Livslängdscykling av AA NiMH batterier för att studera effekterna av överladdning.

Relevanta dokument
INSTRUCTION MANUAL SVENSKA/FINSKA

Laddning av batterier

Wheatstonebryggans obalansspänning

Elektronik grundkurs Laboration 1 Mätteknik

Laborationsrapport Elektroteknik grundkurs ET1002 Mätteknik

Teknisk manual NASA BM-1C Kompakt Batterimonitor

Produkt Information Laddare & Batterier

IF1330 Ellära KK1 LAB1 KK2 LAB2. tentamen

Service meddelande Sam4S ER-230 batteri

Eurocharger Bruksanvisning

Kära kund Tack för att du köpt denna produkt. Vänligen läs noga igenom dessa instruktioner för korrekt användning.

Batteriladdning. Kontrollernas placering:

Tekniska data Smarta laddare Lifetech XFC TM

***** Testa laddbara batterier

Handbok Automatisk batteriladdare modell BATIUM 7-24 och BATIUM 15-24

Teknisk manual NASA BM-1/2 Batterimonitor

Gel. Ingen. Behövs ej. Nej DIN-BS Ah. Hawker LP alt PWT 2) = 8* 12** timmar *8 tim med 60% urladdningsdjup **12 tim med 80% urladdningsdjup

ANVÄNDARMANUAL 12 V Blybatterier 1-85 Ah

Du kan ladda om GP ReCyko upp till1000 ggr. Spara pengar och minska sopberget, bättre för både plånboken och miljön!

Company Presentation

Hur räknar man energimängden i en batteribank?

Batteriladdare Smart 75 Med inbyggd ficklampa och konstant 13.7VDC-läge för 1-150Ah bly-syra batterier

IE1206 Inbyggd Elektronik

AVANCERADE BATTERILÖSNINGAR HAWKER WATER LESS MINDRE VATTEN FLER KUNDFÖRDELAR

Mikroprocessorstyrd Batteritestare

För att bevara instrumentet i detta skick och för säker användning måste du som användare alltid följa instruktionerna i denna bruksanvisning!

TORKEL 820 Batteriurladdare

Småtraktion powerbloc powerbloc dry Hawker XFC TM

VÄRLDENS ENKLASTE BATTERILADDARE. Nu kan alla ladda batteriet själv

Hörapparatbatterier, urladdningskurvor och strömbehov.

Översatt från engelska av Elisabeth Gustavsson Intelligent laddningsaggregat IPC-1 Version 04/06 CE e Bruksanvisning Artikelnummer

Batteri och laddarkunskap

LADDARE SOM HÅLLER IGÅNG ÄVEN NÄR EN I TEAMET SAKNAS...

BRUKSANVISNING. Bästa kund, Du har köpt ett kraftfullt och kompakt djupurladdningsskydd. Tack för att du visat förtroende för våra produkter.

Svenska Kraftnät TR rev A Tekniska riktlinjer

BATTERITESTARE EM Bruks- och underhållsanvisning

Elektriska och elektroniska fordonskomponenter. Föreläsning 6

användarmanual 12 v blybatterier ah

Laddning av batterier en vetenskap för sig

MANUAL. Elma ACT 612. Svenska EAN:

Sladdlöst arbete. Back

KRAVSPECIFIKATION Batterier LS

champ 12V/7A 24V/5A CHAMP 12/7 24/5 MANUAL

Småtraktion powerbloc powerbloc dry

TORKEL 840 /860. g GE Energy Services Programma Products. Batteriurladdare TORKEL 840/860

2. Vad menas med begreppen? Vad är det för olikheter mellan spänning och potentialskillnad?

Batteriet - båtens hjärta

HQ-CHARGER71 HQ 2-3 TIMMARS KOMPAKT LADDARE FÖR AA/ AAA MED LCD-DISPLAY

GRÖNT LJUS FÖR FLEXIBELT ARBETE. Hawker XFC FLEX TM Användarhandbok

GRÖNT LJUS FÖR FLEXIBELT ARBETE. Hawker XFC TM småtraktion trågmonterade block

BatterIaddare Smart 20 för 1-20Ah bly-syra batterier

SmartCharge VÄRLDENS ENKLASTE BATTERILADDARE

FOREX MK-3 BATTERITESTARE Kortfattad Svensk Bruksanvisning

Solcellsregulator. Användarmanual. 1. Egenskaper:

Några demonstrativa tester av Litiumbatterier; the World's most Dangerous Batteries

1(6) .$76 %$77(5,(5. Innehåll 1 Allmänt 2 Funktionskrav 3 Tekniska krav 4 Utformning. $//0b17

BATTERIKURS. Kursprogram

Tentamen på elläradelen i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET

Insulation / Continuity MI 3121 Instruction manual Version 1.0, Code no

ELDACO AB. Manual. Strömförsörjningsaggregat PP 12/8 och PP 24/6. Presentation 2 Inkoppling 3 Larmer 4 Tekniska data 5-6

Solpaneler. Solpanelssystem: Solpanelssystemet består av: Solpanel Regulator Batteribank

Nokia Extra Power DC-11/DC-11K /2

AVANCERADE BATTERILÖSNINGAR NEXSYS BATTERIER ENERGI PÅ DINA VILLKOR

Intelligent Energi i Laddare & id Laddare.

