NiMH 배터리는 무엇입니까?

김에 의해 업데이트 : 2022 년 7 월 9 일

NiMH 배터리란 무엇입니까? 니켈수소전지는 충전식 전지의 일종이다. 자동차에서 장난감에 이르기까지 다양한 장치에 사용됩니다. 스마트폰.

그들은 다른 유형의 배터리에 비해 많은 장점을 가지고 있으며 그 때문에 꽤 인기가 있습니다. 그러나 그들은 정말로 무엇입니까?

NiMH 배터리의 역사

발명품

1967년에 Battelle-Geneva 연구 센터의 일부 밝은 스파크는 뇌파를 가지고 NiMH 배터리를 발명했습니다. 그것은 소결된 Ti2Ni+TiNi+x 합금과 NiOOH 전극의 혼합을 기반으로 합니다. Daimler-Benz와 Volkswagen AG는 향후 XNUMX년 동안 배터리 개발에 참여하고 후원했습니다.

개선

70년대에 니켈-수소 배터리가 위성용으로 상용화되면서 부피가 큰 수소 저장 장치의 대안으로 수소화물 기술에 대한 관심이 촉발되었습니다. Philips Laboratories와 프랑스의 CNRS는 음극용 희토류 금속을 통합한 새로운 고에너지 하이브리드 합금을 개발했습니다. 그러나 이러한 합금은 알칼리성 전해질에서 안정적이지 않았기 때문에 소비자용으로 적합하지 않았습니다.

돌파구

1987년 Willems와 Buschow는 La0.8Nd0.2Ni2.5Co2.4Si0.1의 혼합물을 사용하는 배터리 설계로 획기적인 발전을 이루었습니다. 이 배터리는 84번의 충전-방전 주기 후에도 충전 용량의 4000%를 유지했습니다. 란탄 대신에 미슈메탈을 사용하여 보다 경제적으로 실행 가능한 합금이 곧 개발되었습니다.

소비자 등급

1989년에 최초의 소비자용 NiMH 셀이 출시되었고 1998년 Ovonic Battery Co.는 Ti-Ni 합금 구조와 구성을 개선하고 혁신에 대한 특허를 받았습니다. 2008년까지 전 세계적으로 XNUMX만 대 이상의 하이브리드 자동차가 NiMH 배터리로 제조되었습니다.

인기

유럽 ​​연합에서는 휴대용 소비자용 Ni-Cd 배터리를 NiMH 배터리로 대체했습니다. 2010년 일본에서는 판매된 휴대용 충전식 배터리의 22%가 NiMH였으며 2009년 스위스에서는 이와 동등한 통계가 약 60%였습니다. 그러나 이 비율은 리튬 이온 배터리 제조 증가로 인해 시간이 지남에 따라 떨어졌습니다.

미래

2015년에 BASF는 NiMH 배터리의 내구성을 높이는 수정된 미세 구조를 생산하여 셀 설계를 변경하여 상당한 무게를 줄이고 특정 에너지를 킬로그램당 140와트시로 증가시켰습니다. 따라서 NiMH 배터리의 미래는 밝아 보입니다!

니켈-금속 수소화물 배터리의 화학

전기 화학이란 무엇입니까?

전기화학은 전기와 화학반응의 관계를 연구하는 학문이다. 이것이 배터리의 과학이며 NiMH(Nickel-Metal Hydride) 배터리가 작동하는 방식입니다.

NiMH 배터리 내부 반응

NiMH 배터리는 양극과 음극의 두 전극으로 구성됩니다. 배터리 내부에서 발생하는 반응이 배터리를 작동시키는 것입니다. 현재 상황은 다음과 같습니다.

• 음극에서 물과 금속은 전자와 결합하여 OH-와 금속 수소화물을 형성합니다.
• 양극에서는 수산화니켈과 OH-가 전자와 결합하면 옥시수산화니켈이 형성된다.
• 충전 중에는 반응이 왼쪽에서 오른쪽으로 이동합니다. 방전하는 동안 반응은 오른쪽에서 왼쪽으로 이동합니다.

NiMH 배터리의 구성 요소

NiMH 배터리의 음극은 금속간 화합물로 구성됩니다. 가장 일반적인 유형은 AB5로 란탄, 세륨, 네오디뮴, 프라세오디뮴과 같은 희토류 원소와 니켈, 코발트, 망간 또는 알루미늄이 결합된 혼합물입니다.

