Zulässiger Rückstrom in die Alkalibatterie

Weiß jemand, was mit einer Alkalibatterie passiert, wenn ein kleiner Strom eingepumpt wird? Zum Beispiel 0,5 uA in eine 9V Batterie alkalisch?

Ich möchte eine einfache 9-V-Batterie + Gleichrichter als Backup-Spannung zu einem 12-V-Stromkreis hinzufügen. Spannungsregelung ist nicht wichtig und 9V wären akzeptabel. Um den Spannungsabfall zu minimieren, muss ich einen Schottky verwenden, aber in Sperrrichtung sind sie nicht gerade offene Stromkreise. Die Frage ist also, ob ein unbeabsichtigter "Ladestrom" von 0,1 uA ein Problem für die Haltbarkeit von Standard-9-V-Alkali ist.

Ich habe Gedanken zu einer sichereren Batteriesicherungslösung (dh mit Relais oder Aufladebatterie), aber es ist wichtig für mich, die Lösung so einfach wie möglich und mit maximaler Lebensdauer der Batterie zu halten, und ich möchte nur die Risiken des Einpumpens kennen ein kleiner Leckstrom in das Alkali.

Die Selbstentladung eines 9-V-Alkalis mit einer Haltbarkeit von 20% von 5 Jahren und einer Kapazität von 500 mAh beträgt etwa 2 uA, daher halte ich <2 uA nicht für ein mögliches Problem. Es findet keine Nettoladung statt.

Andererseits können Schottky-Dioden bei hoher Umgebungstemperatur eine sehr hohe Leckage aufweisen. Der Selbstentladungsstrom steigt ebenfalls mit der Temperatur, aber wahrscheinlich nicht so schnell. Daher sollten Sie die Eigenschaften bei der maximal möglichen Umgebungstemperatur berücksichtigen.

Soviel zur Logik, mal sehen, was die Hersteller, wenn überhaupt, empfehlen.

Eveready (Energizer) hat den folgenden pauschalen Haftungsausschluss in seinem Handbuch (vermutlich, um Missbrauch zu behandeln, z. B. den Versuch, alkalische Zellen bei hohem Strom tatsächlich wieder aufzuladen, was zu Hitze, Gasentwicklung, Explosion usw. führt):

Laden von Primärbatterien: Das Laden von Primärbatterien kann zu Explosionen oder Leckagen führen, die zu Körperverletzungen führen können. WENN ENERGIZER- / EVEREADY-PRIMÄRBATTERIEN JEGLICHER AUFLADUNGSFORM UNTERLIEGEN, SIND ALLE AUSDRÜCKLICHEN ODER STILLSCHWEIGENDEN GEWÄHRLEISTUNGEN, EINSCHLIESSLICH DER GEWÄHRLEISTUNGEN FÜR MARKTGÄNGIGKEIT UND EIGNUNG FÜR EINEN BESTIMMTEN ZWECK.

Wenn Sie jedoch auf ihre " Design- und Sicherheitsüberlegungen " eingehen , erhalten wir endlich eine echte und vernünftige Zahl (Hervorhebung hinzugefügt):

Geräte mit alternativen Stromversorgungsoptionen sollten so ausgelegt sein, dass die Batterien vom alternativen Stromversorgungskreis getrennt sind. Die Verwendung externer Schalter, die über das alternative Netzkabel aktiviert werden, sollte vermieden werden. Im Handel erhältliche "generische" Ersatzkabel aktivieren den Schutzschalter möglicherweise nicht. Berücksichtigen Sie den redundanten Diodenschutz gegen unbeabsichtigtes Laden des Akkus. Der maximale Leckstrom sollte 35 Mikroampere niemals überschreiten .

Selbst wenn Variationen zwischen Typen und Herstellern berücksichtigt werden, scheint <10uA sehr, sehr sicher zu sein. Es liegt an Ihnen zu bestimmen, ob eine solche vernünftige Grenze eingehalten wird.

Das Problem mit Batterien ist, dass alle Arten von seltsamen / bösen chemischen Reaktionen auftreten können, wenn sie misshandelt werden. Diese Reaktionen können dazu führen, dass ätzende Substanzen aus den Batterien austreten. Wir haben alle Batterien gesehen, die durchgesickert sind und die Unordnung, die sie verursachen können.

Sofern ein Hersteller nicht angibt, wie viel Rückstrom (tatsächlich aufladen!) Zulässig ist, sollten Sie den Akku nicht aufladen.

Aber warum nicht einfach eine Batterie verwendet, wird geladen ausgelegt werden. Es gibt 9-V-NiMh-Zellen, die die von Ihnen benötigte Funktion ausführen können. Wenn Sie eine wiederaufladbare Zelle verwenden, können Sie sogar parallel zur Schottky-Diode einen Widerstand hinzufügen, um den Ladestrom auf etwa 1 mA zu erhöhen. Auf diese Weise kann der NiMh-Akku gut aufgeladen bleiben.

Wenn Ihnen eine NiMh 9V-Batterie zu teuer ist (die billigen sind nicht von guter Qualität, vermeiden Sie diese), verwenden Sie anstelle der Schottky-Diode eine Siliziumdiode (1N4148), da Siliziumdioden viel geringere Leckströme aufweisen. So viel niedriger, dass der Strom nicht von Bedeutung sein kann. Sie müssen nur mit dem zusätzlichen Spannungsabfall der Siliziumdiode leben.

