Проблема повторного использования гальванических элементов питания давно волнует любителей электроники В технической литературе неоднократно публиковались различные методы оживления элементов, но как правило, они помогали только на один раз, да и ожидаемой емкости не набирали.
Проблеме восстановления (регенерации) гальванических элементов питания Б. И. Богомолов посвятил около 14 лет и, возможно, читателям будет интересно познакомиться с его работами в этой области. В результате экспериментов Б. И. Богомолову удалось определить оптимальные токовые режимы регенерации и разработать зарядное устройство для большинства элементов. Они порой обретали емкость, несколько превосходящую первоначальную. Восстанавливать нужно элементы, а не батареи из них, поскольку даже один из последовательно соединенных элементов батареи, пришедший в негодность (разряженный ниже допустимого уровня) делает невозможным восстановление батареи.
Что касается процесса зарядки.то она должна проводиться ассиметричным током с напряжением 2,4...2,45 В. При меньшем напряжении регенерация весьма затягивается и элементы после 8...10 часов зарядки не набирают и половинной емкости. При большем же напряжении нередки случаи вскипания элементов, и они приходят в негодность.
Перед началом зарядки элемента необходимо провести его диагностику, смысл которой состоит в определении способности элемента выдерживать определенную нагрузку Для этого к элементу подключают вначале вольтметр и измеряют остаточное напряжение, которое не должно быть ниже 1 В. Элемент с меньшим напряжением непригоден к регенерации.
Затем нагружают элемент на 1...2 сек. резистором 10 Ом и если напряжение элемента упадет не более чем на 0,2 В, он пригоден к регенерации Электрическая схема зарядного устройства (рис. 1) рассчитана на зарядку одновременно 6 элементов (G1...G6 типа 373, 316, 332, 343 и других аналогичных ИМ).
Самой ответственной деталью устройства подзарядки элементов является трансформатор, так как напряжение во вторичной обмотке у него должно быть строго в пределах 2,4...2,45 В независимо от количества подключенных к нему в качестве нагрузки регенерируемых элементов.
Если готового трансформатора с таким выходным напряжением найти не удается, то можно приспособить уже имеющийся трансформатор мощностью не менее 3 Вт, намотав на нем дополнительно вручную вторичную обмотку на нужное напряжение проводом марки ПЭЛ или ПЭВ диаметром 0,8...1,2 мм. Соединительные провода между трансформатором и зарядными цепями должны быть возможно большего сечения.
Продолжительность регенерации 4...5, а иногда и 8 часов. Периодически тот или иной элемент надо вынимать из блока регенерации и проверять его по методике, приведенной выше для диагностики элементов, а можно следить с помощью вольтметра за напряжением на заряжаемых элементах и как только оно достигнет 1,8...1,9 В, регенерацию прекратить, иначе элемент может перезарядиться и выйти из строя. Аналогично поступают и в случае нагрева какого-либо элемента.
Лучше всего восстанавливаются элементы, работающие в детских игрушках, если ставить их на регенерацию сразу же после разрядки. Причем такие элементы, особенно с цинковыми стаканами, допускают многоразовую регенерацию. Несколько хуже ведут себя современные элементы в металлическом корпусе.
В любом случае главное при регенерации не допустить глубокой разрядки элемента и вовремя ставить его на регенерацию, так что не спешите выбрасывать отработанные гальванические элементы.
Вторая схема, приведенная на рис 2, использует тот же принцип подзарядки элементов пульсирующим ассиметричным электрическим током. Она предложена С. Глазовым и проще в изготовлении, так как позволяет использовать любой трансформатор с обмоткой, имеющей напряжение 6,3 В. Лампа накаливания NL (6,3 В; 0,22А) выполняет не только сигнальные функции, но и ограничивает зарядный ток элемента, а также предохраняет трансформатор в случае коротких замыкании в цепи зарядки.
Стабилитрон VD1 типа КС119А ограничивает напряжение заряда элемента. Он может быть заменен набором из последовательно включенных диодов — двух кремниевых и одного германиевого — с допустимым током не менее 100 мА. Диоды VD2 и VD3 — любые кремниевые с тем же допустимым средним током, например КД102А, КД212А. Емкость конденсатора С1 — от 3 до 5 мкФ на рабочее напряжение не менее 16 В. Цепь из переключателя S1 и контрольных гнезд X1, Х2 для подключения вольтметра. Резистор R1 — 10 Ом и кнопка S2 служат для диагностики элемента G1 и контроля его состояния до и после регенерации. Нормальному состоянию соответствуют напряжение не менее 1,4 В и его уменьшение при подключении нагрузки не более чем на 0,2 В. О степени заряженности элемента можно судить по яркости свечения лампы NL. До подключения элемента она светится примерно в полнакала, при подключении разряженного элемента яркость свечения заметно увеличивается, а в конце цикла зарядки подключение и отключение элемента почти не вызывает изменения яркости.
При подзарядке элементов типа СЦ-30, СЦ-21 и других (для наручных часов) необходимо последовательно с элементом включить резистор на 300...500 Ом. Элементы батареи типа 336 и других заряжаются поочередно. Для доступа к каждому из них нужно вскрыть картонное донышко батареи.
Подзарядка батарейки без схемы
Батарейка для ручных часов — дефицит. Купить элементы типа «Марс» или «Сатурн» еще можно, хотя уже дороговато. Н. Галиванов попробовал подзарядить «севшую» батарейку для ручных часов с помощью этих элементов. Подключил плюс к плюсу, минус к минусу. Получилось. Через 12 часов батарейка питала часы, как новенькая. После обновления батарейка типа СЦ-21 в ручных часах «Электроника-5» может служить 6—8 месяцев.
Но Н. Галиванов предупреждает: прежде чем вставить подзаряженную батарейку в часы, надо проверить напряжение на ее выходе: оно не должно превышать 1,5 В.
Журнал «САМ» №4, 1994 год
