อัตราการชาร์จเป็นคันโยกเดี่ยวที่ทรงพลังที่สุดที่เครื่องชาร์จควบคุมได้ทั้งเวลาชาร์จและอายุแบตเตอรี่ และใน NiMH ผลของมันไม่เป็นเชิงเส้นอย่างมาก การเปลี่ยนจากชาร์จข้ามคืน 0.1C ไปเป็นชาร์จเร็ว 1C ไม่ได้แค่บีบสิบสี่ชั่วโมงให้เหลือหนึ่ง; มันเลื่อนการเกิดออกซิเจนให้เร็วขึ้น เพิ่มความดันภายใน ทวีคูณความร้อนต้านทาน และทำให้เกรเดียนต์ความเข้มข้นทุกอย่างภายในอิเล็กโทรดชันขึ้น บทความนี้ทำแผนที่แกนอัตราตั้งแต่ช้าไปเร็ว อธิบายกลไกทางกายภาพที่กระแสสูงเร่งการสึกหรอ และคลี่คลายความขัดแย้งที่เห็นได้ชัดว่าการชาร์จเร็วที่ควบคุมดีอาจอ่อนโยนกว่าการชาร์จระดับกลางที่เลินเล่อ – โดยมีเงื่อนไขว่าโปรไฟล์เคารพเพดานการรวมกลับและความร้อนที่กำหนดไว้ก่อนหน้าในชุดบทความ
กระแสชาร์จถูกทำให้เป็นมาตรฐานเป็นอัตรา-C: 1C ส่งมอบความจุพิกัดในหนึ่งชั่วโมง แนวปฏิบัติ NiMH รับรู้สามช่วง การชาร์จช้าใกล้ 0.1C ไม่ต้องการการสิ้นสุดที่ซับซ้อนเพราะกระแสชาร์จเกินยังคงอยู่ต่ำกว่าระดับการรวมกลับที่สบาย แต่ใช้เวลา 14–16 ชั่วโมง; การชาร์จมาตรฐานที่ 0.2C–0.5C เสร็จในไม่กี่ชั่วโมงโดยมีความเค้นความร้อนปานกลาง; การชาร์จเร็วที่ 0.5C–1C – และในเซลล์เฉพาะทางที่สูงกว่า – เสร็จในหนึ่งถึงสองชั่วโมงแต่ต้องการชุดสิ้นสุดหลายเกณฑ์เต็มรูปแบบ
คำแนะนำผู้บริโภคมักแนะนำ 0.2C–0.5C เป็นค่าเริ่มต้นที่เป็นมิตรต่ออายุการใช้งาน และสงวน 1C ไว้สำหรับเซลล์และเครื่องชาร์จที่จัดอันดับไว้อย่างชัดเจน ขอบเขตช่วงไม่ได้กำหนดขึ้นตามใจ: มันสอดคล้องกับจุดที่จุดเริ่มต้นออกซิเจน การสร้างความร้อนและความต้องการรวมกลับเริ่มเร็วเกินความสามารถเชิงรับของเซลล์ในการดูดซับ
ที่กระแสสูง อิเล็กโทรดบวกถึงศักย์การเกิดออกซิเจนที่สถานะชาร์จรวมที่ต่ำกว่า เพราะโพลาไรเซชันจลน์และความเข้มข้นรวมเข้ากับศักย์ของมัน: เซลล์เริ่มปฏิกิริยาประเภทชาร์จเกินขณะที่ตามนัยยังไม่เต็ม การวัดแรงฉุดที่รายงานแสดงจุดเริ่มต้นออกซิเจนเลื่อนไปตามอัตรา และวัฏจักรอัตราสูงจึงใช้เวลาชาร์จในช่วงรวมกลับมากขึ้น แม้เพื่อไปถึงสถานะชาร์จสุดท้ายเดียวกัน
การเริ่มต้นเร็วขึ้นหมายความว่าในแต่ละวัฏจักรประจุที่ป้อนเข้ากลายเป็นความร้อนและก๊าซมากขึ้น และมันบีบหน้าต่างปฏิกิริยาของตัวควบคุม – เครื่องชาร์จที่สิ้นสุดทันทีที่ 0.5C อาจเลยจุดอย่างมากที่ 1C เพียงเพราะบริเวณอันตรายมาถึงเร็วขึ้นและชันขึ้น
บทความที่ 3 กำหนดว่ากระแสปลอดภัยถูกจำกัดโดยการจัดการก๊าซที่จำกัดการรวมกลับ; เพดานนั้นถึงเร็วขึ้นที่อัตราสูง กระแสที่เซลล์รวมกลับอย่างราบรื่นที่ C/2 อาจสะสมความดันที่ 1C ดันเข้าหาระยะขอบวาล์ว และตลอดวัฏจักรทำให้ซีลเครียดและค่อย ๆ สูญเสียอิเล็กโทรไลต์ผ่านการเปิดวาล์วจุลภาค เซลล์อัตราสูงจึงถูกสร้างด้วยความจุขั้วลบเพิ่มเติม พื้นผิวเร่งปฏิกิริยามากขึ้นและอิเล็กโทรดบางลง อย่างแม่นยำเพื่อยกเพดานนี้
นัยสำหรับการเลือกคือ «สามารถชาร์จเร็วได้» เป็นคุณลักษณะของเซลล์ ไม่ใช่แค่ของเครื่องชาร์จ: AA ความจุสูงมาตรฐานที่ถูกดันที่ 1C ในเครื่องชาร์จก้าวร้าวเห็นเพดานประสิทธิผลต่ำกว่าเซลล์ที่ออกแบบมาสำหรับอัตราดังกล่าว นี่คือเหตุผลที่เอกสารข้อมูลมีกระแสชาร์จสูงสุดแยกตามเกรด
