Тестирование Ni-MH аккумуляторов АА форм-фактора

на страницах сайта  

www.electrosad.ru

Автор данной статьи  Propretor,
она
опубликована с его согласия.

Целью данного исследования не является "обличение" производителей во лжи, оно призвано лишь выявить обычно скрытые от потребителя реальные параметры доступных Ni-MH аккумуляторов. Выводы каждый читатель свободен делать совершенно отличные от автора исследования...

 

 

Немного о тестере. Анализ международного рынка показал, что в данном сегменте даже китайский конь не валялся и лишь в самых "продвинутых" устройствах используется измерение внутреннего сопротивления маломощной гармоникой на чатоте 1кГц, аналогично измерению емкости, что, с моей точки зрения, является лишь очень слабым приближением к оценке внутреннего сопротивления аккумулятора или ХИТ в реальных условиях эксплуатации. Исходя из изложенного выше за основу измерения внутреннего сопротивления была разработана иная методика, моделирующая реальную ситуацию. Количество циклов измерения может быть иным и понятно, что чем их больше, тем выше точность измерения. Данная методика с двумя циклами измерения была умельцем Ильей dopler_brain@mail.ru воплощена сначала в виде принципиальной электрической схемы, а позднее и в железе: вид сверху, вид снизу с открытым корпусом.

Вернемся к измерениям. Сопротивление у полностью заряженных аккумуляторов измерялось при импульсной нагрузке в 1А (в дальнейшем собираюсь увеличить до 2А, поскольку есть рации и пр. устройства, которые потребляют в импульсе существенный ток).

Заряд производился током 1000мА, разряд - 500мА до напряжения 0.9В. Тренировка осуществлялась с помощью "фирменного" режима REFRESH, в ходе которого La Crosse BC-900 производит циклы заряда-разряда до тех пор, пока не прекратится увеличение емкости аккумулятора. Измерение остаточного заряда также производилось в режиме REFRESH на первом цикле разряда.

 

Часть 1

Тестирование в нормальных условиях (23-25°С)

 

Таблица 1.

Характеристики аккумуляторов после 30 дней хранения:

Наименование аккумулятора Заявленная емкость,
мАч
Реальная емкость после тренировки, мАч
Режим REFRESH
Остаточный заряд после 30 дней хранения при 23-25°С, мАч(характеризует ток утечки и саморазряд аккумулятора)Показания на 1-ом цикле режима REFRESH Потерянный 
заряд после
30 дней хранения
при 23-25°С,
мАч
Относительная величина остаточного 
заряда после
30 дней хранения при 23-25°С,
%
Емкость аккумулятора после 30 дней хранения в заряженном состоянии при температуре 23-25°С,
мАч(характеризует деградацию емкости аккумулятора)Режим TEST
Внутреннее сопротивление
на постоянном
 токе полностью заряженного аккумулятора, мОм*
(Internal Resistance DC, fully charged)
Sanyo Eneloop HR-3UTG 2000 2020 1813 207 90 2000 40
Ansmann maxE 2100 2120 1823 297 86 2050 43
Olympus Camedia 1700
(HR на катоде, реальный OEM производитель - Sanyo)
1700 1780 1513 267 85 82.3 1770 52
Olympus Camedia 1700
(HR на катоде, реальный OEM производитель - Sanyo)
1700 1525 1213 312 79.5 1496 54
La Crosse Tech 2400
(реальный OEM производитель неизвестен)
2400 2410 2000 410 83 2410 51
Ansmann Digital Professional 2700 2700 2620 1970 650 75.2 2520 56
GP 270AAHC 2700 2700 2520 1777 743 70.5 2440 56
GP 250AAHC 2500 2500 2220 1446 774 65.1 2170 69
GP 210AAHC 2100 2100 1702 1271 431 74.7 75.9 1630 54
GP 210AAHC 2100 2100 1747 1347 400 77.1 1639 47
Olympus Camedia 2100
(HR на катоде, реальный OEM производитель - Sanyo)
2100 1730 1315 415 76 73.6 1671 216
Olympus Camedia 2100
(HR на катоде, реальный OEM производитель - Sanyo)
2100 1686 1201 485 71.2 1656 115
Sanyo Superlattice Alloy Technology HR-3U 2500
("HR" на катоде)
2500 2550 0(0.93в без нагрузки) 2550 0 2440 54
Sanyo Superlattice Alloy Technology HR-3U 2500 ("HR" на катоде) 2500 2510 0(0.99в без нагрузки) 2510 0 2410 130
Samsung Pleomax 2700 2700 1886 1544 342 81.9 1835 90

