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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Sobre la restauración y funcionamiento de baterías de disco de níquel-cadmio. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Cargadores, baterías, celdas galvánicas Las baterías de disco de tamaño pequeño (SÍ) son buenas solo en aquellas situaciones en las que no se utilizan en condiciones cercanas al límite. En las linternas de mano (RF) de pequeño tamaño, los modos son realmente prohibitivos, ya que la corriente de descarga supera con creces el valor nominal para las linternas de los tipos D-0,26D y D-0,55D. En otras palabras, la descarga se produce casi con corrientes adicionales cuando estos DA se utilizan junto con bombillas incandescentes (ML) de RF en miniatura estándar. La recarga del DA se produce muy lentamente (en miliamperios, dependiendo del circuito del cargador estándar (CHD) y la capacitancia de su condensador de balasto). La práctica ha demostrado que recargar las unidades DA que funcionan regularmente con altas corrientes de descarga con una corriente baja no contribuye a una recarga completa y, a menudo, acorta la vida útil del propio DA. Las baterías tipo D-0,26D instaladas en las baterías más extendidas de la Federación de Rusia están diseñadas para un valor de corriente de descarga muy específico: 26 mA. Esto también se evidencia en la letra D después de la designación de capacidad (0,26 Ah), es decir YES está diseñado para un alta a largo plazo (10 horas). De hecho, con este modo de descarga, SÍ, el cargador estándar es bastante adecuado, pero el modo de descarga se viola 10 veces. La bombilla de 0,26 A instalada por el fabricante de RF viola el modo de descarga SÍ. En tal situación, no es de extrañar que SÍ fracase muy a menudo. Al mismo tiempo, no obtienen ni la mitad del recurso garantizado. En lugar de 100-200 ciclos, no salen ni 50 y, a menudo, la última cifra es completamente inalcanzable. Una gran corriente de descarga no es la única razón de los rápidos defectos SÍ. La actitud descuidada del propietario del RF o DA es la segunda razón que conduce al fallo prematuro del DA. Esto incluye tanto la descarga profunda del YES como el funcionamiento a largo plazo del YES en este estado. Los DA sufren un gran daño durante su almacenamiento, cuando están muy descargados. Los cargadores generalizados diseñados para recargar simultáneamente varias copias del DA no son capaces de cargar igualmente bien los DA que componen la batería recargable (AB). La gran mayoría de estos dispositivos de memoria. El caso es que los cargadores mencionados están diseñados para SÍ conectados en serie. Sin embargo, los DA del mismo tipo tienen una diferencia de parámetros muy significativa. Aquí juega un papel especial el valor de la resistencia interna del DA. No le permite cargar normalmente todas las instancias del DA que componen la batería, si esta última contiene un DA con una resistencia interna significativamente mayor. A menudo sucede que resulta imposible que una batería proporcione ni siquiera la mitad de su capacidad nominal. Si la batería contiene no una, sino varias copias de dichas baterías, cargar la batería se vuelve casi imposible. En el mejor de los casos, es posible cargar dicha batería entre un 10...30% y el funcionamiento con corrientes de descarga elevadas se vuelve imposible. La batería se descarga catastróficamente rápido. Con corrientes de descarga bajas, el funcionamiento a largo plazo es bastante posible. Por ejemplo, estas baterías pueden seguir siendo adecuadas para alimentar muchos instrumentos de medición digitales. Sin embargo, la "enfermedad" asociada con una mayor resistencia interna sólo progresa con el tiempo. Estos DA se comparan con resistencias equivalentes conectadas en serie con la batería. Llega al punto de que la resistencia interna de dicha "resistencia" ya es muchas veces mayor que la resistencia interna total de todos SÍ de una batería. En tal situación, con recargas frecuentes de la batería, el "efecto memoria" de la batería solo se intensifica y otras copias de la batería ya quedan inutilizables. Teniendo en cuenta que la gran mayoría de los cargadores, tanto de producción