Во второй половине двадцатого века одними из лучших перезаряжаемых химических источников тока были аккумуляторные батареи, изготовленные по никель-кадмиевой технологии. Они до сих пор широко применяются в различных сферах благодаря своей надежности и непритязательности.
Содрежание
Что такое никель кадмиевый аккумулятор
Никель-кадмиевые батареи являются гальваническими перезаряжаемыми источниками тока, которые были изобретены в 1899 году в Швеции Вальдмаром Юнгнером. До 1932 года их практическое использование было очень ограниченным из-за дороговизны используемых металлов в сравнении со свинцово-кислотными АКБ.
Усовершенствование технологии их производства привело к значительному улучшению их эксплуатационных характеристик и позволило в 1947 году создать герметичный необслуживаемый АКБ с отличными параметрами.
Принцип работы и устройство Ni-Cd аккумулятора
Электрическую энергию эти АКБ производят благодаря обратимому процессу взаимодействия кадмия (Cd) с оксидом-гидроксидом никеля (NiOOH) и водой, в результате которого образуется гидроксид никеля Ni(OH)2 и гидроксид кадмия Cd(OH)2, обуславливающий появление электродвижущей силы.
Ni-Cd АКБ выпускаются в герметичных корпусах, в которых размещены электроды, разделенные нейтральным сепаратором, содержащие никель и кадмий, находящиеся в растворе желеобразного щелочного электролита (как правило, гидроксид калия, KOH).
Положительный электрод представляет собой стальную сетку или фольгу, покрытую пастой оксид-гидроксида никеля, смешанную с проводящим материалом
Отрицательный электрод - это стальная сетка (фольга) с впрессованным пористым кадмием.
Один никель кадмиевый элемент способен выдавать напряжение около 1,2 вольта, поэтому для увеличения напряжения и мощности батарей в их конструкции применяется множество параллельно соединенных электродов, разделенных сепараторами.
Технические характеристики и какие бывают Ni-Cd АКБ
Ni-Cd батареи имеют следующие технические характеристики:
- напряжение разряда одного элемента – около 0,9-1 вольт;
- номинальное напряжение элемента – 1,2 v, для получения напряжений 12v и 24v применяют последовательное соединение нескольких элементов;
- напряжение полного заряда – 1,5-1,8 вольт;
- рабочая температура: от -50 до +40 градусов;
- количество циклов заряда-разряда: от 100 до 1000 (в самых современных батареях – до 2000), в зависимости от используемой технологии;
- уровень саморазряда: от 8 до 30% в первый месяц после полного заряда;
- удельная энергоемкость – до 65 Вт*час/килограмм;
- срок эксплуатации – около 10 лет.
Ni-Cd АКБ выпускают в различных корпусах стандартных типоразмеров и в нестандартном исполнении, в том числе в дисковом, герметическом виде.
Где используются никель кадмиевые АКБ
Эти батареи применяются в устройствах, которые потребляют большой ток, а также испытывают высокие нагрузки при эксплуатации в следующих случаях:
- на троллейбусах и трамваях;
- на электрокарах;
- на морском и речном транспорте;
- в вертолетах и самолетах;
- в электроинструментах (шуруповерты, дрели, электроотвертки и прочие);
- электробритвы;
- в военной технике;
- переносных радиостанциях;
- в игрушках на радиоуправлении;
- в фонарях для дайвинга.
В настоящее время из-за ужесточения экологических требований большинство аккумуляторов популярных типоразмеров ( , и другие) выпускается по никель-металлогидридной и литий-ионной технологиям. Вместе с тем, в эксплуатации еще находится множество Ni Cd АКБ различных типоразмеров, выпущенных несколько лет назад.
Ni-Cd элементы имеют продолжительный срок эксплуатации, который порой превышает 10 лет и поэтому еще можно встретить этот вид батарей во множестве электронных устройств, кроме тех, которые перечислены выше.
Плюсы и минусы Ni-Cd аккумулятора
Этот вид элементов питания имеет следующие положительные характеристики:
- большой срок эксплуатации и число циклов заряда-разряда;
- продолжительный срок службы и хранения;
- возможность быстрой зарядки;
- способность выдерживать большие нагрузки и низкие температуры;
- сохранение работоспособности в самых неблагоприятных условиях эксплуатации;
- невысокая стоимость;
- возможность хранить эти батареи в разряженном состоянии до 5 лет;
- средняя устойчивость к перезаряду.
