Tengo una vieja batería de NiCd RC. No se usó durante al menos diez años, pero cuando intenté cargarlo con el cargador viejo, me sorprendió ver que todavía tenía algo de capacidad.
Ahora fui y compré un paquete nuevo con un cargador de todos modos, y es NiMH.
¿Puedo cargar con seguridad la batería de NiCd vieja con ese cargador nuevo? ¿Qué podría pasar en el peor de los casos?
La siguiente nota de aplicación de Texas Instruments sobre la carga de baterías es bastante relevante.
Se trata de algunos chips controladores de cargadores, pero la mayor parte del documento se centra en cómo cargar celdas de NiCd, NiMH y LiIon de manera segura. También detalla a qué compromisos se enfrenta un diseñador cuando intercambia una mayor duración de la batería frente a una carga más rápida, etc. Lectura muy interesante.
Tenga en cuenta, en particular, que la carga lenta no es un problema: las celdas de NiCd son más resistentes y tolerantes que las de NiMH de la misma capacidad, por lo tanto, si el cargador está hecho para celdas de NiMH, también funcionará para celdas de NiCd (en modo de carga lenta ) . .
Extractos relevantes (énfasis mío):
Tarifas de carga lenta
NI-CD: la mayoría de las celdas de Ni-Cd tolerarán fácilmente una corriente de carga sostenida de c/10 (1/10 de la clasificación A-hr de la celda) indefinidamente sin dañar la celda. A este ritmo, un tiempo de recarga típico sería de unas 12 horas.
Algunas celdas de Ni-Cd de alta velocidad (que están optimizadas para una carga muy rápida) pueden tolerar corrientes de carga lenta continuas de hasta c/3. La aplicación de c/3 permitiría cargar completamente la batería en unas 4 horas.
La capacidad de cargar fácilmente una batería de Ni-Cd en menos de 6 horas sin ningún método de detección de fin de carga es la razón principal por la que dominan los productos de consumo baratos (como juguetes, linternas, soldadores). Se puede hacer un circuito de carga lenta utilizando un cubo de pared barato como fuente de CC y una sola resistencia de potencia para limitar la corriente.
NI-MH: las celdas de Ni-MH no son tan tolerantes con la carga sostenida: el fabricante especificará la tasa de carga lenta máxima segura, y probablemente estará entre c/40 y c/10. Si se va a usar carga continua con Ni-MH (sin terminación de fin de carga), se debe tener cuidado de no exceder la tasa máxima de carga lenta especificada.
La carga rápida, por otro lado, puede causarle problemas, porque necesita un circuito de detección de fin de carga que funcione de manera diferente entre las dos químicas:
Carga rápida
La carga rápida para Ni-Cd y Ni-MH generalmente se define como un tiempo de recarga de 1 hora, lo que corresponde a una tasa de carga de alrededor de 1,2c. La gran mayoría de las aplicaciones en las que se utilizan Ni-Cd y Ni-MH no superan esta tasa de carga.
Es importante tener en cuenta que la carga rápida solo se puede realizar de manera segura si la temperatura de la celda está entre 10 y 40 °C, y 25 °C se considera típicamente óptimo para la carga. La carga rápida a temperaturas más bajas (10-20 °C) debe realizarse con mucho cuidado, ya que la presión dentro de una celda fría aumentará más rápidamente durante la carga, lo que puede hacer que la celda libere gas a través de la ventilación de presión interna de la celda (lo que acorta el tiempo de carga). vida útil de la batería).
Las reacciones químicas que ocurren dentro de la batería de Ni-Cd y Ni-MH durante la carga son bastante diferentes : la reacción de carga de Ni-Cd es endotérmica (lo que significa que hace que la celda se enfríe), mientras que la reacción de carga de Ni-MH es exotérmica (hace que la celda se calienta). La importancia de esta diferencia es que es posible forzar con seguridad tasas muy altas de corriente de carga en una celda de Ni-Cd, siempre que no se sobrecargue.
El factor que limita la corriente de carga máxima segura para Ni-Cd es la impedancia interna de la celda, ya que esto hace que la energía se disipe por P = I 2 R. La impedancia interna suele ser bastante baja para Ni-Cd, por lo que la carga es alta. las tasas son posibles.
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La naturaleza exotérmica de la reacción de carga de Ni-MH limita la corriente de carga máxima que se puede usar de manera segura, ya que se debe limitar el aumento de temperatura de la celda.
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Carga Rápida: Posible Daño Celular
Precaución: Tanto las baterías de Ni-Cd como las de Ni-MH presentan un peligro para el usuario si se cargan rápidamente durante un período de tiempo excesivo (sujetas a una sobrecarga abusiva).
Cuando la batería alcanza la carga completa, la energía que se le suministra ya no se consume en la reacción de carga y debe disiparse como calor dentro de la celda. Esto da como resultado un aumento muy fuerte tanto en la temperatura de la celda como en la presión interna si se continúa con la carga de alta corriente.
La celda contiene un respiradero activado por presión que debe abrirse si la presión aumenta demasiado, lo que permite la liberación de gas (esto es perjudicial para la celda, ya que el gas que se pierde nunca se puede reemplazar). En el caso del Ni-Cd, el gas liberado es oxígeno. Para las celdas de Ni-MH, el gas liberado será hidrógeno, que se quemará violentamente si se enciende.
Una celda severamente sobrecargada puede explotar si la ventilación no se abre (debido al deterioro con el tiempo o la corrosión por fugas de productos químicos). Por esta razón, las baterías nunca deben sobrecargarse hasta que se ventilen.
En secciones posteriores, se presenta información que permitirá al diseñador detectar la carga completa y terminar el ciclo de carga de alta corriente para que no ocurra una sobrecarga abusiva.
Nuevamente, las celdas de NiCd son más resistentes, por lo que no es intrínsecamente peligroso cargarlas con un cargador de NiMH. ¡Pero vigile el tiempo que pasa bajo carga! Es posible que el circuito de fin de carga no pueda detectar que las celdas de NiCd se han cargado por completo y, por lo tanto, podría sobrecargarlas.
Una sobrecarga relativamente limitada en el tiempo podría simplemente acortar la vida útil de sus celdas de NiCd, pero si las sobrecarga durante horas y horas, ¡podrían ventilarse y dañarse gravemente!
Consulte la sección de esa nota de aplicación sobre la detección de fin de carga para NiCd frente a NiMH para obtener más detalles. He aquí un vistazo a su contenido:
Detección de fin de carga para Ni-Cd/Ni-MH
Tanto las baterías de Ni-Cd como las de Ni-MH se pueden cargar de forma rápida y segura solo si no se sobrecargan.
Al medir el voltaje y/o la temperatura de la batería, es posible determinar cuándo la batería está completamente cargada.
La mayoría de los sistemas de carga de alto rendimiento emplean al menos dos esquemas de detección para terminar la carga rápida: el voltaje o la temperatura suelen ser el método principal, con un temporizador como respaldo en caso de que el método principal no detecte correctamente el punto de carga completo.
NiCd y NiMH tienen características de carga y descarga similares. Si el voltaje del paquete y las capacidades coinciden, vale la pena intentarlo.
Cuando se carga rápidamente, NiMH debe detenerse antes que NiCd para evitar daños. Esto significa que sus NiCd estarán seguros en un cargador de NiMH, solo que no estarán completamente cargados al 100 % cuando se detenga la carga rápida.
André Stannek
JRE