Uppladdningsbara batterier/batteriladdare

Batteriladdare Smart 50 Med inbyggd ficklampa för 6 200Ah bly-syra batterier

ZAFIR 100 Batteriladdare

Tentamen på del 1 i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET

Batteriladdare Smart 100 Med inbyggd ficklampa för 6 240Ah bly-syra batterier

Ö 1:1 U B U L. Ett motstånd med resistansen 6 kopplas via en strömbrytare till ett batteri som spänningskälla som figuren visar.

TTS är stolta över att ingå i

STANDARD- BATTERILÖSNINGAR HAWKER PERFECT PLUS

Batteriladdning M. Sterky

!!! Solcellsanläggning! Miljövänligt, självförsörjande och kostnadsbesparande!

DYNA COM 110 INSTRUKTIONS- BOK. Box Göteborg Tel Lafayette Radio AB

ATT ANVÄNDA RADIO (GRUNDFUNKTIONER)

Qucs: Laboration kondensator

VÄRLDENS ENKLASTE BATTERILADDARE

LCD Display, Instruktion

Ett laddningsbart batteri, Duracell NiMH size AA, är märkt 2050 mah samt 1,2V.

Laborationer i miljöfysik. Solcellen

Onsdagen den 16 mars 2005, 8:00 13:00

27,8 19,4 3,2 = = ,63 = 3945 N = = 27,8 3,2 1 2,63 3,2 = 75,49 m 2

TORKEL 840/860 Batteriurladdare

(44) Ansökan utlagd och utlägg Publicerings ningsskriften publicerad nummer TUö UvU

JPL914, JPL925 BRUKSANVISNING

Stay in charge rät ddnin rje Ång

MANUAL MXS V/5A NÄTKABEL NÄTKONTAKT* CTEK COMFORT CONNECT LADDNINGSKABEL ERROR LAMP. CTEK COMFORT CONNECT clamp. CTEK COMFORT CONNECT eyelet M6

EUROBAT EUROBAT GUIDE FÖR ELFORDONSBATTE- TEKNIK

26400mAh/100Wh Litium Power Bank Bärbar Strömförsörjning Multi

MANuAL XS 0.8. till köpet av din nya professionella batteriladdare med switchteknik. Laddaren ingår i. tekniken inom batteriladdning.

Skötsel av batterier VARNING!

LABORATION SPÄNNING, STRÖM OCH RESISTANS

PATENTBESVÄRSRÄTTENS DOM

Bränslecell. Av: Petter Andersson Klass:EE1b Kaplanskolan, Skellefteå

Serie Classic GroE, OPzS-LA, OCSM-LA, Energy Block Skötselinstruktion för stationära bly syra batterier.

JC925 JPL91430A, JPL92530A

MIL ABC LADDARE 24V / 80A

BRUKSANVISNING KLART ATT ANVÄNDA ÅTERSTÄLLNINGS- KNAPP VARNINGSLAMPA FULLADDAT SE 39 NÄTKABEL NÄTKONTAKT* CTEK COMFORT CONNECT LADDNINGSKABEL

Val av truckbatteri och laddare

Transkript:

Livslängdscykling av AA NiMH batterier för att studera effekterna av överladdning. Johny Jonsson Annika Ahlberg Tidblad Catella Generics AB Org No 556283-5909 Registered Office Stockholm Veddestavägen 7 SE-175 62 Järfälla Sweden Phone +46 8 445 79 60 Fax +46 8 445 79 99 www.genericsgroup.com/catella_generics

Sida 2 (20) Livslängdscykling av AA NiMH batterier för att studera effekterna av överladdning. Sammanfattning: Livslängdscykling med olika laddningsprofiler har utförts med CGs provningsutrustning. Provningen omfattar 3 laddningsprofiler där 2 st simulerar överladdning med olika laddningsströmmar och det tredje är en normal laddning enligt CGs referensmetod för NiMH batterier. Syftet har varit att klargöra effekten av överladdning på den förväntade batterilivslängden. Provningsuppdraget har utförts på batterier av typen NiMH AA Duracell 1800 mah. Resultaten visar att korrekt laddning bidrar till bättre ekonomi för konsumenten som kan tillgodose sina batteribehov med färre batterier genom korta laddningstider och bibehållen lång cykellivslängd. Det är fullt möjligt att ladda batterierna med höga strömmar (C/1) med mycket god cykellivslängd förutsett att laddningen utförs på ett kontrollerat sätt och avbryts innan överladdning sker. Avancerade laddare är betydligt dyrare än enkla tidsstyrda laddare. Testet visar att laddningsbara batterier är ett prisvärt alternativ till primära batterier för applikationer med låg last även med en enkel laddare eftersom cykellivslängden bör motsvara cirka ett års förbrukning. Applikationer med hög last ställer större krav på laddaren eftersom det är viktigt att undvika överladdning om lång drifttid skall uppnås. Elektronisk kopia av original rapport är märkt med RE i Rapport nr R02-112. Författare: Godkänd av: Johny Jonsson Annika Ahlberg Tidblad Lars Häggström Distribution: Konsumentverket, Katrin Rabe

