Это как бы продолжение обзора самого недорогого (из вменяемых) прибора для измерения полного внутреннего сопротивления (импеданса) химических источников тока YR1035:
YR1035. Часть I (основная)
YR1035. Часть II. Что есть «внутреннее сопротивление гальванических элементов»?
Данная публикация — это попытка ответить на три вопроса:
1) Как применять на практике YR1035 и подобные устройства [для более-менее осмысленных исследований]?
2) Явление деполяризации электрохимической ячейки после приложения к ней нагрузки (заряд или разряд). Насколько чувствителен к этому импеданс аккумулятора?
3) Нужна ли «раскачка» элементам Ni-MH типа LSD (Low Self-Discharge) на примере «классических» белых Энелупов?
1.Введение
СЛОВАРИК аббревиатур и терминов
ХИТ — химический источник тока
НРЦ — напряжение разорванной цепи
Даташит — это транслитерированное data sheets, справочные листы с информацией. Представляет собой официальный документ производителя электронных компонентов.
Электролит (химическое определение) – вещество, которое в растворе или расплаве (т.е. в жидкой среде) распадается на ионы (частично или полностью).
Электролит (техническое, НЕ химическое определение) – жидкая, твердая или гелеобразная среда, проводящая электрический ток за счет движения ионов. Ежели по-простому: электролит (техн.) = электролит (хим.) + растворитель.
Вот лежат у меня 8 аккумуляторов Entloop AAA BK-4MCC. Лежат и ждут своего часа.
На самом деле, на фото вершина айсберга.
Ибо это 1/7 запаса нулёвых аккумуляторов, купленных для осуществления весьма странного проекта. Идея которого возникла еще 1.5 года назад, но так до сих пор и не была осуществлена. По ряду причин.
Все они типоразмера ААА, Ni-MH, LSD. Все они в будущем проекте должны пройти путь собак Павлова. И тихо уйти в страну аккумуляторов. Но всему свое время.
…
Аккумуляторы куплены в известном многим онлайн магазине nkon.nl. Исключение — PKCell. Если кому интересно — гляньте под спойлер.
nkon.nl - 3 заказа в разное время
Покупалось за три раза.
22-08-17
01-02-18
20-02-18
С с середины февраля цена доставки подскочила до 9.90 ойро независимо от веса (до 2 кг).
Хозяин заведения Arjan Kon очень сильно извинялся, но это от него не зависит.
Ситуация не изменилась до сих пор.
Вернемся к
нашим баранам нашим Энелупам. Сделаем замер импеданса этих 8 ни разу не пользованных элементов.
Про холдер, полярность и компенсацию
Результат на картинке:
Какую ПОЛЕЗНУЮ информацию можно извлечь из представленного на рисунке? Наверное, никакой. Ну, кроме того, что элементы явно заряжены.:)
Ладно, будем копать…
2. Некоторые дополнительные замечания
2.1 Вдумчивое изучение даташита Eneloop AAA BK-4MCC
Для тех, кто не в курсе:
про Eneloop-ы.
Или рекламный
буклет от Панасоника.
У датчанина есть обзор
похожего белого Энелупа ААА. Он из третьего поколения: Eneloop AAA HR-4UTGB 750mAh (White). Хотя это не так уж и важно (ИМХО).
По поводу оригинальности даташитов ХИТ недавно было небольшое обсуждение в комментариях одного из обзоров. Даташиты на всяко-разные Энелупы
собраны здесь. Уж не знаю, насколько они соответствуют оригинальным от вендора. Скорее всего, сделаны энтузиастами с eneloop101.com. Но что имеем, то имеем.
Заглянем в даташит
Eneloop AAA BK-4MCC:
Наиболее интересные места — в цветных рамках. Если кому интересно, могу пояснить (в меру своего понимания).
1) [зеленый] Capacity: typ.800 mAh — min. 750 mAh
typ.800 mAh — это «типичная» («средняя по больнице») емкость ячеек данной модели. По мнению маркетологов вендора. То есть — «по понятиям».
min. 750 mAh — это емкость гарантированная. У новых элементов меньше быть не может. Типа, «фирма гарантирует». ;)
И измеренная в соответствии с IEC 61951-2:
Начиная с 2011 г. все производители, желающие получить сертификат IEC 61951-2, должны указывать именно минимальную емкость. Прямо на самой батарейке/аккумуляторе. Поэтому на BK-4MCC написано 750 mAh, а не 800 mAh.
2) [синий]
Это импеданс (на 1кГц), элемента
разряженного до упора — до НРЦ (напряжения разорванной цепи) = 1.0 В. Он должен быть "
примерно равен 40 мОм".
Забавная формулировка.
В
даташитах литий-ионных ХИТ обычно указывается импеданс
полностью заряженного элемента в формулировке
«не более чем...».
Как потом оказалось — на то были основания.
3) [серый]
Насчет заряда 16 часов током 0.1С (160 мА)… Дичь, конечно. Особенно для Энелупов. А что делать, если в рекомендациях IEC (а оттуда и в наших ГОСТах, и в ненаших ГОСТах) черным по белому:
Вот такой рудимент. Тяжелое наследие…
А вот разряд током 0.2С — обычное дело. Во всех рекомендациях IEC, ГОСТах и даташитах номинальная/минимальная емкость одиночной ячейки определяется именно так.
4) [оранжевый]
И кульминация:
800 мА (а это как бы 1С !) — ток быстрого заряда.
При этом «номинальный»=«стандартный»=«рекомендуемый» ток заряда не указан.
Зато 800 мА фигурирует как ток заряда на 2-х картинках (а других там и нет), представленных на этом куцем информационном листке — «даташите»:
[На крайнем графике — слово «discharge» написано с ошибкой… Ой, я теперь граммар-наци? Наверное, надо было написать автору даташита в личку… Для толерантности.]
