Baterai NiMH: Apa Itu?

oleh kim Diperbarui: Juli 9, 2022

Apa itu Baterai NiMH? Baterai nikel-logam hidrida adalah jenis baterai yang dapat diisi ulang. Mereka digunakan di banyak perangkat berbeda, dari mobil hingga mainan smartphone.

Mereka memiliki banyak keunggulan dibandingkan jenis baterai lainnya, dan karena itu mereka cukup populer. Tapi apa sebenarnya mereka?

Sejarah Baterai NiMH

Penemuan

Kembali pada tahun 1967, beberapa percikan terang di Pusat Penelitian Battelle-Jenewa memiliki gelombang otak dan menemukan baterai NiMH. Itu didasarkan pada campuran paduan Ti2Ni+TiNi+x yang disinter dan elektroda NiOOH. Daimler-Benz dan Volkswagen AG terlibat dan mensponsori pengembangan baterai selama dua dekade berikutnya.

Peningkatan

Pada tahun 70-an, baterai nikel-hidrogen dikomersialkan untuk aplikasi satelit, dan ini memicu minat pada teknologi hidrida sebagai alternatif penyimpanan hidrogen yang besar. Laboratorium Philips dan CNRS Prancis mengembangkan paduan hibrida energi tinggi baru yang menggabungkan logam tanah jarang untuk elektroda negatif. Tapi paduan ini tidak stabil dalam elektrolit alkalin, sehingga tidak cocok untuk penggunaan konsumen.

Terobosan

Pada tahun 1987, Willems dan Buschow membuat terobosan dengan desain baterai mereka, yang menggunakan campuran La0.8Nd0.2Ni2.5Co2.4Si0.1. Baterai ini mempertahankan 84% kapasitas pengisiannya setelah 4000 siklus pengisian daya. Paduan lebih ekonomis menggunakan mischmetal bukan lantanum segera dikembangkan.

Kelas Konsumen

Pada tahun 1989, sel NiMH tingkat konsumen pertama tersedia, dan pada tahun 1998, Ovonic Battery Co. memperbaiki struktur dan komposisi paduan Ti–Ni serta mematenkan inovasi mereka. Pada tahun 2008, lebih dari dua juta mobil hybrid di seluruh dunia diproduksi dengan baterai NiMH.

Popularitas

Di Uni Eropa, baterai NiMH menggantikan baterai Ni-Cd untuk penggunaan konsumen portabel. Di Jepang pada tahun 2010, 22% baterai isi ulang portabel yang dijual adalah NiMH, dan di Swiss pada tahun 2009, statistik yang setara adalah sekitar 60%. Namun persentase ini menurun dari waktu ke waktu karena peningkatan produksi baterai lithium-ion.

Masa depan

Pada tahun 2015, BASF memproduksi mikrostruktur yang dimodifikasi yang membuat baterai NiMH lebih tahan lama, memungkinkan perubahan pada desain sel yang menghemat berat dan meningkatkan energi spesifik menjadi 140 watt-jam per kilogram. Jadi masa depan baterai NiMH terlihat cerah!

Kimia di Balik Baterai Nikel-Metal Hidrida

Apa itu Elektrokimia?

Elektrokimia adalah studi tentang hubungan antara listrik dan reaksi kimia. Ini adalah ilmu di balik baterai, dan begitulah cara kerja baterai Nickel-Metal Hydride (NiMH).

Reaksi Di Dalam Baterai NiMH

Baterai NiMH terdiri dari dua elektroda, positif dan negatif. Reaksi yang terjadi di dalam baterai inilah yang membuatnya bekerja. Inilah yang terjadi:

• Pada elektroda negatif, air dan logam bergabung dengan elektron membentuk OH- dan logam hidrida.
• Pada elektroda positif, nikel oksihidroksida terbentuk ketika nikel hidroksida dan OH- bergabung dengan sebuah elektron.
• Selama pengisian, reaksi bergerak dari kiri ke kanan. Selama pemakaian, reaksi bergerak dari kanan ke kiri.

