Batterie NiMH: Chì sò?

da Kim Updated: Lugliu 9, 2022

Chì sò e batterie NiMH? Batterie d'idruru di nichel-metallu sò un tipu di batterie rechargeable. Sò usati in parechji dispositi diffirenti, da vitture à ghjoculi à smartphones.

Hanu assai vantaghji nantu à altri tipi di batterie, è sò abbastanza populari per quessa. Ma chì sò veramente?

A Storia di Batterie NiMH

L'invenzione

In u 1967, alcune scintille brillanti in u Centru di Ricerca Battelle-Geneva anu avutu una onda cerebrale è hà inventatu a bateria NiMH. Hè stata basata nantu à una mistura di alliages sinterizzati Ti2Ni + TiNi + x è elettrodi NiOOH. Daimler-Benz è Volkswagen AG anu participatu è sponsorizatu u sviluppu di a bateria in i prossimi dui decennii.

U Migliuramentu

In l'anni 70, a bateria di nichel-idrogenu hè stata cummercializata per l'applicazioni satellitari, è questu hà suscitatu l'interessu in a tecnulugia di l'idruru cum'è una alternativa à u voluminosu almacenamentu di l'idrogenu. I Laboratori Philips è u CNRS di Francia anu sviluppatu novi leghe ibride d'alta energia chì incorporanu metalli di terra rara per l'elettrodu negativu. Ma sti ligami ùn eranu stabile in l'elettroliti alkaline, cusì ùn sò micca adattati per l'usu di u cunsumadore.

U valore

In u 1987, Willems è Buschow hà fattu un avanzu cù u so design di batterie, chì usava una mistura di La0.8Nd0.2Ni2.5Co2.4Si0.1. Sta bateria mantene 84% di a so capacità di carica dopu à 4000 cicli di carica-discarica. Allie più economicamente viabili chì utilizanu mischmetal invece di lantanu sò stati sviluppati prestu.

U Gradu di u Consumatore

In u 1989, i primi cellule NiMH di u cunsumu sò diventati dispunibili, è in u 1998, Ovonic Battery Co. hà migliuratu a struttura è a cumpusizioni di l'alliage Ti-Ni è patentatu e so innovazioni. In u 2008, più di dui milioni di vitture ibride in u mondu sò state fabbricate cù batterie NiMH.

A popularità

In l'Unione Europea, e batterie NiMH rimpiazzavanu e batterie Ni-Cd per l'usu di i cunsumatori portatili. In u Giappone in u 2010, u 22% di e batterie rechargeable portable venduti eranu NiMH, è in Svizzera in u 2009, a statistica equivalente era circa 60%. Ma stu percentuale hè cascatu cù u tempu per via di l'aumentu di a fabricazione di batterie di lithium-ion.

U Futuru

In u 2015, BASF hà pruduciutu una microstruttura mudificata chì hà fattu e batterie NiMH più durable, permettendu cambiamenti à u disignu di a cellula chì hà salvatu un pesu considerableu è hà aumentatu l'energia specifica à 140 watt-ora per kilogramu. Allora u futuru di e batterie NiMH pare brillanti!

A chimica daretu à e batterie di nichel-idruru metallicu

Chì ghjè l'elettrochimica?

L'elettrochimica hè u studiu di a relazione trà l'electricità è e reazzioni chimichi. Hè a scienza daretu à e batterie, è hè cumu travaglianu e batterie di Nickel-Metal Hydrure (NiMH).

E Reazioni Dentru una Batteria NiMH

Batterie NiMH sò custituiti da dui elettrodi, un pusitivu è un negativu. E reazzioni chì si verificanu in a bateria sò ciò chì facenu travaglià. Eccu ciò chì succede:

• À l'elettrodu negativu, l'acqua è un metale si combinanu cù un elettroni per furmà un OH- è un idruru di metallu.
• À l'elettrodu pusitivu, l'ossidrossidu di nichel hè furmatu quandu l'idrossidu di nichel è un OH- combina cù un elettrone.
• Durante a carica, e reazzioni si movenu da manca à diritta. Durante a scaricamentu, e reazzioni si movenu da diritta à manca.

I cumpunenti di una batteria NiMH

L'elettrodu negativu di una bateria NiMH hè custituitu da un compostu intermetallicu. U tipu più cumuni hè AB5, chì hè una mistura di elementi di terra rara cum'è lantanu, ceriu, neodimiu è praseodimiu, cumminati cù nickel, cobalt, manganese o aluminium.