Так какой ток заряда использовать в данном исследовании?
1С по даташиту? (а это по-нашему: шашки наголо — и в атаку на амбразуры дотов)
Или-таки 0.1С+16 часов заряду? (старинный, проверенный способ: тише едешь — шире морда)
а) Надеюсь, все понимают, что на 0.1С в идеале нужно 10 часов. Все, что сверху (60%) — это чудеса чудесные почти «капельного» заряда. И это т.н. «заряд по времени».
б) Насчет 1С. Думаю, что 1С для Энелупов ААА и АА — это вполне допустимо. И даже не от случая к случаю.
Когда есть куда спешить. И продолговатость использования элемента мало колышет. Почему бы и нет?
Но лично я считаю, что наиболее адекватным решением является постоянное использование для Энелупов ААА и АА зарядного тока ~0.5С, как это предлагает датчанин в одной из своих
публикаций. Ещё раз — это ИМХО, никому не навязываю. У каждого в голове свои тараканы.
Ладно, 0.5С=400 мА. ЗУ у меня LiitoKala Lii-500. Возможные токи заряда: 300, 500, 700, 1000 мА.
Что выбрать?
Я выбрал 500 мА.
По весьма простой причине: Энелупу что 300, что 500 мА —
почти без разницы. Но вероятность прощелкать*** зарядным устройством ту самую "- ∆V" (10 mV из даташита) раза в 1.5-2 больше на 300 мА. В результате, если за этим специально не следить — [сильно или не очень сильно] угробленный аккумулятор. А оно нам надо?:)
***Примечание. Вероятность пропустить момент "- ∆V" есть у любого зарядного устройства. Все зависит от разрешающей способности его вольтметра-показометра, его алгоритма работы, с какой скоростью идет изменение НРЦ в момент «измерительных пауз» при заряде и (очень важно) насколько недозаряженный элемент подлежит зарядке.
Если по простому, то для «ловли — ∆V» оптимально, если:
— ток заряда был как можно больше (в пределах разумного)
— ХИТ разряжен не менее, чем на 20%.
Хотя это общеизвестно.
2.2 Про поляризацию и деполяризацию
Наверное, многие замечали, что если вынуть полностью (или частично) заряженный аккумулятор из любимого ЗУ, показывающего разность потенциалов на аккумуляторе после окончания (или в процессе) зарядки, то любимый мультиметр покажет НРЦ меньше той, что показывал вольтметр ЗУ. Это вполне обычное явление, которое называется деполяризацией. Очень кратко оно рассмотрено у датчанина
тут. Вот основная картинка из статьи:
А
здесь все это рассмотрено более подробно. Как и предполагалось, деполяризация более выражена для более мелких элементов и бОльших токов перед снятием нагрузки.
На самом деле, датчанин не является первооткрывателем. Явления поляризации и деполяризации электродов и электрохимических ячеек исследуются в электрохимии более 100 лет. Главная заслуга
HKJ состоит в том, что он рассказал об этом людям, далеким от электрохимии, понятным языком. И показал все это на простых примерах. За что ему честь и хвала.
Но я бы хотел немножко дополнить изложенное выше. Для лучшего понимания того, что будет представлено в следующих разделах.
1) Деполяризация электродов и электролита — это процесс, обратный поляризации.
2) Поляризация возникает в гальваническом элементе в результате протекания внутри его электрического тока.
В любом направлении. Все знают, что эл.ток — это направленное движение электрических зарядов. Во внешней цепи носителями этих самых зарядов являются электроны, внутри ХИТ — это ионы.
3) Поляризация
всегда имеет место не только при заряде ХИТ (то, что рассматривал датчанин), но и при его разряде. Более того, небольшая поляризация электродов и электролита всегда присутствует внутри гальванического элемента, т.к. есть такое явление как саморазряд.
4) Для особо интересующихся:
Несколько выжимок из книги Дамаскин Б. Б. и др. Электрохимия. Учебник для химиков университетов. Заумь и математику я убрал
ПОЛЯРИЗАЦИЯ в электрохимии — отклонение значения электродного потенциала от равновесного при пропускании эл. тока. Величина поляризации зависит от плотности тока i, т.е. силы тока, отнесенной к единице поверхности электрода. Обычно тем больше, чем больше i. При одном и том же значении i поляризация зависит от природы электрода и типа протекающей на его поверхности реакции, состава р-ра, температуры и др. факторов и может колебаться от долей мВ до нескольких вольт. Знак поляризации зависит от направления протекания тока и при изменении направления меняется на обратный.
Причиной поляризации служит малая скорость одной или нескольких стадий суммарного электродного процесса.
1) Если лимитирующей стадией является подвод реагирующего в-ва к поверхности электрода, поляризация обусловлена тем, что из-за протекания тока концентрация С(s) вещества у поверхности отличается от объемной концентрации С (v) (концентрационная поляризация).
2) Если лимитирующей стадией электродного процесса является перенос электронов через границу электрод/р-р, т.е. собственно электрохим. стадия, поляризация наз. электрохимической или перенапряжением.
3) Поляризация может быть вызвана сразу неск. стадиями процесса (смешанная поляризация).
Поляризация приводит к бесполезной трате электрич. энергии, т.к.
— снижает полезное напряжение химического источника тока*
— повышает напряжение, которое необходимо приложить к электролизеру при проведении электролиза**.
Однако в некоторых случаях благодаря поляризации исключается возможность протекания нежелательных побочных процессов. Так, из-за поляризации, затрудняющей электролитическое выделение Н2 и O2 из Н2О, можно в водных р-рах достичь эдс источников тока 2,0-2,2 В, что существенно превышает термодинамически равновесное значение 1,23 В.
