Никель цинковые аккумуляторы аа. Гальваническое покрытие цинк-никель
Приобретал я NiZn аккумуляторы (не по этой ссылке, правда). AA были заявлены как 2800 мВт*ч (просто элементы в зеленой оболочке с падписью как на матричном принтере напечатанной), AAA - 1150 мВт*ч (эти в нормальной оболочке, под брендом UltraCell). В реале элементы AA выдали 1400-1480 мА*ч (т.е., весьма похоже на элементы PowerGenix) или 2250 мВт*ч при разряде током 500 мА. AAA элементы выдали 560-580 мА*ч (или 900 мВт*ч) при разряде током 200 мА. Так что тут обычное китайское приукрашивание характеристик, но не более. Примерно 10-15% из них имели высокий саморазряд (продавцы без проблем высылали замену).
Насчет же зарядки Z4... она явно была сделана изначально под Li-ion, и только затем добавлены дополнительные напряжения для LeFePO4, NiZn, NiMH. Что касается ее схемотехники, то это стандартный блокинг-генератор, преобразующий 220 В в примерно 12 В, и импульсный преобразователь на MC34063 с 12 В в нужное напряжение (от 1,46 до 4,20 В в зависимости от положения переключателя). Никакого микропроцессора или специализированного контроллера заряда нет - это просто тупой стабилизатор напряжения с ограничением по току. Для указанной микросхемы свист, шипение и т.п. звуковые эффекты - вполне нормальное явление, они вызваны самим принципом работы микросхемы (частота преобразования не фиксирована, и ее изменение и слышно как свист и шипение). На безопасность не влияет. Гораздо больше внимания надо уделять тому, чтобы не включить одновременно сеть и внешний источник питания. Они никак не развязаны, т.е. предсказать результат будет сложно.
MC34063 выдает запрограммированное переключателем напряжение (1,46 В для NiMH, 1,86 В для NiZn, 3,63 В для LiFePO4 и 4,20 В для Li-ion), которое затем из одной точки подается на все 4 аккумулятора через резисторы по 0,3 Ом. Собственно, вся развязка аккумуляторов друг от друга - это эти резисторы (бывает и хуже - просто параллельное включение). Хочу заметить, что 1,46 В мало для зарядки NiMH, а 1,86 В - для зарядки NiZn. Чтобы нормально их заряжать этим ЗУ, надо его доработать напильником (впаять пару резисторов, которые приведут к тому, что напряжение поднимется до 1,49 В и 1,91 В соответственно). Для Li-ion ничего дорабатывать не надо.
Про 1200 мА - вранье, общий ток вряд ли превысит 500-600 мА на все аккумуляторы (это ограничение заложено в схеме токоограничения MC34063). В принципе, можно его немного сдвинуть (сама микросхема может до 750 мА выдавать без опасности перегрева), но потянет ли это преобразователь 220-12 - неизвестно.
Насчет индикаторов - на них можно не смотреть. Они отключаются тупо по напряжению (1,42 В для NiMH и 1,80 В для NiZn, и только для Li-ion при 4,20 В). 1,42 В и 1,80 В - это очень мало, фактически, аккумуляторы при этом заряжены, от силы, наполовину. Даже когда индикаторы погасли, аккумуляторы продолжают заряжаться как ни в чем не бывало. Для полной зарядки пары AA NiZn аккумуляторов надо часов 20 (после доработки время снижается примерно до 10 часов), более точно можно определить мультиметром (напряжение на аккумуляторе достигнет 1,85-1,86 В).
Итог: NiZn аккумуляторы достаточно интересны, хотя и могут оказаться неподходящими для определенной техники (не рекомендую использовать их в устройствах, работающих от 2 аккумуляторов - в них может стоять повышающий преобразователь, который не может выдать напряжение ниже, чем на входе, а 3,7 В может оказаться слишком много для микросхем, рассчитанных на 3,3 В). Зарядка же - конструктор для любителя. После доработки годится для зарядки нечетного количества NiZn аккумуляторов (нормальные ЗУ их, обычно, только парами заряжают).