 

* Внутреннее сопротивление на постоянном токе полностью заряженного Ni-MH аккумулятора (Internal Resistance DC, fully charged) приблизительно в 2.5 раза больше внутреннего импеданса аккумулятора на частоте 1кГц (Internal Impedance at 1000Hz), который так любят указывать в документации производители, хотя последний параметр не так актуален, как первый. (Компании Energizer и Varta параметр Internal Resistance DC в документации обычно указывают, в отличии от других производителей).

В связи с тем, что аккумуляторы Sanyo Superlattice Alloy Technology HR-3U 2500 за 30 дней хранения потеряли весь запасенный заряд, было произведено дополнительное тестирование данных аккумуляторов с меньшим интервалом хранения.

 

Таблица 2.

Характеристики аккумулятора Sanyo Superlattice Alloy Technology HR-3U 2500 после 5 суток хранения (аккумулятор тот же, что и в тестировании после 30 дней хранения):

Наименование аккумулятора Заявленная емкость,
мАч
Реальная емкость после тренировки, мАч*
Режим REFRESH
Остаточный заряд после
5 дней хранения при 23-25°С,
мАч (характеризует ток утечки и саморазряд аккумулятора) Показания на
1-ом цикле режима REFRESH
Потерянный 
заряд после
5 дней хранения
при 23-25°С,
мАч
Относительная величина остаточного 
заряда после
5 дней
хранения
при 23-25°С,
%
Емкость аккумулятора после 5 дней хранения в заряженном состоянии при температуре 23-25°С,
мАч (характеризует деградацию емкости аккумулятора) Режим TEST
Внутреннее сопротивление
на постоянном токе полностью заряженного аккумулятора, мОм
(Internal Resistance DC, fully charged)
Sanyo Superlattice Alloy Technology HR-3U 2500
("HR" на катоде)
2500 2340 822 1518 35.1 2290 130

 

* Налицо сильная деградация емкости аккумулятора, которую не спасает даже повторно проведенная тренировка (емкость после вторичной тренировки упала с 2510мАч до 2340мАч).

 

Таблица 3.

Характеристики аккумулятора Sanyo Superlattice Alloy Technology HR-3U 2500 после 10 суток хранения (аккумулятор тот же, что и в тестировании после 30 дней хранения):

Наименование аккумулятора Заявленная емкость,
мАч
Реальная емкость после тренировки, мАч
*
Режим REFRESH
Остаточный заряд после
10 дней хранения при 23-25°С,
мАч(характеризует ток утечки и саморазряд аккумулятора)Показания на 1-ом цикле режима REFRESH
Потерянный 
заряд после
10 дней хранения
при 23-25°С,
 мАч
Относительная величина остаточного 
заряда после
10 дней хранения
при 23-25°С,
%
Емкость аккумулятора после 10 дней хранения в заряженном состоянии при температуре 23-25°С,
мАч
(характеризует деградацию емкости аккумулятора)Режим TEST
Внутреннее сопротивление на постоянном токе полностью заряженного аккумулятора, мОм
(Internal Resistance DC, fully charged)ра,
Sanyo Superlattice Alloy Technology HR-3U 2500
("HR" на катоде)
2500 2430 156 2274 6.4 2370 54

 

* Налицо сильная деградация емкости аккумулятора, которую не спасает даже повторно проведенная тренировка (емкость после вторичной тренировки упала с 2550мАч до 2430мАч).

 

Таблица 4.