Примечания
* Разряд гальванического элемента.
** При заряде аккумулятора идет электролиз. Т.е. аккумулятор в этом случае выступает в роли электролизера.
5) Именно из-за того, что процесс деполяризации растянут во времени
во всех рекомендациях IEC и (как следствие) ГОСТах есть ограничения по времени — когда можно проводить тест емкости после заряда определенным образом и при определенных условиях. Вот из ГОСТ Р МЭК 61951-2-2007 (по Ni-MeH):
Не менее 1 часа — наиболее быстро и эффективно деполяризация протекает именно в течении первого часа (это будет показано ниже).
Не более 4 часов — для «обычных» элементов Ni-MeH и Ni-Cd саморазряд в течении первых суток может доходить до 7-10%. Общеизвестно, что это основная причина «придумывания» Энелупов инженерами из Саньё — замедлить саморазряд на несколько порядков. Поэтому для Энелупов ограничение в 4 часа не существенно.
6)
Внимание! Очень важный момент.
В данном пункте (п.2.2) речь идет о
а) поляризации электрохимической ячейки в ходе ее заряда или разряда,
а не о
б) поляризации при измерении сопротивления на постоянном токе (
YR1035. Часть II. Что есть «внутреннее сопротивление гальванических элементов»?).
Пояснения:
а) В первом случае — это вполне естественное явление, происходит всегда, от него никуда не деться. Ибо все процессы в нашей части Вселенной проистекают неравновесно, с конечными скоростями. А не бесконечно медленно (то бишь — равновесно).
б) При любых измерениях сопротивления на постоянном токе дополнительная поляризация возникает как паразитное явление. Известная проблема, когда сам процесс измерения будет изменять измеряемые параметры, причём достаточно сильно. В метрологии такие способы измерений, мягко говоря, не приветствуются. Но на безрыбье…
3. Кинетика деполяризации: НРЦ и импеданс. Первые опыты
Изначально было непонятно чего и как делать. Скорости изменения НРЦ и импеданса тоже были неизвестны. Для «пристрелки» решил не использовать новый аккумулятор. Был выбран БУ-шный Eneloop AAA BK-4MCC, но в полностью рабочем состоянии: около года нерегулярного использования для питания беспроводных мышей и пультов. Крайний раз этот БУ-шный Eneloop был использован невесть когда (может неделю, а может пару месяцев назад), затем заряжен и брошен в общий бокс для ААА. Т.е. — требовался дозаряд до полного объёма.
И еще один момент — т.к. я не имел никакого представления о том, насколько чувствителен импеданс к воздействиям такого рода, было принято решение дозарядку произвести током 1А. За 15-20 мин. с аккумулятором ничего страшного не случится. Так и произошло — он даже не успел заметно нагреться (был слегка теплым).
Как это делалось
Замер исходных параметров аккумулятора:
Установка в ЗУ и заряд до момента появления надписи «End»
Сразу же после появления надписи «End»*** включался секундомер, аккумулятор вставлялся в приборчик. Велась запись видео. Ролик выложен
сюда. Там смотреть особо нечего. Другие, аналогичные, ролики выкладывать не буду. Примерно на 50-й минуте фотоаппарат начал вырубаться, но успел записать видеофайл на карточку памяти.
***
Примечание. Проблема в том, что «продвинутые» ЗУ типа Lii-500, аналогичных Опусов и т.п. после окончания некого зарядно-разрядного задания отключают нагрузку и выводят результаты на экран — что бы пользователь мог лицезреть. Вполне логично. Но с этого момента начинается вполне естественная и самопроизвольная деполяризация электрохимической ячейки. Поэтому именно в момент появления надписи «End» следует быстро вынуть элемент из ЗУ и вставить в импедансметр.
Вот результаты, полученные за первые 50 минут.
Кривая напряжения сильно напоминает обратную экспоненту и неплохо линеаризируется в полулогарифмических координатах:
На самом деле, многие одностадийные релаксационные процессы подчиняются зависимостям, близким к обратно-экспоненциальному закону: U=Aexp(-Bt), где t-время. Так что ничего удивительного.
А вот кривая изменения импеданса в полулогарифмических координатах. Там чуда не случилось:
Такое впечатление, что процесс трехстадийный. Сначала индукционный период (0 — 1 мин). Потом — быстрая релаксация (1 — 5 мин.). Затем — медленная, длительная релаксация (от 5 мин. и до бесконечности).
При желании, кривую напряжения тоже можно подогнать под эти три этапа. И временные промежутки близки...
Внезапно, стало интересно посмотреть:
а что же будет происходить дальше?
Поэтому секундомер не был выключен и было сделано еще несколько снимков через разные интервалы времени, вплоть до 25 час.
Вот как выглядит изменение параметров аккумулятора в течении первых суток после дозаряда током 1А:
Те, кто ознакомился с концовкой предыдущего раздела, наверное догадались откуда на графиках отсечки по времени: 1 час и 4 часа. Ну что же, рекомендации МЭК вполне себе оправданы. Особенно в случае изменения импеданса. Причем, явно хочется отказаться от паузы в 1 час в пользу 4 часов…
Но! Ток, выводящий систему из состояния равновесия, был огромен( >1C !)
А что написано в рекомендациях про подготовку аккумуляторов перед испытаниями?
Для всяко-разного лития — 0.2С, а для прочих щелочных (Ni-MeH и Ni-Cd) и того меньше — 0,1С…
Так что, все нормально.;)
И еще одна, заключительная картинка. Как завершение этого раздела.
Это не зависимость одного параметра от другого. Это все результаты, полученные в данной части обзора на одном изображении:
Предварительный вывод
Такое ощущение, что стабилизация импеданса (прекращение его заметного изменения во времени) связана с окончанием процесса деполяризации ячейки после воздействия. В тоже время, продолжение убывания НРЦ может являться следствием процесса саморазряда***.