В то же время, никель кадмиевые источники питания имеют ряд недостатков:
- наличие эффекта памяти, проявляющийся в потере емкости при зарядке АКБ, не дожидаясь полного разряда;
- необходимость профилактических работ (несколько циклов заряда-разряда) по набору полной емкости;
- полное восстановление АКБ после долговременного хранения требует трех-четырех циклов полного заряда-разряда;
- большой саморазряд (около 10% в первый месяц хранения), приводящий к практически полному разряду батареи за год хранения;
- невысокая энергетическая плотность по сравнению с другими элементами питания;
- высокая токсичность кадмия, из-за которой они запрещены в ряде стран, в том числе в ЕС, необходимость проводить утилизацию таких АКБ на специальном оборудовании;
- больший вес по сравнению с современными батареями.
Отличие Ni-Cd от Li-Ion или Ni-Mh источников
Батареи с активными компонентами, включающими никель и кадмий, имеют ряд отличий от более современных литий-ионных и никель-металлогидридных источников электроэнергии:
- Ni-Cd элементы, в отличие от и вариантов, имеют эффект памяти, обладают меньшей удельной емкостью при одинаковых размерах;
- NiCd источники более неприхотливы, сохраняют работоспособность при очень низких температурах, во много раз более устойчивы к перезаряду и сильному разряду;
- Li-Ion и Ni-Mh аккумуляторы стоят дороже, бояться перезаряда и сильного разряда, но имеют меньший саморазряд;
- срок эксплуатации и хранения Li-Ion аккумуляторов (2-3 года) в разы меньше, чем Ni Cd изделий (8-10 лет);
- никель-кадмиевые источники быстро теряют емкость при использовании в буферном режиме (например, в UPS). Хотя их можно после этого полностью восстановить путем глубокого разряда и заряда, лучше не использовать Ni Cd изделия в устройствах, где осуществляется их постоянная подзарядка;
- одинаковость режима заряда Ni-Cd и Ni-Mh батарей позволяет использовать одни и те же зарядные устройства, но при этом нужно учитывать тот факт, что у никель-кадмиевых АКБ более выражен эффект памяти.
Исходя из имеющихся отличий, нельзя сделать однозначный вывод о том, какие АКБ лучше, поскольку у всех элементов есть и сильные и слабые стороны.
Правила эксплуатации
В ходе эксплуатации в Ni Cd источниках питания происходит ряд изменений, которые приводят к постепенному ухудшению характеристик и, в конечном итоге, к утрате работоспособности:
- уменьшается полезная площадь и масса электродов;
- изменяется состав и объем электролита;
- происходит распад сепаратора и органических примесей;
- утрачивается вода и кислород;
- появляются утечки тока, связанные с ростом дендритов кадмия на пластинах.
Для того, чтобы максимально уменьшить повреждения батареи, возникающие при ее эксплуатации и хранении, необходимо избегать неблагоприятных воздействий на АКБ, которые связаны со следующими факторами:
- заряд не полностью заряженной батареи приводит к обратимой утрате ее емкости из-за уменьшения общей площади активного вещества в результате кристаллообразования;
- регулярный сильный перезаряд, который приводит к перегреву, увеличенному газообразованию, утрате воды в электролите и разрушает электроды (особенно анод) и сепаратор;
- недозаряд, приводящий к преждевременному истощению батареи;
- долговременная эксплуатация при очень низких температурах приводит к изменению состава и объема электролита, увеличивается внутреннее сопротивление АКБ и ухудшаются ее эксплуатационные характеристики, в частности падает емкость.
При сильном увеличении давления внутри батареи в результате быстрого заряда большим током и сильной деградации кадмиевого катода в АКБ может выделяться избыточный водород, что приводит к резкому увеличению давления, которое может деформировать корпус, нарушает плотность сборки, увеличивает внутреннее сопротивление и уменьшает рабочее напряжение.
В АКБ, оборудованных аварийным клапаном сброса давления, опасность деформации можно предотвратить, но необратимых изменений химического состава батареи избежать невозможно.
Зарядку Ni Cd аккумуляторов нужно производить током 10% (при необходимости быстрого заряда в специальных АКБ – током до 100% за 1 час) величины их емкости (например, 100 мА при емкости 1000 mAh) в течение 14-16 часов. Самый лучший режим их разряда – током, равным 20% от емкости батареи.
