NiMH-batterijen: wat binne se?

troch kim Updated: July 9, 2022

Wat binne NiMH-batterijen? Nikkel-metaalhydride-batterijen binne in soarte fan oplaadbare batterij. Se wurde brûkt yn in protte ferskillende apparaten, fan auto's oant boartersguod smartphones.

Se hawwe in protte foardielen boppe oare soarten batterijen, en se binne dêrom frij populêr. Mar wat binne se eins?

De skiednis fan NiMH Batterijen

De útfining

Werom yn 1967 hiene guon heldere vonken by it Battelle-Geneva Research Centre in harsensgolf en betocht de NiMH-batterij. It wie basearre op in miks fan sintere Ti2Ni + TiNi + x alloys en NiOOH elektroden. Daimler-Benz en Volkswagen AG waarden belutsen en sponsore de ûntwikkeling fan 'e batterij oer de kommende twa desennia.

De ferbettering

Yn 'e jierren '70 waard de nikkel-waterstofbatterij kommersjalisearre foar satellytapplikaasjes, en dit soarge foar belangstelling foar hydridetechnology as alternatyf foar bulk wetterstofopslach. Philips Laboratories en Frankryk's CNRS ûntwikkele nije hege-enerzjy hybride alloys dy't seldsume ierdemetalen opnimme foar de negative elektrode. Mar dizze alloys wiene net stabyl yn alkaline elektrolyt, dus se wiene net geskikt foar konsumint gebrûk.

De Breakthrough

Yn 1987 makken Willems en Buschow in trochbraak mei harren batterijûntwerp, dêr't in mingsel fan La0.8Nd0.2Ni2.5Co2.4Si0.1 brûkt waard. Dizze batterij behâlde 84% fan har oplaadkapasiteit nei 4000 oplaad-ûntladingssyklusen. Mear ekonomysk libbensfetbere alloys mei mischmetal ynstee fan lanthanum waarden al gau ûntwikkele.

De Consumer Grade

Yn 1989 waarden de earste NiMH-sellen fan konsumintklasse beskikber, en yn 1998 ferbettere Ovonic Battery Co. Tsjin 2008 waarden mear as twa miljoen hybride auto's wrâldwiid produsearre mei NiMH-batterijen.

De populariteit

Yn 'e Jeropeeske Uny ferfongen NiMH-batterijen Ni-Cd-batterijen foar draachbere konsumintgebrûk. Yn Japan yn 2010 wie 22% fan de ferkochte draachbere oplaadbare batterijen NiMH, en yn Switserlân yn 2009 wie de lykweardige statistyk sawat 60%. Mar dit persintaazje is yn 'e rin fan' e tiid sakke fanwegen de tanimming fan fabrikaazje fan lithium-ion-batterijen.

De takomst

Yn 2015 produsearre BASF in wizige mikrostruktuer dy't NiMH-batterijen duorsumer makke, wêrtroch feroaringen yn it selûntwerp mooglik makken dy't in soad gewicht besparre en de spesifike enerzjy fergrutte nei 140 watt-oeren per kilogram. Dat de takomst fan NiMH-batterijen sjocht der helder út!

De skiekunde efter nikkel-metaalhydride-batterijen

Wat is Electrochemistry?

Electrochemistry is de stúdzje fan 'e relaasje tusken elektrisiteit en gemyske reaksjes. It is de wittenskip efter batterijen, en it is hoe't nikkel-metaalhydride (NiMH) batterijen wurkje.

De reaksjes binnen in NiMH-batterij

NiMH-batterijen besteane út twa elektroden, in posityf en in negatyf. De reaksjes dy't foarkomme yn 'e batterij binne wat it wurket. Hjir is wat der bart:

• By de negative elektrode kombinearje wetter en in metaal mei in elektroan om in OH- en in metaalhydride te foarmjen.
• By de positive elektrode wurdt nikkeloxyhydroxide foarme as nikkelhydroxide en in OH- kombinearje mei in elektroan.
• By it opladen ferpleatse de reaksjes fan links nei rjochts. By it ûntladen ferpleatse de reaksjes fan rjochts nei lofts.