***Примечание: последнее доказать не удалось.
3. Первые наблюдения за изменением импеданса в процессе разряда. Ток 0.2С (160 мА)
Использовался тот же БУ-шный Энелуп. Деполяризованный конкретно — более суток.
Кривая разряда снималась с использованием электронной нагрузки EBD-USB+ от ZKEtech, управляемой программой EB Tester Software на ноутбуке.
Через некоторые промежутки времени процесс разрядки ставился на паузу, Энелуп вынимался из держателя и производился замер импеданса в течении 20 мин. Затем аккумулятор возвращался в холдер и процесс разряда продолжался:
К сожалению, в первый раз я немного ошибся: вместо кнопки «Продолжить» нажал «Старт», первые 40 мин. записи стерлись и все началось с нуля. Для полноты картинки начальный участок я подрисовал. На результаты измерений это никак не влияет.
В записи Z=A-B:
А — замер через 0.5 мин. после извлечения из держателя;
В — замер через 20 мин. после извлечения из держателя.
Разность (В — А) = 0.6 мОм = const на протяжении всего процесса разряда до 1В. Очевидно, это следствие постоянства разрядного тока. Т.е. интенсивность воздействия, выводящего ячейку и состояния псевдоравновесия постоянна. Импеданс системы очень вяло растет на протяжении почти всего процесса разряда. Но при почти полном истощении элемента сильно увеличивается.
Очевидно, этим и объясняется строчка в даташите «в районе 40 мОм при 1 В».
Я специально сделал разряд «в ноль» — стало интересно глянуть что там происходит…
При таком варварском воздействии импеданс ведет себя нетипично: при снятии нагрузки первые 2-3 мин. вдруг начинает уменьшаться, и только потом слабо расти. Вполне понятно, что НРЦ не остается равной нулю — идет быстрая релаксация ячейки:
фото: после снятия нагрузки при разряде _в ноль_
НРЦ столь стремительно летит вверх, что фотик на выдержке 2/15 сек. в строке «напряжение» зарегистрировал вот такую кашу:
В отличии от замеров в других местах разрядной кривой, импеданс ячейки на первых 2 минутах измерений уменьшается, а не увеличивается. После 2.5 минут я даже на всякий случай вынул аккумулятор из «кроватки» и быстро вставил обратно. Ничего не изменилось — значит, это не глюк прибора.
Еще несколько минут импеданс колебался в р-не 48.1-48.2 мОм. Потом начал вяло расти:
Предварительный вывод. Наверное, имеет смысл снимать кривые деполяризации в 2 крайних точках:
— сразу же после заряда аккумулятора
— сразу после его разряда до 1В.
4. Опыты на свежих Eneloop AAA. Нужна ли «раскачка»?
Для опытов были выбраны 2 аккумулятора с почти одинаковым импедансом и близкими значениями НРЦ после долголежания:
Заряд и разряд осуществлялись единообразно:
— заряд током 0.5 А,
— разряд током 0.16 А (0.2С) до 1 В.
Экземпляр №1
Между зарядами-разрядами и разрядами-зарядами выдерживались паузы ~3-4 часов.
Всего было проведено 5 циклов заряд-разряд, но под спойлером вы найдете только 4 кривых разряда. За несколько минут до окончания 5-ого разряда неожиданно нарисовался кот и улегся прямо на холдер с разряжающимся аккумулятором. Нормальный контакт был нарушен, запись кривой остановлена. 1:50(заряд)+4:30(пауза)+4:30(разряд)=коту под хвост…
Что в сухом остатке.
По разрядам:
№1 — 751 мАч (922 мВт*ч)
№2 — 754 мАч (932 мВт*ч)
№3 — 754 мАч (939 мВт*ч)
№4 — 757 мАч (947 мВт*ч)
По зарядам (что кажет LiitoKala Lii-500):
№1 (дозаряд до полного после хранения) — 0 ч. 45 мин. — 430 мАч
№2 (полный) — 1 ч. 50 мин. — 869 мАч
№3 (полный) — 1 ч. 50 мин. — 865 мАч
№4 (полный) — 1 ч. 48 мин. — 854 мАч
№5 (полный) — 1 ч. 47 мин. — 845 мАч
Для лучшего понимания хотел сделать табличку, но там и понимать-то особо нечего.
Циклы заряд-разряд проистекают единообразно (в пределах погрешностей измерений), никакой «раскачкой» и не пахнет.
Предварительные выводы
1) «Раскачка» Eneloop AAA BK-4MCC не нужна.
2) Емкость Eneloop AAA BK-4MCC не соответствует «номинальной» из даташита, но зато фактически совпадает с «минимальной», которая указана на аккумуляторах.
Экземпляр №2
Наверное, кто-то обратил внимание, что в отчете по экземпляру №1 ни слова про деполяризацию и измерения импеданса. Хотя после каждого заряда и разряда я пытался (или собирался) это сделать. Но всегда возникали ситуации, когда это или не удавалось или получалось через одно место. Даже вспомнилась повесть бр. Стругацких «За миллиард лет до конца света» (
сюжет).
На экземпляре №2 кое-что все-таки удалось сделать.
Но для начала — кривые разряда.
разряд №1 —
710 мАч (878 мВт*ч) (пауза перед разрядом
>30 часов)
разряд №2 —
743 мАч (922 мВт*ч) (пауза перед разрядом
~8 часов)
разряд №3 —
736 мАч (913 мВт*ч) (пауза перед разрядом
13.5 часов)
разряд №4 —
737 мАч (916 мВт*ч) (пауза перед разрядом
12 часов)
Во всех случаях «емкость» не соответствует даже «минимальной» 750 мАч. Причина проста — не соблюдено условие «не более 4 часов»:
Причина такого «несоблюдения» тоже весьма банальна: продолговатость измерений изменения НРЦ и импеданса (до суток).