Certi batterie NiMH usanu materiali elettrodi negativi di capacità più altu basatu nantu à composti AB2, chì sò titaniu o vanadiu cumminati cù zirconiu o nichel, è mudificate cù cromu, cobalt, ferru o manganese.

L'elettrolitu in una bateria NiMH hè generalmente l'idrossidu di potassiu, è l'elettrodu pusitivu hè l'idrossidu di nichel. L'elettrodu negativu hè l'idrogenu in a forma di un idruru metallicu interstiziale. A poliolefina non-tessuta hè aduprata per a separazione.

Allora ci hè ! Avà sapete a chimica daretu à e batterie NiMH.

Cosa hè una Batteria Bipolari?

Chì rende e batterie bipolari uniche?

E batterie bipolari sò un pocu sfarente di e vostre batterie standard. Adupranu un separatore di gel di membrana di polimeru solidu, chì aiuta à prevene i cortocircuiti in i sistemi di l'elettroliti liquidi. Questu facenu una grande scelta per i veiculi elettrici, postu chì ponu almacenà assai energia è mantene a sicura.

Perchè Devo Cura di Batterie Bipolari?

Sè vo circate una bateria chì pò almacenà assai energia è mantene a sicura, allora una bateria bipolari pò esse a scelta bona per voi. Sò diventati sempre più populari per i veiculi elettrici, dunque se site in u mercatu per unu, duvete definitivamente cunsiderà una batteria bipolari. Eccu perchè:

• Sò pensati per impediscenu i cortu circuiti in i sistemi di l'elettroliti liquidi.
• Puderanu almacenà assai energia, facenu ideali per i veiculi elettrici.
• Sò diventati sempre più populari, cusì pudete esse sicuru chì avete un pruduttu di qualità.

Caricà e vostre batterie NiMH in modu sicuru

Carica rapida

Quandu site in furia è avete bisognu di carricà e vostre cellule NiMH, hè megliu aduprà una batteria intelligente piglia per evità a sovraccarica, chì pò dannà e cellule. Eccu alcuni cunsiglii da tene in mente:

• Aduprate una corrente bassa fissa, cù o senza timer.
• Ùn caricate per più di 10-20 ore.
• Aduprate una carica di trickle à C/300 se avete bisognu di mantene e vostre cellule in un statu di carica cumplettamente.
• Aduprate un approcciu di ciclu di duty più bassu per compensà l'autodiscarica naturali.

Metudu di carica ΔV

Per prevene i danni di e cellule, i caricatori veloci anu da finisce u so ciclu di carica prima chì a sovraccarica si faci. Eccu cumu fà:

• Monitorà u cambiamentu di tensione cù u tempu è ferma quandu a bateria hè cumpletamente carica.
• Monitorà u cambiamentu di tensione in quantu à u tempu è ferma quandu diventa zero.
• Aduprate un circuitu di carica di corrente constante.
• Termina a carica quandu a tensione scende 5-10 mV per cellula da a tensione di punta.

ΔT Metudu di carica

Stu metudu usa un sensor di temperatura per detectà quandu a bateria hè piena. Eccu ciò chì deve fà:

• Aduprate un circuitu di carica di corrente constante.
• Monitorate a rata di crescita di a temperatura è ferma quandu righjunghji 1 ° C per minutu.
• Aduprate un cutoff di temperatura assoluta à 60 ° C.
• Segui a carica rapida iniziale cun un periudu di carica di fila.

Cunsiglii di safety

Per mantene e vostre cellule sicure, eccu uni pochi di cose da tene in mente:

• Aduprate un fusible resettable in serie cù a cellula, particularmente di u tipu di striscia bimetallica.
• I celi NiMH muderni cuntenenu catalizzatori per trattà i gasi pruduciuti da una carica eccessiva.
• Ùn aduprate micca una corrente di carica di più di 0.1 C.

Cosa hè a scaricamentu in batterie ricaricabili?

Cosa hè a scaricamentu?

A scarica hè u prucessu di una batteria recargable chì libera energia. Quandu una bateria hè scaricata, libera una media di 1.25 volti per cellula, chì poi diminuite à circa 1.0-1.1 volti per cellula.

Chì ghjè l'impattu di a scaricamentu?

A scarica pò avè uni pochi di impatti diffirenti nantu à una bateria recargable. Eccu alcuni di i più cumuni:

• U scaricamentu cumpletu di pacchetti multi-cellula pò causà polarità inversa in una o più cellule, chì ponu dannu permanentemente.
• I cutouts di soglia di bassa tensione ponu causà danni irreversibili quandu e cellule varianu in temperatura.
• A tarifa di l'autodiscarica varia assai cù a temperatura, induve a temperatura di almacenamento più bassa porta à una scaricamentu più lenta è una vita di bateria più longa.