Характеристики аккумуляторов после 60 дней хранения (аккумуляторы из той же упаковки, но не те, что использовались в тестировании после 30 дней хранения):

Наименование
аккумулятора
Заявленная емкость,
мАч
Реальная емкость после тренировки, мАч Режим REFRESH Остаточный заряд после 60 дней хранения при 23-25°С, мАч
(характеризует ток утечки и саморазряд аккумулятора) Показания на 1-ом цикле режима REFRESH
Потерянный 
заряд после
60 дней хранения
при 23-25°С,
мАч
Относительная величина остаточного заряда после 60 дней хранения
при 23-25°С,
%
Емкость аккумулятора после 60 дней хранения в заряженном состоянии при температуре 23-25°С,
мАч
(характеризует деградацию емкости аккумулятора)Режим TEST
Внутреннее сопротивление на постоянном токе полностью заряженного аккумулятора, мОм
(Internal Resistance DC, fully charged)
Sanyo Eneloop HR-3UTG 2000 1998 1755 243 88 1988 47
Ansmann maxE 2100 2130 1816 314 85.3 2070 56
Olympus Camedia 1700
(HR на катоде, реальный OEM производитель - Sanyo)
1700 1813 1490 323 82.2 78.8 1793 50
Olympus Camedia 1700
(HR на катоде, реальный OEM производитель - Sanyo)
1700 1760 1325 435 75.3 1684 23
La Crosse Tech 2400
(реальный OEM производитель неизвестен)
2400 2460 1850 610 75.2 2450 37
Ansmann Digital Professional2700 2700 2620 1844 776 70.4 2520 51
GP 270AAHC 2700 2700 2600 1060 1540 40.8 2510 53
GP 250AAHC 2500 2500 2230 459 1771 20.6 2140 56
GP 210AAHC 2100 2100 1800 1408 392 78.2 70.2 1722 37
GP 210AAHC 2100 2100 1818 1359 459 74.8 1692 40
GP 210AAHC 2100 2100 2000 1154 846 57.7 1884 37
Olympus Camedia 2100
(HR на катоде, реальный OEM производитель - Sanyo)
2100 1752 1040 712 59.4 58 1684 212
Olympus Camedia 2100
(HR на катоде, реальный OEM производитель - Sanyo)
2100 1742 988 754 56.7 1665 153
SamsungPleomax2700

2700 1915 1482 433 77.4 1853 90

 

В моем случае наиболее важной характеристикой аккумулятора является низкий саморазряд. И, согласно этому критерию, не только относительная величина остаточного заряда максимальна у Ansmann maxE, не сложно видеть, что через срок, больший 2-х месяцев и абсолютная величина остаточного заряда у него будет выше, чем у лидеров тестирования - La Crosse Tech 2400 и Ansmann Digital Professional 2700. Соответствие же реальной емкости заявленной и практически отсутстующее уменьшение "раскаченой" емкости после длительного хранения ставит Ansmann maxE в один ряд с таким качественным аккумулятором, как La Crosse Tech 2400 (очень жаль, что производитель последнего остался неизвестным).

 

И так мы видим нового чемпиона - это Sanyo Eneloop HR-3UTG! Кроме высочайшей "сохранности" заряда, они обладают минимальным внутренним сопротивлением и минимальной деградацией емкости.

 

 

Приведенные графики наглядно показывают, что в большинстве своем, аккумуляторы меньшей емкости обладают значительно меньшим саморазрядом (как абсолютным, так и относительным), и после длительного хранения у аккумулятора с меньшей реальной емкостью, величина его остаточного заряда может быть выше. Таким образом подтверждается теоретическое высказывание: "Подбор металлгидридных материалов, улучшающих водородные связи и уменьшающих коррозию сплава, позволяет уменьшить скорость саморазряда, однако при этом снижается энергетическая плотность аккумулятора (емкость при заданном объеме)".

И наоборот.

Аккумуляторы GP 270AAHC 2700, GP 250AAHC 2500 (не говоря уже про Sanyo HR-3U 2500) можно однозначно отнести к браку, поскольку после первого измерения через 30 суток, наклон кривой остаточного заряда не только не уменьшается, а увеличивается еще больше, что совершенно не свойственно Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторам, у которых основной саморазряд происходит в течении первых суток прошедших после заряда.