industrial como casera, están diseñados para la conexión en serie de varios DA durante la recarga, no se puede contar con un aumento real en la vida útil de los DA. Por eso es tan importante conocer al menos aproximadamente el valor de la resistencia interna de cada instancia individual del DA en la batería. Además, será posible seleccionar SÍ para el funcionamiento en el kit AB. Dado que los DA cambian su resistencia interna con el tiempo, cuando se utilizan varias baterías, aparece una perspectiva muy atractiva al cambiar la ubicación de los DA en secciones de diferentes baterías. De hecho, las baterías "nuevas" se forman a partir de DA, utilizando copias de otras baterías y seleccionando las DA que se aproximan más en términos de resistencia especificada. Esto le permite ordenar SÍ, evitando los problemas comentados anteriormente. Es posible evaluar las capacidades reales (de uso) de baterías recién compuestas en función de la magnitud de la corriente de descarga. Los AB formados por DA con los valores de resistencia más altos funcionan con corrientes bajas, y las mejores muestras (con resistencia interna mínima), por el contrario, son aptas para trabajar con corrientes altas. Quizás lo más importante sea el hecho de que la energía se distribuye uniformemente entre los DA, tanto durante la carga como durante la descarga. Existe una posibilidad real (después de seleccionar el DA) de cargar normalmente todos los DA con una conexión en serie en el cargador existente. En la etapa inicial de funcionamiento de cualquier batería compuesta por DA, se debe medir la resistencia interna de cada DA. Es incluso mejor componer baterías desde el principio a partir de DA, seleccionadas con aproximadamente las mismas resistencias. Cuando se trataba de baterías selladas (por ejemplo, 7D-0,1), era necesario desmontarlas. Para ello, se hizo con cuidado un corte en la parte superior de la carcasa de plástico de la batería (cerca de los terminales de conexión de la batería). Sólo así es posible acercarse a los electrodos de cada batería individual y realizar su diagnóstico y restauración. En primer lugar, cada DA se descarga a un voltaje de 0,9... 1,0 V, luego se informa al DA de la carga requerida. La forma más sencilla en esta situación es utilizar un valor de corriente fijo y cargar mediante un temporizador conmutable. Después de esto, el DA se descarga de acuerdo con su corriente de descarga nominal. Para D-0,1, el modo de descarga es de 20 mA durante cinco horas. En esta situación, es necesario controlar el voltaje en el DA mediante una indicación (sonora o luminosa, o combinada). La opción más confiable es si el SÍ se apaga automáticamente una vez finalizada la descarga. En este caso el SÍ no resultará dañado. En tales situaciones, los radioaficionados utilizan relés de tiempo que desconectan el DA del circuito de descarga. Todo estaría bien, pero los DA usados pierden parte de su capacidad, el cronómetro tarda en apagarse y los DA se deterioran. Por lo tanto, es necesario utilizar este método de descarga para una batería o batería, cuando la descarga se detiene automáticamente cuando el voltaje de la batería (DA) cae a 0,9... 1 V. Si la batería se “coloca” muy rápidamente sin apagando su carga, por ejemplo ML, luego se repitió el procedimiento de carga-descarga al menos una vez más. Muy a menudo era posible restaurar SÍ, especialmente las copias descargadas recientemente. La capacidad restaurada del YES depende de muchos de los factores enumerados anteriormente (pero sobre todo de las condiciones de funcionamiento). Reducir el número total de DA conectados secuencialmente a dos o tres no resuelve los problemas discutidos anteriormente. Prueba de ello son, por ejemplo, los frecuentes fallos de las AD en la Federación de Rusia, donde el número de AD es de tres. Cargar el DA con un cargador estándar solo agrava el proceso de destrucción del DA. Sin embargo, si carga cada DA por separado, la diferencia en la vida útil de los DA que componen la batería parece borrarse. No hay que ser perezoso para sacar los YES de la carcasa de RF y recargarlos con normalidad (al menos periódicamente). Además, con el tiempo, el DA debe limpiarse de las secreciones que