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Aufladen des NiCd-Nickel-Cadmium-Akkus

Aufladen des NiCd-Nickel-Cadmium-Akkus


Das Laden oder Aufladen eines Akkus erfordert Vorsicht. Wiederaufladbare Batterien und Zellen müssen ordnungsgemäß aufgeladen werden, da sie sonst beschädigt werden können.

Wenn NiCd-Akkus richtig aufgeladen werden, halten sie viel länger und akzeptieren und behalten den vollen Ladezustand.

Falsches Laden oder NiCd-Akkus können die Lebensdauer verkürzen oder in einigen Fällen, in denen das Laden besonders ungeeignet ist, einen Brand oder sogar eine Explosion verursachen.

Glücklicherweise sind Nickel-Cadmium- und NiCd-Ladetechniken relativ unkompliziert, und es gab viele geeignete Ladegeräte für diese Batterien und Zellen auf dem Markt.

NiCd-Akkus vorladen

Hersteller von NiCd-Akkus formatieren ihre Akkus vor dem Versand nicht vollständig, damit sie sich bei der Lagerung nicht so stark verschlechtern. Daher ist es am besten, neue Batterien vor dem Gebrauch langsam aufzuladen. Dies dauert normalerweise zwischen 15 und 24 Stunden. Dadurch wird sichergestellt, dass jede Zelle den gleichen Ladezustand aufweist, den sie während des Transports mit unterschiedlichen Raten selbst entladen hat.

Zusätzlich wird festgestellt, dass die Leistung neuer Zellen erst nach einer Reihe von Lade- / Entladezyklen das Optimum erreicht. Typischerweise sollten Zellen nach fünf bis zehn Lade- / Entladezyklen ihr angegebenes Leistungsniveau erreichen.

Darüber hinaus kann die Spitzenkapazität nach etwa 100 oder mehr Lade- / Entladezyklen erreicht werden, nach denen die Leistung zu sinken beginnt.

Dies setzt voraus, dass die NiCd-Akkus in der erforderlichen Weise geladen und entladen werden und nicht missbraucht werden.

Grundlagen zum Aufladen von NiCd

Im Gegensatz zu den Blei-Säure-Zellen werden NiCads mit einer Konstantstromquelle geladen. Ihr Innenwiderstand ist so, dass sie bei Verwendung einer konstanten Spannung übermäßig große Ströme ziehen würden, die die Zellen beschädigen würden.

Normalerweise werden Zellen mit einer Geschwindigkeit von etwa C / 10 geladen. Mit anderen Worten, wenn ihre Kapazität 1 Amperestunde beträgt, werden sie mit einer Rate von 100 mA aufgeladen. Die Ladezeit beträgt normalerweise mehr als zehn Stunden, da nicht die gesamte in die Zelle eintretende Energie in gespeicherte elektrische Energie umgewandelt wird.

Es zeigt sich, dass während der ersten Ladephase, bis zu etwa 70% der vollen Ladung, der Ladevorgang nahezu 100% effizient ist. Danach fällt es.

Schnelles Aufladen von NiCd

Manchmal erfordern Geräte mit Nickel-Cadmium-Zellen die Verwendung von Schnellladetechniken.

In der Regel erfolgt der Ladevorgang mit einer Geschwindigkeit von etwa C. Es muss jedoch sichergestellt werden, dass der NiCd-Ladevorgang ordnungsgemäß ausgeführt wird und der Ladevorgang sofort nach Abschluss des Ladevorgangs beendet wird.

Da die Ladeeffizienz bis zu etwa 70% der vollen Ladung nahezu 100% beträgt, bleibt die Ladung mit voller Geschwindigkeit bis zu diesem Punkt erhalten, woraufhin die Laderate mit zunehmender Temperatur mit abnehmender Ladungseffizienz verringert wird.

Es zeigt sich, dass eine schnelle Ladung für NiCd-Zellen auch die Ladungseffizienz verbessert. Bei einer Laderate von 1C beträgt die Gesamtladungseffizienz eines Standard-NiCd etwa 90%, und die Ladezeit beträgt etwas mehr als eine Stunde.

Erkennung des Ladeendes für NiCds

Unabhängig davon, ob langsames oder schnelles Laden verwendet wird, muss sichergestellt werden, dass keine NiCd-Zellen überladen werden. Es ist daher notwendig, das Ende der Ladung erkennen zu können. Es gibt eine Reihe von Methoden, um dies zu erreichen.

  • Grundladegerät: Einige der sehr einfachen NiCd-Ladegeräte, die gekauft werden können, berechnen einfach eine Gebühr von ca. C / 10. Sie enthalten keinen Timer und gehen davon aus, dass der Benutzer die Aufladung entfernt, wenn die Zelle aufgeladen wird. Dieser Modus ist überhaupt nicht zufriedenstellend, da Zellen überladen werden, wenn der Benutzer vergisst und dadurch Schaden erleidet. Es gibt auch keine Möglichkeit, den genauen Ladezustand zu kennen, bevor der Ladevorgang beginnt.
  • Verstrichene Zeit / Timer: Einige der grundlegendsten Ladegeräte gehen davon aus, dass Zellen eine vollständige Ladung benötigen. Wenn sie ihre Kapazität kennen, können sie für einen bestimmten Zeitraum aufgeladen werden. Dies ist eine einfache und unkomplizierte Methode zum Laden von NiCd-Zellen und -Batterien. Einer der Hauptnachteile dieser Form der Beendigung des Ladevorgangs besteht darin, dass davon ausgegangen wird, dass alle Batterien vor dem Aufladen vollständig entladen sind. Um sicherzustellen, dass die Batterien geeignet entladen sind, kann das Ladegerät den Gegenstand während eines Entladezyklus platzieren.