С целью проверки заявленного свойства аккумуляторов Ansmann maxE, что они продаются полностью заряженными, и, косвено, оценки саморазряда (поскольку с момента производства до моего тестового эксперимента прошло наверняка более 2-х месяцев), я достал из упаковок 8 новых аккумуляторов Ansmann maxE и разряжал их с помощью зарядного устройства - анализатора Maha MH-C9000 током 500мА и 1000мА. Разряд происходил до напряжения 1В, что с практической точки зрения незначительно занижает результаты анализа по сравнению с разрядом до 0.9В, особенно при высоких значениях разрядного тока (0.5С) и с учетом того, что при разряде до напряжения 1В Ni-MH аккумулятор и так уже отдал 99% своей энергии.

 

Таблица 5.

Оценка "заряженности" аккумуляторов Ansmann maxE:

Наименование аккумулятора Заявленная емкость,
мАч
Остаточный заряд у нового аккумулятора из упаковки при токе разряда 500мА,
 мАч
Остаточный заряд у нового аккумулятора из упаковки при токе разряда 1000мА,
мАч
Ansmann maxE
1-ый экземпляр
2100 1787 1752
Ansmann maxE
2-ой экземпляр
2100 1763
Ansmann maxE
3-ий экземпляр
2100 1738
Ansmann maxE
4-ый экземпляр
2100 1718
Ansmann maxE
5-ый экземпляр
2100 1716 1702
Ansmann maxE
6-ой экземпляр
2100 1707
Ansmann maxE
7-ой экземпляр
2100 1701
Ansmann maxE
8-ой экземпляр
2100 1683

 

Спустя некоторое количество времени у меня появились долгожданные Sanyo Eneloop, которые также как и Ansmann maxE относятся к Ni-MH аккумуляторам с низким саморазрядом. И естественно, с целью оценки их заряженных свойств они также были подвергнуты тестированию.

 

Таблица 6.

Оценка "заряженности" аккумуляторов Sanyo Eneloop:

Наименование
аккумулятора
Заявленная емкость,
мАч
Остаточный заряд у нового аккумулятора из упаковки
при токе разряда 500мА,
мАч
Остаточный заряд у нового аккумулятора из упаковки
при токе разряда 1000мА,
мАч
Sanyo Eneloop HR-3UTG
1-ый экземпляр
2000 1463
Sanyo Eneloop HR-3UTG
2-ой экземпляр
2000 1479

 

Результат меня не сильно воодушевил, но не будем списывать со счетов факт времени изготовления аккумуляторов - 06.2005, что наверняка больше, чем у Ansmann maxE (к сожалению на корпусе отсутствует дата изготовления аккумуляторов Ansmann maxE, так что о дате производства сужу по косвеным признакам).

 

Часть 2

Тестирование в экстремальных климатических условиях

Теперь перейдем к испытаниям в суровых климатических условиях. Посмотрим, как ведут себя "аккумуляторы-чемпионы" при отрицательных температурах. Для меня, как любителя зимних походов, этот показатель является крайне важным.

Перед тестированием аккумуляторы заряжались током 1000мА с помощью зарядного устройства - анализатора La Crosse BC-900. Измерение остаточного заряда производилось с помощью зарядного устройства - анализатора Maha MH-C9000 при разрядном токе 500мА и 200мА. Разряд происходил до напряжения 1В, что с практической точки зрения незначительно занижает результаты анализа по сравнению с разрядом до 0.9В, с учетом того, что при разряде до напряжения 1В Ni-MH аккумулятор отдал 99% своей энергии. Перед разрядом аккумуляторы охлаждались в течении 6-12 часов в морозильной камере современного No-Frost холодильника. Контроль температуры осуществлялся с помощью бытового термометра. Разряд осуществлялся в тех же условиях морозильной камеры при той же температуре. Maha MH-C9000 немного покрывался инеем, ЖК монитор "тормозил", но сам прибор честно выдержал испытания холодом :).

Таблица 7.