Sida 3 (20) 1. UPPDRAGSGIVARE Konsumentverket Att. Katrin Rabe Rosenlundsgatan 9 118 87 Stockholm 2. UPPDRAG Av resultaten från den laddarprovning som CG utfört för Konsumentverket, se rapport R02-058: Provning av 10 st universalladdare (NiMH) för Konsumentverket, framgick att de flesta laddarna överladdar batterierna. Syftet med den här studien är att klargöra effekten av överladdning på den förväntade batterilivslängden i livslängdscykling. 3. PROVFÖREMÅL Provningsuppdraget har utförts på batterier av typen NiMH AA Duracell 1800 mah. Batterierna är försedda med en finstilt förklaringstext som anger att den givna märkkapaciteten 1800 mah gäller för laddning med C/10 ström under 15 timmar. Konsumentverket levererade 16 st batterier i juni 2002. Kommentar angående kapacitetsmärkning: Det är inte bra att utforma en kapacitetsmärkning på det här sättet. Enligt standard baseras kapacitet på urladdning med C/5 ström och det är missvisande för konsumenterna om batterier är märkta på olika grunder. Dessutom skall ett bra batteri klara att uppnå angiven kapacitet även vid C/1 ström, dvs 1800 ma i detta fall. 4. PROVUTRUSTNING OCH MILJÖ Konditionering och cykling av batterier har utförts med Catella Generics utrustning för laddningsbara batterier av typen GSM-skåp. Eftersom batterier är temperaturkänsliga utfördes provningen i ett klimatskåp inställt på 23 o C för att hålla så stabila temperaturförhållanden som möjligt. Registrering av batteriernas ström och spänning har skett vid ± V=10 mv och var 10:e minut. GSM-skåpen kalibreras årligen och uppfyller krav på mätnogrannhet: Spänning: ± 1 mv eller 0,5 % Ström: ± 1 ma eller 0,5 %

Sida 4 (20) 5. GENOMFÖRANDE Livslängdscykling med olika laddningsprofiler har utförts med CGs provningsutrustning. Provningen omfattar 3 laddningsprofiler där 2 st simulerar överladdning med olika laddningsströmmar och det tredje är en normal laddning enligt CGs referensmetod för NiMH batterier. Samtliga batterier konditioneras enligt följande procedur för att erhålla ett gemensamt utgångsläge innan livslängdscyklingen. C/5 resturladdning, bryt vid 1 V/cell 1 st C/1 laddning, bryt vid - V= 10 mv/cell GSM-urladdning, bryt vid 1 V/cell 4 ggr C/1 laddning, bryt vid - V= 10 mv/cell C/1 urladdning, bryt vid 1 V/cell 1 st C/1 laddning, bryt vid - V= 10 mv/cell C/5 urladdning, bryt vid 1 V/cell Inladdad- och urladdad kapacitet uppmäts för varje cykel. GSM (Global System for Mobile Communications)-urladdningen används för att beräkna DC-impedans vilket ger ett mått på batteriernas inre resistans. Efter konditionering fördelas batterierna på 3 olika livslängdsprofiler enligt följande: 1. Livslängdscykling med normalladdning för NiMH batterier. 2. Livslängdscykling med överladdning C/1. 3. Livslängdscykling med överladdning C/3. Beskrivning av livslängdsprofiler: 1. Livslängdscykling med normalladdning för NiMH batterier. Normalladdning definieras som laddning med C/1 ström, där C är strömmen för att nå batteriets kapacitet på 1 h, i detta fall 1800 ma. Laddningen avbryts när kriteriet - V=10 mv uppnåtts. Urladdningar sker med samma ström, C/1, och denna cykling upprepas i intervall om 25 cykler. Var 26:e cykel utgörs av en pulsad urladdning för att beräkna vad som händer med batteriernas inre resistans under cyklingen. I detta fall valdes en GSMprofil. Utifrån värdet på U/ I som erhålls vid pulsurladdningen beräknas DCimpedansen vid 80 % av urladdningsdjupet, vilket är ett mått på den inre resistansen i battericellen. GSM-profilen är tagen från telekommunikationsområdet och utförs med en basström under 4,032 ms och en högre belastningsström under 0,576 ms. Vid den här provningen var basströmmen vald till 100 ma och den högre belastningsströmmen till 1700 ma, det bildar en medelström på 300 ma vilket motsvarar C/6 ström. Strömmarna för basström och högre belastning följer inte någon standard utan är valda för att ligga inom ett lämpligt strömområde för batterierna i detta uppdrag.

