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Carga de batería de níquel cadmio de NiCd

Carga de batería de níquel cadmio de NiCd


La carga o recarga de cualquier batería recargable requiere cuidado. Las pilas y baterías recargables deben cargarse de la manera correcta, de lo contrario, podrían dañarse.

Si las baterías de NiCd se recargan correctamente, durarán mucho más, aceptando y reteniendo un nivel de carga completo.

La carga incorrecta de las baterías de NiCd puede reducir la vida útil o, en algunos casos, cuando la carga es particularmente inapropiada, puede provocar un incendio o incluso una explosión.

Afortunadamente, las técnicas de carga de níquel cadmio y NiCd son relativamente sencillas y había muchos cargadores adecuados en el mercado para estas baterías y pilas.

Carga de baterías NiCd de primer nivel

Los fabricantes de baterías de NiCd no formatean completamente sus baterías antes del envío para que no se degraden tanto durante el almacenamiento. Como resultado, es mejor cargar lentamente las baterías nuevas antes de usarlas. Esto suele tardar entre 15 y 24 horas. Esto asegurará que cada celda tenga el mismo nivel de carga ya que se han descargado automáticamente a diferentes velocidades mientras están en tránsito.

Además, se encuentra que el rendimiento de las nuevas celdas solo alcanza el óptimo después de varios ciclos de carga / descarga. Normalmente, las celdas deberían alcanzar su nivel especificado de rendimiento después de cinco a diez ciclos de descarga de carga.

Más allá de esto, la capacidad máxima se puede alcanzar después de alrededor de 100 o más ciclos de descarga de carga, después de los cuales el rendimiento comenzará a disminuir.

Esto supone que las baterías de NiCd se cargan y descargan de la manera requerida y que no están sujetas a abuso.

Conceptos básicos de carga de NiCd

A diferencia de las pilas de plomo-ácido, las NiCads se cargan utilizando una fuente de corriente constante. Su resistencia interna es tal que si se usara un voltaje constante, generarían corrientes excesivamente grandes que dañarían las celdas.

Normalmente, las celdas se cargan a una tasa de alrededor de C / 10. En otras palabras, si su capacidad es de 1 amperio hora, se cargarían a una velocidad de 100 mA. El tiempo de carga suele ser superior a diez horas porque no toda la energía que entra en la celda se convierte en energía eléctrica almacenada.

Se encuentra que durante la primera etapa de carga, hasta aproximadamente el 70% de la carga completa, el proceso de carga es casi 100% eficiente. Después de esto, cae.

Carga rápida de NiCd

A veces, los equipos que utilizan celdas de níquel cadmio requieren el uso de técnicas de carga rápida.

Normalmente, la carga se realiza a velocidades de alrededor de C. Sin embargo, es necesario asegurarse de que la carga de NiCd funcione correctamente y que la carga se interrumpa inmediatamente después de que se complete la carga.

Como la eficiencia de carga es casi del 100% hasta aproximadamente el 70% de la carga completa, la carga a máxima velocidad se mantiene hasta este punto, después de lo cual la tasa de carga se reduce a medida que aumenta la temperatura a medida que se reduce la eficiencia de carga.

Se encuentra que una carga rápida para las células de NiCd también mejora la eficiencia de carga. A una tasa de carga de 1C, la eficiencia de carga general de un NiCd estándar es de aproximadamente el 90% y el tiempo de carga es de poco más de una hora.

Detección de fin de carga para NiCds

Ya sea que se utilice una carga lenta o rápida, es necesario asegurarse de que las celdas de NiCd no se sobrecarguen. Por tanto, es necesario poder detectar el final de la carga. Hay varios métodos para lograrlo.

  • Cargador básico: Algunos de los cargadores de NiCd muy básicos que se pueden comprar simplemente aplican una carga de alrededor de C / 10. No incluyen un temporizador y asumen que el usuario eliminará la carga cuando se cargue la celda. Este modo no es en absoluto satisfactorio ya que las celdas se sobrecargarán si el usuario se olvida y sufrirá daños como resultado. Además, no hay forma de conocer el estado de carga exacto antes de que comience la carga.
  • Tiempo transcurrido / temporizador: Algunos de los cargadores más básicos asumen que las celdas requerirán una carga completa y, conociendo su capacidad, se les puede cargar durante un período de tiempo determinado. Este es un método simple y directo para cargar pilas y baterías de NiCd. Uno de los principales inconvenientes de esta forma de terminación de carga es que supone que todas las baterías están completamente descargadas antes de recargarse. Para asegurarse de que las baterías se descarguen adecuadamente, el cargador puede colocar el artículo en un ciclo de descarga.