Cumu migliurà l'autodiscarica?

Ci hè uni pochi modi per migliurà l'autodiscarica in batterie rechargeable:

• Aduprate un separatore sulfonatu per sguassà i composti chì cuntenenu N.
• Aduprate un separatore PP innestatu à l'acidu acrilicu per riduce a furmazione di Al- è Mn-debris in separatore.
• Eliminate Co è Mn in a lega A2B7 MH per riduce a furmazione di detriti in u separatore.
• Aumentà a quantità di elettroliti per riduce a diffusione di l'idrogenu in l'elettroliti.
• Elimina i cumpunenti chì cuntenenu Cu per riduce u micro-cortu.
• Aduprate un revestimentu PTFE nantu à l'elettrodu pusitivu per suppressione a corrosione.

Comparare Batterie NiMH cù altri tipi

Cellule NiMH versus Batterie Primarie

E cellule NiMH sò a scelta preferita per i dispositi d'altu drenu, cum'è u digitale Camere, perchè duranu più di e batterie primarie cum'è quelle alcaline. Eccu perchè:

• E cellule NiMH anu una resistenza interna più bassa, chì significa chì ponu trattà e richieste di corrente più elevate senza perde a capacità.
• Batterie alcaline AA-size offre una capacità di 2600 mAh à bassa dumanda attuale (25 mA), ma solu una capacità di 1300 mAh cù una carica di 500 mA.
• E cellule NiMH ponu furnisce questi livelli attuali senza alcuna perdita di capacità.

Cellule NiMH versus Batterie Lithium-ion

E batterie di lithium-ion anu una energia specifica più altu ch'è e batterie NiMH, ma sò assai più caru. In più, producenu una tensione più alta (3.2-3.7 V nominali), cusì avete bisognu di circuiti per riduce a tensione se vulete usà cum'è un rimpiazzamentu di pile alcaline.

A quota di mercatu di batterie NiMH

Da 2005, batterie NiMH eranu solu 3% di u mercatu di batterie. Ma s'è vo circate una bateria chì durà, sò a strada per andà !

A putenza di e batterie NiMH

Batterie Ni-MH d'alta putenza

E batterie NiMH sò a strada per andà sè vo circate una fonte d'energia affidabile è putente. Sò cumunimenti utilizati in batterie AA, è anu una capacità di carica nominali di 1.1-2.8 Ah à 1.2 V. In più, ponu operà parechji dispositi pensati per 1.5 V.

Batterie NiMH in i veiculi elettrici è ibridi-elettrici

Batterie NiMH sò state aduprate in veiculi elettrichi è ibridi-elettrichi per anni. Pudete truvà in General Motors EV1, Toyota RAV4 EV, Honda EV Plus, Ford Ranger EV, Vectrix scooter, Toyota Prius, Honda Insight, Ford Escape Hybrid, Chevrolet Malibu Hybrid è Honda Civic Hybrid.

L'invenzione di a bateria NiMH

Stanford R. Ovshinsky hà inventatu è patentatu una mellura populari di a bateria NiMH è hà fundatu Ovonic Battery Company in 1982. General Motors hà acquistatu a patente di Ovonics in u 1994 è à a fini di l'anni 1990, i batterie NiMH sò stati utilizati cù successu in parechji veiculi completamente elettrici.

L'impurtanza di patente di e batterie NiMH

In uttrovi 2000, a patente hè stata venduta à Texaco, è una settimana dopu Texaco hè stata acquistata da Chevron. A filiale Cobasys di Chevron furnisce queste batterie solu à grandi ordini OEM. Questu hà creatu un incumbramentu di patente per e grandi batterie NiMH di l'automobile.

Allora, sè vo circate una fonte d'energia affidabile è putente, e batterie NiMH sò a strada per andà. Sò stati utilizati in veiculi elettrici è ibridi-elettrichi per anni, è sò sempre forti. In più, cù l'invenzione di a bateria NiMH, pudete esse sicuru chì avete u pruduttu di megliu qualità. Allora, chì stai aspittendu ? Pigliate e vostre batterie NiMH oghje!

Chì sò e Batterie Nickel-Cadmium (NiCAD)?

A prima batteria NiCad in u mondu hè stata inventata da un scientist svedese in u 1899, è da tandu, ci sò stati assai megliurenze. Allora chì sò fatti di sti batterie?

