NiMH — никель-металлгидридный аккумулятор
Никель-металлгидридные аккумуляторы — это пальчиковые и мизинчиковые батарейки многоразового использования. Они просты, дешёвы и прощают многое, но у них свои правила: напряжение 1,2 В вместо 1,5 В, особый признак конца заряда и опасность переполюсовки в цепочке.
Обновлено Редакция GAW
NiMH (никель-металлгидридный аккумулятор) — аккумулятор с номинальным напряжением 1,2 В на элемент. Выпускается в форматах батареек AA (HR6), AAA и других и собирается в многоэлементные батареи. По сравнению с литиевыми он ниже по напряжению и плотности энергии (по TI — 60–120 Вт·ч/кг) и быстрее теряет заряд при хранении, зато прост в зарядке и не требует платы защиты на каждый элемент.
Разряд
По руководству Energizer напряжение заряженного элемента без нагрузки около 1,4 В, под нагрузкой оно быстро опускается до плато около 1,2 В и держится на нём большую часть разряда. Разряд прекращают при 0,9 В на элемент — это 75 % от среднего напряжения 1,2 В. При больших токах (1–4C) Energizer советует считать порог как 75 % от среднего напряжения при этом токе, иначе часть ёмкости останется неиспользованной.
Заряд
| Способ | Ток и время | Условие |
|---|---|---|
| Быстрый | заряд за 2–3 ч | нужен зарядник с контролем конца заряда |
| Медленный по таймеру | 0,1 C в течение 12–14 ч | подходит без умного зарядника |
| Поддерживающий подзаряд | меньше 0,025 C (C/40) | длительно, после заряда |
| Очень быстрый | меньше часа | только по необходимости: сокращает ресурс |
Конец быстрого заряда определяют по небольшому спаду напряжения после пика — признаку −ΔV — и по росту температуры: в перезаряде почти вся энергия уходит в тепло и газ.
Переполюсовка
В последовательной сборке элементы разряжаются неодинаково. Если продолжать разряд, самый слабый элемент проходит ноль и меняет полярность: остальные продавливают через него ток в обратном направлении. Energizer показывает, что после переполюсовки обоих электродов начинается выделение водорода, может сработать клапан и элемент необратимо повреждается. Поэтому порог отключения считают на всю сборку с запасом и не смешивают старые и новые элементы — подробнее в ответе «Можно ли ставить старые и новые батарейки вместе».
Важно для безопасности
Перезаряд большим током и переполюсовка заставляют элемент выделять водород и кислород. В закрытом отсеке рядом с искрящими контактами это опасно, поэтому быстрый заряд всегда дублируют ограничением по времени и температуре, а батарейный отсек не делают герметичным. Сравнение с литиевыми химиями — в статье «Аккумуляторы и батарейки».
Частые вопросы
Можно ли заменить батарейки 1,5 В аккумуляторами NiMH 1,2 В?
Чаще всего да: щелочная батарейка большую часть разряда тоже отдаёт меньше 1,5 В, а NiMH держит плато около 1,2 В почти до конца. Не подойдут устройства с высоким порогом отключения, рассчитанные именно на свежие 1,5 В. Проверяют по минимальному рабочему напряжению устройства.
Есть ли у NiMH эффект памяти?
Energizer в руководстве по NiMH пишет, что для современных никель-металлгидридных элементов эффект памяти больше не проблема. Специально разряжать их до нуля перед зарядом не нужно — наоборот, глубокий разряд в многоэлементной сборке грозит переполюсовкой.
Каким током заряжать NiMH без умного зарядника?
По Energizer — током 0,1 C в течение 12–14 часов, для элемента 2300 мА·ч это 230 мА. Длительный подзаряд допустим только малым током, меньше 0,025 C (C/40). Быстрый заряд за 2–3 часа требует зарядника, который определяет конец заряда и следит за температурой.
Источники
- Energizer Brands. Nickel Metal Hydride (NiMH) Handbook and Application Manual (2018) — разряд: напряжение быстро падает с ~1,4 В разомкнутой цепи до плато 1,2 В; окончание разряда 0,9 В на элемент (75 % от 1,2 В) при токах меньше 1C, при 1–4C — 75 % от среднего напряжения при этом токе; рис. 11 — переполюсовка при глубоком разряде, выделение водорода, срабатывание клапана; Cycle Life — до 1000 циклов; Charging: предпочтителен умный зарядник на 2–3 ч, допустим 0,1 C на 12–14 ч, подзаряд меньше 0,025 C (C/40); эффект памяти больше не проблема
- Energizer. NH15-2300 (HR6) AA NiMH, Product Datasheet (Form No. NH15-2300GL1118) — 1,2 В, IEC HR6, 2300 мА·ч при разряде 460 мА (0,2C); внутреннее сопротивление 30 мОм заряженного и 40 мОм наполовину разряженного; заряд 0…40 °C, разряд 0…50 °C
- Texas Instruments. LiFePO4 Design Considerations, SLUAAR1 (July 2023) — табл. 1-1: Ni-MH — 60–120 Вт·ч/кг, 1,2 В на элемент, напряжение заряда 1,4–1,6 В, быстрый саморазряд, низкое напряжение требует многоэлементных сборок
Нашли ошибку?
Смотрите также
- −ΔV (окончание заряда по пику)Признак полного заряда NiMH: небольшой спад напряжения после пика
- Саморазряд аккумулятораПотеря заряда без нагрузки: от 1 % до 50 % в год
- Ёмкость аккумулятораЗаряд до конечного напряжения: мА·ч и Вт·ч
- Циклический ресурс аккумулятораСколько циклов заряда-разряда аккумулятор выдерживает до заметной потери ёмкости
- Можно ли ставить старые и новые батарейки вместе?Нет: слабый элемент разряжается первым, переполюсовывается и может потечь
- Аккумуляторы и батарейкиНапряжения, ёмкость, внутреннее сопротивление, заряд, защита, время работы
- Щелочная батарейкаПервичный марганцево-цинковый элемент со щелочным электролитом, 1,5 В