ความร้อนจูลและโพลาไรเซชันแปรผันตามกำลังสองของกระแสและตามความต้านทานภายใน ดังนั้น 1C สร้างความร้อนพื้นฐานประมาณสี่เท่าของ C/2 ในเซลล์เดียวกัน ความร้อนเร่งทุกโหมดการเสื่อมโทรม – การกัดกร่อนอัลลอย การออกซิเดชันตัวคั่น การแจกจ่ายอิเล็กโทรไลต์ใหม่ – และดันเซลล์เข้าสู่ช่วงอุ่นที่ -ΔV หายไป บังคับให้พึ่งพา dT/dt การชาร์จเร็วจึงถูกควบคุมด้วยความร้อน: กระแสเดียวกันยอมรับได้ในเซลล์ที่เย็น ระบายความร้อนดี และเป็นการใช้ผิดประเภทในเซลล์ที่อุ่นและปิดมิดชิด
นี่คือเหตุผลที่การตรวจสอบชาร์จเร็วแยกจากความต้านทานความร้อนของเปลือกหุ้มไม่ได้; เครื่องชาร์จแบบเปิดที่มีการไหลของอากาศอาจรักษา 1C ได้อย่างสบาย ในขณะที่ช่องแบตเตอรี่ปิดผนึกที่กระแสเดียวกันเกินค่าตัดอุณหภูมิสัมบูรณ์
อัตราเพียงอย่างเดียวไม่ได้กำหนดการสึกหรอ – อัตราผสานกับคุณภาพการสิ้นสุดถึงกำหนด การชาร์จ 1C ที่สิ้นสุดอย่างคมชัดที่จุดเปลี่ยนโค้งและใช้การเติมระยะสั้นด้วยกระแสลดสามารถให้การชาร์จเกินรวมน้อยกว่าและความร้อนสะสมน้อยกว่าการชาร์จ 0.5C ที่ปล่อยไว้บนตัวจับเวลาหยาบซึ่งชาร์จเกินเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง การศึกษาที่ติดตั้งเครื่องมือบนเซลล์แรงฉุดแสดงการชาร์จที่มีประสิทธิภาพถึง 93 เปอร์เซ็นต์สถานะชาร์จที่ C/2 ภายใต้การควบคุมความดันอย่างชัดแจ้ง แสดงให้เห็นว่าการชาร์จเร็วที่วัดและควบคุมแล้วบรรลุการเติมสูงโดยไม่ใช้ผิดประเภท
รูปแรกเปรียบเทียบความเค้นอายุการใช้งานข้ามช่วงอัตรา; รูปที่สองแสดงภาพว่าจุดเริ่มต้นออกซิเจนเลื่อนเร็วขึ้นอย่างไรเมื่อกระแสเพิ่มขึ้น แกนกลางเชิงกลไกของความสัมพันธ์อัตรา–อายุ
ข้อกำหนดที่ดีจะเลือกกระแสต่ำสุดที่เป็นไปตามเวลาชาร์จที่ต้องการ ระบุกระแสชาร์จเร็วสูงสุดของเกรดเซลล์และหน้าต่างอุณหภูมิ กำหนดให้สิ้นสุดหลายเกณฑ์ทุกครั้งที่กระแสเกิน C/3 และลดกระแสเมื่อเซลล์เต็ม (หลายขั้น) และเมื่อมันอุ่นขึ้น มันยังแยกการชาร์จเร็วเป็นครั้งคราวออกจากการทำเป็นประจำ: เซลล์จำนวนมากทนต่อการเติม 1C เป็นครั้งคราวได้ดีกว่าวัฏจักร 1C ตลอดอายุมาก และเครื่องชาร์จที่ชาร์จเร็วโดยค่าเริ่มต้นและชาร์จช้าเมื่อเลือก มักปรับให้เหมาะสมในทิศทางที่ผิด
Weijiang จัดหาขอบเขตอัตราการชาร์จตามเกรดพร้อมข้อมูลจุดเริ่มต้นออกซิเจน ความดันและความร้อน เพื่อให้คู่ค้าเลือกอัตราจากขีดจำกัดที่วัดได้ บทความถัดไปมุ่งเน้นไปที่ข้อจำกัดที่มักผูกมัดก่อนเป็นอันดับแรกในการชาร์จเร็ว: ควบคุมความร้อนและแรงดันไฟฟ้าให้อยู่หมัดก่อนที่จะยกกระแสขึ้นได้เลย
Weijiang Power ออกแบบและผลิตเซลล์นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์ แพ็กที่จับคู่แล้วและรูปแบบพร้อมชาร์จสำหรับลูกค้าภาคผู้บริโภค อุตสาหกรรม การแพทย์และการขนส่ง และสนับสนุนคู่ค้าด้วยคำแนะนำโปรโตคอลการชาร์จ ไฟล์สมรรถนะ IEC 61951-2 หลักฐานความปลอดภัย IEC 62133-1 และการตรวจสอบร่วมกับเครื่องชาร์จ แจ้งรูปแบบเซลล์ อัตราการชาร์จ ขอบเขตความร้อนและเป้าหมายวัฏจักรแก่เรา แล้ววิศวกรของเราจะกำหนดชุดเซลล์และการชาร์จที่ปกป้องทั้งเวลาใช้งานและอายุการใช้งาน ตรวจสอบดูผลิตภัณฑ์ได้บนหน้าผลิตภัณฑ์