А теперь — финт ушами.
Хотите получить «емкость» больше «минимальной» 750 мАч НА ЭТОМ ЖЕ САМОМ ЭКЗЕМПЛЯРЕ АККУМУЛЯТОРА? Да легко!
После четвертого полного заряда я 12.5 часов наблюдал за изменением НРЦ и импеданса «экземпляра №2». Но не стал ставить на разряд, а «дозарядил» (Lii-500).
Через 2 мин. запустил процесс разряда на электронной нагрузке.
Ток самый что ни на есть «правильный», по ГОСТу и рекомендациям МЭК — 0.2С или 0.16А.
В результате:
разряд №5 —
782 мАч (979 мВт*ч) (пауза перед разрядом
2 минуты)
Самое смешное, что сонмы пользователей Лиитокал и аналогичных Опусов получают значения «емкости» аккумуляторов именно таким образом. Без паузы. А если учесть, что Лиитокалы и Опусы склонны еще «маленько» (процентов на 10-15) подзавысить эту самую «емкость», то не удивительно что для любого свежего Энелупа ААА показометр «продвинутой зарядки» покажет даже больше «номинальных» 800 мАч. И это хорошо. В нашей сложной жизни люди должны как можно чаще ловить счастливые моменты. Я вполне серьезно.
Про Lii-500 — у датчанина.
Про Opus BT-C3100 V2.1 — у него же.
4.1 Деполяризация после дозаряда нового элемента (Lii-500), ток 0.5А
Общая картинка:
Ну, картинка как картинка. Ничего особо интересного. Разве что импеданс более-менее стабилизируется после 4 час. после дозаряда, а НРЦ продолжает слабо плыть. Но этот момент уже был зафиксирован выше (далее это будет показано более наглядно).
А теперь попробуем «скрестить ужа и ежа».
Вот казалось бы — история у этих элементов разная. Для одного — это самое начало использования, второй прошел не менее десятка циклов заряд-разряд. Как неполных, так и полных. И токи дозаряда отличаются в 2 раза… А графики деполяризации весьма похожи.
Забегая немного вперед: ниже будет проведен эксперимент, показывающий, что такое поведение НРЦ и импеданса в целом характерно в ходе их релаксации, когда это был не «полный» заряд (формально — «от 1 вольта и до упора»), а небольшой дозаряд фактически нормально заряженного элемента.
Изменение НРЦ (27 ч. 10 мин.):
Кривые напряжения такие ровненькие и гладенькие, потому как вольтмер в YR1035 — гарный, 10^5 отсчетов. Да еще показывает поразительно точно (см.
предыдущий обзор, ч.1).
Более крупно — первые 100 минут:
Изменение импеданса (27 ч. 10 мин.), на врезке — первые 60 минут:
А вот чувствительность по импедансу на 2 порядка меньше… Но и сам способ измерения куда как сложнее.
4.2 Деполяризация после 1,2,3,4 полных зарядов, ток 0.5А
Сначала просто посмотрите картинки.
Общий вид в координатах U-Z:
Изменение НРЦ во времени после заряда. Все данные:
Тоже самое в полулогарифмических координатах:
Первые 60 мин. Так, наверное, наиболее понятно:
Изменение импеданса во времени после заряда. Все данные:
Первые 60 мин.:
Нетрудно заметить, что наиболее сильно отличаются результаты первого измерения (дозаряд) и последнего. Насчет последнего трудно сказать что-либо определенное — нужно продолжать заряжать-разряжать и оцифровывать-оцифровывать-оцифровывать (вручную)… Но честное слово, сил больше нет. Надо отдохнуть.
А по поводу кривых, соответствующих самому первому заряду (вернее — дозаряду) экз.№2 возникла гипотеза. Ниже она нашла подтверждение.
Я рассуждал след. образом. Возможны 2 варианта объяснения непохожести кинетических кривых деполяризации после первого дозаряда на остальные:
— или это проявление завершения формирования межфазных границ на катоде и аноде (т.е. переход элемента в полностью рабочее состояние)
— или просто при дозаряде кинетические кривые имеют такую форму (неважно почему, внутрь ХИТ не заглянешь...)
Если верно второе, то можно после N-ого полного заряда экз.№2 выждать какое-то время и дозарядить его. Релаксационные кривые, полученные после этого должны быть аналогичны таковым для первого заряда(дозаряда).
Так и было сделано.
НРЦ. По-сути — это одна и та же кривая, только сдвинутая по напряжению:
В полулогарифмических координатах это видно лучше: прямые почти параллельны:
И релаксация импеданса. Для второй кривой он изначально больше, но это следствие бОльшей величины начального значения НРЦ. Потом все устаканивается:
4.3 Деполяризация после 1,2,3,4 разрядов, ток 0.16А (0.2С)
Скажу сразу — ничего путного не получилось. Потому просто покажу картинки.
Особенно выбиваются из общей массы розовые кривые (после разряда 2). Ума не дам — где я мог напортачить?
5. Локальные выводы (по Eneloop AAA BK-4MCC)
1) «Раскачка» Eneloop AAA BK-4MCC скорее всего не нужна. По крайней мере, мне не удалось получить какого-либо экспериментального подтверждения наличия оной.
