NiMH充電式バッテリー寿命の延長方法

要約：ニッケル水素電池はニッケルカドミウム電池の子孫であり、その性能はあらゆる面でニッケルカドミウム電池よりも優れています。この記事では、Ni-MH二次電池の長寿命とNi-MH二次電池の寿命を延ばす方法について詳しく説明します。お役に立てれば幸いです。

【NiMH二次電池】Ni-MH二次電池の寿命を延ばす方法

ニッケル水素電池はニッケルカドミウム電池の子孫であり、その性能はあらゆる面でニッケルカドミウム電池よりも優れています。ニッケル水素電池は、正極に酸化ニッケル、負極に水素貯蔵金属、電解液にアルカリ溶液（主に水酸化カリウム）を使用しています。定格電圧は1.2Vで、フル充電時の最大電圧は1.6V〜1.8Vに達することがあります。通常の放電終了電圧は1.0Vで、実際には0.9Vが使用できます。繰り返し充電回数は500回以上、自己放電率は20％/月です。

ニッケル水素電池の最大放電電流は3Cに達する可能性があります（放電率Cは1時間の全容量の電流値を指します。たとえば、500mAh電池のCは500mAです）。エネルギー対重量比は60〜80Wh / kgであり、エネルギー対体積比はニッケルカドミウム電池よりもはるかに高くなっています。シングルセル5番目のバッテリーの最大容量は2300mAhに達する可能性があり、これはニッケルカドミウムバッテリーのほぼ4倍です。ニッケル水素電池は、低コストでカドミウム汚染がなく、幅広い温度用途に使用できます。急速充電性能が良く、メモリー効果がなく、充電に使用できます。そのため、ユニバーサルバッテリーを使用する機器では、ニッケル水素電池の市場が拡大しています。

しかし、実際には、ニッケル水素電池の再充電回数はニッケルカドミウム電池ほど多くないため、ニッケル水素電池の寿命は長いことがわかっています。実際、理論的には、ニッケル水素電池の寿命はニッケルカドミウム電池の寿命よりもわずかに長くなります。ただし、ニッケル水素電池が過充電されると、電池への悪影響はニッケルカドミウム電池よりも大きくなります。

バッテリーが長期間適切に充電されていないと、バッテリーが損傷します。

現在、市場に出回っている数十ドルのニッケルカドミウム/ニッケル水素電池充電器は単純すぎて、ニッケル水素電池を過充電しやすい。充電制御チップを搭載した充電器は数百ドルで販売されており、ユーザー数も少ない。

したがって、ニッケル水素電池は優れた性能を十分に発揮することができません。

したがって、ニッケル水素電池の充電メカニズム、充電器の正しい購入と使用を理解することは、耐用年数を延ばすために不可欠です。

いわゆる正しい充電とは、バッテリーを損傷することなく、充電式バッテリーの容量を100％にすることです。誤った充電には2つの結果があります。容量を100％にすることはできません。そうしないと、バッテリーが深刻な損傷を受けます。異常に熱くなったり、ひびが入ったり、充電中に引っ掛かったりします。

下図は、ニッケル水素二次電池充電時の充電電流と電池電圧の関係を示しています。

大電流充電の場合、電圧が100％に上昇した後、バッテリー電圧が上下しないことがわかります。充電fC制御チップは、バッテリー電圧が上昇から下降に変化するという特性を利用して、充電を終了することができます。充電を終了するためのこの基準は、-ΔV検出と呼ばれます。

電流の変動はバッテリーの電圧も変動させるため、-ΔVを検出して定電流を充電する必要があります。単純な充電器は一般に定電圧電流制限で充電され、充電後期に電流がどんどん小さくなり、-ΔVの検出が困難になります。したがって、この機能を使用してニッケル水素電池の充電を終了する場合は、充電電流を一定に保ち、1C以上の大電流で充電する必要があります。

二次電池が完全に充電された後、充電を続けると、電気エネルギーが電池の熱エネルギーになり、電池が熱くなり始めます。

充電IC制御チップの別の制御は、ΔT/Δt検出と呼ばれる温度上昇率の増加によって充電を終了することです。充電が通常2°C /分になると、充電が停止します。

ΔT/Δtが検出された場合、充電電流は定電流を維持する必要があります。また、充電電流が大きい場合（0.3C以上）は検出は正しいです。充電電流が小さい場合や周囲温度が低く、熱放散が良好な場合は検出されず、過充電が発生します。

