Baterai nikel-kadmium dan nikel-hidrogen yang dapat diisi ulang dan pengenalan aplikasi
1 Pengenalan singkat tentang baterai isi ulang nikel-kadmium (Cd-Ni) dan Ni-MH
1.1 Baterai isi ulang dan sel utama
(1) Baterai isi ulang mengacu pada baterai yang dapat diisi dan dikosongkan berulang kali, juga dikenal sebagai baterai sekunder atau akumulator.
Baterai isi ulang yang umum digunakan adalah: baterai nikel-kadmium, baterai nikel-logam hidrida, baterai timbal-asam, baterai lithium-ion, baterai seng-nikel, baterai besi-nikel dan seri baterai lainnya.
(2) Baterai primer adalah baterai kering, juga dikenal sebagai baterai primer. Baterai yang umum digunakan adalah: baterai seng-mangan, baterai seng-perak, baterai seng-mangan alkali, baterai seng-nikel primer dan baterai seri lainnya.
1.2 Baterai nikel-kadmium dan nikel-logam hidrida yang dapat diisi ulang: (baterai metal hidrida-nikel baterai Ni-MH)
Komposisi Baterai : Baterai terdiri dari Elektroda (Electrode), Elektrolit (Electrolyte), Diafragma (Saparator), dan Kulit Luar (Outer Shell).
Yaitu: katoda (Katoda) menggunakan nikel hidroksida dan kobalt, anoda (Anoda) menggunakan bubuk paduan penyimpanan hidrogen, elektrolit menggunakan kalium hidroksida, diafragma menggunakan kain nilon, dan kulit terluar terbuat dari cangkang baja berlapis nikel. Elektroda negatif baterai nikel kadmium adalah kadmium oksida, spons elektrolit kadmium, dan sisanya sama dengan baterai nikel hidrogen.
1.3 Klasifikasi baterai nikel-kadmium dan nikel-logam hidrida yang dapat diisi ulang
(1) Baterai nikel-logam hidrida isi ulang diklasifikasikan menurut pelatnya: baterai nikel-kadmium sinter, baterai nikel-logam hidrida, baterai nikel-kadmium berbusa, dan baterai nikel-logam hidrida.
Baterai nikel-kadmium dan nikel-logam hidrida yang disinter: Pelat diproduksi dengan sintering, dan proses produksinya rumit, dengan kinerja debit tingkat tinggi, sangat tinggi, kinerja suhu tinggi dan rendah yang baik, tetapi biaya tinggi. Banyak digunakan di ruang angkasa, militer, dll.
Baterai nikel-kadmium dan nikel-logam hidrida berbusa: Mereka diproduksi dengan menggunakan nikel berbusa dengan porositas tinggi sebagai matriks dan diisi dengan bahan aktif. Proses produksinya sederhana, kapasitas baterainya tinggi, dan biayanya rendah. Ini banyak digunakan dalam alat-alat listrik, penerangan darurat kebakaran, peralatan rumah tangga dan banyak bidang sipil lainnya.
(2) Klasifikasi bentuk baterai: silinder, persegi, jenis tombol, dll .;
(3) Diklasifikasikan menurut tingkat pelepasan baterai: tipe kecepatan sedang, tipe kecepatan tinggi, tipe kecepatan super tinggi, dll.
1.4 Kinerja teknis utama baterai kadmium-nikel dan nikel-logam hidrida
1.4.1 Kapasitas Baterai Ni-Cd dan Ni-MH (Kapasitas)
Kapasitas terukur mengacu pada kapasitas minimum yang harus dilepaskan baterai dalam kondisi tertentu seperti yang dinyatakan oleh merek dagang produsen'
Menurut definisi: kapasitas=waktu×arus………………………………①
Yaitu: kapasitas pengisian=waktu pengisian × arus pengisian …………②
Kapasitas pengosongan=waktu pengosongan × arus pengosongan ……③
Dalam rumus di atas , , dan , kapasitas diwakili oleh C, dan satuannya adalah ampere-hour (Ah) atau milliampere-hour (mAh); waktu pengisian dan pengosongan diwakili oleh h, dan satuannya adalah jam; arus pengisian dan pengosongan dinyatakan dengan ampere (A) atau milidetik Ampere (mA).
Kapasitas pengenal baterai nikel-kadmium dan nikel-logam hidrida mengacu pada kapasitas yang dikeluarkan pada laju 5 jam, dinyatakan dalam C5.
Misalnya: Evaluasi kapasitas pengenal baterai nikel-kadmium dan nikel-logam hidrida: isi daya pada arus konstan 0,1 C5A selama 14 hingga 16 jam (kapasitas pengisian umumnya dihitung sebagai 120% dari kapasitas pengenal), sisihkan selama 15 sampai 30 menit, dan kemudian gunakan arus konstan 0.2C5A Discharge ke tegangan akhir 1.0V/kapasitas.