Komponen Baterai NiMH

Elektroda negatif baterai NiMH terdiri dari senyawa intermetalik. Jenis yang paling umum adalah AB5, yang merupakan campuran unsur tanah jarang seperti lantanum, cerium, neodymium, dan praseodymium, dikombinasikan dengan nikel, kobalt, mangan, atau aluminium.

Beberapa baterai NiMH menggunakan bahan elektroda negatif berkapasitas lebih tinggi berdasarkan senyawa AB2, yaitu titanium atau vanadium yang dikombinasikan dengan zirkonium atau nikel, dan dimodifikasi dengan kromium, kobalt, besi, atau mangan.

Elektrolit dalam baterai NiMH biasanya berupa kalium hidroksida, dan elektroda positifnya adalah nikel hidroksida. Elektroda negatif adalah hidrogen dalam bentuk hidrida logam interstisial. Poliolefin bukan tenunan digunakan untuk pemisahan.

Jadi begitulah! Sekarang Anda tahu kimia di balik baterai NiMH.

Apa itu Baterai Bipolar?

Apa yang Membuat Baterai Bipolar Unik?

Baterai bipolar sedikit berbeda dari baterai standar Anda. Mereka menggunakan pemisah gel membran polimer padat, yang membantu mencegah terjadinya arus pendek dalam sistem elektrolit cair. Ini menjadikannya pilihan tepat untuk kendaraan listrik, karena dapat menyimpan banyak energi dan menjaganya tetap aman.

Mengapa Saya Harus Peduli Dengan Baterai Bipolar?

Jika Anda sedang mencari baterai yang dapat menyimpan banyak energi dan menjaganya tetap aman, maka baterai bipolar mungkin merupakan pilihan yang tepat untuk Anda. Mereka menjadi semakin populer untuk kendaraan listrik, jadi jika Anda sedang mencarinya, Anda harus mempertimbangkan baterai bipolar. Inilah alasannya:

• Mereka dirancang untuk mencegah terjadinya arus pendek dalam sistem cairan-elektrolit.
• Mereka dapat menyimpan banyak energi, menjadikannya ideal untuk kendaraan listrik.
• Mereka menjadi semakin populer, jadi Anda bisa yakin mendapatkan produk yang berkualitas.

Mengisi Baterai NiMH Anda dengan Aman

Pengisian Cepat

Saat Anda sedang terburu-buru dan perlu mengisi daya sel NiMH Anda, sebaiknya gunakan baterai pintar pengisi untuk menghindari pengisian yang berlebihan, yang dapat merusak sel. Berikut adalah beberapa tips yang perlu diingat:

• Gunakan arus tetap rendah, dengan atau tanpa pengatur waktu.
• Jangan mengisi daya lebih dari 10-20 jam.
• Gunakan trickle charge pada C/300 jika Anda perlu menjaga sel Anda dalam keadaan terisi penuh.
• Gunakan pendekatan siklus tugas yang lebih rendah untuk mengimbangi pelepasan sendiri yang alami.

Metode Pengisian ΔV

Untuk mencegah kerusakan sel, pengisi daya cepat harus menghentikan siklus pengisian dayanya sebelum terjadi pengisian berlebih. Inilah cara melakukannya:

• Pantau perubahan voltase dengan waktu dan hentikan saat baterai terisi penuh.
• Pantau perubahan voltase sehubungan dengan waktu dan hentikan saat menjadi nol.
• Gunakan sirkuit pengisian arus konstan.
• Hentikan pengisian ketika voltase turun 5-10 mV per sel dari voltase puncak.

Metode Pengisian ΔT

Metode ini menggunakan sensor suhu untuk mendeteksi saat baterai sudah penuh. Inilah yang harus dilakukan:

• Gunakan sirkuit pengisian arus konstan.
• Pantau tingkat kenaikan suhu dan hentikan saat mencapai 1 °C per menit.
• Gunakan batas suhu absolut pada 60 °C.
• Ikuti pengisian cepat awal dengan periode pengisian tetesan.