2) Емкость 2-х экземпляров
моих Eneloop AAA BK-4MCC не соответствует «номинальной» из даташита, но зато фактически совпадает с «минимальной», которая указана на аккумуляторах. Ну, это если делать замеры, стараясь хоть как-то придерживаться рекомендаций МЭК и ГОСТов. И не верить оптимистическим результатам от Lii-500.;)
6. Выводы по методике замеров импеданса и НРЦ (предварительные)
Предварительные — это значит то, как я это все вижу на сей момент. На самом деле, надо продолжать экспериментировать. Менять объекты изучения, варьировать интенсивность воздействий на ячейки. Возможно, придумывать какие-то новые, более оригинальные подходы к проведению исследований такого рода. У меня сейчас есть пара идей в этом ключе. Одна совсем идиотская, другая — пока под вопросом. Ежели чего получится — обязательно сообщу. Но не суть.
А пока можно сказать следующее:
1) Не имеет смысл делать одиночный замер импеданса и НРЦ сразу после заряда или разряда ХИТ. И через несколько минут тоже. И даже (возможно) через несколько часов. Нужно убедиться, что эти параметры не плывут во времени — не изменяются закономерно в одном направлении. Т.е. нужно сделать несколько контрольных замеров. С интервалом в 1 час или больше.
2) Глубина поляризации ячейки и (как следствие) время, необходимое для эффективного протекания релаксации ХИТ зависит от:
— силы тока, протекавшего через ячейку (в том или ином направлении)
— площади электродов внутри ХИТ
— особенностей «химии» элементов данного типа
— технологии изготовления
— температуры
Все эти факторы учесть практически невозможно. Нужно просто немножко поэкспериментировать.
Хотя в ряде случаев можно кое-что предсказать.
Например, для «белых» Энелупов ААА и АА одного поколения. Химия (включая добавки и присадки) и технология скорее всего — как две капли воды. Площади электродов АА и ААА соотносятся примерно также как их заявленные емкости (по даташитам) 1900:750 ~ 2.5.
Коэффициент затухания В в уравнении
Х=Aexp(-Bt)
для АА предположительно будет в 2.5 раза больше такового для ААА. При одинаковой силе тока.
Где: Х — это НРЦ или импеданс, t — время.
7. Чего мне ОЧЕНЬ СИЛЬНО НЕ ХВАТАЕТ в YR1035 для проведения дальнейших исследований?
А если Вас это тоже заинтересует и Вы поймете
в чем суть СЭИ (спектроскопии электрохимического импеданса) и насколько это перспективно для дома/для семьи/для продвижения по службе — то Вам этого тоже будет сильно не хватать при практическом применении импедансметров типа YR1030/YR1035. С очень большой вероятностью.
А не хватает трех весьма очевидных вещей.
1) Возможности лицезреть не значение полного импеданса, а его действительную и мнимую части.
2) Возможности записи (логгирования) результатов измерений в табличку:
время — НРЦ — импеданс (а лучше — его действительная и мнимая части)
3) Возможности фиксации частотной зависимости импеданса в интервале 1Гц — 10кГц. С получением годографов в координатах Найквиста или в системе Боде (см.
YR1035. Часть II).
Первый и второй пункты скорее всего могут быть реализованы неленивыми электронщиками, имеющими достаточный запас свободного времени. Могу ошибаться — я не специалист.
Всех благ.
Половиной написанного наверное даже инженеры-разработчики Eneloop не пользуются
Батарейки/аккумуляторы — всего лишь предлог. Просто как конкретный пример возможного применения на практике незамысловатого китайского устройства.
Ближайшие фирменные настольные аналоги начинаются от штуки баксов.
Портативные, «промышленные» — от двух с половиной.
Поймана самая суть.
На следующие обзоры приглашаю Вас в качестве референта. Оплата — по договоренности… Водку пьете?:)
ЗЫ. Даже удивительно — человек прочитал так много и не по диагонали.
Еще раз спасибо.
NiMH Panasonic HHR-55AAAB Min 550 mAh комплектовались DECT Panasonic и работали в нём с октября 2012 по начало августа 2019 без извлечения и обслуживания. Ниже результаты двух NOR тестов в Lii-500, каждому из которых предшествовал один FAST тест. Разница между первым FAST+NOR и вторым FAST+NOR составила ровно 2 недели. Обратите внимание на схожесть результатов
Ниже результаты NOR тестов двух свежих комплектов BK-4MCCE/2BE (оба с Production Date: 08 2017) с разницей в неделю (FAST тесты не делал), которые уже упоминал в «гонках на выживание»
Крупнее парами:
Время покажет, нужно ли после них руки мыть. Их бы разоблачить «гонками на выживание» ))
Если вам так жалко выкидывать псевдо-иннструментальное творение китайских_инжынеров — пишите в ПМ, наверняка можно доработать до 4-точечного.
Что до «поляризации», то этого надуманная вещь, которой нет в действительности. На самом деле, есть естественное ограничение скорости распространения «заряда» (точнее электрохимии) по телу (поверхности) пластин аккумулятора. Отсюда и все нюансы с временами и напряжениями.
Использование неправильной терминологии приводит к неверным выводам. ;)
Все замеры на YR1030/YR1035 делаются ТОЛЬКО при четырехконтактном подключении.
Бред сивой кобылы.
Выше, под спойлером — выжимки из книги Дамаскин Б. Б. и др. Электрохимия. Учебник для химиков университетов.
акад. Дамаскин Б. Б. — «главный по элекрохимии» в нашей стране. Мировое светило.
Вы можите сформулировать свой вопрос так, что бы понял тупой (типа меня)?
Ежели по напряжометру в YR1035 в качестве эталона — он великолепен. Честное пионерское я такого даже не ожидал: YR1035. Часть I. Или Вы о чем-то другом?