Sida 5 (20) Med GSM-profilen inlagd var 26:e cykel erhålls förutom en kalkylerad inre resistans också en kontroll på hur batteriet samtidigt reagerar på en annan typ av last. Programmerad profil: Laddning med ström 1800 ma och avbrottskriterie - V=10 mv. Vila 20 minuter Urladdning med ström 1800 ma och avbrottskriterie när slutspänning når 1V/cell Vila 10 minuter (Upprepas i 25 cykler) Sedan utförs en 26:e cykel med pulsad urladdningsprofil enligt följande: Laddning med ström 1800 ma och avbrottskritere - V=10 mv. Vila 20 minuter. GSM-urladdning med ström 100 ma/1700 ma och avbrottskriterie när slutspänning når 1V/cell. Vila 10 minuter. Hela proceduren upprepas tills batterierna förlorat så mycket av sin ursprungliga kapacitet att de kan anses förbrukade och provet avbryts. Syftet med den här referensprofilen är att visa att det går bra att ladda med vad som anses vara en hög ström och att man skall förvänta sig minst 400 cykler innan kapaciteten understigit 80 % av den ursprungliga. 2. Livslängdscykling med överladdning C/1. Laddning utförs med strömmen C/1 (1800 ma) och tid som avbrottskriterie. Laddning avbryts efter 1 h och 20 min, vilket motsvarar en initial överladdning på ca 30 %. Graden av överladdning ökar med tiden allteftersom batteriet förlorar i kapacitet. Urladdning, vila och pulsad urladdning sker på samma sätt som i profil 1 ovan. Profil 2 simulerar tidsstyrda laddare, som är vanligast på marknaden, även om strömmen i detta fall är högre än normalt. Syftet med den här profilen är att visa att överladdning skadar batterier. Genom att accelerera förloppet med den höga strömmen erhålls en relation till referensladdningen som visar vad man kan få ut av batterierna med samma ström förutsatt att laddningen sker på rätt sätt. 3. Livslängdscykling med överladdning C/3. Laddning utförs med strömmen C/3 (600 ma) och tid som avbrottskriterie. Laddning avbryts efter 4 h, vilket motsvarar samma överladdningsgrad som i profil 2. Urladdning, vila och pulsad urladdning sker sedan på samma sätt som i profil 1 ovan. Profil 3 är konstruerad med en lägre laddningsström som ligger närmare de strömnivåer som används i tidsstyrda laddare. Överladdningstiden justeras för att efterlikna samma förhållande som i profil 2. Syftet är att undersöka hur överladdning påverkar batterierna när laddningsströmmen är lägre än i profil 2.

Sida 6 (20) 6 RESULTAT: Konditionering: Samtliga batterier som används vid provningen konditioneras för att erhålla ett gemensamt utgångsläge innan de går vidare för livslängdscykling. Tolv batterier har konditionerats. Medelvärden på de initiala C/5 och C/1 kapaciteterna presenteras i tabell 1 nedan. De enskilda batteriernas värden redovisas i Appendix 1. Tabell 1: Medelvärden på initialkapacitet innan livslängdscykling. Kapacitet Duracell 1800 mah NiMH AA % av märkt kapacitet C/5 1673 mah 92,9 C/1 1589 mah 88,3 C/5 motsvarar en urladdnings ström på 360 ma. Vid denna ström får man ut en kapacitet på 1673 mah vilket motsvarar 92,9 % av märk kapaciteten. Dessutom indikerar C/1 kapaciteten 1589 mah på att batterierna borde varit märkta med 1600 mah istället för 1800 mah. Livslängdscykling: Cykling av batterier innebär att cellen åldras och kapaciteten gradvis sjunker. Takten med vilket detta sker är starkt avhängigt av laddningsförfarandet. Överladdning av batterier bidrar till att batterierna åldras snabbare och att det totala antalet cykler som kan erhållas ur batteriet blir mindre än om batteriet laddats korrekt. I figur 1 jämförs Duracell 1800 mah NiMH AA batterier som laddats med C/1 ström med olika avbrottskriterier för fullbordad laddning. I det ena fallet har laddningen avbrutits med kriteriet V=10 mv, vilket förhindrar överladdning under batteriets hela livslängd. I det andra fallet har laddningen varit tidsstyrd och batterierna överladdats. I det första fallet uppnås 500 cykler med 80 % bibehållen initial kapacitet, vilket motsvarar 500 dagars användning om man laddar batterierna dagligen. Många konsumenter finner batterierna tillfredställande ner till 60 % av initial kapacitet och får då ut 675 cykler innan batterierna är uttjänta. Detta är ett bra resultat. De överladdade batterierna förlorar snabbt i kapacitet och cykellivslängden blir märkbart kortare. De normalladdade batterierna ger 5 gånger fler cykler innan kapaciteten sjunkit till 80 % av initial kapacitet jämfört med de överladdade batterierna i detta test. Testet visar också att det är fullt möjligt att ladda batterierna med höga strömmar (C/1) med mycket god cykellivslängd förutsett att laddningen utförs på ett intelligent sett och avbryts innan överladdning sker. Snabbladdning är att föredra ur användarsynpunkt då man kortar ner den tid då batteriet är obrukbart som strömkälla, dvs laddningstiden, och minskar behovet av extra batteriuppsättningar för att driva den aktuella applikationen.

