バッテリーを正しく充電する方法

再利用可能な直流電流の化学電源を求める現代の市場では、次の 6 種類のバッテリーが最も一般的です。

• 鉛蓄電池;

• ニッケルカドミウム電池。

• ニッケル水素電池;

• ニッケル亜鉛電池。

• リチウムイオン電池;

• リチウムポリマー電池;

多くの人は、事前にバッテリーをダメにしないように、バッテリーを適切に充電し、耐用年数をできるだけ延ばし、同時に高品質の作業を実現するにはどうすればよいかという、非常に合理的な疑問を抱くことがよくあります。この記事は、現在最も一般的なバッテリーのさまざまな種類に関連して、この質問に対する答えを得るのに役立ちます。

鉛蓄電池を充電する最も安全な従来の方法は、アンペア単位の値がアンペア時単位の電池容量値の 10% (0.1C) を超えない DC 充電です。

この伝統にもかかわらず、一部のメーカーは特定のバッテリーの最大許容充電電流の正確な値を示しており、このアンペア単位の数値はアンペア時でバッテリー容量の 20 ～ 30% (0.2C ～ 0.3C) に達することがよくあります。したがって、バッテリーの容量が 55 アンペア時である場合、初期充電電流 5.5 アンペアが最も安全な解決策となります。

鉛蓄電池の 1 つのセルの電圧は 2.3 ボルトを超えてはいけないことに注意してください。したがって、直流で充電するときは、電圧を監視する必要があります。たとえば、12 ボルトのバッテリは 6 つのバッテリ セルで構成されています。これは、バッテリーの充電プロセス終了時の合計電圧が 13.8 ボルトを超えてはいけないことを意味します。

たとえば、容量 100 アンペア時の鉛蓄電池を 20 アンペアの定電流で充電した場合、そのような充電の 6 ～ 7 時間後には容量の 90% がすでに充電されており、定数は次のようになります。電圧に設定すると、17 時間後に充電が完全に完了します。

なぜそんなに長いのでしょうか？電流が低下し、電圧がゆっくりと指数関数的に目標値の 13.8 ボルトに近づきます。この方法で充電されたバッテリーは、バッファー動作とサイクル動作の両方において信頼性があります。

鉛蓄電池を充電するには、周期的な動作に適した別の方法があります。この方法では、バッテリーを 6 時間充電できます。

充電電流はアンペア時単位でバッテリ容量の 20% に設定され、電圧は 14.5 ボルト (公称電圧 12 ボルトのバッテリの場合) に設定されるため、バッテリは 5 ～ 6 時間充電されます。その後、充電器の電源が切れます...

正直に言うと、最新の高品質の専用充電器では、充電プロセス中に重大な状況が発生することはありません。

ニッケルカドミウム電池は、酸化ニッケル正極を充電する過程で酸素の発生が徐々に増加し、電流利用率が徐々に低下するため、最後に過充電にならないように注意して充電する必要があります。したがって、ニッケルカドミウム電池の充電プロセスでは、内部圧力の上昇が伴います。

酸素がカドミウム負極に最適な速度で吸収されるため、ニッケルカドミウム電池は +10 ～ +30 度の温度で充電するのが最適です。

円筒ローラー型電池は電極が緻密に集まっているため高速充電が可能ですが、充電電流0.1C～1Cの範囲での充電効率はほとんど変わりません。ニッケルカドミウム電池の標準充電モードでは、セルは 0.1 C の電流で 16 時間で 1 ボルトから 1.35 ボルトまで完全に充電されますが、場合によっては 14 時間で十分です。

最新のニッケルカドミウム電池の充電を加速するために、増加した直流電流を印加することができますが、この場合、再充電を許可しない特別な制御システムが必要です。

一般に、ニッケルカドミウム電池は、0.2C ～ 0.3C の定電流で 6 ～ 3 時間安全に充電できますが、充電時間を監視することのみが重要です。ここでは、最大 120 ～ 140% までの再充電も許可されており、その場合、放電容量はバッテリーの定格に近くなります。

ニッケルカドミウム電池の場合、メモリ効果が固有であるため、完全に放電した電池のみを充電する必要があります。充電しないと、結果として生じる過小放電、追加の二重電気層により、電池は充電量を完全に放電できなくなります。完全に。ニッケルカドミウム電池は完全に放電した状態で保管してください。ニッケルカドミウム電池や他のタイプの電池を充電するために、特別な充電器が製造されています。

