Никель Цинковые аккумуляторы плюсы и минусы

Перезаряжаемые химические источники электроэнергии пользуются большим спросом у владельцев электронных гаджетов. Значительное электропотребление таких устройств требует частой замены батареек.

Никель цинковые изделия можно использовать многократно, что позволяет сэкономить немало денег, а также избавляет от необходимости тратить время на приобретение новых батареек. Об особенностях использования этого типа аккумуляторных элементов будет подробно рассказано в этой статье.

Что такое никель цинковый аккумулятор

Никель цинковый аккумулятор представляет собой химический источник электроэнергии, в котором анод состоит из цинка, а катод – из оксида никеля. В качестве электролита в элементах этого типа выступает гидроксид калия, в который, для улучшения качества токопроводящей вещества, добавляется гидроксид лития.

Никель цинковые аккумуляторы были изобретены более 100 лет назад. За это время изделия этого типа эксплуатировались в различных устройствах, в том числе электромобилях и военной технике. Сейчас элементы питания этого типа наиболее часто можно встретить в следующих типоразмерах:

• АА.
• ААА.
• D.

Перезаряжаемые источники электроэнергии перечисленных размерных стандартов отлично подходят для техники, в которой используются обычные батарейки.

Принцип работы и устройство Ni-Zn аккумулятора

Если NiZn аккумулятор производится в форме батарейки, то такое изделие состоит из корпуса, изготовленного из металла. Большая часть оболочки представляет собой отрицательный контакт источника питания. Для этой цели на металлическую поверхность наносится тонкий слой оксида никеля.

Положительный вывод имеется только с одной стороны. Определить полярность не представляет особых затруднений. Как правило, на корпусе имеются соответствующие обозначения. Кроме этого, плюсовой контакт имеет немного выпуклую плоскость.

Читайте также:  Графеновые аккумуляторы

В середине цилиндра находится капсула с гидроксидом калия, в которой находится цинковый стержень. Этот элемент непосредственно соединён с положительным контактом батареи.

Между положительным и отрицательным электродами находится нейтральный наполнитель. Перезаряжаемые элементы питания, выполненные в прямоугольном корпусе, имеют такие же характеристики и принцип работы.

Вышеприведённая конструкция батареи, а также наличие активных элементов, позволяют осуществить следующие реакцию при заряде и разряде никель цинкового аккумулятора:

2Ni(OH)2(s) + Zn(OH)2(s) <-> 2Ni(OH)3(s) + Zn(s)

Технические характеристики NiZn аккумулятора

Основным характеристиками никель цинковых аккумуляторов являются:

• Напряжение: 1,6
• Количество циклов заряд/разряд: 200 – 300.
• Диапазон рабочих температур: от -30˚С до +40˚С.

Вес и ёмкость никель цинковых батарей зависят от типоразмера.

Какие бывают никель цинковые батареи

Наиболее распространёнными моделями никель цинковых аккумуляторов являются батареи тип АА. Такие устройства имеют компактные размеры и легко вынимаются из электронного прибора для подзарядки.

Другие типоразмеры цилиндрической формы также используются для питания различных устройств. Все перечисленные качества справедливы и для таких элементов, но продолжительность работы источников питания будет напрямую зависеть от их ёмкости.

Никель цинковые батареи для питания электрических машин существенно отличаются от батареек. Учитывая тот факт, что присоединение к электрической системе осуществляется посредством резьбовых клемм, такие изделия нет необходимости изготавливать в виде вытянутого цилиндра.

Прямоугольные аккумуляторы значительно устойчивее при движении электрокара, а корпус таких изделий намного прочнее, чем у бытовых изделий. Делать оболочку из металла также нет необходимости, ведь электрические выводы таких изделий находится с одной стороны.