    Este no es un método particularmente preciso para recargar baterías y celdas porque la cantidad de carga que pueden contener cambia durante su vida útil. Sin embargo, es mejor que ninguna forma de cancelación de cargos.

  • Firma de voltaje: Los cargadores de NiCd con firma de voltaje utilizan la firma de voltaje de la celda de níquel cadmio para determinar dónde se encuentra dentro de su ciclo de carga.

    Se encuentra que cuando una batería de NiCd está completamente cargada, hay una pequeña caída en el voltaje del terminal. Los cargadores basados ​​en microprocesadores pueden monitorear el voltaje y detectar el punto de carga completo cuando terminan el proceso de carga.

    Esta forma de terminación de carga de NiCd a menudo se denomina voltaje delta negativo, NDV. Proporciona el mejor rendimiento con carga rápida porque el punto de voltaje delta negativo es más obvio cuando se usa con carga rápida.

  • Aumento de la temperatura: La técnica utilizada para detectar cuándo debe finalizar la carga rápida es la de detección de temperatura. El problema con esto es que no es exacto porque el núcleo de la celda estará a una temperatura mucho más alta que la periferia. Para tasas de carga normales, la tasa de aumento de temperatura puede ser insuficiente para detectar con precisión.

    Normalmente se utiliza una temperatura de 50 ° C como temperatura de corte. Aunque un período corto por encima de la temperatura de 45 ° C puede ser aceptable si la temperatura puede descender rápidamente, cualquier período prolongado en o por encima de esto hace que la celda se deteriore.

    Se han puesto a disposición cargadores más completos que utilizan técnicas más avanzadas para cargadores rápidos. Basados ​​en la tecnología de microprocesadores, pueden detectar la tasa de cambio de temperatura. Típicamente, la terminación de la carga ocurre cuando se alcanza una tasa de aumento de temperatura de 1 ° C por minuto o se alcanza una temperatura máxima predeterminada (a menudo entre 50 ° C y 60 ° C).

    La detección de la tasa de aumento de temperatura es importante porque determina cuándo la celda está completamente cargada y la energía que ingresa a la celda no se convierte en energía almacenada por pérdida como calor.

    Uno de los inconvenientes de este método es que las celdas o baterías de NiCd reinsertadas en un cargador con sensor de temperatura, que probablemente sea un cargador rápido, puede aplicar una sobrecarga dañina si la batería se vuelve a insertar sin estar completamente descargada, como en el caso de alguien que desee para asegurarse de que la batería esté cargada.

Carga lenta de NiCd

A menudo es necesario mantener las pilas y baterías de NiCd a plena carga y superar cualquier autodescarga de la pila con el tiempo que las haría no utilizables inmediatamente.

Una vez que esté completamente cargado, es posible mantener el NiCd en su estado de carga completa aplicando una carga lenta. Esta carga lenta se puede lograr de manera segura aplicando una pequeña corriente a la celda o celdas a un nivel entre aproximadamente 0.05 C y 0.1 C. Esto debe lograrse utilizando una fuente de corriente ya que el voltaje real de las celdas puede variar según la temperatura. .

A menudo, se puede aplicar una carga de goteo mucho más alta a una celda o celdas y esto puede provocar un sobrecalentamiento y algunos daños.

Aunque a menudo existe el requisito de mantener las celdas o baterías con una carga lenta para garantizar que estén listas para funcionar, si se tiene en cuenta la duración de la batería, no es ideal dejar las celdas de NiCd en carga lenta durante más de unos pocos días a la vez. hora. Es mucho mejor quitarlos y recargarlos antes de usarlos.

Si las baterías de níquel cadmio de NiCd se cargan con cuidado, funcionarán bien durante mucho tiempo. Se sabe que algunas células de NiCd se utilizan desde hace muchos años. Aunque es probable que la capacidad disminuya con el uso, pueden permanecer operativos durante mucho tiempo proporcionando un buen servicio.

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