これらの正式な検出方法は両方とも、大電流定電流充電を必要とします。ディスクリート部品で構成されているため、制御回路は複雑です。 ICチップを使用すると便利ですが、温度センサーも外部接続する必要があります。重要なのは、充電器の電源部分を高くする必要があり、定電流が大きいことです。単純な変圧器を使用して整流することは適切ではありません。スイッチング電源を使用する必要があります。したがって、通常のニッケル水素電池充電器の価格は高くなります。

制御する最も簡単な方法は、最大時間制御を使用することです。最大充電時間は、充電電流、バッテリー容量、および充電効率によって決まります。この時間を超えると、無条件に充電が停止します。例えば、0.1℃の充電では、充電効率を考慮して、約12時間で充電を終了します。ただし、このように充電した場合、最初にバッテリーに残量があると、事実上過充電になります。

したがって、タイミング充電電流は0.3C未満である必要があり、ほとんどは0.1Cで充電されます。充電電流が小さいため、バッテリーの過充電により発生する熱を比較的早く放散でき、バッテリーへの影響はほとんどありません。

最大時間制御充電器は安全性能が高く、十分なスペースが使用される場合に最適です。充電器と一緒に使用する必要のある電化製品には適しておらず、深刻な過充電が発生しないことがよくあります。充電開始時にバッテリーの残量が推定できる場合は、可変時間充電方式を使用できます。必要に応じて手動で介入することもでき、推定時間またはバッテリーカバーの温度が室温よりも大幅に高くなると充電が停止します。

さて、これらの基本で、あなたは正しいバッテリーと充電器を選ぶことができます。 1600mAh以上などの大容量のNiMHバッテリーを使用する場合は、ICコントローラー付きの大電流充電器を購入することをお勧めします。これにより、充電時間が大幅に短縮されるだけでなく、比較的高価な大容量の充電式バッテリーを効果的に保護します。

シンプルな充電器は使いやすく、コンパクトで持ち運びも簡単です。しかし、それは一般的にニッケルカドミウム電池で一般的な種類です。定電圧電流制限充電の場合、回路は非常に単純です。半波整流後のみ、一連の抵抗が充電されます。

この充電方法は大電流から始まり、0.1Cの小電流、つまり50mAに制限されます。一部には100mAの急速充電ファイルがあります。これは500mAhニッケルカドミウム電池の0.2C充電に相当します。利点は、ユーザーが過充電された場合でも、バッテリーへの影響が大きくないことです。この充電器は、ほぼ一晩、500mAhのバッテリーで充電されます。仕事の後に充電するのは、仕事に行くのが適切です。

1600mAhのバッテリーを充電するには30〜40時間かかり、実際の使用では十分ではありません。また、ユーザーは携帯電話のバッテリーで充電しているかのように充電します。このようなニッケル水素電池を不満足な状態で長期間使用すると、寿命と実際の最大使用可能容量に影響があります。

など。ニッケル水素電池を購入するのに適したサドルがない場合は、優れた馬を使用する必要はありません。容量は中程度で、バッテリーを8〜12時間で計算するのが妥当であり、充電器は0.3C未満です。ちなみに、大容量のニッケル水素電池は重いはずです。2つのニッケル水素電池の重量が同じである場合、公称容量は偽物である可能性があります。

ニッケル水素電池の放電もストレスがたまります。ニッケル水素電池の放電終了電圧は1.0Vで正常なので、1.0〜0.9ボルトでも放電できます。現時点では過放電であり、バッテリーの寿命に悪影響を及ぼします。ラジオ、ウォークマン、電気ナイフなどの一般的な機器には、NiMHバッテリーを過放電しやすい1.0ボルトの自動終端放電回路がありません。このようなデバイスで使用する場合、ほとんど使用する場合は充電する必要があります。完全に充電するために使用することはできません。この問題は、電源管理システムを備えたデジタルカメラやMP3などのデバイスでは発生しません。

内部抵抗が増加し、バッテリー温度が上昇すると、後放電が増加します。ニッケル水素電池の内部抵抗はリチウムイオン電池の数分の1ですが、ニッケルカドミウム電池の内部抵抗の2倍です。したがって、後期のNi-MH電池の使用は、ニッケルカドミウム電池の使用よりも多くなります。

ニッケル水素電池は当初、メモリー効果がないと考えていましたが、それでも後のリチウムイオン電池と比較して一定の容量低下がありました。ニッケル水素電池を長期間使用しないと、休止状態になります。

容量が大幅に削減されます。したがって、新しく購入したバッテリーやニッケル水素電池をしばらく保留した場合は、まず乱流の電気量で十分（不足しない）にしてから、0.2Cの割合で1.0Vまで放電する必要があります。 、これを数回繰り返してアクティブにします。

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