1) Аккумуляторам с низким саморазрядом не нужны первые циклы полный заряд-разряд, именно с точки зрения приведения внутренней химии в боевое состояние (автор именно об этом пишет)
2) Новому устройству (точнее зарядно-контрольной цепи питания) иногда нужно несколько полных циклов заряд-разряд для ПОДСТРОЙКИ их показометров ближе к реалиям.
Т.е. именно устройствам нужны эти циклы (и то не всегда), чтобы более-менее точно отображать реальную остаточную емкость батареи, а не химии внутри батареи. Просто при полных циклах устройство (на Androide, например ;) ) корректирует один — единственный параметр в одном единственном файле, чтобы затем использовать имперически подобранный коэффициент для внутреннего програмного показометра.
Раньше было что-то типа 80-100 стр., ЕМНИП.
Техникум 50, Бакаравры 70, Магистры 90. +-20% но это просто рекомендованное «среднее по больнице».
зы: знакомая рефератами/курсовыми/дипломами и тд занималась.
Вообще попытки вытянуть по объему и заставлять делать объемные работы, кмк, ухудшают не только саму работу, но и человека. За материал бы долбали, но нет, по крайней мере меня, пинали за объем и оформление, даже на защите и то придрались не к сути, а к методологии (хотя было за что).
Это как минимум курсовая работа для студентов 3-4 курса моего ВУЗа)
PS\ И покупаете всегда хорошие акки, а не левые «энелупы» в алиподвальчиках\
опредложение перестало быть интересным для разовых покупок
мелкий опт еще мобыть, хотя и тут — сомневаюсь
зы не думаю что покупки из снг составляли существенный процент оборота
для европпы — ценник преемлемый энивей, полагаю
магазин вероятно даже не заметит просадки оборота от потери российского сегмента :)
Цена пересылки фиксирована — 9.90 за посылку до 2 кг включительно.
Только что взвесил сабжевую коробочку с 4-мя Энелупами ААА — 52г.
2000(г)/52(г) = 38.5 штук. Пусть будет 30, с учетом посылочной упаковки.
30х4=120 шт.
90/120= 0.0825 евро за 1 акк. = 6 руб. за 1 акк.
Или по коробочкам (как на сайте): 4.99 е (4 акк.+коробка) + 0.33 е (доставка)
Даже не знаю — много это или мало?
Особенно с учетом того, что nkon.nl леваком не торгует.:)
Если бы это было так, то врядли бы появилось ru.nkon.nl
Оригиналы Eneloop можно вполне брать и на Ebay у проверенных японцев.
Только удивительно — почему на nkon.nl это вдруг появилось, а других европейских онлайн-лавках (коих 100500+) этим и не пахнет? Ну, или предлагается сделать кучу телодвижений, что бы вернуть 20% VAT?
1) Ссылки на лоты проверенных японцев. Насколько дешевле?
2) На nkon.nl есть куча всего другого. В том числе и энелупоподобные, которые (по мнению буржуев, включая бравого датчанина) местами покруче классических энелупов.
Гляньте на групповую фотку в начале обзора…
Здесь — «не формат». Оно понятно.
Буржуйские «фонаревки» — тратата похлеще наших «фонаревок».
Тупик, короче.
Но это все происки МЭК, я не виноватый…
Кстати, вместо импеданса часто используется величина обратная:
адмиттанс = 1/импеданс.
С Вашего позволения:
Зачем делать сложным то, что проще простого): поляризация-деполяризация, импеданс-декаданс, адмиттанс-шмиттанс…
Суть измерения импеданса четырехконтактным подключением поймана?
Я все равно ничего не понял.)
А кто там минусует — х.е.з.)
как это относится к технике, догадываетесь?)
Он не выдерживает паузу между циклами.
Я правильно понял?
Вы можите просто делать сравнительные замеры для своего парка АКБ. При токе = const. И будите иметь представление о «лучше-хуже». Хотя, я практически уверен, что Вы именно так и делаете.)
Главное проверьте (если есть возможность) если задать постоянный ток (1А к примеру), покажет ли Ваш экземпляр айМакс через 1ч.(к примеру) ровно 1000 мАч?
А потом аналогично — на других токах.
А то китайская арифметика она разной бывает. Если верить ув.Киричу.
Разве что для охлаждения после использования больших токов…
А 1-2-3-4 часа там можно выставить?
Если не ставить стороннюю прошивку, то максимум можно выставить перерыв в 1 час (0-60 минут), как, судя по инструкции (стр. 14), на варианте от SkyRC, так и на моих 2х безымянных, купленных еще когда-то давно на DX
Удивительно, но я пропустил ваших 2 предыдущих обзора на тему YR1035. Давно наблюдаю за творчеством китайских разработчиков данного тестера и предыдущей модели. Интересно было бы сравнить показания с народным DER EE DE-5000 (разумеется, проведя несложную адаптацию щупов).
Думаю, в Панасонике поржут от души.)
Или поржут, или презентуют аккумуляторов для новых экспериментов. Кто ж их знает )))
Но если второй — какой-никакой а мультиметр (но на буржуйских сайтах запугали, что несколько тормозной. Пришлось купить другой, более прикольный). А DE-5000 — это вообще RLC-метр, причем с разрешением по импедансу 0.1 мОм. плюс погрешность 1.2% + 5 d.
Да еще переделывать. Оно Вам надо?
YR1035 дает разрешение до 0.01 мОм, правда там (в сотых) может гулять. Но это чисто техническая проблема — китайские проводки гарные (мяконькие, силиконовые), но не экранированные. Хотя, какое экранирование у портативного приборчика без заземления?)
У японца ~130мОм на 1 кГц.
У автора ~20-30мОм.
