Budowa akumulatorów NiCd
(przeczytano: 117 razy)
Na obecnym poziomie techniki najbardziej przydatne do napędu modeli są akumulatory
z elektrodami spiekanymi. Są to akumulatory zasadowe, kadmowo-niklowe, gazoszczelne
o korzystnym stosunku masy i objętości do rozwijanej mocy. Nie wymagają one
specjalnej konserwacji, a ponadto - co jest najważniejsze - można je ładować
w bardzo krótkim czasie 30, a nawet 15 min. Akumulatory z kadmowo-niklowe są
produkowane przez wiele firm o światowych markach: Varta, Saft, Sanyo, Daimon,
General Electric, przy czym co należy z uznaniem podkreślić firmy te dostrzegają
potrzeby modelarzy, a nawet ukierunkowują część swej produkcji do celów modelarskich.
Akumulatory z kadmowo-niklowe są pro-dukowane o pojemności znamionowej od 100
mAh do nawet 10 Ah. Napięcie znamionowe wszystkich tych akumulatorów wynosi
1,2 V. Do modeli latających jako źródło napędu silnika są używane akumulatory
o pojemności od 1,2 Ah do 1,8 Ah. Wygląd akumulatora z elektrodami spiekanymi
oraz jego przekrój ilustrują rysunki
Jako nośnik masy czynnej elektrod służy szkielet wykonany z proszku niklu,
który jest podtrzymywany perforowaną, stalową taśmą grubości poniżej 0,1mm.
Niektóre firmy stosują taśmę stalową pofałdowaną, a także taśmę z folii niklowej.
Masę czynną akumulatorów, znajdujących się w elektrodach dodatnich, stanowi
wodorotlenek lub tlenek niklu w postaci proszku wraz z dodatkami zwiększającymi
przewodność (sadzą lub grafitem). W elektrodach ujemnych masa czynna jest sporządzona
z tlenku kadmu (Cd0) lub ze sproszkowanego kadmu metalicznego (Cd). Masy czynne
są nakładane na porowaty szkielet elektrod metodą przesączania, a następnie
spiekane. Separator między elektrodami jest wykonany z włukna sztucznego i tkanin
o dużej porowatości, odpornych na działanie ługu.
W tym miejscu należy wspomnieć o największych wrogach akumulatorów kadmowo-niklowych:
- nadmierne przeładowanie połączone z wysoką temperaturą elektrolitu i wzrostem
ciśnienia powodującym otwarcie zaworu bezpieczeństwa,
- znaczne wyładowanie poniżej granicznych napięć końcowych, wynoszących 0,8
V na akumulator,
- zwarcie biegunów, czyli tzw. krótkie spięcie, które w konsekwencji może doprowadzić
do zniszczenia akumulatorów i instalacji elektrycznej modelu. Istnieje przy
tym niebezpieczeństwo poparzenia użytkownika, a nawet powstanie pożaru.
Z danych technicznych akumulatorów firmy Varta Sanyo, Saft i innych wynika,
że mogą być one wyładowywane trwale prądem o natężeniu 10-krotnej pojemności
znamionowej (10 · Q). Tak więc akumulator o pojemności 0,5 Ah wytrzymuje bez
żadnej szkody wyładowanie prądem 5 A, akumulator o pojemności 1,2 Ah - prądem
12 A itd. Należy dodać, że wyładowanie prądem równym 10-krotnej pojemności dotyczy
akumulatorów modeli, od których nie wymagamy specjalnych osiągów. Natomiast
do celów zawodniczych krótkotrwałe dopuszczalne natężenie prądu możemy pod-nieść
już przy baterii składającej się z akumulatorów o pojemności od 1,2 Ah do 30
A! .Rozmowy z zawodnikami potwierdziły, że gdy praca zespołu napędowego nie
przekracza kilkudziesięciu sekund przy prądach powyżej znamionowych, trwałość
akumulatorów nie ulega skróceniu.
Czym należy się kierować w zakupie akumulatorów? Ogólnie rzecz biorąc, kryteriami
wyboru akumulatorów powinny być: - przeznaczenie akumulatorów (baterii), tj.
- do jakiego silnika będą użyte,
- napięcie, które powinny dawać,
- wymagane natężenie prądu wyładowania,
- planowany czas pracy,
- warunki w czasie pracy (temperatura otoczenia, czy istnieje możliwość należytego
chłodzenia itp.),
- dopuszczalne końcowe napięcie,
- wybór baterii pod względem masy i objętości.
W małym i lekkim modelu można zastosować silnik RS 380 o napięciu znamtonowym
6 V i o mocy 40 W. Do silnika tego wystarczy już 8 akumulatorów o pojemności
0,5 Ah połączo-nych szeregowo. Tak skompletowany napęd umożliwia wykonanie kilkuminutowych
lotów treningowych. Do modeli dużych i cięższych, a zwłaszcza do modeli zawodniczych
wybierze-my akumulatory o pojemności 1,2-1,8 Ah, a do modeli rekordowych nawet
o pojemności 4-7 Ah.
Spróbujmy zrobić małe podsumowanie zalet akumulatorów z elektrodami spiekanymi:
- mała masa i objętość,
- duża moc przy wyładowaniu intensywnym przekraczająca 400 W,~kg,
- mała rezystancja wewnętrzna, umożliwiająca szybkie oddanie nagromadzonej energii.
- wysoka wytrzymałość mechaniczna.
Z innych zalet należy wymienić niewrażliwość na przeładowanie przy ładowaniu
normalnym, trwałość sięgającą, o czym już wspomniano, kilkuset cykli, a ponadto
jako najważniejszą zaletę możliwość szybkiego ładowania.
Autor: W.Jakubowski "Sekrety modeli latających z napędem elektrycznym"
|