Как восстановить Ni Cd аккумулятор
Никель кадмиевые источники питания в случае потери емкости можно практически полностью восстановить с помощью полного разряда (до 1 вольта на элемент) и последующего заряда в стандартном режиме. Такую тренировку аккумуляторов можно повторить несколько раз для наиболее полного восстановления их емкости.
В случае невозможности произвести восстановление АКБ путем разряда и заряда, можно попробовать их восстановить с помощью воздействия короткими токовыми импульсами (величиной в десятки раз больше емкости восстанавливаемого элемента) на протяжении нескольких секунд. Это воздействие устраняет внутреннее замыкание в элементах батареи, возникающее из-за нарастания дендритов путем их выжигания сильным током. Существуют специальные промышленные активаторы, которые осуществляют такое воздействие.
Полное восстановление первоначальной емкости таких батарей невозможно из-за необратимого изменения состава и свойств электролита, а также деградации пластин, но дает возможность продлить срок эксплуатации.
Методика восстановления в домашних условиях заключается в проведении следующих действий:
- проводом сечением не менее 1,5 квадратных миллиметров соединяют минус восстанавливаемого элемента с катодом мощной батареи, например автомобильной или из UPS;
- к аноду (плюсу) одной из батарей надежно прикрепляется второй провод;
- на протяжении 3-4 секунд свободным концом второго провода быстро касаются свободной плюсовой клеммы (с частотой 2-3 касания в секунду). При этом необходимо не допускать приваривания проводов в месте соединения;
- вольтметром производится проверка напряжения на восстанавливаемом источнике, при его отсутствии делается еще один восстановительный цикл;;
- при появлении электродвижущей силы на АКБ, она ставиться на зарядку;
Кроме того, можно попытаться разрушить дендриты в АКБ путем их заморозки на 2-3 часа с последующим их резким отстукиванием. При замораживании дендриты становятся хрупкими и разрушаются от ударного воздействия, что теоретически может помочь избавиться от них.
Существуют и более экстремальные способы восстановления, связанные с добавлением дистиллированной воды в старые элементы путем высверливания их корпуса. Но полноценное обеспечение герметичности таких элементов в последующем очень проблематично. Поэтому не стоит экономить и подвергать здоровье риску отравления соединениями кадмия из-за выигрыша нескольких циклов работы.
Хранение и утилизация
Хранить никель кадмиевые батареи лучше в разряженном состоянии при низкой температуре в сухом месте. Чем меньше температура хранения таких АКБ, тем меньше у них саморазряд. Качественные модели могут храниться до 5 лет без существенного ущерба техническим характеристикам. Для ввода их в эксплуатацию достаточно провести их зарядку.
Вредные вещества, содержащиеся в одной батарее АА, способны загрязнить около 20 квадратных метров территории. Для безопасной утилизации Ni Cd аккумуляторов, их нужно сдавать в пункты переработки, откуда их переправляют на заводы, где их должны разрушать в специальных герметизированных печах, оборудованных фильтрами, улавливающими токсичные вещества.
Вам так же может быть интересно
Слуховой аппарат является миниатюрным устройством, в котором звуковые колебания усиливаются с помощью электрических преобразователей.
В процессе эксплуатации автомобиля аккумуляторная батарея заряжается от генератора машины. Ток заряда зависит от:
Когда возникает необходимость заменить дисковые элементы питания, обязательно следует точно определить тип батареи. В
Батарейка типа CR1220 относится к классу миниатюрных, в форме таблетки. Используются источники питания для
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...))))
Полностью заряженный аккумулятор взял 480мА/ч «заряда» и был поставлен на разрядку в изготовленное разрядное устройство… Отсечка разрядки произошла при остаточном напряжении АКБ при 0.5В… Это значение зависит от параметров транзисторов, использованных в разрядном устройстве… Цикл Заряда-Разряда повторяли 4 раза… Результаты предварительного тестирования привожу ниже:
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
Пока ко мне на всех парáх, на рикшах китайцы, в поте лица, везут мои 2 посылки, позволю себе короткое лирическое отступление… Обязательно найдутся пару читателей «муськи», которые скажут, что я занимаюсь фигней, тем более изготавливая печатные платы, и вообще надо не париться, а просто выкидывать отслужившие аккумуляторы… Возможно, это и правильно, но у каждого свой путь, кто-то водку пьет, кто-то в баню ходит, ну а мне нравится что-то созидать, пусть даже это кажется кому-то бессмысленным… Главное, что мне это нравится, ну а вам я желаю просто хорошо отдохнуть, читая мой обзор, может быть узнать что-то новое и обсудить это в комментариях, только не доводите споры до «холивара»…)))
Пока ждал посылку, сделал модуль индикации, вместо вольтметра для первого варианта платы, что на двух транзисторах…
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
При помощи кримпера (не дешевый, профессиональный, куплен на Али), обжимаем провода в специальные наконечники для разъемов
Получается вот такой обжатый наконечник… Приятно работать профессиональным инструментом, хотя он и не дешев, но удобство и результат стоят того.
