Практика применения Ni-Zn аккумуляторов.

[ampy]

У меня отрицательный опыт их использования. Брал для фотоаппарата и в тонометр, двух видов на Али, один PKCELL, вторые голубые цветом фирму не помню.

У PKCELL на меня и Ni-MH не производят впечатления. Купил AA и AAA, емкость в норме (хотя могли бы и добавить бонусом), но саморазряд безумный.

[Yuri222]

У них резко заканчивается заряд

Ну, имхо технически некорректно так говорить.
Судя по графикам - напряжение в конце разряда падает резко, а заряд - он же определяется емкостью аккума, как только в любом аккуме он истратился - так, значит, и закончился. Как-то так мне кажется.

[mike-y-k]

Sanyo, таки использование МК вкупе с матмоделью поведения и характеристиками для конкретной сборки позволит иметь BMS с достоверной предикативной индикацией состояния. Самый простой вариант - учитывая уже залитое, контролируем количество отданного и с достаточной точностью показываем остаток.
Дальше как с бензином - расчет заправки под поездку.
Единственное у них не айс - ограниченный ток заряда, только схема из множества параллельных ячеек небольшой емкости позволит сократить время заряда, а это сильно усложнит конструкцию BMS и повысит стоимость батареи. Или вариант с заменяемыми блоками аккумуляторов, что тоже дорого.
По этим причинам весьма перспективные по остальным характеристикам пока пребывают в стадии разработки и экспериментов (уже больше 100 лет!).
Пока LTO, и опять же литий с кремнием, и особо вариации с твердыми электролитами имеют максимальные перспективы… Каждый вариант со своими минусами, но они таки не столь сильно влияют на конечную цену.

Yuri222, при отсутствии средств (BMS) для достоверного измерения и индикации остатка так и происходит. Что печально - отсутствие BMS еще и сокращает время жизни пациента

[Sanyo]

расчет заправки под поездку

Или, как вариант, возить в багажнике бензозпрядное устройство, на пару киловатт!)))

[mike-y-k]

Sanyo, генератор в багажнике для

как и положено, ровно на середине маршрута, зимой, ночью, в лесу

совсем не роскошь, а насущная необходимость. Он и в пункте назначения совсем не лишним будет
Хотя в таком offroad варианте оптимальнее будет гибридная схема.

Первый электромобиль от Фердинанда Порше (ЕМНИП 1898) был именно гибридным.
История таки по спирали развивается…

В случае гибридной схемы привода количество минусов NiZn становится уже приемлемым. Для следования тренду топливом для двигателя предлагаю выбрать водород

[ampy]

"Не много" теории из книги Багоцкий-Скундин 1981

Высокие показатели серебряно-цинковых аккумуляторов послужили толчкОм для поисков других вариантов энергоемких щелочных аккумуляторов, в которых не использовались бы дорогие материалы. Одним из таких вариантов являются никель-цинковые аккумуляторы. В настоящее время проводятся широкие опытно-конструкторские работы по их созданию и к началу 80-х годов можно ожидать серийного выпуска [12.6].

Первый патент на никель-цинковый источник тока был выдан Ф. Михайловскому в 1899 г. Обширные работы проводил англичанин Дж. Друмм в 20-х и 30-х годах текущего столетия.

Особенности электрохимических процессов. На окисноникелевом электроде протекает та же реакция, что и на положительном электроде никель-кадмиевого аккумулятора, а на цинковом электроде — та же, что и на отрицательном электроде серебряно-цинкового аккумулятора.

Формулы опустим.

В никель-цинковом аккумуляторе имеются некоторые особенности. Ион цинката, растворенный в электролите в большой концентрации, влияет на работу окисноникелевого электрода. При циклировании ламельных пластин в цинкатном растворе емкость их очень быстро (через 10—20 циклов) снижается. Для спеченных окисно-никелевых пластин с металлокерамической основой или прессованных пластин снижение емкости значительно меньше, что связано, вероятно, с лучшим контактом зерен NiOOH с токоотводом или токопроводящей добавкой и с лучшими условиями их формирования; Добавка кобальта в активную массу способствует стабилизации емкости.

Вторая особенность заключается в том, что в конце заряда на окисноникелевом электроде выделяется кислород и отдача этого электрода по емкости близка к 90:%; При заряде цинкового электрода из-за избытка Окиси цинка водород не выделяется и зарядная емкость используется полностью. Поэтому по мере циклирования степень заряженности цинкового электрода постепенно увеличивается. Для того чтобы восстановить исходное соотношение, рекомендуется периодически замыкать разряженные аккумуляторы. При этом под влиянием потенциала цинка на никеле выделяется некоторое количество водорода,а на другом электроде окисляется эквивалентное количество цинка.