Tips Keamanan

Untuk menjaga keamanan sel Anda, berikut adalah beberapa hal yang perlu diingat:

• Gunakan sekring yang dapat disetel ulang secara seri dengan sel, terutama jenis strip bimetal.
• Sel NiMH modern mengandung katalis untuk menangani gas yang dihasilkan oleh pengisian berlebih.
• Jangan gunakan arus pengisian lebih dari 0.1 C.

Apa itu Pengosongan dalam Baterai Isi Ulang?

Apa itu Pelepasan?

Discharge adalah proses pelepasan energi baterai isi ulang. Ketika baterai habis, ia melepaskan rata-rata 1.25 volt per sel, yang kemudian turun menjadi sekitar 1.0-1.1 volt per sel.

Apa Dampak Discharge?

Discharge dapat memiliki beberapa dampak berbeda pada baterai yang dapat diisi ulang. Berikut adalah beberapa yang paling umum:

• Pengosongan total paket multi-sel dapat menyebabkan polaritas terbalik pada satu atau lebih sel, yang dapat merusaknya secara permanen.
• Pemotongan ambang batas tegangan rendah dapat menyebabkan kerusakan yang tidak dapat diperbaiki ketika suhu sel bervariasi.
• Tingkat pengosongan sendiri sangat bervariasi dengan suhu, di mana suhu penyimpanan yang lebih rendah menyebabkan pengosongan yang lebih lambat dan masa pakai baterai yang lebih lama.

Bagaimana Cara Meningkatkan Self-Discharge?

Ada beberapa cara untuk meningkatkan self-discharge pada baterai yang dapat diisi ulang:

• Gunakan pemisah tersulfonasi untuk menghilangkan senyawa yang mengandung N.
• Gunakan pemisah PP cangkok asam akrilat untuk mengurangi pembentukan serpihan Al dan Mn di pemisah.
• Hapus Co dan Mn dalam paduan A2B7 MH untuk mengurangi pembentukan serpihan di separator.
• Tingkatkan jumlah elektrolit untuk mengurangi difusi hidrogen dalam elektrolit.
• Lepas komponen yang mengandung Cu untuk mengurangi mikro-pendek.
• Gunakan lapisan PTFE pada elektroda positif untuk menekan korosi.

Membandingkan Baterai NiMH dengan Jenis Lain

Sel NiMH vs Baterai Primer

Sel NiMH adalah pilihan utama untuk perangkat menguras tinggi, seperti digital kamera, karena mereka hidup lebih lama dari baterai primer seperti baterai alkalin. Inilah alasannya:

• Sel NiMH memiliki resistensi internal yang lebih rendah, artinya mereka dapat menangani permintaan arus yang lebih tinggi tanpa kehilangan kapasitas.
• Baterai alkaline ukuran AA menawarkan kapasitas 2600 mAh dengan permintaan arus rendah (25 mA), tetapi hanya berkapasitas 1300 mAh dengan beban 500 mA.
• Sel NiMH dapat memberikan level saat ini tanpa kehilangan kapasitas.

Sel NiMH vs Baterai Lithium-ion

Baterai lithium-ion memiliki energi spesifik yang lebih tinggi daripada baterai NiMH, tetapi harganya jauh lebih mahal. Plus, mereka menghasilkan voltase yang lebih tinggi (nominal 3.2–3.7 V), jadi Anda memerlukan sirkuit untuk mengurangi voltase jika Anda ingin menggunakannya sebagai pengganti drop-in untuk baterai alkaline.

Pangsa Pasar Baterai NiMH

Pada tahun 2005, baterai NiMH hanya 3% dari pasar baterai. Tetapi jika Anda mencari baterai yang tahan lama, itulah cara yang tepat!

Kekuatan Baterai NiMH

Baterai Ni–MH berdaya tinggi

Baterai NiMH adalah pilihan yang tepat jika Anda mencari sumber energi yang andal dan kuat. Mereka umumnya digunakan dalam baterai AA, dan memiliki kapasitas pengisian nominal 1.1-2.8 Ah pada 1.2 V. Plus, mereka dapat mengoperasikan banyak perangkat yang dirancang untuk 1.5 V.