Ну что же… все готово, отбираем кандидатов на восстановление емкости. Под номерами 1 и 2 идут NiMh аккумуляторы от электробритвы «Panasonic» изначальная емкость не известна. После 3 лет работы в электробритве полностью заряженных аккумуляторов не стало хватать на один сеанс бритья. Под номерами 3 и 4 NiCd аккумуляторы, изначальная емкость 600мА, отработали свое в электрокардиографе…
Поскольку аккумуляторы долго лежали без использования, сначало необходимо их «взбодрить», это можно сделать на Зарядном устройстве ВМ200 выбрав режим Gharge-Refresh - зарядное устройство проведет 3 цикла разрядки до 0.9В, а затем полная зарядка и так 3 раза. При этом емкость незначительно повышается. Таким образом мы исключим погрешность, незначительного повышения емкости, которая добавится после нескольких циклов «тренировки» долго лежащих без работы аккумуляторов. Тренировка была проведена, по времени заняло примерно 36 часов
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…
Ну скажите, у кого нет убитых батареек?
Куда они отправятся? Ну да, на свалку. А между прочим, в составе никель - кадмиевых батареек есть кадмий, тяжелый металл, который крайне вреден для людей.
Сколько миллионов батарей заканчивают свою жизнь на свалке?
Сколько кадмия отправляется в почву, воду, и к нам на стол?
Вам понадобится одноразовая фотокамера.
Если есть - то держатель для батарейки, а нет - зажимы крокодильчики.
Переключатель для заряжания
Кнопка.
Камеру можно взять бесплатно в любом фотоцентре, они их выбрасывают.
Идем далее.
Вот она схема которая вам понадобится.
вот она с другой стороны.
Может быть другая, в зависимости от модели. Непринципиально, сойдет любая.
Важно. Закоротите конденсатор отверткой, будет искра и небольшой хлопок.
Если этого не сделать, то в процессе работы над схемой вас может немного "дернуть" током.
330 вольт, неприятно....
Отломайте эту пластинку.
и припаяйте туда два проводка. Это будет для заряжания конденсатора.
Вот примерно так.
Все, это готово.
Обратите внимание - к серой полосе - отрицательный электрод!
К нему потом пойдет минус батареи, которую будете восстанавливать.
Вот примерно так.
Если батарея большая, как в случае с дрелью (там много, от 12 до 15 элементов) то удобнее сделать крокодильчики. Разобрать батарею и восстанавливать элемент за элементом.
Очень важно.
ИЗОЛИРУЙТЕ схему. Там 330 вольт, может здорово дернуть.
Готовая схема.
Заряжаете конденсатор, нажимаете кнопку разряда и проводите батарее "шоковую терапию".
Кристаллы дендритов внутри разрушаются от высокого напряжения и ваш элемент снова работает!
Поздравляю, вы только что сэкономили себе новую батарею и сохранили себя от кадмия, который бы пришел к вам на стол в случае выброшенной батареи.
Вчера восстановил 8 летнюю батарею от дрели.
Вообще не держала заряд.
Разобрал, нашел 6 плохих элементов, каждый из них восстановил вышеуказанным способом.
Два "шока" на каждый элемент. Батарея - как новая, замечательно держит заряд.
ДОПОЛНЕНИЕ.
После обработки аккумулятора сделайте два цикла заряда - разряда.
Разряжать элемент нужно примерно до 0.6 вольта и заряжать полным зарядом.
Это поможет восстановить структуру элемента.
Насколько этот метод восстанавливает батареи, на 100% или на 80%, я не знаю.
Исследований не проводил и доказательств с графиками у меня нет.
А по опыту - батарея с заявленной емкостью 1.2Ач была восстановлена после 8 лет службы (1 год "на полке")
до 85-90% примерно от оригинала (разряжал с замером потребляемого тока).
Вообще по сообщениям экспертов компании САDEX около 50-70% никель кадмиевых аккумуляторов (из тех что отправляют на свалку) можно восстановить.
