Врезка 3:

     Эффект памяти
     Разрядился аккумулятор - подключай зарядное устройство и заряжай до готовности. Однако в один прекрасный момент замечаешь, что время работы полностью заряженного аккумулятора становится меньше.
     Рассмотрим эту проблему на примере никель-кадмиевых (NiCd) аккумуляторов.
     По окончании заряда аккумулятора в зарядном устройстве, загорается лампочка индикатора, указывающая на полную зарядку аккумулятора и готовность к использованию. Но как показывает практика, сигнал лампочки индикатора зарядного устройства никоим образом не гарантирует номинальную емкость и исправность аккумулятора. Все дело в том, что обычное зарядное устройство заряжает аккумулятор лишь до тех пор, пока есть "свободное место", в то время как количество закачанной энергии никак не оценивается. Каждый цикл заряда-разряда вносит в аккумулятор "посторонние примеси", уменьшая тем самым объем для хранения полезной энергии.
     Причина этого явления заключается в том, что в процессе эксплуатации с каждым новым циклом заряда-разряда рабочее вещество внутри NiCd аккумуляторов постепенно изменяет свою структуру в сторону уменьшения площади активной поверхности, что приводит к уменьшению емкости. Этот эффект, называется также эффектом памяти, развивается вследствие заряда не полностью разряженных аккумуляторов на основе никеля и проявляется больше всего в никель-кадмиевых аккумуляторах.
     Первоначально его наблюдали при специфических режимах циклирования - с небольшой глубиной разряда (не более 30 %) от состояния полной заряженности аккумулятора. В результате такой эксплуатации на разрядной кривой аккумулятора появлялась вторая площадка более низкого напряжения, и емкость, которую можно было снять до момента достижения 1 В, уменьшалась. Впоследствии любое снижение разрядного напряжения, наблюдаемое при длительном циклировании на небольшую глубину, стали называть "эффектом памяти", хотя механизмы, приводящие к такому эффекту, могли различаться. Поскольку вопрос об "эффекте памяти" возникает у большинства потребителей источников тока разных систем, именно здесь мы хотим обратить особое внимание на различие этих механизмов, приводящих к снижению напряжения аккумулятора.
     В герметичных Ni-Cd аккумуляторах кадмиевый электрод имеет никелевую основу. Кроме того, в его активной массе находится некоторое количество оксидов никеля, которые входят в рецептуру или попадают в электрод в ходе технологического процесса его производства. При циклировании аккумуляторов в кадмиевом электроде может образоваться интерметаллическое соединение Ni5Cd2, разряд которого происходит при потенциале на 150 мВ положительное, чем разряд чистого кадмиевого электрода. В результате этого на разрядной кривой Ni-Cd аккумулятора и появляется вторая площадка с более низким напряжением. Образование этой площадки идет наиболее быстро при небольших токах заряда и ускоряется с повышением температуры. Именно такая ситуация часто имеет место при эксплуатации источников тока в буферном режиме. Неглубокое циклирование на верхнем уровне заряженности приводит к повышенному тепловыделению аккумулятора.
     Уменьшение разрядного напряжения в результате накопления никелата кадмия не является необратимым. Разрушение его и восстановление первоначального состояния активной массы происходит при проведении нескольких разрядов до 1 В, которые следует делать не реже 1 раза в месяц.
     Если аккумулятор эксплуатируется в режиме глубокого циклирования аккумуляторов, этот эффект вообще не возникает.
     Имеет место и другой механизм, который приводит к снижению разрядного напряжения, хоть и меньшему по величине по сравнению с описанным выше. Он связан со систематическими значительными перезарядами аккумуляторов. На оксидно-никелевом электроде в этом случае образуется NiOOH, разрядный потенциал которого ниже на 50 мВ, чем у P-NiOOH. И разрядное напряжение аккумулятора уменьшается. Эффект снижения разрядного напряжения аккумуляторов, связанный с влиянием их перезаряда, можно назвать ложным эффектом памяти.
     Для того чтобы такой эффект не возникал, достаточно просто правильно контролировать заряд и не допускать длительных перезарядов, особенно при больших токах.
     Не подвержены эффекту памяти литий-ионные аккумуляторы.
      Назад к тексту статьи