Es gibt auch "ideale Dioden" -Schaltungen und fertige Module mit solchen Schaltungen (diese verwenden MOSFETs zum Schalten), aber ich bin mir nicht sicher, ob diese den sehr geringen Leckstrom liefern, den Sie benötigen würden.

Ich kann Sicherheit und Alkali nicht in den gleichen Satz setzen. Alkalibatterien lecken durch das Ventil, um die Explosion zu stoppen, wenn sie kurz vor dem Auslaufen stehen.

Für ein gutes Alkali ist 0,1 uA nichts. Ein gutes, frisch abgereichertes Alkali kann sogar auf etwa die Hälfte der ursprünglichen Kapazität aufgeladen werden. Aber wissen Sie , ob das Alkali in gutem Zustand ist? Ich habe Jahre vor dem Verfallsdatum Alkalibatterien aller Top-Hersteller auslaufen lassen, manchmal in der versiegelten Verpackung, manchmal in Geräten, die dann aufgrund der durchgesickerten Alkalizelle zerstört wurden.

Wenn die Stromaufnahme aus der Batterie niedrig ist und die Batterie über einen längeren Zeitraum (mehr als einen Monat) installiert werden muss, verwenden Sie Hochleistungszinkchlorid. Heutzutage lecken sie nicht, verursachen nur minimale Schäden, wenn sie auslaufen, sind in mAh / Preis fast so gut wie alkalisch. Kaufen Sie jedoch frisch, da sie sich nach der Herstellung verschlechtern.

Obwohl es sich schlecht anhört, kann man für eine kurzfristige Sicherung Blei-Säure-Batterien in Betracht ziehen, wenn der Preis ein Problem darstellt. Die winzigen 4V kommen mit 250-300 mAh. Sie tolerieren für immer eine schwebende Spannung. Sie können ungefähr den gleichen Preis wie ein alkalisches AA kosten. Sie können sie auch in jedem gewünschten mAh erhalten, und AH / Preis scheint für alle Größen nahezu linear zu sein.

NiMH hat einige Einschränkungen. Sie sind teuer, können nicht durch Erhaltungsladung aufgeladen werden, und es besteht die Gefahr einer Polaritätsumkehr, wenn einige von ihnen in Reihe geschaltet sind.

Wiederaufladbare Batterien, einschließlich RAM-Batterien (wiederaufladbares alkalisches Mangan), wurden speziell entwickelt, um dieses Risiko zu verringern. REF

Wenn Sie die Spannung begrenzen, kann die Batterie niemals eine Überspannung erreichen, die das Hauptrisiko für einen Konstantstromausfall darstellt. Sie können es also für immer mit 100 mA aufladen, solange die Spannung auf 9,0 V begrenzt ist.

Der Grund, warum jeder sagt, LADEN SIE NICHT mehr als xx uA, ist, dass die Spannung über die Sicherheitsgrenze von 1,525 V pro Zelle hinaus ansteigen kann. Wenn Sie also eine 9,0-V-Klemme haben, können Sie sicher jede angemessene Leistung in mA aufladen, die Sie möchten. (<100mA <= 1 / 4W von ESR) Ich sagte SAFE, aber es kann die Lebenserwartung bei einigen abhängig von Qualitätslecks verringern. 100uA sind also harmlos, wenn die Spannung begrenzt ist. Aber sie sagen dies der Öffentlichkeit nicht, damit sie mehr Batterien verkaufen können.

Anekdotisch

Ich hatte Alk einmal aufgeladen. 9V Batterien sicher mit 10mA für lange Zeiträume. Sie können 10% der Kapazität zurückgewinnen oder bei 9 V durch gelegentliches Entleeren weiter schwimmen.

Verwenden Sie dazu einen 9V-Begrenzer mit Serie R für ~ 3mA ab 12V oder 1k Ohm.

9V-Begrenzer können 3 weiße 3-mm-LEDs in Reihe mit 33 Ohm (oder 100 Ohm mit 5-mm-LEDs) über der Batterie sein

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Vorbehalt

Aber das war vor 40 Jahren und ich habe nie Langzeittests an jedem Batteriehersteller durchgeführt.

Risiko

- Günstige Alkalibatterien können sich selbst entladen, wenn sie in Ruhe gelassen werden, dann H2 auslaufen lassen, die Versiegelung brechen und dann starkes Kaliumalkalium auslaufen lassen, das zu weißem Pulver trocknet und mit Essig gereinigt wird. Durch Rückwärtsladung kann diese Leckage bei guten Batterien wie Energizer mit garantierter Haltbarkeit beschleunigt werden.

ref

Alkalien sind ziemlich linear, 1,10 sind tot und 1,535 sind neu / voll. und 9V-Zellen verwenden 6S-Zellen in Reihe.

Hmm

Wir wissen, dass die Kapazität häufig mit der Masse der Batterie zusammenhängt.

Energizer sind 50 g pro 9-V-Zelle in loser Schüttung

Sony 9V-Zellen sind 57 g. (besser?)