Sida 7 (20) Antal cykler 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 90 80 70 60 50 % av Kapacitet Normalladdade Överladdade Figur 1: Förhållande mellan antal laddningscykler och bibehållen kapacitet för Duracell 1800 mah NiMH AA batterier som laddats med C/1 ström och avbrottskriterierna V=10 mv (normalladdade) respektive tidstyrd laddning i 1 h 20 min (överladdade). Figur 2 och 3 visar urladdningskapacitet som funktion av cykel för C/1- respektive GSM pulsurladdning med en medelström på C/6. Diagrammen visar tydligt skillnaden i batterilivslängd beroende på laddningsförhållande, men även lastens betydelse för hur stor kapacitet som kan utvinnas ur batteriet. De två diagrammen visar exakt samma batterier men vid olika belastningsprofiler. Livslängden för både de normalladdade och överladdade batterierna ökar vid lägre belastning. Detta beror på att man får ett större urladdningsdjup vid den lägre strömmen, dvs man får ett effektivare utnyttjande av den energi som finns lagrad i batteriet. Figur 4 visar laddningsströmmens betydelse för batterilivslängden vid överladdning i form av tidsstyrd laddning. Livslängden ökar med en lägre laddningsström. I det här fallet har C/3 dvs 600 ma jämförts med C/1 (1800 ma). Det förekommer laddare med ännu lägre laddningsström som skulle kunna ge ytterligare ett antal cykler i batterilivslängd men den här studien visar att överladdning förkortar livslängden jämfört med optimal laddning även med låga laddningsströmmar. Dessutom tar laddningen onödigt lång tid att utföra. Flertalet vanliga användningsområden för batterier drar en förhållandevis låg last, t ex hörlurar, bandspelare, radio och MP3-spelare drar typiskt 100-300 ma. Det innebär att laddningsbara batterier är ett prisvärt alternativ även med en enkel laddartyp eftersom man borde kunna få runt ett års driftstid per uppsättning batterier.

Sida 8 (20) 2000 Kapacitet (mah) 1500 1000 500 Överladdade Normalladdade 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Antal cykler Figur 2: Kapacitet som funktion av antalet cykler för Duracell 1800 mah NiMH AA batterier som laddats med C/1 ström och avbrottskriterierna V=10 mv (normalladdade) respektive tidstyrd laddning i 1 h 20 min (överladdade). Blå linjen är medelkapacitet för 2 provade batterier som normalladdats. Den röda linjen är medelkapacitet för 3 batterier som överladdats i testet. Urladdningsströmmen var C/1, dvs 1800 ma. 2000 Kapacitet (mah) 1500 1000 500 Överladdade Normalladdade 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Antal cykler Figur 3: Puls urladdad kapacitet (GSM) som funktion av antalet cykler för Duracell 1800 mah NiMH AA batterier som laddats med C/1 ström och avbrottskriterierna V=10 mv (normalladdade) respektive tidstyrd laddning i 1 h 20 min (överladdade). Blå linjen är medelkapacitet för 2 provade batterier som normalladdats. Den röda linjen är medelkapacitet för 3 batterier som överladdats i testet. Medelströmmen vid urladdning var C/6, dvs 300 ma.