Contoh: Baterai Ni-MH AA1500mAh, diisi dengan 0,5C5A,
Arus pengisian=0,5 × 1500=750mA
Kapasitas pengisian=1500mAh × 120% (yaitu, 1,2 kali)=1800mAh
Kapasitas pengisian (mAh) 1800mAh
Waktu pengisian daya (j) ===2,4 jam atau 144 menit
Kapasitas debit (mAh) 750mA
Tingkat pengali: mengacu pada ukuran arus pengisian dan pemakaian, dinyatakan dalam kelipatan kapasitas pengenal.
Misalnya: 0.1C5A, 0.2C5A, 0.5C5A, 1C5A...
Standar IEC dan GB/T 15100 baru saat ini diubah menjadi ItA, yang berarti bahwa ItA setara dengan C5A.
Baterai Ni-MH AA1500mAh diisi pada arus konstan 0,5C5A, dan arus pengisian adalah 750mAh. 0,5C5A umumnya dikenal sebagai perbesaran 0,5.
1.4.2 Tegangan baterai Ni-Cd dan Ni-MH
Tegangan normal baterai nikel-kadmium dan nikel-logam hidrida masing-masing adalah 1,2V.
Tegangan baterai rakitan=1.2V × jumlah baterai rakitan
Kombinasi baterai kadmium-nikel dan nikel-logam hidrida umumnya digabungkan secara seri, dan kombinasi paralel tidak dianjurkan, karena ada perbedaan tertentu dalam baterai tunggal. Misalnya, perbedaan kapasitas dan kapasitas menyebabkan perbedaan suhu baterai, dan perbedaan suhu baterai menyebabkan perbedaan tegangan. , Perbedaan voltase menyebabkan arus baterai dengan voltase pelepasan tinggi mengalir mundur ke baterai dengan voltase pengosongan rendah, menyebabkan baterai paralel tidak konsisten, yang mengakibatkan penggunaan unit baterai tidak aman.
Tegangan baterai meliputi tegangan pengisian, tegangan rangkaian terbuka, tegangan rangkaian tertutup, tegangan pelepasan, tegangan kerja, tegangan platform, tegangan standar, dan tegangan terminasi.
Tegangan nominal: baterai nikel-hidrogen 1.2V/pc, baterai nikel kadmium 1.2V/pc, baterai seng-mangan 1.5V/pc
Baterai timbal-asam 2,0 V/pc Baterai Li-ion 3,6 V/pc
Charge voltage: Nilai maksimum tegangan pengisian baterai selama proses pengisian baterai. Tegangan baterai berubah dengan arus pengisian. Semakin tinggi arus pengisian, semakin tinggi tegangan pengisian, dan sebaliknya.
Cut off voltage: Tegangan di mana baterai dikosongkan ke waktu cut-off debit, yang bervariasi dengan arus pengosongan.
Suka:
Tingkat debit
Tegangan akhir pelepasan
0.2 C5A debit
1,0 V/hanya
1 debit C5A
0,9 V/hanya
5 debit C5A
0,8 V/hanya
10 debit C5A
0,7 V/pc
1.4.3 Pengosongan sendiri (self discharge)
Baterai kadmium-nikel dan nikel-logam hidrida melepaskan kapasitasnya sendiri dalam baterai yang dapat diisi ulang tanpa pelepasan arus eksternal.
Tes penilaian self-discharge: Baterai diisi pada arus konstan 0,1C5A selama 14 hingga 16 jam, dan setelah dibiarkan terbuka selama 28 hari dan malam, dikosongkan pada arus konstan 0,2C5A ke tegangan terminasi 1,0V, dan waktu pengosongan harus 3 jam untuk memenuhi syarat.
1.4.4 Siklus hidup
Menurut metode uji masa pakai siklus yang diberikan dalam standar nasional GB/T 15100-94, masa pakai baterai Ni-MH harus 500 kali; siklus berarti (pengisian dan pengosongan) sekali, yaitu pengisian sekali dan pengosongan sekali. Hidup berakhir ketika kapasitas debit kurang dari 60% dari kapasitas pengenal.
Perlu waktu lama untuk mengevaluasi masa pakai baterai sesuai dengan standar IEC dan standar nasional. Untuk alasan ini, produsen yang memproduksi baterai nikel-kadmium dan nikel-hidrogen dan yang menggunakan baterai nikel-kadmium dan nikel-hidrogen saat ini menggunakan metode pengujian siklus hidup yang dipercepat; Menurut metode pengujian baterai kadmium-nikel dan nikel-logam hidrida yang dikeluarkan oleh Asosiasi Industri Baterai China pada tahun 2000: 1C5A biaya arus konstan selama 72 menit, 15 hingga 30 menit ditahan, 1C5A debit arus konstan 1,0V / potong, itu adalah siklus, dan siklus hidup membutuhkan 300 kali; Disyaratkan bahwa ketika kapasitas pelepasan kurang dari 60% dari kapasitas pengenal, masa pakai akan berakhir.