Такой процесс, как восстановление аккумулятора шуруповёрта, требует определенного количество знаний. Как провести реанимацию данного инструмента, как не ошибиться и не испортить аккумулятор и шуруповерт в целом — такими вопросами задаются многие. Рассмотрим их.
Шуруповерт представляет собой специальный ручной инструмент, который используется для закручивания и выкручивания болтов, шурупов, гаек, саморезов и винтов. Также подобное устройство используется для качественного и быстрого сверления отверстий и для процесса нарезания резьбы. Современным мастерам инструмент заменяет обычную отвертку, только позволяет сэкономить большое количество времени.
Инструмент просто незаменим в разнообразных строительных процессах, в ремонтных работах. Если требуется собрать мебель, без шуруповерта не обойтись. Каждый мастер, который долгое время работал отверткой, после использования шуруповерта понимает, насколько больше экономится времени. Универсальность инструмента и его функциональность становится все большей.
Современный рынок предлагает большое разнообразие моделей, но вне зависимости от марки, аккумуляторы обладают идентичным строением. Если разобрать аккумулятор, можно увидеть, что он собран из относительно небольших конструкционных элементов, собранных строго последовательно.
Присутствующие в составе специальные наборные части, обладают стандартными размерами и уровнем напряжения. Различаться может только емкость, которая измеряется в А/ч, а указывается строго на самом элементе.
Корпус обладает четырьмя контактами. Среди них можно отметить наличие следующих:
Две силовые, для разряда и заряда;
Управляющий верхний, который подключается через специальный теромдатчик. Подобное устройство необходимо для эффективной защиты батареи, также он отключает и особым образом ограничивает ток заряда посредством повышения температуры до определенных показателей. Процесс нагрева осуществляется по причине достаточно больших токов при осуществлении форсированного заряда, то есть осуществляется особая «быстрая» зарядка;
Можно отметить наличие так называемого «сервисного» контакта, который включен через особое сопротивление. Используется он для достаточно сложных зарядных станций, которые предназначены для выравнивания заряда всех без исключения элементов аккумулятора. Стоит отметить, что в быту подобные станции не нужны, так как присутствует высокая стоимость.
В процессе эксплуатации инструмент может выйти из строя. При возникновении подобной ситуации требуется уметь определять неисправность. Одновременно все присутствующие элементы из строя выйти не могут, так как цепь у них строго последовательная. При выходе одной какой-то детали, выходит из строя вся цепь. Именно по этой причине важно определить то самое слабое место.
Примерно 70 % от общей стоимости совершенного нового шуруповерта приходится на именно на аккумулятор, который обычно идет в комплекте.
Обычно батарея данного инструмента выходит из строя после определенного срока эксплуатации. В подобной ситуации придется приобрести совершенно новую аккумуляторную батарею или произвести качественный ремонт шуруповерта, сэкономив значительное количество материальных средств.
Какие инструменты для ремонта необходимы
Чтобы провести ремонт аккумулятора шуруповерта своими руками, стоит иметь при себе следующие инструменты:
Амперметр на 2 А;
тестер;
вольтметр на 2 и 15 В;
омметр;
миллиамперметр;
отвертка для открытия корпуса;
лупа;
ножницы;
плоскогубцы.
Ремонт подобного инструмента в массе своей заключается в поиске и последующей замене вышедшего из строя аккумуляторного элемента. Для достижения этой цели важно знать порядок, последовательность осуществления проверки, а также потребуется произвести анализ параметров.
Особенности технологии ремонта
Часто в процессе ремонта требуется применять технологии по полному восстановлению клемм и по восстановлению емкости. Часто о поломке свидетельствует тот факт, что аккумулятор шуруповерта не производит зарядку. Оснований для этого немало:
Неисправность входящего в комплект зарядного приспособления;
Причиной может послужить сильная изношенность батареи;
Присутствует нарушение прочного контакта между установленными клеммами.
При появлении признаков поломки требуется сразу произвести ремонт аккумулятора. Точную причину поломки аккумулятора можно определить посредством измерения уровня напряжения специальным тестером. Подобным образом требуется проверить каждую батарею. Все обнаруженные в процессе проверки неисправные батареи необходимо маркировать и отделять от тех, которые работают исправно.
Если аккумулятор быстро разряжается, прежде чем сразу разбирать его и что либо в нем менять, попробуйте сначала восстановить емкость аккумулятора посредством нескольких циклов глубокой разрядки и полной зарядки. В 7 из 10 случаях это помогает восстановить емкость аккумулятора.