De komponinten fan in NiMH-batterij

De negative elektrode fan in NiMH-batterij is opboud út in intermetallyske ferbining. It meast foarkommende type is AB5, dat is in mingsel fan seldsume ierde eleminten lykas lanthanum, cerium, neodymium, en praseodymium, kombinearre mei nikkel, kobalt, mangaan, of aluminium.

Guon NiMH-batterijen brûke negative elektrodes mei hegere kapasiteit basearre op AB2-ferbiningen, dy't titanium of vanadium binne kombinearre mei sirkonium of nikkel, en modifisearre mei chromium, kobalt, izer, of mangaan.

De elektrolyt yn in NiMH-batterij is normaal kaliumhydroxide, en de positive elektrode is nikkelhydroxide. De negative elektrode is wetterstof yn 'e foarm fan in interstitial metaalhydride. Nonwoven polyolefin wurdt brûkt foar skieding.

Dus dêr hawwe jo it! No witte jo de skiekunde efter NiMH-batterijen.

Wat is in bipolêre batterij?

Wat makket bipolêre batterijen unyk?

Bipolêre batterijen binne in bytsje oars as jo standert batterijen. Se brûke in solide polymeermembraangel-separator, dy't helpt om te foarkommen dat koartslutingen foarkomme yn floeistof-elektrolytsystemen. Dit makket se in geweldige kar foar elektryske auto's, om't se in protte enerzjy kinne opslaan en it feilich hâlde.

Wêrom soe ik soargje moatte foar bipolêre batterijen?

As jo ​​​​op syk binne nei in batterij dy't in protte enerzjy kin opslaan en feilich hâlde, dan kin in bipolêre batterij de juste kar foar jo wêze. Se wurde hieltyd populêrder foar elektryske auto's, dus as jo op 'e merke binne foar ien, moatte jo perfoarst in bipolêre batterij beskôgje. Hjir is wêrom:

• Se binne ûntworpen om te foarkommen dat koartslutingen foarkomme yn floeistof-elektrolytsystemen.
• Se kinne in protte enerzjy opslaan, wêrtroch't se ideaal binne foar elektryske auto's.
• Se wurde hieltyd populêrder, dus jo kinne der wis fan wêze dat jo in kwaliteitsprodukt krije.

Jo NiMH-batterijen feilich opladen

Snel opladen

As jo ​​​​haast hawwe en jo NiMH-sellen moatte oplade, is it it bêste om in tûke batterij te brûken lading om overladen te foarkommen, wat sellen beskeadige kin. Hjir binne wat tips om yn gedachten te hâlden:

• Brûk in fêste lege stroom, mei of sûnder timer.
• Laden net langer dan 10-20 oeren.
• Brûk in trickle lading by C / 300 as jo moatte hâlden jo sellen yn in folslein opladen steat.
• Brûk in oanpak mei in legere plichtsyklus om natuerlike selsûntslach te kompensearjen.

ΔV oplaadmetoade

Om sel skea te foarkommen, moatte snelle opladers har oplaadsyklus beëinigje foardat oerladen optreedt. Hjir is hoe't jo it dwaan:

• Kontrolearje de feroaring fan spanning mei de tiid en stopje as de batterij folslein opladen is.
• Kontrolearje de feroaring fan spanning mei respekt foar tiid en stopje as it nul wurdt.
• Brûk in konstante-stream opladen circuit.
• Beëinigje it opladen as de spanning 5-10 mV per sel sakket fan 'e pykspanning.

ΔT oplaadmetoade

Dizze metoade brûkt in temperatuersensor om te detektearjen as de batterij fol is. Hjir is wat te dwaan:

• Brûk in konstante-stream opladen circuit.
• Kontrolearje it taryf fan temperatuerferheging en stopje as it 1 °C per minút berikt.
• Brûk in absolute temperatuer cutoff by 60 ° C.
• Folgje de earste snelle lading mei in perioade fan trickle opladen.

