Genopladelige nikkel-cadmium- og nikkel-hydrogen-batterier og applikationsintroduktion
1 Kort introduktion af genopladeligt nikkel-cadmium (Cd-Ni) og Ni-MH genopladeligt batteri
1.1 Genopladeligt batteri og primærcelle
(1) Genopladeligt batteri refererer til et batteri, der gentagne gange kan oplades og aflades, også kendt som et sekundært batteri eller en akkumulator.
De almindeligt anvendte genopladelige batterier er: nikkel-cadmium-batterier, nikkel-metalhydrid-batterier, bly-syre-batterier, lithium-ion-batterier, zink-nikkel-batterier, jern-nikkel-batterier og andre serier af batterier.
(2) Primære batterier er tørre batterier, også kendt som primære batterier. Almindeligvis brugte batterier er: zink-mangan-batterier, zink-sølv-batterier, alkaliske zink-mangan-batterier, primære zink-nikkel-batterier og andre serier af batterier.
1.2 Genopladelige nikkel-cadmium- og nikkel-metalhydrid-batterier: (metalhydrid-nikkel-batteri Ni-MH-batteri)
Batteriets sammensætning: Batteriet er sammensat af elektroder (elektrode), elektrolyt (elektrolyt), membran (Saparator) og ydre skal (ydre skal).
Nemlig: katoden (katoden) bruger nikkelhydroxid og kobolt, anoden (anoden) bruger brintlagringslegeringspulver, elektrolytten bruger kaliumhydroxid, membranen bruger nylondug, og den ydre skal er lavet af forniklet stålskal. Den negative elektrode af cadmium nikkel batteri er cadmium oxid, elektrolytisk svamp cadmium, og resten er det samme som nikkel hydrogen batteri.
1.3 Klassificering af genopladelige nikkel-cadmium- og nikkel-metalhydrid-batterier
(1) Genopladelige nikkel-metalhydrid-batterier er klassificeret efter deres plader: sintrede nikkel-cadmium-batterier, nikkel-metalhydrid-batterier, opskummede nikkel-cadmium-batterier og nikkel-metalhydrid-batterier.
Sintrede nikkel-cadmium- og nikkel-metalhydrid-batterier: Pladerne er fremstillet ved sintring, og produktionsprocessen er kompleks, med højhastigheds-, ultra-højhastighedsafladningsydelse, god høj- og lavtemperaturydelse, men høje omkostninger. Udbredt i rumfart, militær osv.
Opskummede nikkel-cadmium- og nikkel-metalhydrid-batterier: De er fremstillet ved at bruge opskummet nikkel med høj porøsitet som matrix og fyldt med aktive materialer. Produktionsprocessen er enkel, batterikapaciteten er høj, og omkostningerne er lave. Det er meget udbredt i elektriske værktøjer, brandnødbelysning, husholdningsapparater og mange andre civile områder.
(2) Batteriets formklassifikation: cylindrisk, firkantet, knaptype osv.;
(3) Klassificeret i henhold til batteriets afladningshastighed: medium rate type, high rate type, super high rate type, etc.
1.4 Vigtigste tekniske ydeevne af cadmium-nikkel- og nikkel-metalhydrid-batterier
1.4.1 Kapacitet af Ni-Cd- og Ni-MH-batterier (kapacitet)
Nominel kapacitet refererer til den minimumskapacitet, som batteriet skal frigive under visse forhold, som angivet af producentens's varemærke.
Ifølge definitionen: kapacitet=tid×strøm………………………………①
Nemlig: ladekapacitet=opladningstid×ladestrøm……②
Afladningskapacitet=afladningstid×afladningsstrøm……③
I ovenstående formler ①, ② og ③ er kapaciteten repræsenteret ved C, og enheden er ampere-time (Ah) eller milliampere-time (mAh); opladnings- og afladningstiden er repræsenteret ved h, og enheden er time; opladnings- og afladningsstrømmen er repræsenteret ved ampere (A) eller millisekunder Ampere (mA).
Den nominelle kapacitet af nikkel-cadmium- og nikkel-metalhydrid-batterier refererer til den kapacitet, der aflades med en hastighed på 5 timer, udtrykt i C5.
For eksempel: Evaluering af den nominelle kapacitet af nikkel-cadmium- og nikkel-metalhydrid-batterier: oplad ved en konstant strøm på 0,1 C5A i 14 til 16 timer (opladningskapaciteten beregnes generelt som 120 % af den nominelle kapacitet), læg den til side i 15 til 30 minutter, og brug derefter en konstant strøm på 0,2C5A Afladning til slutspændingen 1,0V/kapacitet.