Baterai NiMH pada Kendaraan Listrik dan Hibrida-Listrik

Baterai NiMH telah digunakan dalam kendaraan listrik dan hibrida-listrik selama bertahun-tahun. Anda bisa menemukannya di General Motors EV1, Toyota RAV4 EV, Honda EV Plus, Ford Ranger EV, skuter Vectrix, Toyota Prius, Honda Insight, Ford Escape Hybrid, Chevrolet Malibu Hybrid dan Honda Civic Hybrid.

Penemuan Baterai NiMH

Stanford R. Ovshinsky menemukan dan mematenkan peningkatan populer dari baterai NiMH dan mendirikan Perusahaan Baterai Ovonic pada tahun 1982. General Motors membeli paten Ovonics pada tahun 1994 dan pada akhir 1990-an, baterai NiMH berhasil digunakan di banyak kendaraan listrik sepenuhnya.

Pembebanan Paten Baterai NiMH

Pada Oktober 2000, paten tersebut dijual ke Texaco, dan seminggu kemudian Texaco diakuisisi oleh Chevron. Anak perusahaan Cobasys Chevron menyediakan baterai ini hanya untuk pesanan OEM dalam jumlah besar. Ini menciptakan beban paten untuk baterai NiMH otomotif besar.

Jadi, jika Anda mencari sumber energi yang andal dan bertenaga, baterai NiMH adalah pilihan yang tepat. Mereka telah digunakan dalam kendaraan listrik dan hibrida-listrik selama bertahun-tahun, dan masih kuat. Plus, dengan penemuan baterai NiMH, Anda dapat yakin bahwa Anda mendapatkan produk dengan kualitas terbaik. Jadi, tunggu apa lagi? Dapatkan baterai NiMH Anda hari ini!

Apa itu Baterai Nikel-Kadmium (NiCAD)?

Baterai NiCad pertama di dunia ditemukan oleh seorang ilmuwan Swedia pada tahun 1899, dan sejak saat itu, ada banyak peningkatan. Jadi baterai ini terbuat dari apa?

Komponen

Baterai NiCAD terdiri dari:

• Pelat elektroda positif nikel(III) oksida-hidroksida
• Pelat elektroda negatif kadmium
• Sebuah pemisah
• Elektrolit kalium hidroksida

penggunaan

Baterai NiCAD digunakan dalam berbagai macam produk, seperti:

• Mainan
• Lampu darurat
• Peralatan medis
• Produk komersial dan industri
• pisau cukur listrik
• Radio dua arah
• Alat-alat listrik

manfaat

Baterai NiCAD memiliki banyak manfaat, seperti:

• Mereka mengisi daya dengan cepat dan mudah diisi
• Mereka mudah disimpan dan dikirim
• Mereka dapat mengambil sejumlah besar biaya
• Tapi, mereka memang mengandung logam beracun yang bisa berbahaya bagi lingkungan

Jadi begitulah, baterai NiCAD adalah cara yang bagus untuk mengisi daya gadget dan gizmos Anda, tetapi pastikan untuk membuangnya dengan benar setelah selesai!

Semua yang Perlu Anda Ketahui Tentang Baterai NiMH

Baterai NiMH adalah anak baru di blok tersebut, yang telah dikembangkan pada akhir 1960-an dan disempurnakan pada akhir 1980-an. Tapi apa itu dan mengapa Anda harus peduli? Mari lihat!

Apa yang ada di Baterai NiMH?

Baterai NiMH terdiri dari empat komponen utama:

• Pelat elektroda positif nikel hidroksida
• Pelat elektroda negatif ion hidrogen
• Sebuah pemisah
• Elektrolit alkalin seperti kalium hidroksida

Di mana Baterai NiMH Digunakan?

Baterai NiMH digunakan dalam berbagai produk, mulai dari baterai otomotif hingga instrumen medis, pager, ponsel, camcorder, kamera digital, sikat gigi elektrik, dan banyak lagi.