Часто причина поломки заключается в неисправности клемм. За время использования устройства они разгибаются, что влечет за собой плохой контакт, соответственно зарядка аккумулятора будет производиться через раз. Для осуществления ремонта требуется в первую очередь разобрать зарядное устройство, тщательно подогнуть все клеммы, а потом посредством специальных устройств просто контролировать процесс зарядки.
Если в процессе эксплуатации данного устройства теряется его емкость, а серия последовательных зарядок-разрядок не помогла, то стоит произвести замену данного важного для работы элемента.
Ниже приведены видео, лучше один раз увидеть, что делать со сломанным аккумулятором, чем слушать или читать, в первом представлена разборка корпуса батареи, во втором видео уже представлен непосредственно процесс восстановления АКБ.
Метод восстановления емкости
Часто батарея аккумулятора испытывает нужду в восстановлении его емкости. Данный объем обычно теряется по причине стирания эффекта памяти. Определить данную проблему достаточно просто. Как только осуществлен полный заряд батареи, она обычно очень быстро разряжается и начинает функционировать снова только после определенной временной выдержки. Устранить проблему такого плана довольно просто. Достаточно следовать следующей инструкции:
1. Небольшим током требуется полностью зарядить батарею.
2. После этого полностью ее разрядить, используя при этой небольшую степень нагрузки. Таким образом можно обеспечить медленную, то есть относительно мягкую разрядку, которая позволит просадить наружный слой и всю пластину целиком.
3. Для нагрузки такого плана лучше использовать стандартную лампу, напряжение которой составляет 220 В и параметрами мощности в 60 В.
4. Разряд требуется производить примерно до 30% от общей номинальной емкости, то есть до 5 В.
Перед использованием аккумулятора шуруповерта, подобную процедуру желательно повторить до 5 раз. Несмотря на то, что емкость восстановленного устройства будет немного ниже, чем у нового, как временная мера, данный способ вполне успешен. Подобные манипуляции в состоянии продлить время работы шуруповерта примерно на год.
А в этом видео уже переборки аккумуляторов, как из 2ух сделать один рабочий.
Разные альтернативные варианты решения вопроса
Есть несколько альтернативных вариантов полного восстановления работы аккумулятора. Среди них большой популярностью пользуется следующие методики:
1. Аккуратное сжатие и незначительная деформация корпуса. Говоря иными словами, можно поступить так, как ранее поступали с батарейкой, то есть немного посредством легких ударов произвести сжатие.
2. Можно осуществить следующий процесс – батареи сильно зарядить более сильным по мощности током. После этого их полностью разряжают и снова заряжают. Обычно подобная шоковая терапия дает довольно хороший результат, то есть в состоянии возвратить к жизни ранее казавшиеся безнадежными батареи.
Если посредством применения тех или иных механических воздействий работоспособность восстановить не удается, его потребуется заменить.
Нюансы самостоятельного ремонта
Ремонт аккумулятора такого инструмента, как шуруповерт, своими руками, вполне можно произвести посредством замены всех присутствующих неисправных деталей. В процессе приобретения нового элемента необходимо тщательно следить за тем, чтобы размеры и емкость полностью совпали со всеми родными компонентами. При обнаружении неисправного компонента его потребуется обрезать, а потом припаять на его место новый.
Говоря о важных моментах и нюансах данного процесса, можно отметить следующие факторы:
При использовании паяльника работать нужно быстро, чтобы батарея не нагревалась;
Процесс соединения необходимо производить при помощи пластин;
Стоит постоянно помнить о том, что соединение всех элементов осуществляется строго последовательно.
После проведения основных ремонтных работ, потенциалы на батареях могут быть совершенно разными. Потому нужно произвести их выравнивание. Для этой цели потребуется произвести заряд батареи в течение 12 часов, после этого на сутки дать ей остывать. Устройство для измерения присутствующего напряжения, должно показывать одинаковые параметры в 1,3 В на всех без исключения компонентах. Это рекомендуется проводить несколько раз.
Проведение восстановления шуруповерта своими руками позволит сэкономить материальные средства на мастерской и на отсутствии необходимости приобретать новый инструмент. Для достижения идеального качественного результата достаточно следовать правилам и изложенной выше инструкции.