Feiligens Tips

Om jo sellen feilich te hâlden, binne hjir in pear dingen om yn gedachten te hâlden:

• Brûk in resetable lont yn searje mei de sel, benammen fan de bimetallic strip type.
• Moderne NiMH-sellen befetsje katalysatoren om gassen te behanneljen produsearre troch tefolle opladen.
• Brûk gjin oplaadstroom fan mear as 0.1 C.

Wat is ûntlading yn oplaadbere batterijen?

Wat is ûntslach?

Untlading is it proses fan in oplaadbare batterij dy't enerzjy frijlit. As in batterij wurdt ûntladen, jout it gemiddeld 1.25 volt per sel frij, dy't dan ôfnimt nei sa'n 1.0-1.1 volt per sel.

Wat is de ynfloed fan ûntslach?

Untlading kin in pear ferskillende effekten hawwe op in oplaadbare batterij. Hjir binne guon fan 'e meast foarkommende:

• Folsleine ûntslach fan multi-sel pakketten kin feroarsaakje omkearde polariteit yn ien of mear sellen, dat kin permanint skea se.
• Low spanning-drompel cutouts kinne feroarsaakje ûnomkearbere skea as sellen fariearje yn temperatuer.
• Self-discharge taryf ferskilt sterk mei temperatuer, dêr't legere opslach temperatuer liedt ta stadiger ûntlading en langer batterij libben.

Hoe selsûntslach te ferbetterjen?

D'r binne in pear manieren om sels-ûntlading yn oplaadbere batterijen te ferbetterjen:

• Brûk in sulfonated separator te ferwiderje N-befette ferbiningen.
• Brûk in acrylsoer grafted PP separator te ferminderjen Al- en Mn-ôffal formaasje yn separator.
• Fuortsmite Co en Mn yn A2B7 MH alloy te ferminderjen pún formaasje yn separator.
• Fergrutsje de hoemannichte elektrolyt om wetterstofdiffusie yn elektrolyt te ferminderjen.
• Fuortsmite Cu-befette komponinten te ferminderjen mikro-koart.
• Brûk PTFE-coating op positive elektrodes om korrosysje te ûnderdrukken.

NiMH-batterijen fergelykje mei oare soarten

NiMH-sellen tsjin primêre batterijen

NiMH-sellen binne de go-to-kar foar apparaten mei hege drain, lykas digitaal Cameras, om't se primêre batterijen langer duorje as alkaline. Hjir is wêrom:

• NiMH-sellen hawwe in legere ynterne wjerstân, wat betsjut dat se hegere hjoeddeistige easken kinne omgean sûnder kapasiteit te ferliezen.
• Alkaline AA-grutte batterijen biede 2600 mAh kapasiteit by lege hjoeddeistige fraach (25 mA), mar allinich 1300 mAh kapasiteit mei in 500 mA lading.
• NiMH-sellen kinne dizze hjoeddeistige nivo's leverje sûnder kapasiteitsferlies.

NiMH-sellen tsjin lithium-ion-batterijen

Lithium-ion-batterijen hawwe in hegere spesifike enerzjy dan NiMH-batterijen, mar se binne folle djoerder. Plus, se produsearje in hegere spanning (3.2–3.7 V nominaal), dus jo hawwe circuits nedich om spanning te ferminderjen as jo se wolle brûke as in drop-in ferfanging foar alkaline batterijen.

NiMH Battery Market Share

Fan 2005 ôf wiene NiMH-batterijen mar 3% fan 'e batterijmerk. Mar as jo op syk binne nei in batterij dy't duorret, dan binne se de manier om te gean!

De krêft fan NiMH-batterijen

Ni-MH-batterijen mei hege krêft

NiMH-batterijen binne de manier om te gean as jo op syk binne nei in betroubere en krêftige boarne fan enerzjy. Se wurde faak brûkt yn AA-batterijen, en se hawwe in nominale ladingskapasiteit fan 1.1-2.8 Ah by 1.2 V. Plus, se kinne in protte apparaten betsjinje ûntworpen foar 1.5 V.