Apa Manfaat Baterai NiMH?

Baterai NiMH hadir dengan banyak fasilitas:

• Kapasitas tinggi dibandingkan dengan baterai isi ulang lainnya
• Menolak over-charging dan over-discharging
• Ramah lingkungan: tidak ada bahan kimia berbahaya seperti kadmium, merkuri, atau timbal
• Memotong daya secara tiba-tiba, bukannya menetes perlahan

Jadi jika Anda mencari baterai yang andal dan ramah lingkungan, NiMH adalah pilihan yang tepat!

Baterai Litium vs NiMH: Apa Bedanya?

Apa Aplikasi Terbaik untuk Paket Baterai NiMH?

Apakah Anda mencari paket baterai yang tidak akan merusak bank? Paket baterai NiMH adalah cara terbaik! Paket ini sempurna untuk aplikasi yang tidak memerlukan kepadatan energi super tinggi, seperti ponsel, perangkat medis, dan kendaraan listrik. Plus, Anda tidak perlu khawatir tentang potensi bahaya yang terkait dengan produk litium.

Jangan Baterai NiMH Self-Discharge dan Rentan terhadap Efek Memori?

Baterai NiMH telah ada sejak awal 1970-an dan memiliki catatan keamanan dan keandalan yang baik. Meskipun mereka tidak memerlukan Sistem Manajemen Baterai (BMS) yang rumit seperti baterai litium, Anda masih bisa mendapatkan BMS untuk paket NiMH Anda untuk membuatnya bertahan lebih lama dan berkomunikasi dengan perangkat Anda. Dan jangan khawatir, baterai NiMH tidak dapat lepas sendiri atau mengalami efek memori.

Akankah Baterai NiMH Bertahan Selama Baterai Lithium?

Baterai NiMH memiliki kinerja siklus hidup yang baik, tetapi tidak bertahan selama baterai litium. Namun, mereka masih merupakan pilihan yang bagus jika Anda mencari solusi yang hemat biaya.

Apakah Enclosure untuk NiMH Custom Battery Pack Memerlukan Ventilasi yang Mirip dengan Kimia Lithium?

Tidak, paket baterai NiMH tidak memerlukan ventilasi seperti bahan kimia litium.

Apakah Saya Benar-Benar Membutuhkan BMS untuk Paket Baterai NiMH?

Tidak, Anda tidak memerlukan BMS untuk paket baterai NiMH Anda, tetapi ini dapat membantu. BMS dapat membantu baterai Anda bertahan lebih lama dan berkomunikasi dengan perangkat Anda.

Apa Perbedaan NiMH vs Lithium dalam Biaya Keseluruhan dan Ukuran Paket Baterai?

Dalam hal biaya dan ukuran, paket baterai NiMH adalah pilihan yang tepat! Mereka lebih hemat biaya untuk merancang dan memproduksi, dan mereka tidak memerlukan BMS yang kompleks seperti baterai litium. Plus, mereka tidak memakan banyak ruang seperti baterai lithium, jadi Anda dapat memasukkan lebih banyak di area yang sama.

Perbedaan

Baterai Nimh Vs Alkaline

Dalam hal NiMH vs. alkaline, itu sangat tergantung pada kebutuhan Anda. Jika Anda mencari sumber daya yang cepat dan andal, maka baterai NiMH yang dapat diisi ulang adalah pilihan yang tepat. Mereka bisa bertahan hingga 5-10 tahun, jadi Anda akan menghemat banyak uang dalam jangka panjang. Di sisi lain, jika Anda membutuhkan baterai untuk perangkat berdaya rendah yang akan bertahan beberapa bulan, maka baterai alkalin sekali pakai adalah pilihan yang tepat. Mereka lebih murah dan lebih nyaman dalam jangka pendek. Jadi, dalam hal NiMH vs. alkaline, itu sangat tergantung pada kebutuhan dan anggaran Anda.

FAQ

Apakah baterai NiMH memerlukan pengisi daya khusus?