Плюсы и минусы NiZn аккумулятора

Никель цинковые батареи имеют как положительные качества, так и серьёзные недостатки. Основными плюсами таких изделий являются:

1. Повышенное напряжение. При равных размерах аккумуляторы этого типа способны обеспечить напряжение на 0,4 В, выше чем у никель металлогидридных изделий и на 0,1 В более, чем в обычной батарейке.
2. Отличные показатели разрядного тока. Практически в течение всего времени разряда никель цинковые аккумуляторы держат напряжение на максимально возможном уровне.
3. Низкое внутреннее сопротивление. Благодаря этому качеству зарядить АКБ этого типа можно значительно быстрее с использованием тока большего значения.
4. Относительно низкая цена. Никель цинковые батареи существенно дешевле аналогов.
5. Обладают небольшим весом. Благодаря этому качеству изделия можно использовать в различных летающих игрушках на дистанционном управлении.

Читайте также:  Аккумулятор 10440

Кроме перечисленных преимуществ такие изделия имеют следующие недостатки:

1. Относительно небольшое количество циклов заряд/разряда.
2. Большое количество подделок.

Даже изделия от известных производителей не всегда способны выдержать более 300 циклов заряда, контрафактные аккумуляторы часто выходят из строя в течение первого месяца эксплуатации. Несмотря на наличие недостатков такие изделия являются очень востребованными у отечественных покупателей, по причине низкой стоимости.

Зарядные устройства и как заряжать

Для того чтобы зарядить никель цинковый аккумулятор достаточно приобрести ЗУ подходящего типа, установить батареи в отсек и подключить к сети 220 В. Следует использовать только специальные приборы, предназначенные для восстановления заряда NiZn элементов.

В противном случае, можно получить недозаряд и уменьшение ёмкости батареи. Применение устройств, которые имеют пометку NiZn, позволит продлить срок службы источника тока на максимально возможное время.

Среди наиболее популярных моделей ЗУ для NiZn батареек можно назвать профессиональный прибор IMAX B6. Такое устройство позволяет осуществить не только стандартную зарядку, но и восстановление АКБ при снижении напряжения на выводах батареи даже до 0,2 Вольт.

Где применяются

Применяться изделия могут в любых устройствах, где используются батарейки стандартных типоразмеров, а также в качестве батарей большой ёмкости для электромобилей.

Не совсем оправданным может быть использование никель цинковых АКБ в приборах, которые потребляют незначительное количество электроэнергии. Ограничения также накладываются на использование батарей этого типа в электронных устройствах, чувствительных к повышенному напряжению.

Правила хранения, эксплуатации и утилизации

Чтобы источник электроэнергии прослужил как можно дольше, его необходимо правильно хранить и эксплуатировать. Что касается утилизации, то вещества, входящие в состав батарейки этого типа не причиняют заметного ущерба природе и здоровью людей, поэтому утилизироваться могут на общих основаниях.

Читайте также:  Литий-Титанатные аккумуляторы

Перед первым использованием необходимо ознакомиться с инструкцией, размещённой на упаковке аккумулятора. Производители не рекомендуют хранить изделие этого типа во влажном помещении, а также при слишком низких или высоких температурах.

При эксплуатации необходимо исключить вероятность возникновения короткого замыкания, а если это невозможно, то установить в электрической цепи предохранительные элементы.

Остались вопросы или есть что добавить? Тогда напишите нам об этом в комментариях, это позволит сделает материал более полным и точным.

• Цена: $15.39

Аккумуляторы с повышенным напряжением (1.6v), в сравнении со «стандартными» 1.2vВесьма полезная вещь в хозяйстве, если Вы пользователь фотоаппарата или других устройств «капризных» к напряжению питания (микрофоны, фонари, вспышки), работающих на батареях формата АА или AAA Я собственно и покупал эти батареи из-за фотоаппарата. Недавно вернулся к фотографированию обзоров старой «мыльницей», а она оказалась весьма прожорливой и требовательной к напряжению питания. В свете продаж батарей все более плохого качества покупка аккумуляторов показалась логичной — некоторых из последних купленных батарей хватало буквально на десяток фотографий (с несколькими вкл/выключениями). САМЫМИ гадостными оказались вот такие ТРОФИ!Хотя ранее покупал их, и вроде было не настолько все плохо, мыльница только для обзоров использоваласьУказанной кучки батарей едва хватило для написания одного обзора С таким потреблением батарей было два варианта, или выкинуть эту мыльницу туда же, где она много лет валялась до этого или покупать новые аккумуляторы.