NiMH-batterijen yn elektryske en hybride-elektryske auto's

NiMH-batterijen wurde jierrenlang brûkt yn elektryske en hybride-elektryske auto's. Jo kinne se fine yn 'e General Motors EV1, Toyota RAV4 EV, Honda EV Plus, Ford Ranger EV, Vectrix scooter, Toyota Prius, Honda Insight, Ford Escape Hybrid, Chevrolet Malibu Hybrid en Honda Civic Hybrid.

De útfining fan 'e NiMH-batterij

Stanford R. Ovshinsky útfûn en patintearre in populêre ferbettering fan 'e NiMH-batterij en stifte Ovonic Battery Company yn 1982. General Motors kocht Ovonics' oktroai yn 1994 en yn 'e lette jierren 1990 waarden NiMH-batterijen mei súkses brûkt yn in protte folslein elektryske auto's.

De oktroaibelêsting fan NiMH-batterijen

Yn oktober 2000 waard it oktroai ferkocht oan Texaco, en in wike letter waard Texaco oernaam troch Chevron. Chevron's Cobasys-dochterûndernimming leveret dizze batterijen allinich oan grutte OEM-oarders. Dit makke in oktroaibelêsting foar grutte NiMH-batterijen foar auto's.

Dus, as jo op syk binne nei in betroubere en krêftige boarne fan enerzjy, binne NiMH-batterijen de manier om te gean. Se binne jierrenlang brûkt yn elektryske en hybride-elektryske auto's, en se binne noch altyd sterk. Plus, mei de útfining fan 'e NiMH-batterij kinne jo der wis fan wêze dat jo it bêste kwaliteitsprodukt krije. Dus, wêr wachtsje jo op? Krij hjoed jo NiMH-batterijen!

Wat binne nikkel-kadmium (NiCAD) batterijen?

De earste NiCad-batterij fan 'e wrâld waard yn 1899 útfûn troch in Sweedske wittenskipper, en sûnt dy tiid binne d'r in protte ferbetteringen west. Dus wêr binne dizze batterijen makke fan?

komponinten

NiCAD-batterijen binne gearstald út:

• In nikkel (III) okside-hydroxide positive elektrodes plaat
• In kadmium negative elektrodesplaat
• In skieding
• In elektrolyt fan kaliumhydroxide

uses

NiCAD-batterijen wurde brûkt yn in grut ferskaat oan produkten, lykas:

• Toys
• Ferljochting foar need
• Medyske tarieding
• Kommersjele en yndustriële produkten
• Elektryske skearmes
• Twa-wei radio's
• Elektrysk ark

foardielen

NiCAD-batterijen hawwe in protte foardielen, lykas:

• Se laden fluch en binne maklik te laden
• Se binne maklik te bewarjen en te ferstjoeren
• Se kinne nimme in grut oantal ladingen
• Mar se befetsje giftige metalen dy't skealik kinne wêze foar it miljeu

Dat dêr hawwe jo it, NiCAD-batterijen binne in geweldige manier om jo gadgets en gadgets op te skeakeljen, mar soargje derfoar dat jo se goed ferwiderje as jo klear binne!

Alles wat jo witte moatte oer NiMH-batterijen

NiMH-batterijen binne de nije bern op it blok, ûntwikkele yn 'e lette jierren 1960 en perfeksjonearre yn' e lette jierren 1980. Mar wat binne se en wêrom moatte jo skele? Lit ús ris efkes sjen!

Wat is yn in NiMH-batterij?

NiMH-batterijen besteane út fjouwer haadkomponinten:

• In nikkel hydroxide positive elektrodes plaat
• In wetterstofion negative elektrodesplaat
• In skieding
• In alkaline elektrolyt lykas kaliumhydroxide

Wêr wurde NiMH-batterijen brûkt?

