Никель Цинковые (Ni Zn) аккумуляторы
Никель Цинковые (Ni Zn) аккумуляторы — что это? Какие у них достоинства и недостатки, а также, где они применяются? Вот именно этим вопросам и будет посвящена данная тема.
Перезаряжаемые источники питания пользуются у обладателей электронных «безделушек» повышенным спросом. В принципе, ничего удивительного в данном обстоятельстве нет, ведь современные гаджеты потребляют не малое количество электроэнергии, поэтому обычных батареек на них не напасёшься. Под эту роль как нельзя кстати подходят Ni Zn аккумуляторы, которые можно пускать в ход большое количество раз, естественно перезарядив их перед этим. Это позволит сэкономить не мало денежных средств и кроме того, избавит пользователя от траты времени на регулярную покупку новых обычных батареек.
Содержание:
- Что представляет собой никель цинковый электронакопитель?
- Устройство и принцип работы Ni Zn электронакопителей.
- Какие бывают Ni-Zn аккумуляторы.
- Особенности применения Ni-Zn батарей.
- Плюсы никель-цинковых электроаккумуляторов.
- Минусы никель-цинковых электроаккумуляторов.
- Как правильно заряжать NiZn батареи.
- Правила хранения, использования и утилизация NiZn накопителей.
Что представляет собой никель цинковый электронакопитель?
Ni Zn батарея, является химическим источником электрической энергии. Её анод и катод состоят из цинка и оксида никеля соответственно. Роль электролита играет гидроксид калия, в который, с целью повышения качества, внедряется гидроксид лития.
Наверняка, несведущий юзер подумает, что никель цинковые электроаккумуляторы — это супер высокотехнологичная новинка! Но, не так всё на самом деле: Ni Zn АКБ изобрели более сотни лет назад и за это время они успели послужить добрую службу военной технике, электрокарам, а также некоторым другим устройствам. Так что, про эти изделия можно с уверенностью сказать — всё новое, это хорошо замаскированное старое! Патент на данное изобретение получил сам Томас Эдисон, а произошло знаменательное событие в 1901 году. Модернизировать Ni Zn батарейки взялся Джеймс Драм и они даже были применены для железнодорожного транспорта.
На данный момент, Ni Zn можно найти в таких типоразмерах:
Аккумуляторы приведённых размерных стандартов подходят для устройств, в которых могут применяться обыкновенные батарейки.
Устройство и принцип работы Ni Zn электронакопителей
В том случае, если Ni Zn элемент изготовлен в форме батарейки, то подобное изделие будет состоять из корпуса, материалом для которого выбран металл. Большая часть оболочки является «-» контактом источника питания. Для этих целей, поверхность металла покрывается тонким слоем оксида никеля.
Плюсовой вывод есть только с одной стороны. В принципе, определить полярность можно элементарно: обычно, на корпус аккумулятора нанесены соответствующие обозначения. Помимо этого, в распоряжении положительного контакта, слегка выпуклая плоскость.
В середине цилиндра располагается капсула с гидроксидом калия, а в ней, нашёл своё место цинковый стержень. Данный компонент имеет непосредственное соединение с плюсовым контактом электронакопителя. Между «+» и «-» электродами расположился нейтральный наполнитель. Размерами капсулы определяется количество запасаемой электроэнергии, которая может сохраняться 900-2500 mAh. Что касается элементов выполненных в форме прямоугольника, то в их распоряжении аналогичные характеристики и принцип работы.
При зарядке и разрядке Ni Zn батарей происходит следующая реакция:
Ni Zn электроаккумуляторы характеризуются повышенным напряжением, доходящим до показателя 1,6 V рабочего режима. Кроме того, такие батареи могут довольно долго поддерживать этот параметр по ходу эксплуатации. Говоря другими словами, пока аккумулятор не истратит 80% своего заряда, показатели вольт на электродах будут удерживаться, не падая ниже 1,4 V.
К превеликому сожалению, данная положительная сторона одновременно и отрицательной является. Если напряжение на контактах станет ниже 1,2 V, то есть, если батарейка выдохлась более чем на 80% — может случиться такое обстоятельство как переполюсовка контактов. Что это такое? Для тех кто не знает поясню — это когда катод становится анодом и наоборот. Последствия сего действа для подобного рода электронакопителей плачевные! Привести Ni Zn батарею в себя будет весьма сложно, зачастую практически невозможно.
А вот ещё одно недоразумение: никель-цинковые батарейки очень плохо переносят перезаряд, они могут раздуться или даже взорваться. По этой причине, если вольтаж на контактах при зарядке превышает 1,92 V, зарядное устройство отключают.
Что касается химсостава никель-цинковых изделий, то он даёт возможность практически на сто процентов избежать «эффекта памяти» и кроме того, такие девайсы достаточно безопасны для экологии. Количество циклов зарядки/разрядки — 200-300, что в общем-то немного, зато может порадовать диапазон рабочих температур — -30…+40 градусов. Масса и ёмкость NiZn АКБ имеют прямую зависимость от типоразмера.
Какие бывают Ni-Zn аккумуляторы
Самыми популярными на рынке являются компоненты типа AA. Они обладают небольшими размерами и с лёгкостью извлекаются из гаджета для процедуры подзарядки. Другие типоразмеры исполненные в цилиндрической форме, также применяются для обеспечения питания всевозможных электронных приспособлений. Все приведённые качества справедливы и для компонентов таких разновидностей, однако продолжительность функционирования аккумуляторов будет иметь прямую зависимость от их ёмкости.
Ni-Zn АКБ для питания электромашин в значительной степени отличаются от обыкновенных батареек. Учитывая то обстоятельство, что подсоединение к электросистеме происходит с помощью резьбовых клемм, отпадает необходимость производить такие элементы в форме вытянутого цилиндра.
При движении электромобиля, электроаккумуляторы прямоугольной формы ведут себя намного устойчивее, а их корпус обладает большей прочностью, чем корпуса бытовых изделий. Разработчикам нет нужды создавать металлическую оболочку, так как электрические выводы обсуждаемых элементов располагаются только с одной стороны.
Особенности применения Ni-Zn батарей
У Ni-Zn электронакопителей имеют место недостатки, в значительной степени влияющие на то, где желательно использование таких источников питания. В распоряжении потребителей должна быть система отсечки, при определённых уровнях подаваемого тока отключающая аккумуляторную батарею.
Обычно, для получения суммарного вольтажа, источники питания соединяют последовательно и если присутсвует несогласованность параметров, допустим, один аккумулятор демонстрирует меньше 1,1 V, а его коллега — 1,6 V, в сумме, потребитель получает 2,7 V — то это не есть хорошо. Далее, он продолжает использовать энергию батарей, но, это может стать причиной выхода одного из элементов из строя и потом с ним уже ничего не сделаешь — придётся отправлять в утиль.
Применять обсуждаемые в теме источники питания, 100% можно в таких гаджетах:
- фотоаппаратура оснащённая вспышками;
- зарядные приспособления для мобильных телефонов;
- устройства специально предназначенные для использования на них NiZn аккумуляторов;
- рации.
В остальных же случаях, к примеру, когда электронакопители будут использоваться в дистанционных управлениях, фонариках и прочем оборудовании, требуется периодически диагностировать посредством вольтметра напряжение на контактах каждой АКБ.
Если возникает необходимость использования Ni Zn в устройствах потребляющих малое количество энергии, то это может быть не совсем рациональным решением. Внедрять никель-цинковые электронакопители в электронные гаджеты чувствительные к повышенному напряжению — категорически не рекомендуется.
Применяются NiZn практически в любых устройствах, где устанавливаются батарейки стандартных типоразмеров, а также в качестве накопителей большой ёмкости для электрокаров.
Многие юзеры, которые используют перезаряжаемые источники питания подобного типа, заметили улучшенное функционирование девайсов обслуживаемых ими. А всё это по причине того, что никель-цинковые электроаккумуляторы выдают больший вольтаж, чем обыкновенные NiCd или NiMh батареи.
Ниже в таблице приведено сравнение Ni Zn с Ni Mh АКБ размеров AA и AAA:
Плюсы никель-цинковых электроаккумуляторов
- Относительно высокое напряжение. При идентичных габаритах, Ni Zn обеспечивают напряжение на 0,4 V выше, чем у NiMH элементов и на 0,1 V больше, чем в обыкновенной батарейке.
- Превосходные показатели разрядного тока. На протяжении почти всего времени разряда, Ni-Zn АКБ удерживают напряжение на самом высоком показателе. Такое возможно даже при низком оставшемся заряде электробатареи.
- Пониженное внутреннее сопротивление. Данное качество даёт возможность подзаряжать аккумулятор в ускоренном режиме с применением высокого тока.
- Относительно низкая себестоимость. Обсуждаемые в теме аккумуляторные батареи по цене значительно дешевле некоторых своих конкурентов.