Ya, baterai NiMH membutuhkan pengisi daya khusus! Mengisi daya sel NiMH sedikit lebih rumit daripada sel NiCd, karena puncak tegangan dan penurunan berikutnya yang menandakan muatan penuh jauh lebih kecil. Jika Anda mengisi daya dengan pengisi daya NiCd, Anda berisiko mengisi daya secara berlebihan dan merusak sel, yang dapat menyebabkan berkurangnya kapasitas dan masa pakai yang lebih pendek. Jadi, jika Anda ingin baterai NiMH Anda awet, pastikan Anda menggunakan pengisi daya yang tepat untuk pekerjaan itu!

Apa kerugian menggunakan baterai NiMH ini?

Menggunakan baterai NiMH bisa sedikit membosankan. Mereka cenderung mematikan daya secara tiba-tiba saat kehabisan daya, bukannya menghilang secara perlahan. Plus, mereka self-discharge dengan cepat. Jadi jika Anda meninggalkannya di laci selama beberapa bulan, Anda harus mengisi ulang sebelum dapat menggunakannya lagi. Dan jika Anda memerlukan daya tinggi atau beban berdenyut, seperti pada telepon seluler digital GSM, transceiver portabel, atau peralatan listrik, lebih baik Anda menggunakan baterai NiCad. Jadi jika Anda mencari baterai yang andal dan tahan lama, Anda mungkin ingin mencari di tempat lain.

Bolehkah membiarkan baterai NiMH terisi penuh?

Ya, tidak apa-apa membiarkan baterai NiMH terisi penuh! Faktanya, Anda dapat menyimpannya tanpa batas waktu dan mereka masih memiliki banyak jus saat Anda siap menggunakannya. Tidak perlu khawatir mereka kehilangan daya seiring waktu. Plus, jika Anda menemukan bahwa mereka agak rendah, beri mereka beberapa siklus pengisian / pengosongan dan mereka akan menjadi seperti baru. Jadi lanjutkan dan biarkan baterai NiMH terisi penuh – mereka tidak keberatan!

Berapa tahun baterai NiMH dapat bertahan?

Baterai NiMH dapat bertahan hingga 5 tahun, tetapi itu semua tergantung bagaimana Anda menyimpannya. Simpan di tempat kering dengan kelembapan rendah, tidak ada gas korosif, dan pada kisaran suhu -20°C hingga +45°C. Jika Anda menyimpannya di tempat dengan kelembapan tinggi atau suhu di bawah -20°C atau di atas +45°C, Anda mungkin akan mengalami karat dan kebocoran baterai. Jadi, jika Anda ingin baterai NiMH Anda awet, pastikan Anda menyimpannya di tempat yang tepat! Selain itu, jika Anda ingin baterai bertahan lebih lama, isi daya setidaknya setahun sekali untuk mencegah kebocoran dan kerusakan. Jadi, jika Anda merawat baterai NiMH Anda dengan baik, baterai tersebut dapat bertahan hingga 5 tahun.

Kesimpulan

Baterai NiMH adalah cara yang bagus untuk memberi daya pada elektronik Anda dan menjadi semakin populer. Mereka dapat diandalkan, tahan lama, dan ramah lingkungan, sehingga Anda dapat merasa nyaman menggunakannya. Plus, mereka mudah ditemukan dan relatif murah. Jadi, jika Anda mencari baterai baru untuk perangkat Anda, NiMH adalah pilihan yang tepat. Ingatlah untuk menggunakan pengisi daya yang tepat, dan jangan lupa untuk mengatakan “NiMH” sambil tersenyum – ini pasti akan membuat hari Anda sedikit lebih cerah!

Hai, saya Kim, seorang ibu dan penggila stop-motion dengan latar belakang pembuatan media dan pengembangan web. Saya memiliki hasrat besar untuk menggambar dan animasi, dan sekarang saya menyelam lebih dulu ke dunia stop-motion. Dengan blog saya, saya berbagi pembelajaran saya dengan kalian.