Eksempel: AA1500mAh Ni-MH batteri, opladet med 0,5C5A,
Ladestrøm=0,5×1500=750mA
Opladningskapacitet=1500mAh×120% (det vil sige 1,2 gange)=1800mAh
Opladningskapacitet (mAh) 1800mAh
Opladningstid (h) ===2,4 timer eller 144 min
Afladningskapacitet (mAh) 750mA
Multiplikationshastighed: refererer til størrelsen af opladnings- og afladningsstrøm, udtrykt i multipla af nominel kapacitet.
For eksempel: 0,1C5A, 0,2C5A, 0,5C5A, 1C5A...
De nuværende nye IEC og GB/T 15100 standarder er ændret til ItA, hvilket betyder, at ItA svarer til C5A.
Et AA1500mAh Ni-MH-batteri oplades ved en konstant strøm på 0,5C5A, og ladestrømmen er 750mAh. 0,5C5A er almindeligvis kendt som 0,5 forstørrelse.
1.4.2 Spænding af Ni-Cd- og Ni-MH-batterier
Den normale spænding for nikkel-cadmium- og nikkel-metalhydrid-batterier er 1,2V hver.
Samlet batterispænding=1,2V × antal samlede batterier
Kombinationen af cadmium-nikkel- og nikkel-metalhydrid-batterier er generelt kombineret i serier, og parallel kombination anbefales ikke, fordi der er visse forskelle i enkeltbatterier. For eksempel fører forskellen i kapacitet og kapacitet til forskellen i batteritemperatur, og forskellen i batteritemperatur fører til forskellen i spænding. , Spændingsforskellen får batteriets strøm med høj afladningsspænding til at flyde baglæns til batteriet med lav afladningsspænding, hvilket forårsager inkonsistente parallelle batterier, hvilket resulterer i usikker brug af batteripakken.
Batterispændingen inkluderer ladespænding, åben kredsløbsspænding, lukket kredsløbsspænding, afladningsspænding, arbejdsspænding, platformspænding, standardspænding og termineringsspænding.
Nominel spænding: nikkel-brint batteri 1,2V/stk, cadmium nikkel batteri 1,2V/stk, zink-mangan batteri 1,5V/stk
Bly-syre batteri 2,0 V/stk Li-ion batteri 3,6 V/stk
Ladespænding: Den maksimale værdi af batteriets ladespænding under batteriopladningsprocessen. Batterispændingen ændres med ladestrømmen. Jo højere ladestrøm, jo højere ladespænding og omvendt.
Cut off voltage: Den spænding, hvormed batteriet aflades til afladnings cut-off tid, som varierer med afladningsstrømmen.
synes godt om:
Udledningshastighed
Slut på afladningsspænding
0,2 C5A udledning
1,0 V/kun
1 C5A udledning
0,9 V/kun
5 C5A udledning
0,8 V/kun
10 C5A udledning
0,7 V/stk
1.4.3 Selvafladning (selvafladning)
Cadmium-nikkel- og nikkel-metalhydrid-batterier frigiver deres egen kapacitet i genopladelige batterier uden ekstern strømafladning.
Selvafladningsvurderingstest: Batteriet oplades ved en konstant strøm på 0,1C5A i 14 til 16 timer, og efter at have været åben i 28 dage og nætter, aflades det ved en konstant strøm på 0,2C5A til en 1,0V termineringsspænding, og udledningstiden skal være ≥3 timer for at kvalificere sig.
1.4.4 Cyklusliv
I henhold til testmetoden for cykluslevetid givet i GB/T 15100-94 national standard, skal cykluslevetiden for Ni-MH-batterier være ≥500 gange; cyklus betyder (opladning og afladning) én gang, det vil sige opladning én gang og afladning én gang. Levetiden slutter, når udledningskapaciteten er mindre end 60 % af den nominelle kapacitet.
Det tager lang tid at evaluere batteriernes cykluslevetid i overensstemmelse med IEC-standarder og nationale standarder. Af denne grund bruger producenter, der producerer nikkel-cadmium- og nikkel-hydrogen-batterier, og dem, der bruger nikkel-cadmium- og nikkel-hydrogen-batterier, i øjeblikket testmetoder med accelereret cykluslevetid; I henhold til testmetoden for cadmium-nikkel- og nikkel-metalhydrid-batterier udstedt af China Battery Industry Association i 2000: 1C5A konstant strømladning i 72 minutter, 15 til 30 minutter i venteposition, 1C5A konstant strømudladning 1,0V/stykke, det er en cyklus, og cyklussens levetid kræver 300 gange; Det er påkrævet, at når afladningskapaciteten er mindre end 60 % af den nominelle kapacitet, ophører levetiden.