Пусть фотоаппарат и не новый, но работал нормально, качественно фотографировал и полностью меня устраивал - выбрасывать было жалко. Поиск решения проблемы привел меня на АЛИэкспресс, а интернет подсказал возможные варианты, одним из которых было применение Ni-Zn аккумуляторов, напряжением 1,6 В и емкостью 2500 mAh. Цена была довольно высокой, 2$ за батарейку, но альтернатива выглядела еще печальнее, так как “кормить” Rekam одноразовыми солевыми или щелочными батарейками с рекомендуемым напряжением в 1,5 В было довольно накладно. Напомню, что хорошая пальчиковая батарейка в “Магните” стоит около 60 рублей.
Решено, заказываю на АЛИэкспресс 4 аккумулятора и в начале сентября мне приходит посылка. Вставляю в фотоаппарат и с удовольствием наблюдаю, что все работает нормально. Батарейки пришли заряженные, посмотрим на сколько их хватит.
Позже дополню статью опытом эксплуатации.
Прошло больше месяца со дня начала эксплуатации аккумуляторов Ni-Zn. Две батарейки постоянно находятся в фотоаппарате, но фотографировать пришлось немного, поэтому по разряду сказать нечего. На форуме фотографов вычитал, что эти аккумуляторы имеют (как бы) два положения - “вкл” и “выкл”, то есть если он разряжается ниже определенного предела (около 1,4 В), то тупо вырубается и перестает работать. После месяца работы напряжение у моих аккумуляторов остается 1,81 В.
Очередная посылка с АЛИэкспресс доставила мне зарядное устройство для Li-Ion батареи и бокс для двух батареек размера АА. Все это добро предназначено для зарядки моих аккумуляторов Ni-Zn. Идея в том, что Li-Ion батарею в такой зарядке можно заменить двумя батареями Ni-Zn. Однако, полноценной такую замену назвать нельзя, так как напряжение зарядки Li-Ion - 3,7-4,2 В (делим на два, получаем 1,85-2,1 В), и оно немного выше нужного. Для нормальной зарядки необходим ручной контроль, т.е. надо периодически измерять вольтметром напряжение на выводах аккумулятора и не допускать перезаряда. Напряжение должно лежать в пределах 1,92-1,95 В. Напомню, что аккумуляторы Ni-Zn очень боятся перезаряда и судя по отзывам - мгновенно выходят из строя (не все, но опасаться надо).
На фотографии зарядное устройство для Ni-Zn аккумуляторов своими руками. Припаял два провода (+ красный) и (- черный) от бокса к плате, саму плату приклеил к боксу двусторонним скотчем, также, на двусторонний скотч приклеил кусочек белого пластика для защиты модуля. Для питания сгодится любой USB порт, на фотографии у меня зарядка от телефона и переходной шнур от стандартного USB к mini USB. Горит красный светодиод - показывает, что зарядка идет. В моем случае - 1,93 В на одну батарейку.
Сплав никель - цинк. Цинковые покрытия, легированные никелем (50% Ni и 50% Zn), имеют более высокую коррозионную стойкость, чем цинковые, и способны обеспечить анодную защиту стальным деталям от коррозии. Наиболее оптимальным для этой цели является электролит (в г/л):
Хлористый аммоний 200-250
Окись цинка 15-17
Хлористый никель 25 — 40
Кислота борная 20—25
Декстрин 5 — 10
Режим электролиза: температура электролита 15-20 °С, i к = 1 ÷ 2 А/дм 2 , аноды — раздельные Zn:Ni = 1:1, рН =6,3 ÷ 6,7.
Покрытия получаются блестящими и хорошо сцепленными с основой. Продолжительность действия добавки декстрина (блескообразователь) составляет 5 г/л на 10 А.ч/л.
Наряду с этим составом применяют электролит, содержащий (в г/л):
Сернокислый цинк 75-125
Сернокислый никель 25 — 75
Сернокислый аммоний 35 — 40
Аммиак, мл/л 250
Режим электролиза : температура электролита 15 — 20°С, i к = 1 ÷ 2 А/дм 2 , (i к в начале электролиза 2 — 3 А/дм 2 в течение 1 мин), аноды — из сплава, который осаждается на катоде.