Sida 9 (20) 1800 Kapacitet (mah) 1600 1400 1200 1000 Överladdade med C/3 800 Överladdade med C/1 0 50 100 150 200 250 300 Antal cykler Figur 4: Kapacitet som funktion av antalet cykler för Duracell 1800 mah NiMH AA batterier som laddats med C/1 och C/3 ström. Båda laddningarna är tidsstyrda och laddningsmängden som tillförs batterierna den samma. Cykling av batterier medför ökad inre resistans oavsett om batterierna normal- eller överladdas. Åldrandet accelereras i form av ökad inre resistans med graden av överladdning. Eftersom det är svårt att mäta den inre resistansen direkt är det brukligt att uppskatta DCimpedansen, vilket är ett indirekt mått på batteriets inre resistans. Detta illustreras i figur 5 som visar DC-impedans som funktion av antalet cykler. I figur 6 har DC-impedansen avsatts som funktion av återstående kapacitet. Det är tydligt att kapaciteten följer DC-impedansen. För att få lång drifttid vid höga strömbelastningar (typ digitalkameror) är det önskvärt med låg inre resistansen varvid vikten av att undvika överladdning ökar. Figur 7 och 8 visar laddnings- respektive urladdningskurvor vid normalladdning. Laddningskurvorna visar tydligt svagheten med tidsstyrda laddare jämfört med intelligenta. Eftersom laddningstiden till fulladdning minskar med tiden ökar graden av överladdning, och därmed åldringstakten, med en tidsstyrd laddare. Den ökade cellspänningen vid laddning beror på polarisationseffekter i cellen.

Sida 10 (20) 200 175 DC-impedans (mohm) 150 125 100 75 50 Överladdade 25 Normalladdade 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Antal cykler Figur 5: Beräknad DC-impedans som funktion av antalet cykler för Duracell 1800 mah NiMH AA batterier som laddats med C/1 ström och avbrottskriterierna V=10 mv (normalladdade) respektive tidstyrd laddning i 1 h 20 min (överladdade). Blå linjen är medevärdet för 2 provade batterier som normalladdats. Den röda linjen är medelvärdet för 3 batterier som överladdats i testet. 100 DC-impedans (mohm) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 100 90 80 70 60 50 Normalladdade Överladdade % av puls urladdad kapacitet Figur 6: Förhållande mellan inre resistans och kapacitet för Duracell 1800 mah NiMH AA batterier som laddats med C/1 ström och avbrottskriterierna V=10 mv (normalladdade) respektive tidstyrd laddning i 1 h 20 min (överladdade).

Sida 11 (20) 1,8 1,7 Cykel 800 Cykel 400 Spänning (V) 1,6 1,5 1,4 Cykel 1 1,3 1,2 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 Tid (h) Figur 7: Laddningkurva vid cykel 1, 400 och 800 för normalladdade batterier. 1,6 1,5 Spänning (V) 1,4 1,3 1,2 Cykel 800 Cykel 400 Cykel 1 1,1 1,0 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 Tid (h) Figur 8: Urladdningskurva vid cykel 1, 400 och 800 för normalladdade batterier.

Sida 12 (20) Batterierna vägdes före och efter provningen. Viktsförändringarna sammanfattas i tabell 2. De överladdade batterierna har i snitt förlorat drygt 5 gånger mer i vikt än de normalladdade batterierna. Det beror på att överladdningen leder till tryckökning i cellen som ventilerar och förlorar en aerosol bestående av vätgas och elektrolyt till omgivningen. Metallhydridelektroden är i regel inte kapacitetsbestämmande då den är överdimensionerad men vid upprepad vätgasförlust kan det förhållandet ändra sig. Dessutom försämras vätningen av elektroderna och separatorerna mellan elektroderna om elektrolyt förloras. Tabell 2: Viktförändring efter livslängdscykling. Normalladdade Överladdade C/1 Batteri Nr. 1 2 5 6 7 Viktförändring [mg] -18,7-11,5-75,0-73,5-96,6 7. SLUTSATSER Korrekt laddning bidrar till bättre ekonomi för konsumenten som kan tillgodose sina batteribehov med färre batterier genom korta laddningstider och bibehållen lång cykellivslängd. Det är fullt möjligt att ladda batterierna med höga strömmar (C/1) med mycket god cykellivslängd förutsett att laddningen utförs på ett optimalt sätt och avbryts innan överladdning sker. Överladdning med lägre laddningsström ökar antalet cykler som kan utvinnas ur batteriet men den här studien visar att livslängden vid överladdning är sämre än om laddningen utförs optimalt. Även med en enkel tidsstyrd laddare är laddningsbara batterier ett prisvärt alternativ för applikationer med låg last eftersom cykellivslängden bör motsvara cirka ett års förbrukning. Vikten av att undvika överladdning ökar med krav på lång drifttid vid höga strömbelastningar. Överladdning leder till viktminskning i form av vätgas och elektrolyt som förloras till omgivningen.

