Все новое, это хорошо забытое старое. В мире аккумуляторов происходит нечто подобное. Не так давно стали продаваться никель — цинковые или NiZn аккумуляторы. Они по некоторым параметрам превосходят NiMh (никель — кадмиевые). Так вот. Патент на их устройство датируется 1901 годом, а получил его Томас Эдисон. Впоследствии они были улучшены Джеймсом Драмом и использовались даже как элементы питания железнодорожного транспорта.
Внутреннее устройство
В подобных АКБ положительным электродом служит цинк, а отрицательным оксид никеля. Катализатором или электролитом — смесь гидроксида лития с гидроксидом калия. Химические реакции при зарядке — разрядке выражаются формулой
В настоящее время, Ni Zh аккумуляторы, выпускаются форм — факторами элементов питания AA и AAA, то есть их внутреннее строение выглядит приблизительно так:
Примечание. Размер капсулы с гидроксидом калия определяет объём запасаемой энергии, которой может храниться от 900 до 2500 mAh для таких элементов питания.
Никель цинковые аккумуляторы характеризуются повышенными напряжениями, доходящими до 1.6 вольта рабочего режима и длительной поддержкой таких параметров при эксплуатации. Иначе говоря, пока АКБ не израсходует 80% своего заряда, показатели вольт на его электродах будут держаться, не опускаясь менее 1.4В. К сожалению этот плюс одновременно и минус. Если напряжение на контактах упадёт ниже 1.2В, то есть, если батарея села более чем на 80%, — может произойти переполюсовка контактов. Это такое состояние, когда анод становится катодом и наоборот. К сожалению, восстановить нормальную работу, для подобных аккумуляторов, очень сложно, зачастую просто невозможно.
И ещё. Подобный АКБ сильно боится перезаряда. Возможно вспухание или даже мини — взрыв элемента питания. Поэтому если вольтаж на контактах при зарядке превышает 1.92В — ЗУ отключают.
Химический состав позволяет почти полностью избежать «эффекта памяти», к тому же он достаточно безопасен для окружающей среды.
Особенности использования
Существующие недостатки батареи сильно влияют на то, где желательно применение таких АКБ. Потребители должны быть оборудованы системой отсечки, которая при определённых уровнях подаваемого тока отключает аккумулятор. Ведь обычно, чтобы получить суммарный вольтаж, элементы питания соединены последовательно. Это приводит к тому, что при несогласованности объёма, если одна батарейка даёт меньше 1.1В, а вторая 1.6В, то есть суммарно потребитель получает 2.7В. И он продолжает потреблять энергию, из-за чего один из АКБ может выйти из строя. И дорога при этом батарее только на утилизацию. Рекомендуемые устройства:
- Фотоаппараты с фотовспышками.
- Рации.
- Зарядные устройства для мобильных гаджетов.
- Специализированные для использования с аккумулятором NiZn устройства.
В остальных случаях, при применении для питания: дистанционных управлений, фонариков или прочих приборах, необходимо периодически проверять вольтметром напряжение на контактах каждой из батарей.
Многие пользователи аккумуляторных источников питания такого типа отмечают лучшую работу приборов и устройств с ними. Все это происходит из-за того, что NiZn АКБ дают больше вольт, чем обычные NiCd или NiMh накопители.
Сравнивая с обычным Ni Mh
Ni Zn в сравнении Ni Mh аккумуляторами размеров AA и AAA, хорошо покажет таблица ниже:
| Характеристики | Никель-цинковые | Никель-металлгидридные |
| Напряжение (В) вольт | 1,6-1,7 | 1,25 |
| Циклов заряд — разряд | <400 | <800 |
| Саморазряд | Слабый, до 10% за год | Высокий до 40% за год |
| Ёмкость | До 2500 mAh | До 1500 mAh |
| Требования к ЗУ и зарядке | специфичные | универсальные |
| Эффект «памяти» | нет | Нет |
| Максимальный разрядный ток | 3С | 4С |
| Внутреннее сопротивление | 20 мОм | До 200 мОм |
Достоинства и недостатки
Минусы никель — цинковых аккумуляторов:
- Чувствительность к сильной разрядке (менее 1.4В с переполюсовкой).
- Специальные зарядные устройства, или контроль процесса зарядки.
- Меньшее по сравнению с NiMh количество циклов полный заряд — разряд.
- Чувствительность к перезарядке.
- Выше цена, малая распространённость.
Плюсы никель — цинковых аккумуляторов:
- Более высокое напряжение, сравнительно с обычными NiMh: 1.65 вольта против 1.25 вольта.
- Реальная энергоёмкость при активном использовании на 30% больше остальных видов аккумуляторов.
- Малый саморазряд.
- Долгое сохранение вольтовых параметров, даже при низком оставшемся заряде батареи.
Как заряжать Ni Zn аккумуляторы
Зарядка Ni Zn аккумуляторов довольно специфична. Универсальная, если нет отдельных параметров для никель — цинковых батарей подойдёт плохо, ей можно воспользоваться, но нужно постоянно контролировать процесс. Лучшее решение — приобретение отдельной зарядки для NiZn.
Как использовать универсальную зарядку? Есть три способа (в зависимости от возможностей самого ЗУ):
Способ 1. Нужно зарядное устройство с возможностью установления вольтажа. Рассчитывается заряд исходя из 1.9В для каждого элемента питания. То есть, если установлено 4 элемента на зарядку, то нужно выставить на ней (если есть такая функция! Ток заряда равным 4*1.9=7,6В). Ну и заряжать соответственно по времени.
Внимание! Превышать значения нельзя — элемент питания выйдет из строя!
Способ 2. Если зарядное устройство достаточно «интеллектуальное», но нет регулировки напряжения, то можно на нем выставить ограничение по ёмкости. 1500 mAh будет в самый раз. В качестве вида заряжаемых АКБ выставляют NiMh или NiCd аккумуляторы.
Способ 3. Используя зарядку для LiFe аккумуляторов. Только необходимо, выставляя на ЗУ количество заряжаемых батарей, в реальности подключать их вдвое больше. То есть, выставив зарядку 2 АКБ LiFe, в реальности к зарядному подключить 4 элемента NiZn.
Заключение
Что ж. С одной стороны, никель-цинковые аккумуляторы лучше тем, что они дают больше вольт, а соответственно устройства в которые они установлены будут работать лучше. С другой стороны, смущает необходимость контроля напряжений для некоторых видов потребителей и заморочки с зарядными устройствами.