Декоративные и светопоглощающие покрытия из черного никеля в оптической промышленности осаждают из электролита (в г/л):
Сернокислый никель 65 — 75
Сернокислый цинк 30 — 40
Никель — аммоний сернокислый 45 — 50
Натрий роданистый 15
Кислота борная 25
Режим электролиза: температура электролита 45 —55°С, i к = 1,0 ÷1,5 А/дм 2 , аноды раздельные Ni: Zn = 1:1 или из сплава, который осаждается на катоде.
Сначала при 0,02 — 0,05 А/дм 2 рекомендуется осадить определенный слой обычного никеля в качестве подслоя, а потом повысить i к до 1,3 А/дм 2 и нанести черный никель. Благодаря этому повышается адгезия покрытия с основой. Для работы в условиях умеренного климата (помимо подслоя меди и никеля по стали) черные никелевые покрытия дополнительно обрабатывают в горячем растворе дву-хромовокислого калия.
В покрытия, получаемые из роданистого электролита, помимо никеля и цинка входит роданистый натрий и двойная никель-аммонийная соль.
При малых i к = 0,2 ÷ 0,4 А/дм 2 на катоде осаждается серый никель, прочно сцепленный с основой. Увеличение i к от 0,4 до 1,0 А/дм 2 приводит к получению черных осадков. Одновременно изменяется качество — покрытия становятся хрупкими. При понижении температуры электролита до 20°С покрытия становятся грубыми, с подгарами. Переход от серого никеля к черному происходит скачкообразно. На рис. 43, участок 1 кривой соответствует выделению никеля, а участок 2 — выделению цинка. На переходном участке происходит восстановление Ni — Zn на катоде. При 50°С этот момент соответствует i к = 0,35 ÷ 0,4 А/дм 2 . В составе серых покрытий содержатся следы цинка, 14 — 15% черного сульфида никеля, 74% гидроокиси цинка, 9% обычного сульфида никеля.
Рис. 43.
1 — выделение никеля; 2 — выделение цинка
Катодное восстановление сплава Ni — Zn сводится к тому, что при значении i к, отвечающем скачку потенциала на поверхности катода, начинается выделение пузырьков водорода. С повышением рН прикатодного слоя в нем образуется гидроокись цинка, которая, адсорбируясь поверхностью катода, пассивирует грани растущих кристаллов и прекращает их рост.
В результате восстановления роданидов образуются сульфиды металлов, при осаждении которых на пассивированных гранях катода последние становятся электропроводными. Это обеспечивает возникновение новых центров кристаллизации металла, дальнейший рост которых тормозится пассивированием граней кристаллов гидроокисью цинка.
Микротвердость покрытий сплавом Ni — Zn составляет 400 — 500 кгс/мм 2 и возрастает с увеличением содержания никеля в сплаве. Сплав Ni — Zn может быть использован в качестве самостоятельного покрытия или подслоя перед нанесением на сталь хромо-никелевых покрытий.
Петр Степанович Мельников . Справочник по гальванопокрытиям в машиностроении , 1979 .
Общие харрактеристики Никель- цинковых аккумуляторов:
Тип батарей: АА
Тип
химического элемента: Никель-Цинк (Ni-Zn).
-Ёмкость по току: 1500 миллиампер в час
-Мощность: 2500 милливатт в час.
-Время зарядки штатным зарядным устройством 5-6 часов либо нештатным З.У от 3 до 24 часов.
-Количество циклов заряда-разряда 500. (до 3 лет эксплуатации)
Производители: BPI, PKCELL
Зарядка аккумуляторов осуществляется специальным зарядным устройством, подходящим только для NI-ZN акумуляторов, и Ni-Mh аккумуляторы нельзя заряжать в таком типе зарядных устройств.
Есть специальные универсальные зарядные устройства, которые подходят для NI-ZN, Ni-Mh и Li-ion\Li-Pol батарей.