Ранее использовал NiMh на 2700Ач. Литокала показывает достаточно высокую остаточную емкость (около 2200), но фотоаппарат печально «пищит» и не включается. Конечно, причина могла быть и в самом фотоаппарате, но судя по многочисленным обсуждениям этой темы в интернете, это довольно типичная проблема именно подобных мыльниц.

Во время поисков наткнулся на NiZn аккумуляторы- это не новинка, но я раньше с подобными не сталкивался. Почитал о них… Дополнительная информацияПонял, что даже при указанном (относительно невысоком) ресурсе, это гораздо выгоднее покупки батарей. За день я не смогу пару разрядить, а даже в этом случае, если каждый день полностью разряжать, их хватило бы на год + вторая пара из комплекта… Решил купить поэкспериментировать. Поискал варианты, попался недорогой комплект с зарядным устройством, что было весьма кстати- данный вид аккумуляторов довольно требователен к зарядному устройству, им требуется специфические условия заряда или специализированное зарядное устройство. Заказ приехал упакованным в простую картонную коробку белого цвета, без какой-либо полиграфии и надписей. Кроме самих аккумуляторов и зарядного устройства (с инструкцией) в комплекте имеется бокс для хранения батарей. бокс, кстати, довольно приличного качества.

Характеристики купленных аккумуляторов:

Вес элемента заявлен 25грамм, в принципе так и есть, для сравнения привычный нам NiMH То есть примерная емкость купленных аккумуляторов (в привычном нам формате) — 1400-1560мАч.Фактические значения могут быть несколько ниже и зависят от температуры и тока разряда, рассмотрим эти факторы чуть ниже.

Заряд

Стандартный ток заряда 0.2С. Аккумуляторы поддерживают быструю зарядку 0.5C — 1C. После достижения значения тока С/20 зарядку необходимо прервать. Температура заряда 0 °c-40 °c (быстрая зарядка) Номинальное напряжение 1,6 В (После заряда, напряжение на батарее без нагрузки может достигать 1.8в, надо это иметь в виду — не любому устройству может «понравиться» повышенное напряжение.

Разряд

Внутреннее сопротивление 20 мОм (при 1000 Гц) Низкое внутреннее сопротивление аккумуляторов позволяет использовать их со значительными токами (без заметной просадки напряжения), это удобно при использовании во вспышках и мощных фонарях. При этом емкость аккумуляторов снижается не слишком значительно. Рабочая температура во время разряда 0 °c-50 °c Попробуем узнать сколько «налили» в присланные. Поскольку имеющаяся под рукой Литокала подобный вид аккумуляторов «не знает», проверять буду USB тестером. Рабочее напряжение «белого доктора» от 3 до 7 вольт. Что бы «попасть» в нужный диапазон необходимо использовать три элемента (будем общий ток считать, по самому плохому элементу) Моя «электронная нагрузка» имеет сопротивление 5 Ом, получается примерно как раз 1А нагрузки (в среднем по диапазону, особая точность мне не требуется) Нашел совдеповский пенал под батарейки, в него упакую три аккумулятора, четвертым (пустышкой) будет банка из под кондера, попавшегося под руку, он неплохо по размерам подходит — это будет моим «стендом» для испытаний 😉 Собираем, меряем полученное напряжение — 5.44 (аккумуляторы только с зарядки). После разряда до 3-3.3 (не рекомендуется разряжать NiZn ниже 1.1в) доктор и сам отключится, по минимальному рабочему напряжению. «ДоХтУр» говорит, что 5.4 🙂 Под нагрузкой однако «хорошо» проседает, до 4.8, как и обещано! -получается 1.6 на банку. Ток (пока что) 1.1А… «греем» помещение 🙂 … через час(фото к сожалению не в фокусе получилась) Еще минут через 15-20 заметил, что доктор «потух». Отключил нагрузку и посмотрел результат С учетом вышеприведенных графиков весьма близко к заявленному… зачет! При понижении температуры емкость аккумуляторов (по документации) снижается уже заметно.поверим на слово, в холодильник лениво стенд засовывать, да и кому оно нужно!? 🙂

Время жизни аккумуляторов

Зависит от условий эксплуатации и в типовых условиях заявлено 5 лет, при глубине разряда до 80%. Количество циклов уменьшается при увеличении глубины и скорости разряда, кроме того зависит от скорости заряда и момента его отключения (контроль окончания заряда).