Elvetia

Batterie NiCAD sò cumposti da:

• Una piastra d'elettrodu positiva di ossidu di nichel-idrossidu (III).
• Un platu di l'elettrodu negativu di cadmiu
• Un separatore
• Un elettrolitu di idrossidu di potassiu

cioccu

Batterie NiCAD sò usati in una larga varietà di prudutti, cum'è:

• Balocchi
• Illuminazione di emergenza
• Equipement medica
• Prudutti cummirciali è industriali
• Rasori elettrichi
• Radio bidirezionale
• Utenti elettrichi

benefici

E batterie NiCAD anu assai benefici, cum'è:

• Si caricanu rapidamente è sò faciuli di carica
• Sò faciuli di almacenà è spedite
• Puderanu piglià un gran numaru di carichi
• Ma, cuntenenu metalli tossichi chì ponu esse dannusu à l'ambiente

Allora eccu, e batterie NiCAD sò un modu fantasticu per accende i vostri gadgets è gizmos, ma assicuratevi di disposti bè quandu avete finitu!

Tuttu ciò chì avete bisognu di sapè nantu à e batterie NiMH

Batterie NiMH sò i zitelli novi nantu à u bloccu, chì sò stati sviluppati à a fini di l'anni 1960 è perfezionati à a fini di l'anni 1980. Ma chì sò è perchè duvete cura? Fighjemu un ochju !

Chì ci hè in una batteria NiMH?

Batterie NiMH sò custituiti da quattru cumpunenti principali:

• Una piastra di l'elettrodu pusitivu di l'idrossidu di nichel
• Una piastra d'elettrodu negativu di l'idrogenu
• Un separatore
• Un elettrolitu alkaline cum'è l'idrossidu di potasio

Induve sò usate e batterie NiMH?

Batterie NiMH sò aduprate in una varietà di prudutti, da batterie di l'automobile à strumenti medichi, paginatori, telefoni cellulari, videocamere, fotocamere digitali, spazzole di denti elettrici, è più.

Chì sò i benefici di e batterie NiMH?

E batterie NiMH venenu cù una tonna di vantaghji:

• Alta capacità paragunata à altre batterie ricaricabili
• Resiste à una carica eccessiva è à una scarica eccessiva
• Ecologicu: senza sustanzi chimichi periculosi cum'è cadmiu, mercuriu o piombo
• Tagliate u putere di colpu piuttostu cà un lentu gocciola

Allora s'è vo circate una batteria affidabile è ecologica, NiMH hè a strada per andà!

Batterie Lithium vs NiMH: Chì hè a Differenza?

Chì sò e migliori applicazioni per i pacchetti di batterie NiMH?

Cerchi un pacchettu di batteria chì ùn rompe micca a banca? I pacchetti di batterie NiMH sò a strada per andà! Questi pacchetti sò perfetti per l'applicazioni chì ùn necessitanu micca una densità d'energia super alta, cum'è i telefoni cellulari, i dispositi medichi è i veiculi elettrici. In più, ùn devi micca preoccupatu di i periculi potenziali assuciati à i prudutti di lithium.

Batterie NiMH ùn si scaricanu micca è sò propensi à l'effettu di memoria?

Batterie NiMH sò stati dapoi u principiu di l'anni 1970 è anu un bonu record di sicurezza è affidabilità. Mentre ùn anu micca bisognu di un Sistema di Gestione di Batterie (BMS) cumplessu cum'è e batterie di lithium, pudete ancu ottene un BMS per u vostru pacchettu NiMH per aiutà à durà più longu è cumunicà cù u vostru dispositivu. È ùn vi preoccupate, e batterie NiMH ùn si scaricanu micca o soffrenu di l'effettu di memoria.

E Batterie NiMH Duranu quant'è una Batteria di Lithium?

E batterie NiMH anu un bonu rendimentu di vita di u ciclu, ma ùn duranu micca quant'è e batterie di lithium. Tuttavia, sò sempre una grande opzione s'è vo circate una suluzione costu-efficace.

Un chjusu per u pacchettu di batteria persunalizatu NiMH hà bisognu di ventilazione simile à a chimica di litiu?

Innò, i pacchetti di batterie NiMH ùn anu micca bisognu di ventilazione cum'è a chimica di litiu.

Aghju veramente bisognu di un BMS per NiMH Battery Pack?

No, ùn avete micca bisognu di un BMS per a vostra bateria NiMH, ma pò esse utile. Un BMS pò aiutà à u vostru pacchettu di bateria durà più longu è cumunicà cù u vostru dispositivu.

Chì ci hè a Differenza in NiMH versus Lithium in u costu generale è a dimensione di a batteria?