Ну а те зарядные устройства что пригодны только для NI-MH аккумуляторов и не имеют интеллектуальной функции зарядки с возможностью выбора конечного напряжения отсечки, способны зарядить NI-ZN аккумуляторы, максимум до 50%.
Интеллектуальные З.У. для NI-MH способны полноценно заряжать такие NI-ZN аккумуляторы, при выставлении напряжения отсечки полного заряда на уровне 1.85-1.95 V.
ОПТОВЫЕ ПРОДАЖИ АККУМУЛЯТОРОВ NI-ZN AA ОТ 20 ШТ по стоимости 180 руб/шт.
Все пришедшие к нам аккумуляторы проходят контроль качества. Мы проверяем элементы питания по следующим характеристикам:
1) Выходное напряжение.
2) Способность держать заряд.
3) Заряжаем все элементы питания перед отправкой к владельцу.
4) Наши курьеры, доставившие вам новые Ni-Zn аккумуляторы не берут чаевые, зато принимают старые отработавшие батарейки типа АА и также ААА, в рамках программы зеленая планета, для последующей утилизации.(не более 30 шт с одного клиента). Программа приема старых эллементов питания касается только г. Москва.
5) Осуществляем доставку данного товара в регионы России. см раздел сайта "Доставка".
Всем нам доводилось вставлять в фотоаппарат пальчиковые аккумуляторы, и не редко приходилось их менять на батарейки, теряя самые драгоценные кадры, по причине того что аккумуляторы не выдают достаточного напряжения чтобы камера нормально функционировала. Аккумуляторы разрядились только на 50-60% а камера уже выключается.
Или того хуже: зарядил аккумуляторы неделю назад, готовя все заранее, а как дело до съёмки дошло, так и на четверть своей ёмкости аккумуляторы фоток не на делали- аккумуляторы сдохли, опять же по причине высокой степени само разряда. Все это происходит потому, что напряжение на выходе после 10 минут работы упало на аккумуляторах ниже критического, и камера включилась.
Недостатки Ni-Zn батарей:
- при работе в устройствах, которые не имеют возможности автоматического отключения питания при разрядке Ni-Zn аккумулятора, есть все шансы погубить аккумулятор из за глубокого пререразряда, ниже 0.8-1V. С таким явлением мы часто сталкивались, используя АА/ААА Ni-Zn в детской железной дороге, старых фонариках.
Но есть и неоспоримые плюсы у этих аккумуляторов.
- Не боятся морозов.
- Отдают хороший ток до самого момента разряда.
- Держат напряжение не ниже 1.2-1.4 В до самого разряда.
- Имеют не плохую среднюю ёмкость.
- Не имеют эффекта памяти.
- Реальная история эксплуатации данного типа батарей Ni-Zn более 3 лет.
- Общий количество заряд-разряда около 300 циклов с сохранением 80-85% ёмкости.
Способы зарядки Ni-Zn АА или ААА аккумуляторов:
Из традиционных способов зарядки Ni-Zn элементов питания можно рассмотреть покупку родного зарядного устройства для Ni-Zn аккумуляторов или не родного многофункционального з.у. Оба варианта нормально заряжают никель-цинковые элементы питания. Есть возможность заряжать Ni-Zn АА и ААА аккумуляторы нестандартным способом, через умные зарядные устройства, на подобие IMAX B6. Там можно подобрать токи заряда, но предеться следить за своевременным отключением питания, чтобы не перезарядит никель-цинковую батарею и не убить ее.
-Улучшение характеристик работы электроприборов на Ni-Zn типе пальчиковых АКБ .
(На пример)- радиостанция midland 900 станет брать дальше.
Зона приёма/ передачи радиостанции увеличится минимум на 300 -500м, и до 1000-2000 м на прямой дистанции.
Проверено в опытах, в сравнении с Ni-Mh аккумуляторными батареями.
(Внимание: не все девайсы приспособлены для работы с Ni-Zn
батареями).
Никель-цинковые Ni-Zn батареи не любят перезаряда.