1.4.5 Resistansi internal baterai (mΩ) (resistansi internal)
Hambatan internal baterai kadmium-nikel dan nikel-logam hidrida terutama disebabkan oleh polarisasi elektrokimia, polarisasi konsentrasi, dan polarisasi ohmik baterai. Indikator ini terutama tergantung pada jumlah elektrolit, dan elektrolit, diafragma, dan pelat positif dan negatif. , Aksesoris dan terkait lainnya, model yang sama, kapasitas baterai yang sama, nilai resistansi internal besar, menunjukkan bahwa kinerja listrik baterai's buruk; sebaliknya, nilai resistansi internal kecil, menunjukkan bahwa kinerja listrik baterai' baik.
Tes resistansi internal: Baterai diisi pada arus konstan 0,1C5A selama 14 hingga 16 jam, dan kemudian dibiarkan selama 60 menit untuk menguji.
AA1200mAh—Baterai AA1800mAh 30mΩ
AAA500mAh—Baterai AAA800mAh 40mΩ
Kinerja baterai juga mencakup: kinerja suhu tinggi, kinerja suhu rendah, kinerja pengisian berlebih, kemampuan pengisian tegangan konstan, kemampuan menerima pengisian daya, kinerja guncangan dan getaran, dll. Kecuali untuk pengujian kinerja di atas, pengujian kinerja listrik baterai dilakukan di bawah kondisi lingkungan 20±5°C dan kelembaban relatif 65±20%.
Catatan: Kecuali ditentukan lain, semua pengujian kinerja listrik baterai harus menjalani pengujian dalam waktu satu bulan yang dibayarkan kepada pelanggan oleh pabrik.
2 Standar nasional untuk baterai nikel-kadmium dan nikel-hidrogen
2.1 GB/T15100—94
Standar tersebut mencakup standar uji untuk baterai nikel-hidrogen silinder; itu dibagi menjadi kinerja debit tingkat tinggi, sedang, rendah, dan ultra-tinggi.
2.2 GB/T11013—1996
Standar ini berisi standar teknis dan metode pengujian untuk baterai nikel-kadmium silinder.
2,3 GB/T15100—2004
Standar tersebut mencakup standar uji untuk baterai nikel-hidrogen silinder; itu dibagi menjadi kinerja debit tingkat tinggi, sedang, rendah, dan ultra-tinggi. Ubah metode ekspresi laju pengisian dan pengosongan tradisional dari kelipatan kapasitas pengenal ke kelipatan arus.
2.4 GB/T15100—2005
Standar tersebut mencakup standar pengujian untuk baterai hidrida nikel-logam silinder, baterai persegi kecil, dan baterai tombol, dan menambahkan uji pengisian cepat arus konstan 1.0C5A.
2.5 Standar IEC untuk baterai nikel-kadmium dan nikel-hidrogen
IEC61951-2: 2003 Standar ini berisi berbagai standar uji keandalan dan keamanan untuk baterai hidrida nikel-logam silinder dan berbagai standar teknis untuk baterai.
IEC61951-1: 2003 Standar ini berisi berbagai standar uji keandalan dan keamanan untuk baterai nikel-kadmium tipe kancing, kotak kecil, dan standar teknis untuk berbagai baterai.
3 Bidang aplikasi baterai kadmium-nikel dan nikel-hidrogen dan persyaratan industri pendukung terkait
3.1 Baterai nikel-kadmium dan nikel-logam hidrida dapat digunakan secara luas pada perkakas listrik, penerangan darurat kebakaran (termasuk lampu taman, lampu surya), mainan listrik (model pesawat), pisau cukur, telepon nirkabel, sepeda listrik, kamera digital, walkie- talkie, instrumen dan meter , Komunikasi, peralatan rumah tangga, pengumpul debu, MP3, radio, dll.
3.2 Alat listrik (tipe SC)
Persyaratan utama industri perkakas listrik untuk baterai tipe SC kadmium-nikel dan nikel-hidrogen:
Isi daya dengan arus konstan 1C5A selama 72 menit, sisihkan selama 15-30 menit
10C5A-15C5A debit arus konstan ke tegangan akhir 0,7V / pc
Waktu pengosongan 4 menit atau 3,5 menit
Siklus terus menerus 10 kali, tidak kurang dari waktu debit yang dibutuhkan
Dalam waktu 2 menit dari waktu pemakaian, tegangan baterai tidak kurang dari 1.0V/pc
Baterai untuk perkakas listrik dan baterai tunggal harus dikemas dalam selongsong kertas kraft.
3.3 Industri perlengkapan pencahayaan darurat (SC, C, D, AA, AAA, 2/3AA, 2/3AAA, dll.) Perlengkapan pencahayaan darurat sesuai dengan persyaratan industri dan standar nasional. Ketika industri umumnya menggunakan kemasan baterai, tegangan konstan dan pembatas arus digunakan. Isi daya baterai kadmium-nikel dan nikel-logam hidrida, atur tegangan pengisian ke 1,43-1,45V/pc, dan waktu pengisian adalah 24 jam.
