So laden Sie den Akku richtig auf

Auf dem modernen Markt für chemische Quellen für wiederverwendbaren Gleichstrom sind Batterien der folgenden sechs Typen am häufigsten:

• Blei-Säure-Batterien;

• Nickel-Cadmium-Batterien;

• Nickel-Metallhydrid-Batterien;

• Nickel-Zink-Batterien;

• Lithium-Ionen-Batterien;

• Lithium-Polymer-Batterien;

Viele Menschen haben oft eine sehr berechtigte Frage: Wie lädt man diesen oder jenen Akku richtig auf, um ihn nicht vorzeitig zu beschädigen, seine Lebensdauer so weit wie möglich zu verlängern und gleichzeitig eine hohe Qualität unserer Arbeit zu erzielen? Dieser Artikel hilft Ihnen dabei, eine Antwort auf diese Frage in Bezug auf verschiedene Batterietypen zu erhalten, die heute am häufigsten vorkommen.

Die sicherste, traditionelle Methode zum Laden von Blei-Säure-Batterien ist das Gleichstromladen, wenn der Wert in Ampere 10 % (0,1 C) des Batteriekapazitätswerts in Amperestunden nicht überschreitet.

Trotz dieser Tradition geben einige Hersteller selbst den genauen Wert des maximal zulässigen Ladestroms für eine bestimmte Batterie an, und dieser Wert in Ampere erreicht oft 20–30 % (0,2 °C–0,3 °C) der Batteriekapazität pro Amperestunden.Wenn der Akku also eine Kapazität von 55 Amperestunden hat, ist ein anfänglicher Ladestrom von 5,5 Ampere die sicherste Lösung.

Es ist zu beachten, dass die Spannung einer Zelle einer Blei-Säure-Batterie 2,3 Volt nicht überschreiten sollte. Daher sollten Sie beim Laden mit Gleichstrom die Spannung überwachen. Eine 12-Volt-Batterie besteht beispielsweise aus 6 Batteriezellen. Das bedeutet, dass die Gesamtspannung am Ende des Batterieladevorgangs 13,8 Volt nicht überschreiten sollte.

Wenn beispielsweise ein Blei-Säure-Akku mit einer Kapazität von 100 Amperestunden mit einem konstanten Strom von 20 Ampere geladen wurde, sind nach 6-7 Stunden einer solchen Ladung bereits 90 % seiner Kapazität geladen, dann sollte die Konstante sein muss auf Spannung gesetzt werden und nach 17 Stunden ist der Ladevorgang vollständig abgeschlossen.

Warum so lange? Da der Strom sinkt und sich die Spannung langsam exponentiell dem Zielwert von 13,8 Volt nähert. Eine so geladene Batterie ist sowohl im Puffer- als auch im Zyklenbetrieb zuverlässig.

Es gibt eine andere Möglichkeit, Blei-Säure-Batterien zu laden, die für den zyklischen Betrieb geeignet ist. Mit dieser Methode können Sie den Akku 6 Stunden lang aufladen.

Der Ladestrom ist auf 20 % der Batteriekapazität in Amperestunden und die Spannung auf 14,5 Volt (bei einer Batterie mit einer Nennspannung von 12 Volt) eingestellt, sodass die Batterie 5-6 Stunden lang geladen wird. dann schaltet sich das Ladegerät aus...

Ehrlich gesagt ist anzumerken, dass moderne, hochwertige Spezialladegeräte kritische Situationen während des Ladevorgangs einfach nicht zulassen.

Beim Laden von Nickel-Cadmium-Batterien ist Vorsicht geboten, da am Ende eine Überladung zu befürchten ist, da beim Laden der positiven Oxid-Nickel-Elektrode die Sauerstoffentwicklung allmählich zunimmt und die Stromausnutzungsrate allmählich abnimmt. Der Ladevorgang einer Nickel-Cadmium-Batterie geht also mit einem Anstieg ihres Innendrucks einher.