- Низкая масса. Это достоинство позволяет использовать батарейки в самых разнообразных летающих аппаратах на дистанционном управлении.
- Энергоёмкость. Реальная энергоёмкость при активной эксплуатации на 30% больше чем у других видов АКБ.
- Низкий показатель саморазряда.
Минусы никель-цинковых электроаккумуляторов
- Повышенная чувствительность к глубоким разрядам (менее 1,4 V с переполюсовкой).
- Повышенная чувствительность к перезаряду.
- Требуются специальные зарядные устройства либо же придётся контролировать процесс подзарядки.
- Относительно низкий показатель количества циклов зарядки/разрядки.
- Данная продукция мало распространена.
- На рынке попадается не мало подделок.
Даже изделия от известных брендов не всегда в состоянии выдержать более 300 циклов зарядки, а что касается поддельных элементов, то они частенько отрабатывают свой срок уже в течении первого месяца. Но несмотря на приведённый перечень недостатков, Ni Zn АКБ являются весьма востребованными у российских юзеров, а всё по причине их финансовой доступности.
Как правильно заряжать NiZn батареи
Зарядка никель-цинковых электроаккумуляторов — специфическая. Универсальное зарядное устройство подойдёт только в том случае, если оно оснащено специальной функцией для подзарядки этих батарей. Если такая опция отсутствует, то придётся непрерывно контролировать зарядный процесс.
Итак, с универсальной зарядкой нужно поступать так (в зависимости от возможностей конкретного зарядного устройства, есть три способа):
1. Первый способ. Нужно зарядное на котором можно устанавливать вольтаж. Заряд рассчитывается исходя из 1,9 V для каждого источника энергии. К примеру, если на зарядку установлено две пары элементов, то выставляем на зарядном, при наличии такой функции конечно, напряжение зарядного тока равное 4*1,9=7,6 V, ну и заряжать соответственно по времени. Очень важно не превышать указанное значение, иначе элемент питания выйдет из строя.
2. Второй способ. Если зарядка продумана разработчиками в достаточной степени, но отсутствует регулировка напряжения, то выставляем на ней ограничение по ёмкости — 1500 mAh как раз к месту будет. Что касается вида подзаряжаемых аккумуляторов, который нужно выставить на ЗУ, выставляем NiCd либо NiMh электронакопители.
3. Третий способ. Если в вашем распоряжении ЗУ для LiFe батарей, то выставляя на зарядном количество подзаряжаемых накопителей, в реальности нужно подключить их в два раза больше. То есть, выставив зарядку двух батареек LiFe, на самом деле подключаем четыре АКБ Ni-Zn.
Но всё-таки, самым идеальным вариантом будет приобретение приспособления, специально предназначенного для зарядки никель-цинковых электроаккумуляторов. При использовании любого другого оборудования, есть риск недозаряда и снижения ёмкости накопителя. Применяя устройства с пометкой NiZn, вы максимально продлите срок функционирования источника питания.
Какое конкретно зарядное выбрать для обслуживания NiZn аккумуляторов? Специалисты рекомендуют отдать предпочтение профессиональному прибору IMAX B6. Это приспособление может обеспечить не только обычную зарядку, но и восстановить электроаккумулятор при понижении напряжения на выводах АКБ даже до 0,2 V.
Правила хранения, использования и утилизации NiZn накопителей
Перед стартовым применением никель-цинка, нужно прочитать инструкцию изложенную на упаковке АКБ. Изготовители не советуют хранить Ni-Zn батарейки в помещении с повышенной влажностью, а также при черезчур высоких либо черезчур низких температурах. По ходу эксплуатации должна быть исключена вероятность короткого замыкания, а если осуществить подобное не представляется возможным, то в электрическую цепь нужно внедрить предохранители.
Что касается вопроса утилизации, то вещества входящие в состав NiZn не причиняют значимого вреда окружающей среде и здоровью людей, поэтому они могут подвергаться утилизации на общих основаниях.
Заключение
Ну что же, как говориться, нет в мире совершенства! С одной стороны, никель-цинковые электронакопители могут привлечь потребителя тем, что они выдают большой вольтаж и как следствие, девайсы обслуживаемые ими будут работать эффективнее. А вот обратная сторона медали совсем не радует: нужен контроль напряжения для некоторых видов потрибителей, также хлопот юзеру доставляют заморочки с ЗУ. Хотя, в общем, вещь стоящая!
Почти способен синтезировать обратный захват серотонина.
