Ni-MH-Batterien

Beschreibung

Da elektronische Geräte immer anspruchsvoller, leichter und kompakter werden, wird der Gesamtenergiebedarf immer höher. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wurden Ni-MH-Batterien entwickelt. Diese Batterien haben etwa eine doppelt so hohe Energiedichte wie Ni-Cd-Batterien. Sie haben eine positive Hydroxid-Nickel-Eletrode und absorbierende Wasserstofflegierungen in der negativen Elektrode. Diese Legierungen können während der Ladung schnell Wasserstoff absorbieren und es während der Entladung frei werden lassen. Sie enthalten kein Cd, weshalb sie auch "Grüne Batterien" genannt werden.
Zu ihren Hauptmerkmalen gehören:
o Sie enthalten keine umweltschädlichen Elemente. "Grüne Batterien".
o Hohe Energiedichte
o Wirtschaftlichkeit durch ihre lange Lebensdauer mit mehr als 500 Lade- und Entladezyklen.
o Ausgezeichnete Entladungsmerkmale durch ihren niedrigen inneren Widerstand. Während der meisten Entladezeit gewähren sie eine gleichmäßige Spannungslinie.
o Aufladung nach langer Lagerung möglich
o Falls nötig, können sie schnell in 1-2 Stunden aufgeladen werden.
o Haben ein sehr großes Temperaturspektrum.

Ladung
o Intensität, Zeit, Temperatur und andere Faktoren modifizieren die charakteristische Ladekurve von Ni-MH-Batterien.
o Die Batterien müssen in dem Temperaturbereich zwischen 0ºC und 45ºC geladen werden, am effizientesten ist der Temperaturbereich zwischen 0ºC und 30ºC.
o Sie dürfen auf keinen Fall mit verkehrter Polung geladen werden.
o Wiederholte Überladung kann der Batterieleistung stark schaden.
o Sie können mit der sogenannten "Trickle charge" mit Intensitätswerten zwischen 0,03C und 0,05 geladen werden. Die Ladezeit muss auf 22 bis 32 Stunden beschränkt werden.
o Für ein schnelles Aufladen braucht man unbedingt ein elektronisches System, das den negativen Anstieg der Batteriespannung (-DV) erkennt. Es dürfen keine Intensitäten über 1C benutzt werden. Der negative Anstieg der Batteriespannung (-DV) ist eine Besonderheit der Ni-MH-Batterien, sie zeigt an, dass die Batterie geladen ist. Dieses Phänomen erklärt sich wie folgt: wenn wir einer entladenen Batterie Strom zuführen, erhöht diese langsam ihre Spannung in der ganzen Zeit, in der sie Energie speichert. Wenn die Batterie jedoch vollständig aufgeladen ist, beginnt gleichzeitig die Spannung zu fallen und die Temperatur zu steigen. An diesem Punkt muss die angewendete Intensität angehalten werden, da die Batterie aufgeladen ist.

Entladung
o Die Batterien müssen in einem Temperaturspektrum zwischen 10ºC und 50ºC entladen werden.
o Der Intensitätsgrad der Entladung kann die Batteriekapazität beeinflussen. Die beste Kapazität wird erreicht bei einer Batterieentladung zwischen 0,1C und 0,5C. Eine Entladung mit hoher Intensität kann dazu führen, dass sich die Temperatur in der Batterie beträchtlich erhöht.
o Eine Überladung kann die Batterie beschädigen. Die Batterie darf nicht an das Gerät angeschlossen sein, wenn sie leer ist.
o Eine Batterie ist entladen, wenn die Spannung niedriger als 1,0 V ist.
Andere Merkmale
o Die Batterien können über lange Zeiträume im Trockenen bei einer Temperatur zwischen 10ºC und 30ºC gelagert werden.
o Die ersten Ladungen nach einer langen Lagerzeit können eine niedrigere Kapazität als normal bringen.
o Bei Einhaltung der korrekten Auf- und Entladebedingungen kann die Batterie in mehr als 500 Zyklen benutzt werden. Die Anwendung von inadäquaten Parametern bei Ladung und Entladung kann zu einem beträchtlichen Verlust von Batteriezyklen führen.
o Die Kontakte der Batterie dürfen auf keinen Fall gelötet werden, da dies die organischen Materialien der Konstruktion beschädigen kann. Für Anschlüsse an die Batterie braucht man unbedingt Nickel- oder Silber-Nickel-Anschlüsse, die durch Elektro-Punktschweißen an die Batteriekontakte gelötet werden.
o Ni-Cd-Batterien dürfen nie kurz geschlossen werden, denn sie können viel Hitze und unter hohem Druck Gase entwickeln.

Batterieverbindungen
Es ist ganz normal, Ni-MH-Batterien in einem Pack zu verbinden, um die für das elektronische Gerät notwendige Spannung zu erreichen. Die Verbindung erfolgt über per Elektro-Punkt verlötete Nickelsteckverbindungen. Häufig werden Schutzelementen in das Pack inkorporiert, wovon folgende die häufigsten sind:
o Polyswitch. Dies ist eine Komponente mit einer bestimmten nominalen Intensität, über die hinaus sich der Widerstand stark erhöht, um den Stromdurchfluss zu verhindern. Nach einer Abkühlphase geht der Widerstand fast wieder auf 0 zurück.
o NTC. Dies ist eine elektronische Komponente, deren Widerstand je nach Temperatur schwankt. Sie dient dazu, dass ein Stromschaltkreis die Temperatur des Packs überwacht.
o Thermostat. Er wird benutzt, um die Spannung des Packs zu unterbrechen, wenn die Temperatur die nominale Temperatur des Thermostaten übersteigt. Wenn die Temperatur niedrig ist, wird der Thermostat wieder geladen.
o Thermosicherung. Dies ist ein anderes Sicherheitsgerät, das unterbrochen wird, wenn die Temperatur des Packs die nominale Temperatur des Geräts übersteigt.

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