В данном видео представлена разборка аккумулятора
Работоспособность Ni-Cd аккумуляторов (как и любых других) со временем ухудшается и через некоторое время они могут прийти к состоянию разряда «в ноль». При этом зарядка ни это состояние никак повлиять не может. Они просто отказываются принимать заряд. При этом аккумуляторы имеют ещё достаточно ресурсов для дальнейшей эксплуатации. Поэтому со временем появились некоторые способы их восстановления. Покупать новый никель-кадмиевый аккумулятор или восстанавливать старый, решать вам. Мы лишь постарались обобщить данные, которые удалось найти в интернете о восстановлении и ремонте Ni-Cd аккумуляторов.
При эксплуатации Ni-Cd постепенно происходит снижение напряжения и разрядной ёмкости. Ниже приводятся основные факторы, обуславливающие эти процессы:
- уменьшение рабочей поверхности положительных и отрицательных электродов;
- потеря активной массы, а также её перераспределение по электродам;
- возникновение утечек тока из-за образования дендритов металлического Cd;
- процессы, в результате которых происходит необратимое потребление воды и кислорода;
- изменение состава и объёма электролита.
Подобные процессы происходят, когда эксплуатируются . Разница только в используемых материалах электродов.
В процессе эксплуатации Ni-Cd аккумуляторов из-за перераспределения активной массы по электродам происходит изменение механической прочности и объёма оксидно-никелевого (положительного) электрода. В результате ухудшается контакт м/у активной массой и электродом. Все это вызывает снижение проводимости и падению ёмкости. В запущенном варианте просто разрывается контакт между положительным и отрицательным электродами. В результате аккумулятор перестаёт подавать признаки жизни.
Все эти изменения оксидно-никелевого электрода вызываются постоянными перезарядами, при которых в пространстве положительного электрода идёт процесс выделения кислорода. Чем больше аккумуляторов проходит циклов заряд-разряд, тем больше наблюдается укрупнение кристаллов активной массы положительного электрода. Поэтому уменьшается рабочая поверхность, а, значит, и ёмкость батареи.
На кадмиевом электроде процесс деградации определяется в основном миграцией активной массы. В результате происходит некоторая её потеря. Кроме того, активная масса забивает поры в поверхностном слое отрицательного электрода. Из-за этого затрудняется доступ электролита в глубинные слои. Результатом миграции активной массы становится рост дендритных мостиков сквозь сепаратор до положительного электрода. Эти приводит к многочисленным коротким микрозамыканиям и увеличивает саморазряд. На кадмиевом электроде при эксплуатации также происходит рост кристаллов и увеличение объёма активной массы.
Кроме вышеописанных процессов, в Ni-Cd аккумуляторах протекают процессы окисления различных добавок, которые присутствуют в аккумуляторе. Металлокерамика положительного электрода постепенно окисляется с потреблением воды. И ещё один неприятный процесс, который приводит к потере работоспособности , это отбор электролита из сепаратора. Это происходит из-за изменения пористой структуры электродов и приводит к росту внутреннего сопротивления никель-кадмиевого аккумулятора.
Состав электролита также меняется при эксплуатации. В частности, растёт объем карбонатов. Уменьшается электропроводность электролита и падают все параметры Ni-Cd аккумулятора при разряде. Картина становится особенно заметной при низких температурах. Что же делать в таких случаях?
Распространённый метод восстановления Ni-Cd аккумуляторов?
На тему восстановления Ni-Cd аккумуляторов есть достаточно много статей и видеороликов в интернете. Большинство из них касается восстановления аккумуляторов от шуруповёртов и другого портативного инструмента. Это неудивительно, поскольку такие батареи стоят достаточно дорого и зачастую их ещё нужно поискать. В основном при восстановлении никель-кадмиевых аккумуляторов используется одна методика, которую мы сейчас опишем.
На изображении ниже представлен аккумулятор от шуруповёрта в сборе и его начинка.
А на следующем фото представлена одна батарейка этой сборки.
Если сказать коротко, то метод восстановления заключается Ni-Cd аккумулятора высоким током короткими импульсами в течение нескольких секунд. При этом ток должен быть гораздо больше ёмкости батареи (в десятки раз) .
Методика восстановления пригодна для никель-кадмиевых аккумуляторов. Не путать с никель-металлогидридными. Опробована она была на моделях рулонного типа. В принципе подходит для батареек любого возраста и даже потёкших. Конечно, чем старше будет аккумулятор, тем меньше шансов будет его восстановить.