Quandu si tratta di costu è dimensione, i pacchetti di batterie NiMH sò a strada per andà! Sò più costuali per cuncepimentu è fabricazione, è ùn anu micca bisognu di un BMS cumplessu cum'è e batterie di lithium. In più, ùn occupanu tantu spaziu cum'è e batterie di lithium, cusì pudete mette più di elli in a stessa zona.

Differences

Batterie Nimh Vs Alcaline

Quandu si tratta di NiMH versus alkaline, dipende veramente da i vostri bisogni. Sè vo circate una fonte di energia rapida è affidabile, allora e batterie NiMH ricaricabili sò a strada per andà. Puderanu durà finu à 5-10 anni, cusì risparmià una tonna di soldi à longu andà. Per d 'altra banda, s'è vo avete bisognu di una bateria per un dispositivu bassu drenu chì durà uni pochi di mesi, allora e batterie alkaline à usu unicu sò a strada per andà. Sò più economici è più convenienti à cortu termini. Allora, quandu si tratta di NiMH versus alkaline, dipende veramente da i vostri bisogni è u budget.

FAQ

E batterie NiMH anu bisognu di un caricatore speciale?

Iè, e batterie NiMH necessitanu un caricatore speciale! A carica di e cellule NiMH hè un pocu più complicata cà e cellule NiCd, postu chì u piccu di tensione è a caduta successiva chì signala una carica sana hè assai più chjuca. Se li caricate cù un caricatore NiCd, corre u risicu di sovraccarica è dannà a cellula, chì pò purtà à una capacità ridutta è una vita più corta. Allora, sè vo vulete chì e vostre batterie NiMH durà, assicuratevi di utilizà u caricatore ghjustu per u travagliu!

Chì ci hè un svantaghju di utilizà queste batterie NiMH?

L'usu di batterie NiMH pò esse un pocu di trascinamentu. Tendenu à taglià u putere di colpu quandu si mancanu u sucu, piuttostu chè svanisce lentamente. Inoltre, si scaricanu da sè stessu rapidamente. Allora s'ellu ne lasciate unu in un cassetto per un paru di mesi, vi tuccherà à ricaricà prima di pudè usà di novu. È s'è avete bisognu di carichi d'alta putenza o pulsati, cum'è in i telefoni cellulari digitali GSM, transceivers portatili, o strumenti di energia, site megliu cù una batteria NiCad. Allora s'è vo circate una bateria chì hè affidabile è di longa durata, pudete vulete circà in altrò.

Hè bè di lascià e batterie NiMH completamente carica?

Iè, hè cumplettamente bè di lascià e batterie NiMH completamente carica! In fatti, pudete almacenà indefinitu è ​​anu sempre assai sucu quandu site prontu à aduprà. Ùn ci hè micca bisognu di preoccupassi di perde a so carica cù u tempu. In più, se truvate chì sò un pocu bassu, dà solu un paru di cicli di carica / scaricamentu è seranu boni cum'è novi. Allora vai avanti è lasciate queste batterie NiMH completamente cariche - ùn li importa micca!

Quanti anni ponu durà e batterie NiMH?

E batterie NiMH ponu durà finu à 5 anni, ma tuttu dipende di cumu si guarda. Mantene in un locu seccu cù poca umidità, senza gasi corrosivi, è à una temperatura di -20 ° C à + 45 ° C. Se l'almacenà in un locu cù alta umidità o temperature sottu à -20 ° C o sopra + 45 ° C, pudete finisce cù a ruggine è a fuga di a bateria. Allora, se vulete chì e vostre batterie NiMH durànu, assicuratevi di guardà in u locu ghjustu! In più, se vulete durà ancu più longu, caricate almenu una volta à l'annu per prevene a fuga è u deterioramentu. Allora, se pigliate cura di e vostre batterie NiMH, ponu durà finu à 5 anni.

cunchiusioni

E batterie NiMH sò un modu fantasticu per alimentà a vostra elettronica è diventanu sempre più populari. Sò affidabili, duraturi, è amichevuli di l'ambiente, cusì pudete sentu bè per aduprà. Inoltre, sò faciuli di truvà è relativamente pocu prezzu. Allora, sè vo circate una nova bateria per u vostru dispositivu, NiMH hè una grande scelta. Ricurdatevi solu di utilizà u caricatore ghjustu, è ùn vi scurdate di dì "NiMH" cù un surrisu - hè sicuru di fà u vostru ghjornu un pocu più luminoso!

Hola, sò Kim, una mamma è un entusiasta di stop-motion cun un background in creazione di media è sviluppu web. Aghju una grande passione per u disegnu è l'animazione, è avà mi immersione in u mondu di u stop-motion. Cù u mo blog, sparte i mo amparera cun voi.