Хранение и саморазряд

Заявленный саморазряд элементов: 10% за первый месяц хранения при 25°С и далее 3-5% в последующие месяцы (при увеличении температуры саморазряд увеличивается). Условия хранения без подзаряда: -20 ~ +30°С ( около 1года) +30°С ~ +40°С (около 3месяцев) +40°С ~ +50°С (около 1месяца)

Зарядное устройство

На первый взгляд ничего ничего не обычного, снизу указаны характеристики и предупреждение заряжать аккумуляторы парами. В инструкции расписано какие именно места использовать при зарядке двух аккумуляторов. Можно заряжать АА и ААА аккумуляторы. Под ААА используются средние места с дополнительными контактами.При включении зарядного без аккумуляторов, индикация отсутствует. Если вставить элемент в первое или второе место (или в оба), загорается первый светодиод. Судя по инструкции так заряжать нельзя! При подключении второго элемента, в «правильное» место, загорается второй светодиод. ну или так По окончании заряда светодиоды гаснут, но перед этим начинают мерцать — как то необычно (мерцание хаотичное с изменением яркости). Размеры зарядного устройства Вилка довольно длинная, с запасом фиксируется в «глубокой» розетке.Разбирать будем!? 😉К моему удивлению, зарядка оказалась не такой и примитивной как предполагалось — вполне себе интересная «железка» Другая сторона. 1-2 и 3-4 гнезда, для подключения аккумуляторов, запараллелены на крышке.

В заключение сравнение времени работы фотоаппарата на NiZn и NiMH аккумуляторах — разница очень значительна, особенно для моей мыльницы. ЗЫЖ Не поверите! Уже прошло полгода с момента написания этого обзора — еще не заряжал в фотоаппарате аккумуляторы 🙂 Всем удачи и хорошего настроения! ☕

• Цена: US $10.05 покупались по $ 5.88

Обзор специфических аккумуляторов NiZn. забегая вперед — пользоваться можно, но осторожно =)Что же это за чудо такое: Никель-цинковый аккумулятор — это химический источник тока, в котором анодом является цинк, электролитом — гидроксид калия с добавкой гидроксида лития, а катодом — оксид никеля. Часто сокращается аббревиатурой NiZn. Во общем это новое — хорошо забытое старое изобретенное когда то Эдисоном. Достоинства: большое рабочее напряжение (1,6 В; наибольшее из щёлочных аккумуляторов) Недостатки: небольшой ресурс (250—370 циклов заряд-разряд).Внешний вид и заявленные характеристики:Размеры: Диаметр максимальный:14.5mm. Высота максимальная:50.5mm. Вес:25 грамм.