Что понадобиться при проведении процедуры восстановления:
- другая рабочая аккумуляторная батарея с сильным током. Это может быть аккумулятор от источника бесперебойного питания, автомобильный аккумулятор и т. п.;
- крокодилы, куски провода. Куски провода должны иметь длину около 10 сантиметров и сечение не менее 1,5 мм 2 ;
- мультиметр для контроля напряжения;
- средства защиты (перчатки, очки).
Внимание! Не пренебрегайте средствами защиты. Обязательно надевайте защитные очки и перчатки, чтобы защитить глаза и руки.
В идеале следует проводить процедуру на каждой батарейке (1,2 вольта) по отдельности, а не на все сборке сразу. В этом случае процедура восстановления будет проходить эффективнее и вторую батарею можно будет использовать меньшей мощности (вполне хватит стандартной автомобильной АКБ или аккумулятора из источника бесперебойного питания).
Итак, по порядку, что нужно делать:
- Находите у восстанавливаемой батарейки (или у всего блока шуруповёрта, если восстанавливаете целиком) плюс и минус;
- Затем при помощи куска провода и крокодилов соединяете минусы;
- Потом к одному из плюсовых контактов крепится второй кусок провода;
- После этого нужно свободным концом провода быстро касаться оставшегося свободным плюсового контакта. Здесь важно делать касания быстро и кратковременно (2-3 касания в секунду). Эта процедура продолжается 3-4 секунды. Важно не допускать приварки провода в месте касания.
После проведения одного цикла таких касаний делается замер напряжения на восстанавливаемой батарее. Если не появилось, то делаете ещё один цикл. После того, как на батарейке появится напряжение, она ставится на зарядку до набора своей ёмкости. Скорее всего, она будет меньше номинала. Рекомендуется ещё сделать несколько циклов заряд-разряд для тренировки аккумулятора. Подробно о том, читайте по указанной ссылке.
Почитав отзывы об этом методе восстановления, стало ясно, что он дает лишь кратковременное улучшение состояния батареи. Аккумулятор действительно начинал работать, заряжаться, разряжаться, набирать ёмкость, но впадал некоторое время, «что в кому». Я так понимаю, что это происходит по причине того, что не устранялся источник проблемы. В результате прожига устранялись дендриты, вызывавшие микрозамыкания, и батарейка оживала. Но поскольку состав и объём электролита нарушены, всё возвращалось в исходное состояние.
Улучшенный метод восстановления шуруповёрта аккумуляторов
Автор метода разобрал несколько банок аккумулятора в ходе и обратил внимание на разрыв положительного контакта с отрицательным корпусом. Он предположил, что это вызвано деградацией электролита и оказался прав. Как говорилось выше, в ходе эксплуатации идёт процесс окисления с расходом воды. В результате уменьшения воды в составе щелочного электролита менялись и его эксплуатационные характеристики.
Что было предложено:
- перед тем, как проводить какие-либо манипуляции с подачей импульсного тока и зарядкой, автор метода отобрал из сборки элементы, напряжение на которых было нулевым;
- в их корпусе микродрелью и тоненьким сверлом было сделано отверстие;
- в отверстие каждого элемента был закачан кубический сантиметр дистиллированной воды;
- после этого батарейки отстоялись некоторое время и было измерено их напряжение. Элементы с нулевым напряжением «взбодрили» импульсным током;
- затем была произведена зарядка элементов;
- после этого рекомендуется оставить их на несколько дней, а затем снова проверить напряжение;
- если элементы живы, то отверстия заделываются герметиком или запаиваются. Батарея собирается, заряжается и шуруповёрт готов к работе;
- если напряжение опять нулевое, то добавляется еще «кубик» дистиллированной воды, и процесс повторяется до успешного завершения.
Возможно, вас заинтересует статья о том, аккумулятора для шуруповерта .
В интернете также можно встретить рекомендации по восстановлению никель-кадмиевых аккумуляторов путем заморозки. В этом случае помещаются в морозилку на пару часов, а затем быстро и резко стучат по корпусу батареи. Смысл здесь в том, что дендриты в замороженном состоянии становятся хрупкими и разрушаются от ударного воздействия. В комментариях к этому способу восстановления говорится, что он рекомендуется, если не помог метод с воздействием током. Однако отзывов о результатах его использования мне найти не удалось.
Вот и все, что хотелось сказать по теме восстановления Ni-Cd аккумуляторов. Если у вас есть поправки к статье или дополнения, пишите их в комментариях. Дополнительно рекомендуем прочитать материал о том, .
Опубликовано в