Характеристики. Напряжение разомкнутой цепи аккумулятора сразу после заряда составляет 1,80—1,85 В и постепенно уменьшается до 1,74—1,78 В. Разница между напряжениями заряда и разряда при небольших токах меньше, чем у других аккумуляторов. Неудобным является отсутствие четкой ступени в конце заряда; поэтому при заряде аккумуляторам сообщают количество электричества, равное 110 % фактической разрядной емкости. Аккумуляторы допускают разряд большими токами с соответствующим снижением емкости и напряжения. Они работоспособны при пониженных температурах, но относительное снижение емкости больше, чем для серебряно-цинковых аккумуляторов. Удельная энергия разных описанных в литературе образцов колеблется от 50 до 70 Вт-ч/кг и от 100 до 150 кВт ч/м3
при jp = 0,14-0,5.

Перспективы использования. Усиленный интерес к никель-цинковым аккумуляторам вызван в основном проблемой создания электромобилей. Удельный энергозапас этих аккумуляторов в 1,5—2 раза выше, чем у свинцовых и никель-кадмиевых или никель-железных аккумуляторов, что обеспечивает пробег электромобиля между зарядами 100—150 км. Стоимость при массовом производстве будет, вероятно, сравнима со стоимостью других щелочных аккумуляторов (при расчете на одинаковый энергозапас). Поэтому после увеличения ресурса хотя бы в 2 раза можно ожидать широкого применения этих аккумуляторов.

Большой интерес представляют проводимые в настоящее время работы по созданию герметичных никель-цинковых аккумуляторов, работающих по принципу кислородного цикла. Герметичные аккумуляторы не только проще по уходу, но в них также отпадают отмеченные выше затруднения с сохранением баланса степени заряженности окисноникелевого и цинкового электродов.

Кое-что полезное есть в более новой книге Коровин-Скундин 2003 (про эффект памяти), но она не распознана. Интересующиеся могут воспроследовать в интернет библиотеки.

[mike-y-k]

Про опущенную в сообщении уважаемого ampy химию

(−) electrode:  Zn + 4 OH− ⇌ Zn(OH)4 2− + 2e− (E0 = −1.2 V/SHE )
Electrolyte: KOH
Zn(OH)4 2− ⇌ Zn(OH)2 + 2OH−
Zn(OH)2 ⇌ ZnO + H2O
(+) electrode:  2 NiO(OH) + 2 H2O + 2 e− ⇌ 2 Ni(OH)2 + 2 OH− (E0 = +0.50 V/SHE)
Overall reaction:  Zn + 2 NiO(OH) + H2O ⇌ ZnO + 2 Ni(OH)2
Parasitic reaction:  Zn + 2 H2O → Zn(OH)2 + H2

Вставлял простым текстом, посему выделенные 2- - это заряд иона. Увы нет поддержки sub/superscript

[Edinolichnik]

До скольких высасывает, не замерял. Надо будет проверить.

С параллельным замером не заморачивался, а на вынутом из погасшего фонарика - около 0,7В.

Если там импульсник, у которого имеется монитор питания - то и будет резко прекращать светить, если я правильно понял.

Судя по всему монитора нет, высасывает пока схема может работать.

Вообще, насколько помню, то разряжать их можно не ниже 1.2 вольта, иначе там происходят необратимые процессы.

После нескольких разрядов до или ниже Vmin емкость весьма резко падала в каждом цикле. ЕМНИП на почти 10% за такой цикл, особенно ниже Vmin.

Ну вот вставил свежезаряженный рандомно из нескольких, юзаемых для этих фонариков - проработал минут 5 и стух. Количество циклов не считал, по прикидкам всего считанные десятки (1-2-3). Что подтверждает вышесказанное. Надо возвращаться на кадмиевые, а эти пусть дорабатывают своё в пультах для телевизора и т.п.

Как раз в тему и фотик попросил заменить батарейки - остаточное составило около 1,3В. Вот тут этим аккам и место.

[Yuri222]

Надо возвращаться на кадмиевые

на вынутом из погасшего фонарика - около 0,7В.

для кадмиевых (Ni-Cd имеется в виду?) 0,7 тоже маловато будет.

фотик попросил заменить батарейки - остаточное составило около 1,3В. Вот тут этим аккам и место.

Этим - подразумеваете - именно этим подубитым экземплярам? Не поздновато ли...

[Edinolichnik]

для кадмиевых (Ni-Cd имеется в виду?) 0,7 тоже маловато будет.

Да. Пофиг.

Этим - подразумеваете - именно этим подубитым экземплярам? Не поздновато ли...

"Этим" - в смысле цинковым. Подубитые - ААА, в фотике - АА.