🔋 Neovolt.ru ➡ Блог ➡ NiMH
Срок службы никель-металлогидридного аккумулятора (NiMH/Ni-MH) составляет в среднем от двух до пяти лет. Точное количество лет в значительной степени зависит от особенностей эксплуатации и действий пользователя.
🔎 Особую роль играет процесс зарядки и выбор зарядного устройства.
Производители стремятся достичь наиболее адекватного возврата заряда при минимальной перезарядке. Контроль воздействия избыточного заряда, времени и скорости заряда — это основной инструмент продления срока службы батареи у инженеров.
4 фактора, которые больше всего влияют на срок службы никель-металлогидридных аккумуляторов (NiMH)
Мы использовали результаты исследований «Data Energizer», чтобы привести конкретные выводы и рекомендации.
1. Степень перезаряда
Насколько сильно можно перезарядить устройство с NiMH-аккумулятором зависит от целей и задач устройства, сценария его использования.
- Небольшой перезаряд для многоэлементной никель-металлогидридной батареи гарантирует полный заряд на всех элементах (то есть сбалансированно).
- Длительный перезаряд, когда батарея уже точно достигла полной зарядки (поддержание полных зарядных токов в течение длительных периодов времени), сократит срок службы.
2. Воздействие высокой температуры
Более высокие температуры ускоряют химические реакции. Например, внутренние окислительно-восстановительные процессы способствуют старению батареи.
- Высокие температуры — особый фактор, который инженеры учитывают при проектировании зарядки.
- Способность принять заряд при нагреве батареи NiMH снижается.
- Момент перехода от заряда к перезаряду распознавать электрическим методом труднее при более высоких температурах.
3. Реверс батареи
Реверс батареи («переполюсовка») означает изменение полярности в элементе многоэлементной батареи из-за чрезмерного разряда. Да, такое бывает, когда элементы батареи не сбалансированы и часто разряжаются очень сильно.
⚡ То есть одни элементы батареи разрядятся раньше других. По мере разряда они начнут менять полярность.
Обычно должен присутствовать внешний фактор, который не позволяет току течь. Например, когда батареи включены последовательно, а затем одна из них выходит из строя. В таком случае одно из звеньев начнёт менять полярность на некоторых или даже на всех своих элементах.
4. Длительное хранение под нагрузкой
Когда никель-металлогидридный аккумулятор разряжен, то следует прекратить и электрическую нагрузку со стороны устройства. Если она продолжается (даже самую малость), то это вызывает необратимые изменения в химическом составе.
- Хранение разряженной батареи NiMH внутри активного устройства способствует факторам, негативно влияющим на срок службы.
- Здесь идёт речь в основном о таком негативном факторе, как капельная утечка тока.
Есть и ещё механизмы, которые ограничивают срок службы никель-металлогидридных аккумуляторов
В случае никель-металлогидридной батареи (NiMH) внезапные отказы случаются редко (те же механические события). Особенно те, что приводят к короткому замыканию или разрыву цепи батареи (для таких событий нет никакой закономерности).
Срок службы любой батареи определяется сочетанием внезапных отказов и постепенного износа батареи. В данном случае износ может иметь две формы.
Окисление отрицательного активного материала
- Увеличивает внутреннее сопротивление батареи.
- Снижается доступное напряжение батареи (падение напряжения в средней точке).
- Влияет на баланс между электродами внутри батареи.
- Может привести к уменьшению рекомбинации газа, повышению давления и, в конечном итоге, отказу вентиляции батареи.
Ухудшение положительного активного материала
- Менее активный материал становится доступным для реакции с последующей потерей емкости.
Оба явления приводят к потере полезной ёмкости. Как следствие — проблемы с инженерным дизайном:
- понижение напряжения в средней точке требует, чтобы конструкция устройства, где используется никель-металлогидридный аккумулятор, могла адаптироваться к изменениям напряжения питания от цикла к циклу;
- снижение ёмкости просто требует, чтобы первоначальный выбор батареи был такого размера, когда можно обеспечить адекватную ёмкость в конце срока службы для желаемого количества батарей.
***
Ограничения срока службы батареи Ni-MH помимо пользовательского воздействия имеют зависимость:
- от параметров устройства (по-научному «приложения»)
- и характеристик самой батареи (её особенностей, например, конструкционных).
В современных никель-металлогидридных аккумуляторах срок службы максимален. Этого удалось достичь опытно-конструкторским путём.
Годы трудов инженеров позволили снизить окисление отрицательного электрода. Такой успех позволил уменьшить падение среднего напряжения по мере старения батареи NiMH.
👉 Узнайте, что лучше — Ni-Cd или Ni-Mh: разница и отличия!