањи. Максимална дозвољена температура је +40 степени.

Литијум-јонске батерије се обично прво пуне константном струјом од 0,2Ц до 1Ц на напону од 4 до 4,2 волта током 40 минута, а затим константним напоном од 4,2 волта по ћелији. Ако се пуњење врши струјом од 1Ц, време за потпуно пуњење литијум-јонске батерије биће само 2-3 сата.

Ако напон пуњења пређе 4,2 волта, животни век Ли-јонске батерије ће се смањити. Поред тога, литијум-јонске батерије се веома не подстичу да се пуне. то доводи до чињенице да се литијум метал таложи на негативној електроди и кисеоник се активно ослобађа на аноди, услед чега може доћи до топлотног цурења, повећања притиска унутар кућишта батерије, а то може довести до смањења притисак.

Стога је безбедно и исправно пунити Ли-јонску батерију на начин да напон не прелази вредност коју препоручује произвођач батерије.

Неке литијум-јонске батерије садрже заштитна кола која штите литијум-јонску ћелију од прекомерног пуњења, заштита се активира када температура батерије достигне +90 степени. Неке батерије имају уграђен механички прекидач који реагује на надпритисак у кућишту батерије.

Често систем за надзор уграђен у литијум-јонску батерију прати вредност улазног напона пуњења, а када вредност падне у дозвољени опсег, почиње процес пуњења; ако је гранични напон прекорачен или испод доње дозвољене вредности, пуњење једноставно неће почети.

Међутим, треба бити опрезан са процесом пуњења литијум-јонских батерија, пратити напон и струју. У основи, сваки уређај који користи литијум-јонску батерију често има уграђени пуњач или долази са екстерним пуњачем.

Литијум-полимерске батерије се не разликују по начину пуњења од литијум-јонских батерија.Једина разлика је у томе што литијум-полимерска батерија садржи електролит сличан гелу, а не течност, па чак и када је пренапуњена или прегрејана, не експлодира као њен литијум-јонски колега, већ само набубри. Ово објашњава тренд померања са тржишта литијум-јонских батерија литијум-полимерских.

Прочитајте и о овој теми: Како раде и раде батерије?