А довести Энелуп до 130мОм тоже вполне возможно. Могу рассказать как. Прошлой осенью целенаправленно этим занимался с белым АА — хотел узнать его предельные возможности. Но до обзора так и не дошло — не получилось систематического исследования…
При емкостях 2.2 мкФ (MKT) и сопротивлении 2МОм:
Eneloop XX: 0.289 Ом
Щелочная ААА: 0.360 Ом
Т.е. корреляция есть, но как минимум нет нуля. (резисторами проверял ес-но — тут норм)
Несколько наблюдений: чтобы не срывалась калибровка сопротивление резистора нужно в районе 10МОм (или не ставить вообще), но при этом нужно резко сократить емкости конденсаторов иначе время измерения сильно увеличивается.
При 2.2uF и 10M я появления результата не дождался, при 2M время порядка 10сек (ага похоже на t=2RC).
для ААА ~ 50-60 мОм (30 — для свежих)
для АА ~ 30-35 мОм (20 — для свежих)
Но никак не 130.
А у убитого м.б. вообще что угодно. Если полутруп.
?
Грубо говоря:
НРЦ = ЭДС ± Все Что Угодно (включая тот же самый поляризационный потенциал)
ЭДС — это сферический конь в вакууме. То, что д.б. В ИДЕАЛЕ.
В электрохимии еще называется «фарадеевский потенциал».
Вот есть 2 электрода. И оба они находятся в состоянии термодинамического равновесия (уже абстракция).
Дальше берем уравнение Нернста для каждого электрода и считаем для каждого из них Е по формуле
Получаем Е1 и Е2 для двух электродов.
По определению:
ЭДС = Е1 — Е2 (по модулю)
Если чего не понятно, спрашивайте. Я почти 30 лет читал основы электрохимии первокурсникам.)
ЗЫ. Красивая картинка — моя. Хотел накатать на Муську обзор про электрохимию. Типа ликбеза для домохозяек и прочих электриков. Уровень химической безграмотности в нашей стране зашкаливает, т.е. равен европейскому или американьскому. А вот ЮВ-азиаты молодцы. Они готовят детишек по нашим, совецким учебникам. Вот и посмотрим, что будет через каких-то 10-15 лет…
А так я к тому, что у электронщиков термином «ЭДС» называют напряжение на любом источнике без нагрузки, упрощённо. То есть в данном случае то самое «НРЦ»
Если Ваш источник в режиме стабилизации по напряжению.
Т.е. просадка под любой возможной нагрузкой = 0.
В курсах электротехники это так и называется: «источник постоянной ЭДС». Наверное, оттуда ноги и растут…
Но ХИТ сам по себе (без доп. электроники) в принципе не может быть стабилизированным.
Недавно очередной виток оптимизации в голове возник, вспомнил аммиачные холодильники. Потом проскочила мысль, что вместо аммиака можно использовать бромид лития (но он внесен).
Сейчас думаю, что еще из общедоступного можно использовать в холодильных установках пассивного типа (одну сторону греем — другая замерзает). В идеале работающее в обоих направлениях и с большим КПД при малых дельтах температуры. (греем до +40, остывает до -20, охлаждаем до -40 нагревается до +60).
Химия начинается, когда одни вещества внезапно:) превращаются в другие.
А у Вас раствор (?) бромида лития — просто теплоноситель, наверное.
Но она там не заканчивается, ведь :)
ТУТ
Так что не все так просто. А главная печаль — нужно знать каковы оптимальные концентрации ингибитора и ПАВ. Сначала думал, это это тайна за семью печатями. Но быстро нашел рецепт от китайцев
Всех д.х.н. в техноложке я знаю лично)
Давно это было, лет пятнадцать назад, уже не помню его фамилию. С одной кафедры с профессором Коренманом (помните такого?).
Респект!
поверьте, так задача просто не ставилась
поэтому некоторых и коробит от такой «уважухи»
Грандиозно!
Надо прочесть второй раз.
Попозже.
Явно вынесу что-то новое!
Упущенное при первом чтении!
)
а то вот этот
намёк на 100% кпд «химии» как-то неприятно задел)
"… для одного странного проекта"
думаете, аккум.lamptest.DK не удастся раскрутить? может, и так, но место для него — есть, имхо!
5.
раскачки может и нет, но инициация явно есть)
6. [ надо продолжать экспериментировать ]
если цель тупо::) копать физику, нужно манипулировать температурой
или например импульсные нагрузки — кто-нибудь изучал?
будут
хреньданные — можно будет пытаться их интерпретировать, глядишь и найдётся какой-нибудь леверье)если это так, то природа поляризации не связана со «слоями при электродах»??
7.2 [ логи ]
в целом есть два пути снять логи без/почти вмешательства в прибор:
(а) непрерывная съёмка экрана и обработка кадров распознавалкой на open cv — подобных статей на хабре было море, вот эту вроде бы читал
есть ли сейчас подобное в более готовом виде или как онлайн-сервис — самому интересно)
(б) считывать управляющие сигналы, приходящие на lcd
здесь изложена необходимая теория и дело доведено до практической аппаратной реализации
к сожалению, в таком виде всё ориентировано на другую, в целом более скромную задачу
но если новую прошивку на старый прYбор ждать не приходится..)
ps когда это писалось, сквозная нумерация в статье вроде была
pps если что-то понял ну совсем неправильно — сорри, старалси:)
^ там же не *1.5 ?)
Пойду осмысливать.)
Единственное что — я ни капли не электронщик.
С радиолюбительством завязал в конце 70-х, по окончании ср. шк. и поступлении в универ.
Правда, получил удостоверение мастера по ремонту теле- и радиоаппаратуры 2(!) класса...)
Проблема в том, что ВСЕХ почему-то волнует внутр. сопр. ХИТ, но все к этому относятся как измерению R по Ому для куска провода… И никто не хочет даже пальцем пошевелить. Неужели совсем не интересно?
Я удивляюсь с этого контингента.