Sida 13 (20) APPENDIX 1 Tabell A1: Konditionering. Konditionering av Duracell 1800 mah NiMH AA. Konditionering av batterier och bestämmande av C/5 respektive C/1 kapacitet. Batteri Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Spänningskontroll vid leverans 1,27 1,27 1,27 1,28 1,28 1,27 1,28 1,28 1,26 1,26 1,252 1,25 vikt med kablar mm 55,8 50,6 50,4 51,9 51,1 49,1 52 50,6 51,2 50,7 51,18 50,7 C/5 rest kapacitet (mah) 508 484 512 522 493 497 534 547 420 433 404 425 GSM urladdning (mah) 1695 1653 1692 1688 1656 1689 1710 1700 1685 1693 1677 1715 DC-impedans (mohm) 21,4 18,3 19,8 19,8 19,8 16,8 19,8 16,8 21,4 19,8 19,84 18,3 Kapacitet 1C-cycling (mah) Cykel 1 Laddning 1841 1794 1848 1841 1780 1826 1883 1859 1879 1869 1865 1896 Urladdning 1609 1575 1606 1615 1578 1609 1626 1611 1633 1603 1586 1631 Cykel 2 Laddning 1732 1701 1727 1750 1710 1734 1773 1738 1782 1757 1744 1783 Urladdning 1598 1569 1593 1606 1573 1600 1614 1597 1628 1590 1574 1619 Cykel 3 Laddning 1720 1694 1725 1744 1703 1727 1765 1733 1771 1741 1728 1771 Urladdning 1593 1566 1591 1602 1570 1596 1609 1592 1620 1583 1569 1614 Cykel 4 Laddning 1714 1699 1717 1742 1694 1718 1757 1724 1765 1738 1720 1765 Urladdning 1589 1566 1588 1600 1567 1593 1605 1587 1622 1579 1566 1610 C/5 Kapacitet Laddning 1711 1680 1720 1726 1699 1717 1756 1720 1763 1731 1716 1762 Urladdning 1678 1649 1678 1675 1643 1672 1693 1683 1675 1675 1663 1699 Batteri nr 1,2 användes vid normalladdning. Batteri nr 5-7 användes vid överladdning med C/1. Batteri nr 10 användes vid överladdning med C/3

Sida 14 (20) Tabell A2: Livslängdscykling - normalladdning. 25 cykler med 1C=1800 mah laddning till -dv 10mV 26:e cykeln genomföres en Gsm urladdning med 100/1700 ma Urladdning sker med 1C=1800 mah Batteri Batteri Batteri Batteri 1 2 1 2 1C 1C 1C 1C Kapacitet Kapacitet Kapacitet Kapacitet Cykler (mah) (mah) Cykler (mah) (mah) 1 1593 1578 25 1574 1563 525 1239 1168 50 1573 1564 550 1199 1095 75 1577 1570 575 1154 1028 100 1579 1574 600 1117 974 125 1582 1574 625 1082 927 150 1582 1572 650 1045 879 175 1578 1567 675 1012 842 200 1572 1557 700 977 814 225 1562 1546 725 945 778 250 1550 1532 750 917 750 275 1536 1515 775 892 721 300 1520 1497 800 861 694 325 1505 1478 825 839 671 350 1488 1459 850 816 654 375 1461 1436 875 792 629 400 1438 1414 900 774 616 425 1413 1388 925 751 597 450 1389 1358 950 733 580 475 1340 1307 975 715 564 500 1291 1239 1000 693 550

Sida 15 (20) Tabell A3: Livslängdscykling - normalladdning - GSM kapacitet 25 cykler med 1C=1800 mah laddning till -dv 10mV 26:e cykeln genomföres en gsm urladdning med 100/1700 ma Urladdning sker med 1C=1800 mah Batteri Batteri Batteri Batteri 1 2 1 2 GSM GSM GSM GSM Kapacitet Kapacitet Kapacitet Kapacitet Cykler (mah) (mah) Cykler (mah) (mah) 25 1658 1649 525 1449 1385 50 1659 1653 550 1420 1327 75 1661 1658 575 1386 1272 100 1662 1659 600 1358 1230 125 1663 1660 625 1330 1184 150 1661 1657 650 1298 1139 175 1659 1653 675 1274 1096 200 1654 1647 700 1246 1064 225 1647 1640 725 1214 1020 250 1640 1633 750 1189 979 275 1632 1625 775 1164 944 300 1625 1617 800 1136 909 325 1614 1605 825 1106 873 350 1603 1594 850 1083 840 375 1596 1579 875 1053 800 400 1583 1562 900 1029 776 425 1565 1541 925 1007 744 450 1543 1515 950 977 715 475 1512 1481 975 955 688 500 1480 1436 1000 924 662

Sida 16 (20) Tabell A4: Livslängdscykling - normalladdning - DC impedance 25 cykler med 1C=1800 mah laddning till -dv 10mV 26:e cykeln genomföres en gsm urladdning med 100/1700 ma Urladdning sker med 1C=1800 mah Batteri Batteri Batteri Batteri 1 2 1 2 DC DC DC DC Impedans Impedans Impedans Impedans Cykler (mohm) (mohm) Cykler (mohm) (mohm) 25 23 17 525 61 70 50 23 20 550 66 70 75 23 21 575 67 73 100 24 21 600 70 76 125 24 23 625 70 76 150 26 26 650 72 79 175 29 26 675 72 81 200 32 32 700 73 82 225 35 32 725 75 85 250 38 37 750 75 85 275 41 38 775 76 87 300 43 43 800 78 87 325 44 44 825 79 92 350 46 47 850 81 92 375 50 52 875 82 93 400 52 52 900 81 96 425 55 58 925 84 96 450 56 60 950 85 98 475 60 64 975 89 99 500 61 69 1000 87 101