1.4.5 Batteriets interne modstand (mΩ) (intern modstand)
Den interne modstand af cadmium-nikkel- og nikkel-metalhydrid-batterier er hovedsageligt forårsaget af den elektrokemiske polarisering, koncentrationspolarisering og ohmske polarisering af batteriet. Denne indikator afhænger hovedsageligt af mængden af elektrolyt og elektrolytten, membranen og positive og negative plader. , Tilbehør og andet relateret, den samme model, den samme kapacitet af batteriet, den interne modstandsværdi er stor, hvilket indikerer, at batteriet's elektriske ydeevne er dårlig; tværtimod er den indre modstandsværdi lille, hvilket indikerer, at batteriets's elektriske ydeevne er god.
Intern modstandstest: Batteriet oplades ved en konstant strøm på 0,1C5A i 14 til 16 timer og efterlades derefter i 60 minutter for at teste.
AA1200mAh—AA1800mAh batteri ≤30mΩ
AAA500mAh—AAA800mAh batteri ≤40mΩ
Batteriets ydeevne omfatter også: ydeevne ved høj temperatur, ydeevne ved lav temperatur, ydeevne for overopladning, evne til at lade konstant spænding, evne til at modtage opladning, ydeevne for stød og vibrationer osv. Bortset fra ovennævnte ydeevnetest udføres de elektriske batteriydelsestests. under betingelserne i et miljø på 20±5°C og en relativ luftfugtighed på 65±20%.
Bemærk: Medmindre andet er angivet, er alle elektriske batteriydelsestests underlagt testene inden for en måned betalt til kunden af fabrikken.
2 Nationale standarder for nikkel-cadmium- og nikkel-hydrogen-batterier
2,1 GB/T15100—94
Standarden omfatter teststandarderne for cylindriske nikkel-hydrogen-batterier; den er opdelt i højhastigheds-, mediumhastigheds-, lavhastigheds- og ultrahøjhastighedsafladningsydelse.
2,2 GB/T11013—1996
Denne standard indeholder tekniske standarder og testmetoder for cylindriske nikkel-cadmium-batterier.
2,3 GB/T15100—2004
Standarden omfatter teststandarderne for cylindriske nikkel-hydrogen-batterier; den er opdelt i højhastigheds-, mediumhastigheds-, lavhastigheds- og ultrahøjhastighedsafladningsydelse. Skift den traditionelle opladnings- og afladningshastighedsudtryksmetode fra multiplum af den nominelle kapacitet til multiplum af strømmen.
2,4 GB/T15100—2005
Standarden inkluderer teststandarder for cylindriske nikkel-metalhydrid-batterier, små firkantede batterier og knapbatterier og tilføjer en 1,0C5A konstant strøm hurtig opladningstest.
2.5 IEC-standard for nikkel-cadmium- og nikkel-hydrogen-batterier
IEC61951-2: 2003 Denne standard indeholder forskellige standarder for pålidelighed og sikkerhedstest for cylindriske nikkel-metalhydrid-batterier og forskellige tekniske standarder for batterier.
IEC61951-1: 2003 Denne standard indeholder forskellige pålideligheds- og sikkerhedsteststandarder for cylindriske, små firkantede nikkel-cadmium-batterier af knaptype og tekniske standarder for forskellige batterier.
3 Anvendelsesområder for cadmium-nikkel- og nikkel-hydrogen-batterier og krav fra relaterede understøttende industrier
3.1 Nikkel-cadmium- og nikkel-metalhydrid-batterier kan bruges i vid udstrækning i elværktøj, brandnødbelysning (herunder plænelys, solcellelys), elektrisk legetøj (flymodeller), barbermaskiner, trådløse telefoner, elektriske cykler, digitale kameraer, walkie- talkies, instrumenter og målere, kommunikation, husholdningsapparater, støvsamlere, MP3, radioer mv.
3.2 Elektrisk værktøj (SC-type)
De vigtigste krav i elværktøjsindustrien til cadmium-nikkel og nikkel-hydrogen SC-batterier:
Oplad med 1C5A konstant strøm i 72 minutter, læg det til side i 15-30 minutter
10C5A-15C5A konstant strømudladning til slutspænding 0,7V/stk
Afladningstid ≥ 4 minutter eller 3,5 minutter
Kør kontinuerligt 10 gange, ikke mindre end den nødvendige afladningstid
Inden for 2 minutter efter afladningstid er batterispændingen ikke mindre end 1,0V/stk
Batterier til elværktøj og enkeltbatterier skal pakkes i kraftpapirhylstre.
3.3 Nødbelysningsarmaturer (SC, C, D, AA, AAA, 2/3AA, 2/3AAA osv.) nødbelysningsarmaturer er i overensstemmelse med industrikrav og nationale standarder. Når industrien generelt bruger batteripakker, anvendes konstant spænding og strømbegrænsning. Oplad cadmium-nikkel- og nikkel-metalhydrid-batteripakkerne, indstil ladespændingen til 1,43-1,45V/pc, og opladningstiden er 24 timer.