NiMH-batterijen wurde brûkt yn in ferskaat oan produkten, fan autobatterijen oant medyske ynstruminten, pagers, tillefoans, camcorders, digitale kamera's, elektryske toskeboarstels, en mear.

Wat binne de foardielen fan NiMH-batterijen?

NiMH-batterijen komme mei in ton fan foardielen:

• Hege kapasiteit yn ferliking mei oare oplaadbare batterijen
• Wjerstân tsjin tefolle opladen en te folle ûntslach
• Miljeufreonlik: gjin gefaarlike gemikaliën lykas kadmium, kwik, of lead
• Besunigje macht ynienen leaver as in stadich trickle del

Dus as jo op syk binne nei in betroubere, miljeufreonlike batterij, is NiMH de manier om te gean!

Lithium vs NiMH-batterijen: wat is it ferskil?

Wat binne de bêste applikaasjes foar NiMH-batterijpakketten?

Binne jo op syk nei in batterijpakket dat de bank net brekt? NiMH-batterijpakketten binne de manier om te gean! Dizze pakketten binne perfekt foar applikaasjes dy't gjin super hege enerzjytichtens nedich binne, lykas mobile tillefoans, medyske apparaten en elektryske auto's. Plus, jo hoege jo gjin soargen te meitsjen oer de potensjele gefaren ferbûn mei lithiumprodukten.

Binne NiMH-batterijen net selsûntlading en binne gefoelich foar it ûnthâldeffekt?

NiMH-batterijen bestean sûnt de iere jierren '1970 en hawwe in goede feiligens- en betrouberensrekord. Hoewol se gjin kompleks Battery Management System (BMS) nedich binne lykas lithiumbatterijen, kinne jo noch in BMS krije foar jo NiMH-pakket om it langer te hâlden en te kommunisearjen mei jo apparaat. En meitsje jo gjin soargen, NiMH-batterijen ûntlade net sels of lije net fan it ûnthâld-effekt.

Sil NiMH-batterijen sa lang duorje as in lithiumbatterij?

NiMH-batterijen hawwe in goede sykluslibbensprestaasje, mar se duorje net sa lang as lithiumbatterijen. Se binne lykwols noch altyd in geweldige opsje as jo op syk binne nei in kosten-effektive oplossing.

Is in behuizing foar NiMH oanpaste batterijpakket nedich om te ventilearjen lykas lithium-chemie?

Nee, NiMH-batterijpakketten hawwe gjin ventilaasje nedich lykas lithium-chemie.

Haw ik wirklik in BMS nedich foar NiMH-batterijpakket?

Nee, jo hawwe gjin BMS nedich foar jo NiMH-batterijpakket, mar it kin nuttich wêze. In BMS kin jo batterijpakket helpe langer duorje en kommunisearje mei jo apparaat.

Wat is it ferskil yn NiMH vs Lithium yn totale kosten en batterijpakketgrutte?

As it giet om kosten en grutte, binne NiMH-batterijen de manier om te gean! Se binne kosten-effektiver te ûntwerpen en te meitsjen, en se hawwe gjin komplekse BMS nedich lykas lithiumbatterijen dogge. Plus, se nimme net safolle romte yn as lithiumbatterijen, sadat jo mear fan har yn itselde gebiet kinne passe.

ferskillen

Nimh Batterijen Vs Alkaline

As it giet om NiMH vs alkaline, it echt hinget ôf fan jo behoeften. As jo ​​​​op syk binne nei in rappe en betroubere krêftboarne, dan binne oplaadbere NiMH-batterijen de manier om te gean. Se kinne oant 5-10 jier duorje, dus jo sille op 'e lange termyn in ton jild besparje. Oan 'e oare kant, as jo in batterij nedich hawwe foar in apparaat mei leech drain dat in pear moannen duorje sil, dan binne alkaline batterijen foar ienmalige gebrûk de manier om te gean. Se binne goedkeaper en handiger op koarte termyn. Dus, as it giet om NiMH vs alkaline, hinget it echt ôf fan jo behoeften en budzjet.

