La ragione di questo articolo è stata la comparsa di due batterie per il cacciavite Bosch NiMH 14,4 V, 2,6 Ah. Queste batterie sono state sostituite con batterie nuove a causa del loro rifiuto di funzionare dopo due o tre anni di inattività. La conservazione delle batterie avveniva in una custodia, in condizioni ambientali, con una carica completa sulla memoria "nativa", dopo un uso raro. Alla successiva rimozione dalla custodia per lavori urgenti, la batteria del cacciavite ha dato tutta la sua forza in 5-7 minuti. Dopo lo stesso tempo di ricarica, il caricabatterie ha riferito che la carica era piena. E così in un cerchio, per tutto il tempo di lavoro. La seconda batteria di backup si è comportata in modo simile. Dopo una sostituzione naturale, sono venuti da me.
Una batteria per cacciavite a batteria in idruro di nichel metallico con una tensione di esercizio di 14,4 volt è assemblata da 12 elementi separati con una tensione tipica di 1,2 volt collegati in serie. Ma diversi elementi nella produzione ricevono una certa gamma di caratteristiche. Alcuni hanno più capacità, mentre altri ne hanno di meno. Come risultato della carica costante in un fascio, gli elementi con una capacità inferiore vengono costantemente ricaricati. Per questo motivo, si stanno rapidamente degradando. Le batterie con una capacità inferiore si deterioreranno anche durante la scarica. Vengono scaricati prima di altri elementi e un'ulteriore scarica porta alla loro scarica profonda. Per questo motivo, in caso di malfunzionamento della batteria NiMH per il cacciavite, una o più celle della batteria normalmente falliranno e altre seguiranno. Pertanto, il compito principale durante la riparazione della batteria di un cacciavite è identificare gli elementi guasti. E in futuro, è possibile ripristinare la batteria di un cacciavite con un semplice set di elementi riparabili dalle batterie principali e di riserva o con un tentativo di ripristinare alcuni elementi per completare la batteria.
Le opinioni sono spesso espresse su Internet, spesso controverse, su come ripristinare tali batterie. Molti lo considerano semplicemente poco promettente o inefficace a causa della breve vita dopo il restauro. Ma poiché le batterie di cui sopra presentavano un numero limitato di cicli di carica-scarica, in realtà funzionavano sotto carico solo per un breve periodo, ho deciso di provare la possibilità della loro analisi elemento per elemento e, se possibile, del recupero. Potresti essere in grado di raccogliere una batteria di riserva per un cacciavite o utilizzare gli elementi "sopravvissuti" in altri prodotti fatti in casarichiedere la scarica di alta corrente di scarica in breve tempo.
Per identificare le celle della batteria non affidabili:
1. Smontato il contenitore della batteria di un cacciavite (4 viti) e rimosso da esso un blocco di lattine collegate in serie (12 pezzi) di celle della batteria NiMH.
2. Dopo aver rimosso le guarnizioni isolanti superiore e inferiore, ha rilasciato le piastre che collegano i poli degli elementi per il contatto.
3. L'ispezione delle celle della batteria non ha rivelato difetti esterni (ammaccature, gonfiori, macchie, corrosione) che potrebbero influenzare il funzionamento della batteria.
4. Per il corretto funzionamento delle batterie NiMH, si consiglia di mantenere la tensione operativa sulle celle entro 1,2–1,4 volt, è consentita una riduzione a 0,9 -1,0 volt. Ha misurato la tensione su ciascun elemento della batteria con un multimetro. La tensione diffusa su tutti gli elementi della batteria era compresa tra 1,01 ... 1,24 volt (ovvero entro l'intervallo normale per una batteria scarica), ma la batteria nel cacciavite praticamente non funziona.
5. Ripetere i paragrafi 1 - 4 sulla seconda batteria per il cacciavite. Il risultato è simile
6. Per identificare il problema, ho condotto misurazioni comparative della corrente fornita da ciascun elemento sulla resistenza interna dello shunt del multimetro. Misurazioni a breve termine hanno mostrato che 4 su 24 elementi possono fornire una corrente di più di 1 ampere e il resto - meno di 0,2 ampere. In altre parole, solo 4 di tutti gli elementi avevano una certa capacità e per un breve periodo supportavano il lavoro di un cacciavite.
7. Per il lavoro sul tentativo di ripristinare celle a bassa capacità e caricare i lavoratori, ho smontato i pacchi batteria NiMH. Per fare questo, ho tagliato i ponticelli che collegano gli elementi con le normali forbici. Se possibile in futuro, collegare gli elementi saldando i residui dei ponticelli non sarà un problema.
8. Quattro elementi selezionati con una certa capacità sono contrassegnati e pronti per la sperimentazione.
9. Per ripristinare o rifiutare singoli elementi, è necessario caricare l'elemento con una corrente di 0,5 ... 1,0 C (carica rapida) sulla capacità nominale, limitando la carica in base al tempo stimato. Ma per calcolare il tempo, è necessario conoscere la capacità e la carica iniziale della cella della batteria. Pertanto, per escludere la carica iniziale sconosciuta nei calcoli, è necessario prima scaricare la batteria ripristinata.
Il controllo della capacità di un elemento caricato può anche essere verificato mediante la sua scarica, controllando la corrente e il tempo di scarica.
In connessione con quanto sopra, il primo passo per determinare le caratteristiche della batteria sarà quello di scaricare la cella a carico costante, con un controllo sulla tensione residua minima di 0,9 ... 1,0 volt, per escludere una scarica profonda. Tutto è semplice con la corrente: minore è la corrente di scarica, più completa è la scarica e più efficiente è il processo, ma i tempi di ricarica aumenteranno. Le batterie all'idruro di nichel-metallo possono fornire molta corrente, ma non è consigliabile impostare valori superiori a 0,5 ° C durante la scarica. Ciò porta ad una riduzione del numero di cicli di carica-scarica e ad una riduzione della durata. Di conseguenza, prendiamo una corrente di scarica di 100 mA.
10. Per scaricare le celle della batteria, assembliamo un semplice circuito che consente di controllare il processo di scarica dal bagliore del LED.
Per garantire l'accensione del LED, installiamo due elementi collegati in serie contemporaneamente. Ciascuno di essi viene scaricato nella propria catena di resistenza (che determina la corrente di scarica) e nei diodi (che determinano la tensione minima sulla cella della batteria entro 0,9 ... 1,0 volt). Questa tensione minima sull'elemento viene ottenuta automaticamente. La fine del ciclo di scarica quando il LED è spento.
11. Selezioniamo le parti secondo lo schema e le assembliamo su un pezzo di PCB tagliato da un circuito universale.
12. Colleghiamo due elementi in serie, secondo la polarità, non dimenticare di collegare il punto medio (filo bianco) e osservare il bagliore del LED. Per la durata della scarica è possibile navigare sulla capacità della cella della batteria.
13. La capacità della cella può essere misurata scaricando una batteria completamente carica. Per fare ciò, è necessario rilevare il tempo di scarica e moltiplicarlo per la corrente di scarica. Questa sarà la capacità che deve essere confrontata con quella nominale. Alcuni dispositivi, come iMAX-B6, eseguono le misurazioni automaticamente. Agiremo in modo più economico. Poiché per valutare la possibilità di utilizzare gli elementi della batteria, abbiamo bisogno solo di valori approssimativi della capacità, effettueremo misurazioni periodiche su due elementi con caratteristiche estreme.
14. Quando si misura periodicamente la corrente nel processo di controllo di una scarica su un determinato dispositivo, una cella di batteria pre-scarica e completamente carica (paragrafi 9 ... 12), è possibile vedere la differenza tra le celle, che si riflette nel grafico
Il grafico 1 (linea rossa) riflette il processo di scarico degli elementi selezionati dalle misurazioni (elemento 8), che inizialmente hanno una certa capacità. In base a misurazioni e calcoli, la capacità di questa cella della batteria è di circa 95 ore, pari al 44% della capacità nominale. A causa dell'instabilità della corrente di scarica, il calcolo è stato eseguito sommando le capacità dei componenti su brevi periodi di tempo di scarica (10-15 min) uno dopo l'altro. La corrente di scarica è stata presa come media, tra l'inizio e la fine di ciascuno dei periodi.
Il grafico 2 (linea verde) mostra il processo di scarico di un elemento con una capacità iniziale minima. Misure e calcoli vengono eseguiti in modo simile. La capacità di questo elemento è di circa 50 ore (23%). La natura della caduta della corrente di scarica differisce nettamente dalla precedente e indica una piccola capacità dell'elemento.
I grafici mostrano che la capacità potenziale della cella della batteria, ai fini del rifiuto, può essere determinata durante i primi 20-30 minuti della scarica di controllo in base all'entità della caduta di corrente di scarica. Inoltre, nonostante un ciclo completo di scarica e la ricarica calcolata di una vecchia batteria, senza ulteriori misure di recupero, la sua capacità non viene praticamente ripristinata.
La ragione di un calo significativo della capacità degli elementi di idruro di nichel metallico può essere l'effetto della memoria. Si manifesta in cicli di scarica incompleta e successiva carica. Come risultato di tale operazione, la batteria “ricorda” il limite inferiore inferiore di scarica, che diminuisce la capacità. Parte della massa attiva della batteria esce dal processo.
Per eliminare questo effetto, si consiglia di ripristinare o addestrare regolarmente le batterie. Per fare ciò, secondo il diagramma sopra, viene eseguita la scarica e quindi il processo di carica completo. Si consiglia di eseguire diversi di questi cicli.
Un altro modo per ripristinare le batterie NiMH è far passare corrente attraverso di loro a brevi impulsi. La corrente dovrebbe essere dieci volte superiore al valore della capacità dell'elemento. Allo stesso tempo, i dendriti vengono distrutti e la batteria viene "aggiornata". Inoltre, la sua formazione è condotta sotto forma di diversi cicli di carica-scarica.