    Dies ist keine besonders genaue Methode zum Aufladen von Batterien und Zellen, da sich die Ladungsmenge, die sie aufnehmen können, während ihrer Lebensdauer ändert. Es ist jedoch besser als keine Form der Gebührenbeendigung.

  • Spannungssignatur: Spannungssignatur NiCd-Ladegeräte verwenden die Spannungssignatur der Nickel-Cadmium-Zelle, um zu bestimmen, wo sie sich innerhalb ihres Ladezyklus befindet.

    Es zeigt sich, dass bei vollständiger Ladung eines NiCd-Akkus die Klemmenspannung geringfügig abfällt. Ladegeräte auf Mikroprozessorbasis können die Spannung überwachen und den vollen Ladepunkt erkennen, wenn sie den Ladevorgang beenden.

    Diese Form der NiCd-Ladungsbeendigung wird häufig als negative Delta-Spannung (NDV) bezeichnet. Es bietet die beste Leistung beim Schnellladen, da der negative Delta-Spannungspunkt bei Verwendung beim Schnellladen deutlicher wird.

  • Temperaturanstieg: Die Technik, mit der erkannt wird, wann die Schnellladung beendet sein sollte, ist die Temperaturerfassung. Das Problem dabei ist, dass dies ungenau ist, weil der Kern der Zelle eine viel höhere Temperatur als die Peripherie hat. Bei normalen Laderaten kann die Temperaturanstiegsrate nicht ausreichen, um genau zu erfassen.

    Typischerweise wird eine Temperatur von 50 ° C als Abschalttemperatur verwendet. Obwohl eine kurze Zeitspanne über einer Temperatur von 45 ° C akzeptabel sein kann, wenn die Temperatur schnell abfallen kann, führt eine längere Zeitspanne bei oder darüber dazu, dass sich die Zelle verschlechtert.

    Für Schnellladegeräte wurden umfassendere Ladegeräte mit fortschrittlicheren Techniken zur Verfügung gestellt. Basierend auf der Mikroprozessortechnologie können sie die Änderungsrate der Temperatur erfassen. Typischerweise tritt ein Ladungsabbruch auf, wenn eine Temperaturanstiegsrate von 1 ° C pro Minute erreicht wird oder eine endgültige vorbestimmte Temperatur (häufig zwischen 50 ° C und 60 ° C) erreicht wird.

    Die Erfassung der Temperaturanstiegsrate ist wichtig, da sie bestimmt, wann die Zelle vollständig geladen ist und Energie, die in die Zelle eintritt, nicht durch Wärmeverlust in gespeicherte Energie umgewandelt wird.

    Einer der Nachteile dieses Verfahrens besteht darin, dass NiCd-Zellen oder -Batterien, die wieder in ein Temperaturfühler-Ladegerät eingesetzt werden, bei dem es sich wahrscheinlich um ein Schnellladegerät handelt, eine schädliche Überladung verursachen können, wenn der Akku wieder eingesetzt wird, ohne vollständig entladen zu sein, wie dies bei jemandem der Fall ist um sicherzustellen, dass der Akku aufgeladen wurde.

NiCd-Erhaltungsladung

Oft ist es notwendig, NiCd-Zellen und -Batterien voll aufgeladen zu halten und jegliche Selbstentladung der Zelle im Laufe der Zeit zu überwinden, die sie nicht sofort verwendbar machen würde.

Sobald der NiCd vollständig aufgeladen ist, kann er durch Aufbringen einer Erhaltungsladung in seinem vollen Ladezustand gehalten werden. Diese Erhaltungsladung kann sicher erreicht werden, indem ein kleiner Strom an die Zelle oder die Zellen in einem Bereich zwischen etwa 0,05 ° C und 0,1 ° C angelegt wird. Dies muss unter Verwendung einer Stromquelle erreicht werden, da die tatsächliche Spannung der Zellen je nach Temperatur variieren kann .

Oft kann eine viel höhere Erhaltungsladung auf eine Zelle oder Zellen angewendet werden, was zu Überhitzung und einigen Schäden führen kann.

Auch wenn es häufig erforderlich ist, Zellen oder Batterien auf Erhaltungsladung zu halten, um sicherzustellen, dass sie betriebsbereit sind. Wenn die Batterielebensdauer berücksichtigt wird, ist es nicht ideal, NiCd-Zellen länger als ein paar Tage auf Erhaltungsladung zu lassen Zeit. Es ist viel besser, sie vor dem Gebrauch zu entfernen und wieder aufzuladen.

Wenn NiCd-Nickel-Cadmium-Batterien sorgfältig aufgeladen werden, funktionieren sie lange Zeit gut. Es ist bekannt, dass einige NiCd-Zellen seit vielen Jahren verwendet werden. Obwohl die Kapazität mit der Nutzung zwangsläufig sinken wird, können sie lange Zeit betriebsbereit bleiben und einen guten Service bieten.

Schau das Video: Batterien mit Trick wieder aufladen - Funktioniert das? (November 2020).