se acumulan entre los electrodos positivo y negativo del DA. Es necesario limpiar a fondo, sin dejar nada. Por supuesto, aquí no se pueden utilizar objetos metálicos, aunque resultan muy convenientes en este caso. Para medir la resistencia dinámica interna (IDR), el autor utilizó la técnica descrita en [1]. Este método es muy adecuado para evaluar la calidad de cualquier elemento galvánico y batería, tanto de una como de varias. El valor particular de este método reside precisamente en la "dinámica" del diagnóstico, es decir. en la mayor objetividad de los resultados obtenidos. El verdadero "flagelo" de los AB según los DA considerados es precisamente la gran dispersión en el GVA de los especímenes que forman el AB. Puede resultar imposible cargarlos correctamente y la descarga se produce en el momento más inoportuno. Los propietarios de equipos portátiles, como la mayoría de los detectores de metales, están muy familiarizados con esto. Otro problema es que AB basado en DA es más difícil de eliminar del "efecto memoria" que las instancias únicas de DA. Este problema depende de la dispersión de los parámetros de los componentes DA del AB. El lugar principal aquí lo ocupa GVA. Cabe destacar que tanto el procedimiento de alta-cargo como el de cargo personal de cada DA (por separado) son capaces de reducir el valor del VAB. Sin embargo, esto sólo es posible verificar midiendo el VAB antes y después de las operaciones para restaurar el DA. Recientemente, se han vuelto más frecuentes los casos de DA defectuosos que aparecen a la venta. Al comprar un DA, se debe prestar especial atención a la precisión del vendedor del DA y en qué condiciones lo almacena. Varias veces el autor tuvo la oportunidad de observar cómo los vendedores ponen SÍ en un montón (en bolsas de plástico y “envases” similares). Decenas de ejemplares del DA tipo D-0,26D se encontraban en estas condiciones de almacenamiento una vez finalizado cada día hábil de negociación. Quizás lo más triste es que a los vendedores esto no les preocupaba en absoluto. Ni siquiera quieren darse cuenta de que no venden nueces ni frutos secos, sino productos que requieren un embalaje básico y obligatorio que evite que los terminales “más” y “menos” (electrodos) se pongan en cortocircuito. Se sabe por la práctica que los SÍ, a menudo sometidos a descargas excesivas (cortocircuito de electrodos), duran mucho menos. Son más difíciles de restaurar, especialmente en términos de capacidad máxima. Estas AD no sólo pierden parte de su capacidad, sino que también adquieren un mayor valor de VAB. Pero ahora no estamos hablando de copias usadas de YES, sino de YES nuevas, ampliamente representadas en todos nuestros mercados. Todas las cuestiones relacionadas directamente con DA son importantes no sólo en relación con la Federación de Rusia, sino que también son muy relevantes en general, ya que DA reemplaza con superioridad las baterías de 9 voltios que son demasiado caras en nuestro tiempo (como la "Krona", es decir, su numerosos extranjeros) análogos). Sin embargo, no sólo las baterías de 9 voltios pueden estar compuestas por SÍ y sustituir con éxito las células galvánicas por ellas. Cientos de ciclos de funcionamiento de SÍ cubrirán fácilmente el recurso de decenas de copias de elementos Toshiba de 9 voltios y baterías similares. Los precios de estos últimos están claramente inflados y no se corresponden con su intensidad energética. Por el precio de uno de esos Toshiba, puedes comprar dos o tres copias del D-0,26D. Las baterías de 9 voltios más baratas producirán aún peores resultados (en términos de capacidad), y por el precio de dicha fuente de energía compramos al menos una batería D-0,26D. Una evaluación objetiva de la situación nos permite sacar las siguientes conclusiones. Los beneficios económicos del uso de DA son obvios. Muy a menudo, las quejas sobre DA están asociadas con compras fallidas de DA ("almacenamiento y destrucción" en bolsas y embalajes similares o copias defectuosas de DA), pero, sobre todo, con un funcionamiento inadecuado. Pero es posible garantizar el número máximo de ciclos de funcionamiento del YES sólo mediante un funcionamiento adecuado (cuidadoso). Y nada más. No sólo el funcionamiento del DA en la zona prohibida con altas corrientes de descarga, cuando el voltaje en el DA es inferior a 0,9 V, es perjudicial para el DA, sino también el almacenamiento a largo plazo del DA en un estado de profunda descarga. Hay que recordar que a un voltaje de 0,9... 