Данный вид многоразовых элементов питания после основного времени зарядки от сети быстро теряет рабочие характеристики по своей ёмкости, если NI-Zn батарея заряжалась сверх своего номинального времени зарядки. К сожалению это свойства данного материала, по этому приобретает специальные зарядные устройства именно для данных типов пальчиковых аккумуляторов АА Ni-Zn/
*Примечание:
К сожалению маркетинговые игры в завышение емкости аккумуляторов стали уже нормой для производителей. Вообще говоря,производители аккумуляторов предлагают поставщикам завышать емкость, по крайней мере на 30%, при маркировке этикеток аккумуляторов 1800мАч 2300мАч и даже больше! В этом может быть ничего страшного для магазина игрушек, но такая тактика маркетинга способна выжить 1 неделю в нашем магазине с отзывами и обзорами клиентов, и именно поэтому мы гарантируем нашим Turnigy 1500mAh Ni-Zn аккумуляторам по меньшей мере, 1500мАч емкости.
примечание переводчика:
http://habrahabr.ru/post/89264/
Turnigy Ni-ZN (Nickel-Zinc) batteries offer high voltage and excellent cycle life when compared with Ni-CD/Ni-MH batteries.
The nominal voltage of these Turnigy Ni-ZN cells is 1.6V compared to that of only 1.2V with Ni-CD/Ni-MH. This means more power for your device and longer usable capacity. Our Ni-ZN cells provide on average 50% more usable capacity per cycle compared to a standard Ni-CD/Ni-MH cell of the same rated capacity.
Category: Rechargeable
AA battery
Capacity: 1500mAh
Voltage: 1.6V
Chemistry: Ni-ZN High Voltage
Weight: 25g
Dimensions: 49x14mm
*Note: When charging these Ni-ZN cells, set your charger to Ni-CD/Ni-MH mode using CV (constant voltage) charge function. Set the cutoff voltage to 1.9V per cell.
We guarantee our cells are true to their capacity!
Sadly battery marketing is an evil game, with overstated capacity being the industry norm. Generally speaking, battery factories will suggest vendors to overstate the capacity by at least 30%, marking 1800mAh cells with 2300mAh labels or more!
While this might work for toy stores, such marketing tactics wouldnt survive 1 week in our store with customer feedbacks and reviews, and thats why we guarantee our TURNIGY 1500mAh Ni-ZN cells to be at least 1500mAh!
Turnigy Ni-Zn (никель-цинковые) батареи обеспечивают высокое напряжение и отличный жизненный цикл по сравнению с Ni-CD/Ni-MH батареями.
Номинальное напряжение этих Turnigy Ni-Zn аккумуляторов 1,6В в отличии от 1,2В у Ni-CD/Ni-MH. Это означает больше мощности и больше полезной емкости. Наши Ni-Zn аккумуляторы обеспечивают в среднем на 50% больше полезной емкости за один цикл по сравнению со стандартным Ni-CD/Ni-MH аккумулятором той же номинальной мощности.
*Примечание: При зарядке этих Ni-Zn аккумуляторов, установить зарядное устройство в режим Ni-CD/Ni-MH функции заряда CV (постоянное напряжение) . Установить напряжение отсечки 1,9 В на "банку".
Мы гарантируем что наши аккумуляторы соответствуют заявленной емкости!
К сожалению маркетинговые игры в завышение емкости аккумуляторов стали уже нормой для производителей. Вообще говоря,производители аккумуляторов предлагают поставщикам завышать емкость, по крайней мере на 30%, при маркировке этикеток аккумуляторов 1800мАч 2300мАч и даже больше!
В этом может быть ничего страшного для магазина игрушек, но такая тактика маркетинга способна выжить 1 неделю в нашем магазине с отзывами и обзорами клиентов, и именно поэтому мы гарантируем нашим Turnigy 1500mAh Ni-Zn аккумуляторам по меньшей мере, 1500мАч емкости.
примечание переводчика: беглый поиск выдал много разного, вот ссылка на обзор аналогичного аккумулятора другого производителя:
http://habrahabr.ru/post/89264/