Sida 17 (20) Tabell A5: Livslängdscykling - Överladdning 25 cykler med 1C=1800 mah laddning under 80 minuter 26:e cykeln genomföres en gsm urladdning med 100/1700 ma Urladdning sker med 1C=1800 mah Batteri Batteri Batteri Batteri Batteri Batteri 5 6 7 5 6 7 1C 1C 1C 1C 1C 1C Kapacitet Kapacitet Kapacitet Kapacitet Kapacitet Kapacitet Cykler (mah) (mah) (mah) Cykler (mah) (mah) (mah) 1 1576 1602 1603 25 1502 1557 1542 425 19 40 35 50 1462 1539 1512 450 16 36 30 75 1394 1472 1374 475 13 34 24 100 1271 1335 1079 500 10 31 20 125 1089 1200 102 525 6 29 9 150 83 1082 90 550 4 25 3 175 69 933 84 575 4 23 0 200 61 118 75 600 3 21 1 225 53 91 66 625 1 18 1 250 47 82 57 650 1 15 1 275 41 75 51 675 0 12 0 300 36 68 46 700 0 10 0 325 32 61 42 725 0 8 0 350 29 55 42 750 0 3 0 375 26 48 38 775 400 23 44 35 800

Sida 18 (20) Tabell A6: Livslängdscykling - Överladdning - GSM kapacitet 25 cykler med 1C=1800 mah laddning under 80 minuter 26:e cykeln genomföres en gsm urladdning med 100/1700 ma Urladdning sker med 1C=1800 mah Batteri Batteri Batteri Batteri Batteri Batteri 5 6 7 5 6 7 GSM GSM GSM GSM GSM GSM Kapacitet Kapacitet Kapacitet Kapacitet Kapacitet Kapacitet Cykler (mah) (mah) (mah) Cykler (mah) (mah) (mah) 1 25 1642 1677 1675 425 178 459 145 50 1641 1681 1673 450 65 428 66 75 1629 1668 1643 475 35 407 36 100 1599 1647 1574 500 25 370 28 125 1535 1608 1500 525 18 345 15 150 1485 1554 1427 550 13 309 10 175 1403 1469 1333 575 10 276 2 200 1310 1353 1220 600 7 251 1 225 1174 1198 1075 625 3 214 1 250 1018 1019 884 650 3 31 1 275 846 885 689 675 1 23 1 300 681 763 526 700 1 19 1 325 532 661 404 725 1 15 1 350 412 595 310 750 1 8 1 375 332 534 243 775 0 4 0 400 264 496 176 800 0 1 0

Sida 19 (20) Tabell A7: Livslängdscykling - Överladdning - DC impedance 25 cykler med 1C=1800 mah laddning under 80 minuter 26:e cykeln genomföres en gsm urladdning med 100/1700 ma Urladdning sker med 1C=1800 mah Batteri Batteri Batteri Batteri Batteri Batteri 5 6 7 5 6 7 DC DC DC DC DC DC Impedans Impedans Impedans Impedans Impedans Impedans Cykler (mohm) (mohm) (mohm) Cykler (mohm) (mohm) (mohm) 1 25 21 20 23 425 124 96 50 29 26 29 450 139 98 131 75 40 32 37 475 150 99 140 100 47 37 44 500 154 101 148 125 55 44 53 525 160 102 159 150 63 49 61 550 166 105 175 72 60 67 575 168 108 182 200 76 66 75 600 110 225 85 75 78 625 182 114 250 92 84 82 650 183 139 275 96 89 89 675 142 300 99 93 90 700 143 325 104 93 96 725 143 350 105 95 99 750 375 108 95 107 775 162 400 111 95 116 800

Sida 20 (20) Tabell A8: Livslängdscykling - överladdning 25 cykler med 1C=600 mah laddning under 4 timmar 26:e cykeln genomföres en gsm urladdning med 100/1700 ma Urladdning sker med 1C=1800 mah Batteri Batteri 10 10 1C GSM Kapacitet Kapacitet Cykler (mah) (mah) 1 1620 25 1567 1699 50 1560 75 1551 1686 100 1534 1675 125 1509 1665 150 1486 1649 175 1442 1625 200 1369 1593 225 1265 1548 250 1097 1475 275 872 1349 300 109 1243 325 76 1178 350 67 1101 375 61 1005 Not: GSM-urladdning ej utförd vid cykel 50.