1 V SÍ es más susceptible a la acumulación de energía. Sin embargo, la situación es completamente diferente cuando el voltaje ha bajado a 0,6...0,7 V. No debe dejarse llevar por valores grandes de corrientes de carga. No es aconsejable elegir un valor de esta corriente superior a 0,25 A para D-0,26 y 0,55 A para D-0,55 o 0,1 A para D-0,1. Sin embargo, este tipo de consejos se encuentran a menudo. Las cifras anteriores son los valores máximos de las corrientes de carga. Y los SÍ usados, que se han utilizado activamente durante años, deben recargarse con corrientes aún más bajas. Por ejemplo, la operación a largo plazo de una gran cantidad de DA tipo D-0,26 ha demostrado que es aconsejable reemplazar la flota existente de DA, que se utilizan en las corrientes de descarga más altas, por nuevas DA. Y los SÍ mayores fueron transferidos a un régimen suave, es decir. Se utiliza donde las corrientes de descarga son mucho más bajas que antes. Este enfoque tiene un efecto muy beneficioso a la hora de prolongar la vida útil del YES usado. Por ejemplo, los DA se utilizaron durante mucho tiempo en la Federación de Rusia. Estos SÍ empezaron a molestarnos porque empezaron a “aterrizar” rápidamente en la Federación Rusa. En su lugar se instalaron nuevos SÍ. Los DA antiguos comenzaron a usarse para alimentar los multímetros digitales de las series 8300 y 8900. Por lo general, en una batería de DA, uno de los DA falla durante una descarga profunda. No se apresure a tirar estas copias de YES. Deberías intentar revivir SÍ. Cuanto menos dado de alta estuviera el DA, mayores serían las posibilidades de reanimación. La esencia del método de reanimación es cargar con una corriente alta (para DA tipo D-0,26 de 0,2 a 0,5 A) desde un generador de voltaje. Como último, se utilizó una fuente de voltaje estabilizado (fuente de alimentación) con la capacidad de ajustar el voltaje y la corriente de salida limitados por la protección. Si el DA comienza a cargarse sólo a alto voltaje, entonces es necesaria una operación mecánica para restaurar el DA, pero no mediante el uso de un tornillo de banco, como muchos aconsejan. La sujeción en un tornillo de banco (con espaciadores aislantes) puede destruir la carcasa del YES. En este caso, es posible que no se obtenga el resultado de restauración deseado, ya que la fuerza no debe aplicarse a toda la superficie del electrodo negativo del DA, sino solo a su parte central. Con la restauración DA tradicional (en un tornillo de banco), a menudo es imposible lograr la profundidad requerida de deformación del material del electrodo negativo cuando se logra un resultado satisfactorio de la restauración DA. El impacto local, por el contrario, hace que sea bastante fácil restaurar aquellas instancias de DA que no pudieron restaurarse con el método tradicional (en un tornillo de banco). Por supuesto, no todas las baterías se pueden restaurar. Sin embargo, el método propuesto pudo revivir los DA que se habían sometido al antiguo método de recuperación, pero fue en vano. Otra ventaja de esta opción para la reanimación del DA es que no comprime el cuerpo del DA, es decir. No hay problemas al instalar un DA en la batería cuando el electrodo negativo de un DA está conectado al electrodo positivo del DA adyacente y se encuentra encima de él. Una carcasa DA deformada puede provocar problemas de este tipo (cortocircuitos en los electrodos DA). Sin embargo, el diámetro del objeto que actúa sobre el electrodo negativo del DA no debe ser inferior a 6 mm. La fuerza debe aplicarse en el centro del cuerpo SI. De lo contrario, sólo conseguirás hacer daño y, además, en vano. El autor hizo casetes especiales que contenían 7 piezas. SÍ, que le permite atender todas las instancias de SÍ desde un AB. Cada SÍ en este casete tiene su lugar personal y su “prensa” individual. Este último está representado por un tornillo MB o M8. Por lo tanto, puedes recargar muy rápidamente