ニッケル水素電池は、ニッケルカドミウム電池に代わるものとして開発されました。同じ寸法で容量が 20% 増加し、メモリー効果がないため、どの状態でも充電できます。ただし、NiMH バッテリを部分的に放電した状態で 30 日以上保管した場合は、使用する前に完全に放電してから、再度完全に充電する必要があります。

ニッケル水素電池は、公称容量の約 40% の部分充電状態で保管する必要があります。新しいバッテリーを充電して使用する前に、完全に放電してから 4 ～ 5 回充電してバッテリーをトレーニングすると効果的です。そうすれば、バッテリーの動作容量はそのようなトレーニングを行わない場合よりも大きくなります。

充電条件はニッケルカドミウムと同様です。0.1C の電流で、充電は 15 ～ 16 時間持続します。これらの推奨事項は、ニッケル水素電池のすべてのメーカーの標準です。ニッケルカドミウム電池と同様、ニッケル水素電池は過熱に弱いため、50 度以上に加熱しないでください。

このタイプのバッテリーは、バッテリーセルあたり 1.4 ～ 1.6 ボルトの電圧で直流で充電され、電圧が 0.9 ボルトのバッテリーは完全に放電したとみなされ、それ以上の放電はバッテリーに有害です。

ニッケル水素バッテリーがほぼ完全に充電されると、ソースエネルギーが充電の化学反応をサポートできなくなるため、さらに発熱し始めます。充電電流が十分に高いと、バッテリーの温度が上昇し始めます。ブートプロセスが完了すると急激に上昇します。そのため、温度センサーを取り付けることで、最大許容温度が+60度以下の範囲で充電状態を監視できます。ニッケル水素電池の充電には専用の充電器をご利用いただけます。

ニッケル亜鉛電池の公称電圧は 1.6 ボルトです。つまり、充電するには 0.25C の電流で 1.9 ボルトを印加する必要があります。特別な充電器を使用すると、どの国からでも 12 時間で完全に充電できます。メモリ効果はありませんが、耐用年数を延ばし、ニッケル亜鉛電池の動作サイクル数を増やすには、次の時間まで充電するだけで済みます。容量の 90%。

それ以外はニッケル水素電池と似ていますが、放電電圧は 1.2 ボルトで、デューティ サイクル数は 3 分の 1 です。最大許容温度は+40度です。

リチウムイオン電池は通常、最初に 0.2C ～ 1C の定電流、4 ～ 4.2 ボルトの電圧で 40 分間充電され、次にセルあたり 4.2 ボルトの定電圧で充電されます。 1Cの電流で充電した場合、リチウムイオン電池を完全に充電する時間はわずか2～3時間です。

充電電圧が 4.2 ボルトを超えると、リチウムイオン電池の寿命が短くなります。さらに、リチウムイオン電池は再充電しないことを強くお勧めします。これは、リチウム金属が負極に堆積し、酸素がアノードで積極的に放出されるという事実につながり、その結果、熱漏れが発生し、バッテリーケース内の圧力が上昇し、これがバッテリーの低下につながる可能性があります。プレッシャー。

したがって、電圧が電池メーカーが推奨する値を超えない方法でリチウムイオン電池を充電するのが安全かつ適切です。

一部のリチウムイオン電池には、リチウムイオン電池を過充電から保護する保護回路が組み込まれており、電池温度が +90 度に達すると保護が作動します。一部のバッテリーには、バッテリーケース内の過圧に反応する機械式スイッチが組み込まれています。

多くの場合、リチウムイオン電池に組み込まれた監視システムは入力充電電圧の値を監視し、その値が許容範囲内に収まると充電プロセスが開始されます。制限電圧を超えるか下限許容値を下回る場合、充電は開始されません。

ただし、リチウムイオン電池の充電プロセスには注意し、電圧と電流を監視する必要があります。基本的に、リチウムイオン電池を使用するデバイスには、多くの場合、充電器が内蔵されているか、外部充電器が付属しています。

リチウムポリマー電池の充電方法はリチウムイオン電池と変わりません。唯一の違いは、リチウムポリマー電池には液体ではなくゲル状の電解質が含まれており、過充電または過熱した場合でも、リチウムイオン電池のように爆発せず、膨張するだけであることです。これは、リチウムイオン電池市場からリチウムポリマー電池への置き換えの傾向を説明しています。

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