Проблем с установкой вместо батареек АА не обнаружено.Емкость: Типовая:2500мВтч. Примерно соответствует 1600-1700мАч (реальных). Минимальная:2250мВтч. Почему указывают емкость мВтч а не мАч? Единственное объяснение, которое я нашел: из-за более низких параметров мАч при той же энергоёмкости (напряжение-то выше) на этих элементах отказались от измерения в мАч и пишут ёмкость в мВтч, что в принципе не противоречит. Номинальное напряжение:1.6 В. В интернете встречалось упоминание о хорошей работе при низких температурах, но мной не проверялось…Зарядка: Поддерживается быстрая зарядка: током от 0.5C до 1C до достижения напряжения 1.9 В на элемент. Внутреннее сопротивление при напряжении 1 В ≦20мОм (это круто). Производитель купленных мной элементов имеет свой сайт, о котором я к своему стыду узнал только тогда, когда начал писать обзор и прочитал надпись на элементе =) описание элемента NiZn типоразмера ААГде я применял: Выгодны для использования в цифровых фотоаппаратах (на NiMh фотоаппарат отключается при не до конца разряженных батарейках — фотоаппарат рассчитан на щелочные батарейки с напряжением 1,5 В, а NiZn имеет высокое напряжение и в конце разряда.) Как раз история из википедии про мой случай. Мой фотоаппарат canon powershot sx150 is ругался на низкое напряжение питания буквально после 5-6 десятков фотографий, хотя вспышка заряжалась по прежнему очень быстро. Проверка аккумуляторов на зарядном устройстве показывала что емкость остаточная была не меньше 50%! Так же на мой взгляд хорошо зарекомендовали себя в электрифицированных игрушках. Разница с другими типами аккумуляторов очевидна, игрушки более подвижны за счет большего напряжения. А в случае когда элементов всего два, то и вообще говорить не приходится, у р/у машинок дальность связи и подвижность отличается очень существенно! Положительный опыт использования в автоматическом тонометре (омрон М3). Накачка шины происходит оперативнее. Так же замечено успешное применение в фонариках. Во общем сфера применения достаточно разнообразна.Отличие от NiCd и NiMh более менее достоверный график: Где синим указана кривая для цинковых аккумуляторов. Смысл графика в более высоком рабочем напряжении. Разряд производится до напряжения 1.3 В. Ах да, любители природы будут в восторге, NiZn аккумуляторы безвредны относительно NiCd, за это им плюс в «репу».Год пользования: Покупал в июне 2014 года на пробу. У продавца разные варианты, но я выбрал 4 штуки целенаправленно — по 2 комплекта для фотоаппарата. С аккумуляторами идет бокс на 4 штуки АА элементов, он же подходит и для ААА элементов, просто их надо располагать поперек. Удобная коробочка. Использовал парами, заряженный комплект всегда был в сумке для оперативной замены. Элементы тупо помечены маркером 1 и 2 полоски соответственно, дабы не перепутать при замене.Как заряжал в первое время: Зарядное устройство Imax B6 в режиме NiCd, выставлял ограничение по току 1800мА и использовал (не всегда) датчик температуры. При быстрой зарядке датчик температуры очень хорошо фиксирует окончание заряда. Впрочем и дельта пик ловится неплохо. Поскольку позже фотоаппарат начала усиленно эксплуатировать старшая дочь, то пришлось покупать отдельную зарядку, заряжать имаксом я не стал доверять, а заряжать самому не всегда было возможно, да и пусть в конце концов самостоятельная будет =). Для этого была куплена простая зарядка питаемая от USB порта Зарядка позиционируется для NiMh с напряжением до 1.4 В, но мне повезло — замеры показали ток 190мА и напряжение макс 2В на элемент — то, что нужно. Ставили на зарядку примерно на 10-11 часов. Используя вместо таймера обычный будильник, либо программу будильник на компьютере. За год с лишним аккумуляторы отработали не менее 150 циклов. Остаточная емкость была примерно 1100 мАч (1700мВтч). Дальнейшая судьба печальна, аккумуляторы отправились в мир иной. То, что не сделала старшая дочь, довершила младшая =(Причина банальна: фотоаппарат был разбит и аккумуляторы оказались не у дел. Позже при отъезде на несколько дней аккумуляторы были упакованы в этого колобка — убийцу аккумуляторов: Просто напросто забыли выключить питание. В таком состоянии аккумуляторы пробыли около 2х недель и разрядились в ноль.Попытка реанимировать оказалась неудачной: Заряжается с отсечкой по дельа пик (я сначала обрадовался, но не тут то было) После колобка напряжение было 0 В на всех элементах. Попытка прокачки на интеллектуальном зарядном устройстве положительного эффекта не дала. Высокое внутреннее сопротивление и малая емкость — это все что мне осталось констатировать. Аккумуляторы пойдут на утилизацию.Заключение:Высокое напряжение — конек NiZn аккумуляторов, но это не всегда хорошо, вы должны быть уверены что ваше устройство (как правило электроника) будет адекватно функционировать. Опять же требуется отдельное зарядное устройство для NiZn элементов, либо универсальное, поддерживающее NiZn. В противном случае вы разочаруетесь в этих аккумуляторах, которые не смогут раскрыть свой потенциал полностью. На данный момент для меня никелевые аккумуляторы скорее всего пройденный этап, переходим на литий. Используемые источники:

• https://istochnikipitaniy.ru/akkumulyatory/batarei/nizn.html
• https://mysku.me/blog/aliexpress/70697.html
• https://mysku.ru/blog/aliexpress/33789.html