Am besten lädt man Nickel-Cadmium-Akkus bei Temperaturen von +10 bis +30 Grad, da der Sauerstoff optimal von der negativen Cadmium-Elektrode aufgenommen wird.

Bei Zylinderrollenbatterien ist eine Hochgeschwindigkeitsladung zulässig, da die Elektroden dort fest montiert sind, ihre Ladeeffizienz im Bereich von Ladeströmen von 0,1 °C bis 1 °C ist jedoch nahezu unverändert. Im Standardlademodus für Nickel-Cadmium-Akkus ist die Zelle in 16 Stunden von 1 Volt auf 1,35 Volt bei einem Strom von 0,1 C vollständig aufgeladen, in manchen Fällen reichen auch 14 Stunden.

Um das Laden einiger moderner Nickel-Cadmium-Batterien zu beschleunigen, kann ein erhöhter Gleichstrom angelegt werden. In diesem Fall ist jedoch ein spezielles Steuerungssystem erforderlich, das ein Nachladen nicht zulässt.

Im Allgemeinen können Nickel-Cadmium-Akkus mit einem konstanten Strom von 0,2C-0,3C über einen Zeitraum von 6 bis 3 Stunden sicher geladen werden, wichtig ist lediglich die Überwachung der Ladezeit. Hier erlauben wir sogar eine Aufladung bis zu 120-140 %, dann liegt die Entladekapazität nahe an der Batterieleistung.

Bei Nickel-Cadmium-Akkus ist der Memory-Effekt inhärent, daher sollte nur ein vollständig entladener Akku geladen werden, da der Akku sonst aufgrund der daraus resultierenden Unterentladung, einer zusätzlichen doppelten elektrischen Schicht, die Ladung nicht vollständig entladen kann vollständig. Lagern Sie Nickel-Cadmium-Batterien im vollständig entladenen Zustand. Zum Laden von Nickel-Cadmium-Akkus sowie für andere Typen werden spezielle Ladegeräte hergestellt.

Als Ersatz für Nickel-Cadmium-Batterien wurden Nickel-Metallhydrid-Batterien entwickelt. Bei gleichen Abmessungen verfügen sie über 20 % mehr Kapazität und sind frei vom Memory-Effekt, sodass sie in jedem Zustand aufgeladen werden können. Wenn der NiMH-Akku jedoch länger als 30 Tage teilentladen gelagert wurde, muss er vor der Verwendung vollständig entladen und anschließend wieder vollständig aufgeladen werden.

Nickel-Metallhydrid-Batterien müssen im teilweise geladenen Zustand gelagert werden, d. h. etwa 40 % ihrer Nennkapazität. Bevor neue Akkus für den Gebrauch aufgeladen werden, ist es sinnvoll, sie zu trainieren, indem man sie 4-5 Mal vollständig entlädt und wieder auflädt. Dann ist die Arbeitskapazität der Akkus größer als ohne ein solches Training.

Die Ladebedingungen ähneln denen von Nickel-Cadmium – bei einem Strom von 0,1 °C dauert der Ladevorgang 15 bis 16 Stunden, diese Empfehlungen gelten für alle Hersteller von Nickel-Metallhydrid-Batterien als Standard; Nickel-Metallhydrid-Akkus sind wie Nickel-Cadmium-Akkus empfindlich gegenüber Überhitzung und sollten nicht über 50 Grad erhitzt werden.

Batterien dieses Typs werden mit Gleichstrom mit einer Spannung von 1,4 bis 1,6 Volt pro Batteriezelle geladen, wobei eine Batterie mit einer Spannung von 0,9 Volt als vollständig entladen gilt, eine weitere Entladung ist schädlich für die Batterie.

