О никель-кадмиевых (NiCd) и никель-металлогидридных (NiMh) аккумуляторах знают практически все и умеют ими правильно пользоваться. Никель-цинковые элементы пока еще не так распространены. Те, кто выбрал для себя эти батареи, чаще всего не знают, что работа с ними сильно отличается от работы с никель-кадмиевыми и никель-металлогидридными. В этой статье мы выясним, что собой представляет никель-цинковый аккумулятор, какими характеристиками обладает и как его правильно эксплуатировать.
Общие сведения
Никель-цинковый аккумулятор — это химический источник тока, в котором анодом является цинк, электролитом — гидроксид калия с добавкой гидроксида лития, а катодом — оксид никеля.
Этот тип батареи часто сокращается аббревиатурой NiZn, реже и не совсем правильно — Ni-Zn или Ni Zn. Никель-цинковый элемент, как и его собратья, является щелочным, поскольку электролит — щелочь (КОН). Для бытового применения выпускаются только цилиндрические АКБ стандартных типоразмеров для возможности замены ими гальванических элементов. Корпус герметичен, конструкция необслуживаемая.
Электрические характеристики следующие:
- Удельная энергоемкость, Вт*ч/кг — около 60.
- Удельная энергоплотность, Вт*ч/дм³ — около 255.
- ЭДС, В — 1.78.
- Номинальное напряжение, В — 1.6.
- Минимальное напряжение, В — 1.3.
- Максимальное напряжение, В — 1.8.
- Рабочая температура, °C — -30…+40.
Важно! NiZn-аккумуляторы отдают 80% от указанной энергии. Возможно, это связано с режимом работы выпускаемых сегодня зарядных устройств. Для достижения максимального числа циклов рекомендуется заряжать эти аккумуляторы на 80-90%.
Сравнение с никель-металлогидридными и никель-кадмиевыми
Разберемся, чем отличаются никель-цинковые аккумуляторы от никель-металлогидридных и никель-кадмиевых. Для удобства сравнения сведем их особенности в табличку.
Параметр | Значение | ||
|---|---|---|---|
NiZn | NiMh | NiCd | |
| Номинальное напряжение, В | 1.6 | 1.2 | 1.2 |
| Удельная энергоемкость, Вт·ч/кг | 70-80 | 60-70 | 45-65 |
| Удельная энергоплотность, Вт·ч/дм3 | 225 | 150 | 50-150 |
| Саморазряд, % в месяц | 5-7 | 10-15 | 5-8 |
| Рабочая температура, °C | -30…+40 | -40… +55 | -50…+40 |
| Количество циклов заряд/разряд | 250-300 | 300-500 | до 900 |
| Оптимальный ток заряда | 0.5-1С | 0.1-0.3С | 0.1-0.3C |
| Эффект памяти | есть | нет | есть |
| Конечное напряжение зарядки, В | 1.8-1.88 | 1.4-1.6 | 1.4-1.6 |
Плюсы и минусы
Одно из основных отличий – номинальное напряжение 1.6 В. У NiZn и NiMh оно составляет 1.2 В. Эта особенность позволяет устанавливать никель-цинковые аккумуляторы вместо гальванических элементов в устройства, рассчитанные на работу от 1.5 В, которые могут «глючить» или вообще отключаться уже при 1.1-1.2 — номинальном напряжении других типов щелочных аккумуляторов. К примеру, в фотоаппараты, беспроводные манипуляторы «мышь» и электронно-механические часы. Что касается других достоинств, это:
- высокая энергоемкость;
- не содержат ядовитых и канцерогенных веществ;
- не выделяют гремучего газа при зарядке и разрядке;
- не содержат самовоспламеняющихся на воздухе веществ;
- практически не нагреваются при зарядке;
- могут без ущерба заряжаться высокими токами (до 1С);
- имеют низкое внутренне сопротивление, а значит, могут выдавать большие токи;
- низкий саморазряд.
Есть у аккумуляторов этого типа и недостатки:
- малое количество циклов заряд/разряд;
- эффект памяти;
- не могут работать при температуре ниже 30 градусов Цельсия.
Правила эксплуатации и хранения
Как замечено выше, никель-цинковые аккумуляторы нельзя эксплуатировать на сильном морозе. Не разряжайте их ниже 1.4 В и не заряжайте выше 1.9 В. Этот тип аккумуляторов имеет сильно проявленный эффект памяти, поэтому их нельзя дозаряжать. То есть перед зарядкой их нужно разрядить «в ноль» — до 1.4 В.
Что касается хранения, то из-за того же эффекта памяти это обременительно. Как и всем другим АКБ, никель-цинковым аккумуляторам свойственен саморазряд. Значит, их нужно периодически подзаряжать. Но, как отмечено выше, подзаряжать их нельзя. Перед зарядкой их придется полностью разряжать. Хранить NiZn аккумуляторы нужно при температуре от -20 до +30 градусов, причем чем ниже этот показатель, тем меньше саморазряд и длительнее срок хранения, а впоследствии и эксплуатации.
Как заряжать ni zn аккумуляторы
Перед зарядкой NiZn-аккумуляторы нужно разрядить до напряжения 1.4 В. Ток разряда — 0.1-0.3С. После этого АКБ заряжают постоянным током 0.1-0.5С (допускается 1С) до 1.9 В. Для зарядки NiZn аккумуляторов не годится зарядное устройство, предназначенное для NiCd- и NiMh-элементов, конечное напряжение заряда которых — 1.6 В. При его использовании никель-цинковая батарея будет постоянно недозаряжаться. Это не только не даст использовать вам всю емкость аккумулятора, но и быстро выведет его из строя. Поэтому придется купить специальную зарядку. К примеру, такую:
В остальном нет никаких хитростей, касающихся зарядки никель-цинковых аккумуляторов.
На заметку. Хотя производитель и не возражает против зарядки только постоянным током в один этап, неплохо (но не обязательно) разбить ее на два. 1 – зарядить до напряжения 1.9 В постоянным током. 2 – дозарядить постоянным напряжением в 1.9 В до момента, когда зарядный ток упадет до 10-20 мА.
Мы познакомились с никель-цинковыми аккумуляторами. Они пока не слишком распространены, но, вероятно, скоро потеснят своих никелевых собратьев. Теперь вы знаете, что собой представляют эти источники питания и как ими правильно пользоваться.
Сейчас читают:
