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Carga de baterías de NiMH: cómo cargarlas

Carga de baterías de NiMH: cómo cargarlas


Cargar las pilas y baterías de NiMH de la manera correcta es clave para mantener su rendimiento. Saber cómo cargarlos correctamente asegurará mucho nivel de rendimiento y una vida más larga.

La carga de las pilas de NiMH es un poco más difícil que sus predecesoras de NiCd porque el pico de voltaje y la caída posterior que se utilizó para detectar la carga completa es mucho menor en las pilas y pilas de NiMH.

La sobrecarga conduce a un sobrecalentamiento y daño a la celda que resulta en una pérdida de capacidad y las celdas de hidruro metálico de níquel son más sensibles a esto que las NiCds. Esto significa que los cargadores deben diseñarse con cuidado para garantizar que no se produzca una sobrecarga, y los usuarios también deben tener un poco más de cuidado.

Características de carga / descarga de NiMH

En funcionamiento, la celda de NiMH tiene muchas características similares a las de NiCd más conocidas. Sigue una curva de descarga muy similar a la del NiCad, lo que permite la carga adicional que puede tomar. Sin embargo es muy intolerante a la sobrecarga, sufriendo una capacidad reducida si esto ocurre. Esto presenta un desafío importante para los diseñadores de cargadores de batería.

Muchos cargadores inteligentes para NiCds detectan un "golpe" pequeño pero distinto en el voltaje de salida cuando un NiCad está completamente cargado. Sin embargo, para las células de NiMH este aumento es mucho menor, lo que dificulta su detección. Como resultado, también se detecta la temperatura de las celdas, porque una vez completamente cargada, la celda disipa gran parte de la carga adicional en forma de calor. Una complicación adicional es que las características de las células de NiMH varían significativamente de un fabricante a otro, lo que dificulta la detección del rendimiento de la carga.

Es interesante observar que la eficiencia de carga de las baterías de níquel de todas las formas es cercana al 100% hasta aproximadamente el 70% de la carga completa. Esto significa que inicialmente hay un pequeño aumento de temperatura, pero más tarde, a medida que aumenta el nivel de carga, la eficiencia disminuye y se genera calor, lo que hace que la temperatura de la celda sea mayor.

Métodos de carga de NiMH

Hay varios métodos de carga que se pueden utilizar con baterías de hidruro metálico de níquel. Desafortunadamente, cargar baterías de hidruro metálico de níquel NiMH no es tan fácil de lograr en comparación con otros tipos de celda o batería.

Las celdas de NiMH, como las NiCds, requieren carga con una corriente constante. La tasa de carga se especifica normalmente en el caso de la celda y esta tasa no debe excederse.

Dentro del límite de la carga de corriente constante, existen varias técnicas que pueden adoptarse para evitar la sobrecarga.

  • Temporizador de carga: Usar el tiempo para determinar el final de la carga es el método más fácil de usar. A menudo, se puede incorporar un temporizador electrónico en el cargador, aunque muchos cargadores básicos no tienen esta función incorporada. Este enfoque supone que la batería o celda se está cargando desde un estado de carga conocido, p. Ej. completamente descargado.

    Uno de los problemas con este método es que si la celda ha perdido su capacidad de carga, entonces un cargador que espera entregar el 100% de carga de acuerdo con el tiempo estimado generará una sobrecarga, lo que aumentará la degradación de la celda.

  • Detección térmica: La detección del final de la carga de una celda de NiMH mediante la detección de la temperatura de la celda también plantea dificultades. Si bien la celda a menudo se calienta cuando se sobrecarga, a veces el aumento de temperatura puede ser difícil de evaluar con precisión, ya que el centro de la celda estará mucho más caliente que el exterior. Además, si la celda se carga lentamente, el aumento de temperatura será menor.
  • Detección de voltaje delta negativo: El método preferido para detectar el final de la carga de una celda de NiCd es utilizar el método de voltaje delta negativo NDV. Este método detecta una caída de voltaje que aparece cuando la celda se carga por completo. Sin embargo, al cargar una celda de NiMH, se observa que solo se observa una pequeña caída de voltaje. Un cargador de NiMH debe poder detectar una caída de voltaje de alrededor de 5 mV por celda. Por lo tanto, para detectar de manera confiable una caída de voltaje tan pequeña, se debe introducir suficiente filtrado de ruido en el cargador de NiMH para garantizar que la captación espuria y otros ruidos no provoquen el final de la carga.
  • Baterías de NiMH de carga lenta: No se recomienda la carga lenta de la batería de NiMH. El uso de tasas de carga de entre 0,1 y 0,25 ° C no proporciona los indicadores necesarios para detectar el final de la carga. Con cambios de voltaje de solo unos 5 mV a velocidades de carga completas, los cambios más pequeños que surgen para una carga lenta son prácticamente imposibles de detectar. Además, las temperaturas que indican el final de la carga también son mucho más bajas y no se detectan fácilmente. En consecuencia, no se recomienda la carga lenta de pilas y baterías de NiMH.