Wenn eine Nickel-Metallhydrid-Batterie fast vollständig aufgeladen ist, beginnt sie sich stärker zu erwärmen, da die Quellenergie die chemische Reaktion der Ladung nicht mehr unterstützt, und wenn der Ladestrom hoch genug ist, beginnt die Temperatur der Batterie zu steigen nach Abschluss des Bootvorgangs stark ansteigen. Durch die Installation eines Temperatursensors können Sie also den Ladestatus überwachen, während die maximal zulässige Temperatur nicht mehr als +60 Grad beträgt. Für das Laden von Nickel-Metallhydrid-Akkus stehen spezielle Ladegeräte zur Verfügung.

Eine Nickel-Zink-Batterie hat eine Nennspannung von 1,6 Volt, d. h. zum Laden müssen 1,9 Volt bei einem Strom von 0,25 °C angelegt werden. Er kann mit einem speziellen Ladegerät und aus jedem Land in 12 Stunden vollständig aufgeladen werden. Es gibt keinen Memory-Effekt, aber um die Lebensdauer zu verlängern und die Anzahl der Arbeitszyklen eines Nickel-Zink-Akkus zu erhöhen, muss er nur aufgeladen werden 90 % seiner Kapazität.

Ansonsten ähnelt es einem Nickel-Metallhydrid-Akku, allerdings beträgt die Entladespannung hier 1,2 Volt und die Anzahl der Arbeitszyklen ist dreimal geringer. Die maximal zulässige Temperatur beträgt +40 Grad.

Lithium-Ionen-Akkus werden üblicherweise zunächst 40 Minuten lang mit einem konstanten Strom von 0,2 C bis 1 C und einer Spannung von 4 bis 4,2 Volt und anschließend mit einer konstanten Spannung von 4,2 Volt pro Zelle geladen. Erfolgt der Ladevorgang mit einem Strom von 1C, beträgt die Zeit zum vollständigen Aufladen des Lithium-Ionen-Akkus nur 2-3 Stunden.

Wenn die Ladespannung 4,2 Volt überschreitet, verringert sich die Lebensdauer des Li-Ionen-Akkus. Darüber hinaus wird dringend davon abgeraten, Lithium-Ionen-Batterien aufzuladen. Dies führt dazu, dass sich Lithiummetall an der negativen Elektrode ablagert und an der Anode aktiv Sauerstoff freigesetzt wird, wodurch es zu thermischen Leckagen, einem Druckanstieg im Batteriegehäuse und einem Druckabfall kommen kann Druck.

Daher ist es sicher und richtig, die Li-Ionen-Batterie so zu laden, dass die Spannung den vom Batteriehersteller empfohlenen Wert nicht überschreitet.

Einige Lithium-Ionen-Batterien enthalten Schutzschaltungen, die die Lithium-Ionen-Zelle vor Überladung schützen. Der Schutz wird ausgelöst, wenn die Batterietemperatur +90 Grad erreicht. Einige Batterien verfügen über einen eingebauten mechanischen Schalter, der auf Überdruck im Batteriegehäuse reagiert.

Oft überwacht ein in eine Lithium-Ionen-Batterie eingebautes Überwachungssystem den Wert der Eingangsladespannung, und wenn der Wert in den zulässigen Bereich fällt, beginnt der Ladevorgang; Wenn die Grenzspannung überschritten oder unter dem unteren zulässigen Wert liegt, startet der Ladevorgang einfach nicht.

Allerdings sollten Sie beim Laden von Lithium-Ionen-Akkus vorsichtig sein und Spannung und Strom überwachen. Grundsätzlich verfügt jedes Gerät, das einen Lithium-Ionen-Akku verwendet, oft über ein eingebautes Ladegerät oder wird mit einem externen Ladegerät geliefert.

Lithium-Polymer-Akkus unterscheiden sich in der Ladeart nicht von Lithium-Ionen-Akkus.Der einzige Unterschied besteht darin, dass eine Lithium-Polymer-Batterie einen gelartigen Elektrolyten und keine Flüssigkeit enthält und selbst bei Überladung oder Überhitzung nicht wie ihr Lithium-Ionen-Gegenstück explodiert, sondern nur aufquillt. Dies erklärt den Trend der Verdrängung von Lithium-Polymer-Batterien aus dem Markt.

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