Характеристики аккумуляторов при отрицательных температурах. Разряд током 500мА:

Наименование аккумулятора Заявленная емкость,
мАч
Реальная емкость после тренировки,
мАч
при
23-25°С
Емкость аккумулятора при -12°С,
мАч
Емкость аккумулятора при -20°С,
мАч
Емкость аккумулятора при -25°С,
мАч
Sanyo Eneloop HR-3UTG 2000 2020 1929 1869 1801
Sanyo Eneloop HR-3UTG
2-ой экземпляр
2000 1998 1899 1860 1797
Ansmann maxE 2100 2120 1798 1430 974
Ansmann maxE
2-ой экземпляр
2100 2110 1829 1784 1639
Ansmann maxE
3-ий экземпляр
2100 2080 1539
Ansmann maxE
4
-ый экземпляр
2100 1997 1161
Ansmann maxE
5
-ый экземпляр
2100 2030 1183
Ansmann maxE
6
-ой экземпляр
2100 2040 1556
Ansmann maxE
7
-ой экземпляр
2100 2000 1553
Ansmann maxE
8
-ой экземпляр
2100 2030 1105
Ansmann maxE
9
-ый экземпляр
2100 2020 1068
Olympus Camedia 1700
(HR на катоде, реальный OEM производитель - Sanyo)
1700 1789 1445
Olympus Camedia 1700
2-ой экземпляр

(HR на катоде, реальный OEM производитель - Sanyo)
1700 1803 1523
Ansmann Digital Professional 2700   2700 2510 2136
Ansmann Digital Professional 2700
2-ой экземпляр
2700 2580 1835
GP 210AAHC 2100 2100 1767 1414
GP 210AAHC 2100
2-ой экземпляр
2100 1794 1462
GP 210AAHC 2100
3
-ий экземпляр
2100 1830 1409
GP 210AAHC 2100
4
-ый экземпляр
2100 1697 1423

 

Видя, какой большой разброс емкости наблюдается при -20°С у Ansmann maxE, было принято решение провести дополнительное длительное тестирование при меньшем нагрузочном токе в надежде увидеть более стабильные параметры у аккумуляторов. Тем более что нагрузочный ток в 200мА больше соответствует нагрузочному току большинства походной электроники, включая навигаторы GPS, которые во время работы всегда "мерзнут" снаружи.

 

Таблица 8.

Характеристики аккумуляторов при отрицательных температурах. Разряд током 200мА:

Наименование
аккумулятора
Заявленная емкость,
мАч
Реальная емкость после тренировки,
мАч
при 23-25°С
Емкость аккумулятора при -25°С,
мАч
Sanyo Eneloop HR-3UTG 2000 2020 1810
Sanyo Eneloop HR-3UTG
2-ой экземпляр
2000 1998 1803
Ansmann maxE 2100 2030 1524
Ansmann maxE
2-ой экземпляр
2100 2020 1492

 

Некоторая стабильность результатов наблюдается. Выборки с большим количеством аккумуляторов можно продолжать и дальше. Однако мне проведенного исследования вполне достаточно, чтобы знать о том, что в длительный поход, а тем более зимой, брать необходимо только Sanyo Eneloop HR-3UTG и ничего другого. О физике данного явления можно гадать долго (Sanyo использует "хитрый" не замерзающий электролит или еще что-то), но факт есть факт - Sanyo Eneloop HR-3UTG лучшие из тех, что я держал в своих руках. И это не смотря на то, что согласно документации рабочий температурный диапазон у Sanyo Eneloop HR-3UTG от 0 до 50°С а у Ansmann maxE - от -20 до 65°С :).

 

Приложение.

Рисунок ниже иллюстрирует методику тестирования.

 

Схема электрическая принципиальная.

 

Тестер, внешний вид.


Автор: Propretor

12 января 2008г

Оригинал статьи находится по адресу http://propretor.narod.ru/Accumulators/Accumulators.htm

  Яндекс.Метрика

<<назад>> <<в начало>> <<на главную>>

Попасть прямо в разделы сайта можно здесь:

/Неизвестный процессор/Охлаждение ПК/Электроника для ПК/Linux/Проекты, идеи/Полезные советы/Разное/
/
Карта сайта/Скачать/Ссылки/Обои/Форум/Каталог/

При цитировании ссылка на "www.electrosad.ru" обязательна. Копирование и использование только с согласия автора.
Ваши замечания, предложения, вопросы можно отправить автору через  гостевую книгу или почтой.
.

Copyright © Sorokin A.D.

2002 - 2012