cada DA por separado. Fácil de restaurar SÍ. Es muy conveniente diagnosticar SÍ. Inmediatamente se determinó la probabilidad de un defecto interno asociado con la destrucción del resorte dentro del DA (entre el electrodo negativo y el propio DA). La principal desventaja de todos los DA considerados y similares radica precisamente en estos resortes. Compuesto por 7 uds. SI, la batería debe someterse periódicamente a algún tipo de mantenimiento en el “stand” especificado. Completamente útil SÍ, se comporta bastante decentemente. Un aumento de presión en el lado del electrodo negativo no debería provocar una disminución de la magnitud del VMF. Si SÍ ya durante el proceso de carga "pide" un aumento de la fuerza mecánica, entonces es necesario comprobar este "apetito", es decir. hay que comprobar qué tan “podrido” está el resorte interno SÍ. A menudo, el SÍ dura años después de una ligera deformación del cuerpo. Si no se hace esto, entonces el contacto formado por el resorte solo se degradará, y al operar el YES con corrientes elevadas, se degradará muy rápidamente. Es por eso que SÍ en la Federación de Rusia casi nunca dura sus cientos de ciclos operativos. Estos ciclos son superficiales, es decir. inferior (en términos de intensidad energética SI). Los propios DA se cubren de “musgo” (secreciones), que de ninguna manera contribuyen a aumentar la vida útil de los DA. Durante algún tiempo, el DA fue retirado del fondo estatal y operado en otros equipos, donde el consumo de energía es un orden de magnitud menor que en la Federación de Rusia. Al cabo de seis meses o un año, muchos AD cobraron vida y fueron instalados nuevamente en la Federación de Rusia. Naturalmente, con estos DA se llevaron a cabo las medidas de restauración o reanimación descritas anteriormente, si surgiera tal necesidad. También se comprobó el valor del VAB. Entonces, cuando SÍ no percibe carga, es decir cuando la corriente de carga es insignificante (unos pocos miliamperios o menos), el DA se somete a la técnica de deformación mecánica del electrodo negativo. Al mismo tiempo, controle cuidadosamente las lecturas del amperímetro. Un aumento de presión debe ir acompañado de un aumento de la corriente de carga. Es muy importante no exagerar aquí, para no dañar la carcasa del SÍ. Tan pronto como se detenga el aumento de la corriente de carga, también debería detenerse el aumento de la fuerza que actúa sobre el cuerpo del YES. Sin embargo, se debe crear un pequeño margen para la deformación del electrodo. Aquí no hay complicaciones. Los frutos de la reanimación SÍ se observan perfectamente en el amperímetro. Cabe señalar que el uso de un mecanismo de tornillo es muy conveniente, sin mencionar la rapidez de todo el proceso. Debido a la pérdida de tiempo que requiere mantener el SÍ, muchos los abandonan. Pero en vano. Si todo está bien pensado y organizado, el funcionamiento del DA se vuelve rentable y rentable, especialmente si hay decenas o cientos de copias del DA en funcionamiento. En realidad, este enfoque neutraliza la principal desventaja de AB basado en DA: el fracaso de AB debido a problemas con un solo DA. Muchos SÍ pueden volver a ponerse en funcionamiento rápidamente, restaurando así todo el AB. En una etapa temprana de funcionamiento del DA, es posible detectar la degradación de los parámetros del DA o de la batería, lo que permite reemplazar rápidamente el DA si es necesario. Después de todo, no se puede ocultar el hecho de que YES es muy confiable. Sin embargo, una operación descuidada (dejada al azar) puede destruir rápidamente YES. La selección de SÍ basada en GVA permite seleccionar los ejemplares más “poderosos”. Cuando las baterías se seleccionan según el VDS, las baterías se comportan muy bien tanto durante la descarga como durante la recarga. Los DA seleccionados según el VDS redistribuyen uniformemente la energía de carga. También descargan de manera más uniforme. Para nada como en AB, donde se utilizan instancias aleatorias de DA. En este último caso, muy a menudo uno o dos SÍ se descargan hasta el límite (hasta el fallo), impidiendo la carga normal de toda la batería. Literatura:
Autor: A.G. Zyzyuk
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