Muchos cargadores de NiMH modernos combinan los tres métodos principales de detección de fin de carga, NDV, detección de aumento de temperatura y luego usan un temporizador como último fin de terminación de carga en caso de que los otros efectos estén enmascarados o pasen desapercibidos.

Además de esto, muchos cargadores incluyen una carga de cobertura de 30 minutos de 0.1C para agregar algunos puntos porcentuales de carga adicional.

Algunos cargadores avanzados de NiMH aplican una carga rápida inicial de 1C. Después de cierto tiempo, o cuando el voltaje de la celda alcanza cierto punto, se coloca un período de enfriamiento en el ciclo de carga. El ciclo de carga procede entonces a una corriente más baja. El cargador de NiMH aplica más reducciones de corriente a medida que avanza la carga. Este esquema continúa hasta que la batería está completamente cargada. Este método de carga se conoce como método de “carga diferencial escalonada”. Vale la pena señalar que funciona bien para todas las pilas y baterías de níquel.

Sin embargo, muchas pilas de NiMH se cargan con cargadores simples y, como resultado, es muy fácil que se sobrecarguen. Como resultado de su intolerancia a que se les cobre de más, esto puede significar que su vida se reduce. Muchas personas han descubierto que la vida media de las baterías de NiMH es inferior a la esperada. A menudo, esto se puede atribuir a las dificultades con que se les cobre de más.

Carga lenta de NiMH

Dado que las baterías de NiMH son intolerantes a la sobrecarga, la carga lenta debe realizarse con cuidado.

Si bien las baterías de NiCd pueden cargarse lentamente a una velocidad de alrededor de 0,1 ° C, esto se considera demasiado alto para las baterías de NiMH y generalmente se acepta que para la mayoría de las baterías de NiMH la carga lenta se debe realizar a una velocidad de aproximadamente 0,05 ° C.

Incluso cuando se cargan lentamente a este ritmo, es aconsejable no dejarlos cargando lentamente durante demasiado tiempo. Es mejor no realizar una carga lenta y reponer cualquier autodescarga antes de su uso.

Cómo cargar baterías de NiMH: pautas

En vista del hecho de que la carga de la batería de NiMH debe realizarse de la manera correcta, a menudo son útiles algunas pautas.

  • Nunca cargue una celda de NiMH con un cargador incorrecto: Nunca es aceptable cargar una batería de cualquier forma con un cargador que pueda no ser adecuado. Las pilas de NiMH no se pueden cargar con un cargador de NiCd ya que la detección de fin de carga no funcionará.
  • Cargue a temperatura ambiente: A las células de NiMH no les gusta que se carguen a temperaturas bajas o altas.
  • Verifique la temperatura de la celda: Si una celda de NiMH se calienta, la carga debe interrumpirse. Los cargadores de consumo no siempre terminan la carga correctamente. Retire las baterías cuando estén calientes al tacto. Deje de usar un cargador que “cocina” baterías.
  • Verifique manualmente el estado de la carga: Con muchos cargadores de baterías de NiMH de gama baja, existe una posibilidad real de sobrecarga y es posible que no haya un final de carga cronometrado de respaldo. Por lo tanto, es aconsejable verificar manualmente si es probable que la batería se cargue y la carga debe interrumpirse.
  • Compruebe la capacidad de carga rápida: Aunque muchas pilas de NiMH se pueden cargar rápidamente, no es apropiado para todas. Consulte la hoja de datos antes de aplicar una carga rápida./li>
  • Carga rápida: Si las pilas de NiMH se pueden cargar rápidamente, es mejor cargarlas en este modo. Es más fácil detectar el final del punto de carga cuando se carga de esta manera. Hasta alrededor del 70% de carga, la eficiencia de carga es cercana al 100% y la batería permanece fría. Por tanto, es aceptable realizar una carga rápida con la mayoría de las pilas de NiMH.
  • Carga lenta: Lo ideal es que no se gotee durante períodos prolongados. Las baterías de níquel deben enfriarse con carga lenta. Si está caliente, la carga de goteo es demasiado alta.
  • Utilice el cargador correcto: Las baterías de níquel y litio requieren algoritmos de carga muy diferentes. No mezcle los cargadores. Un cargador de NiMH también puede cargar NiCd; un cargador de NiCd sobrecargaría NiMH.

Como las celdas de NiMH son más sensibles a la forma en que se cargan en comparación con otras formas de batería recargable, se debe tener cuidado para adoptar el cargador de NiMH correcto y también para usarlo correctamente. De esta manera, las células durarán más y funcionarán mejor.

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