Несмотря на то, что никель-кадмиевые аккумуляторы с этого года запрещены к производству в странах Евросоюза, эти неустанные труженики до сих пор используются во многих недорогих и мощных автономных устройствах (шуруповёрты, электробритвы, фонари).

Даже если в инструкции по эксплуатации о типе аккумулятора устройства ничего не сказано, определить то, что именно никель-кадмиевый аккумулятор служит источником тока, достаточно просто - чаще всего время зарядки указывается в диапазоне 5-12 ч. и присутствует указание на необходимость самостоятельного отключения зарядного по истечению времени заряда.

Никель-кадмиевые аккумуляторы изобретены шведом Вальдмаром Юнгнером (Waldmar Jungner) в 1899 г. В те времена материал для них был дорогим, по сравнению с другими аккумуляторами, и использование этого типа батарей ограничилось небольшим числом мест применения. Начало герметичным никель-кадмиевым батареям положило изыскание в 1932 г. расположения активного материала внутри пористого никелевого электрода.

С 1947 стали серийно выпускаться герметичные никель-кадмиевые батареи, не сильно отличающиеся от современных. В этих батареях образующиеся при зарядке газы рекомбинируют и не выходят за пределы батареи, что исключает необходимость слежения за уровнем и периодического долива электролита.

Преимущества NiCd-батарей:

• быстрый и простой процесс заряда, даже после длительного хранения;
• большое количество циклов заряда/разряда при соблюдении правильного ухода - более 1000 циклов;
• прекрасная переносимость большой мощностной нагрузки;
• возможность длительного хранения в разряжённом состоянии без потери характеристик - до 5-10 лет;
• простая возможность транспортировки - авиакомпании перевозят без всяких предварительных условий;
• прекрасная сохранность показателей при низких температурах;
• прощают полный разряд - по этому показателю NiCd аккумуляторы наиболее надёжный выбор из всех существующих;
• экономически выгодны: имеют одну из наименьших цен на один цикл заряда/разряда.

Недостатки:

• относительно низкая плотность энергии;
• эффект памяти - NiCd батареи требуют периодической тренировки (цикла полного разряда/заряда);
• компоненты батареи токсичны для окружающей среды и переработка этих батарей затруднительна, из-за чего многие страны ограничивают их использование;
• относительно высокий саморазряд батарей.

Для никель-кадмиевых батарей предпочтительнее быстрая импульсная зарядка, чем медленная, постоянным током. Эти батареи могут выдать большую мощность, что определяет их выбор для мощных автономных устройств. Никель-кадмиевые батареи - единственный тип батарей, который выдерживает полную разрядку при большой нагрузке без каких-либо последствий. Остальные типы батарей требуют неполной разрядки при относительно невысоких мощностных нагрузках.

Никель-кадмиевые батареи не любят длительной зарядки при эпизодической небольшой нагрузке. Периодическая полная разрядка необходима для них как воздух для человека - при отсутствии полной разрядки на электродах образуются большие кристаллы металла (что приводит к проявлению так называемого "эффекта памяти") - аккумулятор скачкообразно теряет свою ёмкость. Для долгой и эффективной работы NiCd батарей необходимы циклы обслуживания батареи - полная разрядка с последующей полной зарядкой, исходя из большинства рекомендаций - раз в месяц, в крайнем случае, раз в 2-3 месяца.

Никель-кадмиевые аккумуляторы являются самыми "дуракоустойчивыми" из современных массовых аккумуляторов - для их использования не требуется даже система мониторинга параметров аккумулятора, что определяет их использование в недорогих и мощных устройствах.

Зарядка малыми токами за 5-12 ч. позволяет обойтись без каких-либо предосторожностей в виде систем контроля заряда-разряда. При перезаряде аккумулятор просто медленно будет терять ёмкость (на радость производителя). Необходимо помнить об этом при использовании "bad-boy" зарядных устройств (зарядных без механизма автоматического контроля заряда). Поэтому, лучше всего заряжать полностью разряжённый аккумулятор и строго соблюдать время зарядки, что позволит сохранить ёмкость NiCd аккумулятора достаточно долгое время.

При использовании "быстрой" зарядки (со временем заряда менее 5 ч.) желательно иметь зарядное устройство с температурным датчиком, поскольку при заряде повышается температура аккумулятора, вместе с температурой растёт ёмкость, с ростом ёмкости зарядный прибор может перезарядить батарею свыше необходимого уровня, что приводит к ещё большему росту температуры (явление "терморазгона" аккумулятора) и, как минимум, к ухудшению параметров батареи. Подобная ситуация существует и при заряде батареи при низких температурах. Температурный датчик позволяет сдвинуть параметры заряда в зависимости от температуры аккумулятора, а также отключить батарею от заряда при превышении скорости роста температуры выше 1°C в минуту или по достижении температуры батареи в 60°C, что позволяет избежать трагических последствий терморазгона.

В качестве иллюстрации необходимости термодатчика в зарядном могу привести пример двухлетней давности заряда никель-кадмиевой батареи для профессионального шуруповёрта на зарядном без термодатчика, позволяющего заряжать батарею ускоренным темпом - за час. В то время температура в квартире была около 30°C, зарядное автоматически должно заряжать аккумулятор до достижения целевого напряжения и автоматически отключаться, что английским по белому было сказано в инструкции в разделе "Безопасность". Утром первый аккумулятор из комплекта был заряжён без всяких эксцессов - через 50 минут зарядное отключилось, ближе к вечеру второй аккумулятор при заряде преподнёс сюрприз: из-за отсутствия термодатчика в зарядном батарея вошла в режим терморазгона. Так как заряд был ускоренным, проблема была замечена поздно - когда аккумулятор пошёл дымом и стал разбрызгивать горячий электролит. Быстро отключённый от сети зарядник удалось спасти. Аккумулятор же ещё долго сопел в агонии, пытаясь причинить как можно больше вреда при отходе в мир иной, однако ему это не удалось, и вред ограничился стоимостью самого аккумулятора - $15. С тех пор зарядное подключается к сети через таймер.

Несмотря на свои недостатки, никель-кадмиевые аккумуляторы до сих пор существуют среди нас. Надеюсь, немного теории и практического опыта, изложенного в статье, позволят читателю получить от никель-кадмиевого аккумулятора своего устройства максимум того, на что он способен.

Дмитрий СПИЦЫН,
dig.by