FAQ

Binne NiMH-batterijen in spesjale oplader nedich?

Ja, NiMH-batterijen hawwe in spesjale oplader nedich! It opladen fan NiMH-sellen is in bytsje lestiger dan NiCd-sellen, om't de spanningspiek en de folgjende fal dy't in folsleine lading sinjalearret folle lytser is. As jo ​​se oplade mei in NiCd-lader, rinst it risiko fan overladen en skea oan 'e sel, wat kin liede ta fermindere kapasiteit en in koartere libbensdoer. Dus, as jo wolle dat jo NiMH-batterijen duorje, soargje derfoar dat jo de juste lader brûke foar de baan!

Wat is in neidiel fan it brûken fan dizze NiMH-batterijen?

It brûken fan NiMH-batterijen kin in bytsje drage. Se tendearje de macht ynienen te snijen as se sûnder sap rinne, ynstee fan stadichoan ferdwine. Plus, se sels ûntslach fluch. Dus as jo ien in pear moannen yn in lade litte, moatte jo it opladen foardat jo it wer kinne brûke. En as jo hege krêft of pulsearre loads nedich binne, lykas op digitale GSM-tillefoans, draachbere transceivers, of elektryske ark, dan binne jo better mei in NiCad-batterij. Dus as jo op syk binne nei in batterij dy't betrouber en duorsum is, wolle jo miskien earne oars sykje.

Is it OK om NiMH-batterijen folslein opladen te litten?

Ja, it is hielendal goed om NiMH-batterijen folslein opladen te litten! Yn feite kinne jo se foar ûnbepaalde tiid opslaan en se sille noch genôch sap hawwe as jo ree binne om se te brûken. Gjin need om soargen te meitsjen dat se har lading oer de tiid ferlieze. Plus, as jo fine dat se in bytsje leech binne, jou har dan gewoan in pear oplaad- / ûntladingssyklusen en se sille goed as nij wêze. Dus gean troch en lit dy NiMH-batterijen folslein opladen - se sille it net skele!

Hoefolle jierren kinne NiMH-batterijen duorje?

NiMH-batterijen kinne jo oant 5 jier duorje, mar it hinget allegear ôf fan hoe't jo se opslaan. Hâld se yn in droech plak mei lege luchtvochtigheid, gjin corrosive gassen, en by in temperatuer berik fan -20 ° C oant +45 ° C. As jo ​​se opslaan op in plak mei hege fochtigens of temperatueren ûnder -20 ° C of boppe +45 ° C, kinne jo einigje mei roest en batterijlekkage. Dus, as jo wolle dat jo NiMH-batterijen duorje, soargje derfoar dat jo se op it goede plak opslaan! Plus, as jo wolle dat se noch langer duorje, laad se dan op syn minst ien kear yn 't jier om lekkage en fersmoarging te foarkommen. Dus, as jo goed soargje foar jo NiMH-batterijen, kinne se jo oant 5 jier duorje.

Konklúzje

NiMH-batterijen binne in geweldige manier om jo elektroanika te betsjinjen en wurde hieltyd populêrder. Se binne betrouber, duorsum en miljeufreonlik, dus jo kinne jo goed fiele oer it brûken fan se. Plus, se binne maklik te finen en relatyf goedkeap. Dus, as jo op syk binne nei in nije batterij foar jo apparaat, is NiMH in geweldige kar. Unthâld gewoan de juste lader te brûken, en ferjit net "NiMH" te sizzen mei in glimke - it sil jo dei wis in bytsje helderder meitsje!

Hoi, ik bin Kim, in mem en in stop-motion-entûsjast mei in eftergrûn yn media-skepping en webûntwikkeling. Ik haw in enoarme passy foar tekenjen en animaasje, en no dûk ik earst yn 'e stop-motion-wrâld. Mei myn blog diel ik myn learingen mei jim.