일부 NiMH 배터리는 지르코늄 또는 니켈과 결합되고 크롬, 코발트, 철 또는 망간으로 수정된 티타늄 또는 바나듐인 AB2 화합물을 기반으로 하는 고용량 음극 재료를 사용합니다.

NiMH 배터리의 전해질은 일반적으로 수산화칼륨이고 양극은 수산화니켈입니다. 음극은 침입형 금속 수소화물 형태의 수소입니다. 부직포 폴리올레핀은 분리에 사용됩니다.

그래서 당신은 그것을 가지고 있습니다! 이제 NiMH 배터리의 화학적 성질을 알게 되었습니다.

바이폴라 배터리란 무엇입니까?

바이폴라 배터리를 독특하게 만드는 것은 무엇입니까?

바이폴라 배터리는 표준 배터리와 약간 다릅니다. 액체 전해질 시스템에서 발생하는 단락을 방지하는 데 도움이 되는 고체 폴리머 멤브레인 겔 분리기를 사용합니다. 이것은 많은 에너지를 저장하고 안전하게 유지할 수 있기 때문에 전기 자동차에 대한 훌륭한 선택입니다.

바이폴라 배터리에 관심을 가져야 하는 이유는 무엇입니까?

많은 에너지를 저장하고 안전하게 보관할 수 있는 배터리를 찾고 있다면 바이폴라 배터리가 올바른 선택일 수 있습니다. 전기 자동차용으로 점점 더 인기를 얻고 있으므로 시장에 있는 경우 바이폴라 배터리를 확실히 고려해야 합니다. 이유는 다음과 같습니다.

• 액체 전해질 시스템에서 단락이 발생하지 않도록 설계되었습니다.
• 그들은 많은 에너지를 저장할 수 있어 전기 자동차에 이상적입니다.
• 점점 더 인기를 얻고 있으므로 양질의 제품을 받고 있다는 확신을 가질 수 있습니다.

NiMH 배터리를 안전하게 충전하기

빠른 충전

급할 때 NiMH 셀을 충전해야 하는 경우 스마트 배터리를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 충전기 세포를 손상시킬 수 있는 과충전을 방지합니다. 다음은 염두에 두어야 할 몇 가지 팁입니다.

• 타이머를 사용하거나 사용하지 않고 고정 저전류를 사용합니다.
• 10-20시간 이상 충전하지 마십시오.
• 셀을 완전히 충전된 상태로 유지해야 하는 경우 C/300에서 세류 충전을 사용하십시오.
• 낮은 듀티 사이클 접근 방식을 사용하여 자연 자체 방전을 상쇄합니다.

ΔV 충전 방식

전지 손상을 방지하기 위해 고속 충전기는 과충전이 발생하기 전에 충전 주기를 종료해야 합니다. 방법은 다음과 같습니다.

• 시간에 따른 전압 변화를 모니터링하고 배터리가 완전히 충전되면 중지하십시오.
• 시간에 따른 전압 변화를 모니터링하고 XNUMX이 되면 정지합니다.
• 정전류 충전 회로를 사용하십시오.
• 전압이 피크 전압에서 셀당 5-10mV 떨어지면 충전을 종료합니다.

ΔT 충전 방식

이 방법은 온도 센서를 사용하여 배터리가 가득 차면 감지합니다. 수행할 작업은 다음과 같습니다.

• 정전류 충전 회로를 사용하십시오.
• 온도 증가 속도를 모니터링하고 분당 1°C에 도달하면 중지합니다.
• 60°C에서 절대 온도 컷오프를 사용합니다.
• 세류 충전 기간과 함께 초기 급속 충전을 따르십시오.

안전 수칙

세포를 안전하게 유지하기 위해 명심해야 할 몇 가지 사항은 다음과 같습니다.

• 특히 바이메탈 스트립 유형의 셀과 직렬로 재설정 가능한 퓨즈를 사용하십시오.
• 최신 NiMH 셀에는 과충전으로 생성된 가스를 처리하는 촉매가 포함되어 있습니다.
• 0.1C 이상의 충전 전류를 사용하지 마십시오.

충전식 배터리의 방전이란 무엇입니까?

방전이란 무엇입니까?

방전은 충전식 배터리가 에너지를 방출하는 과정입니다. 배터리가 방전될 때 셀당 평균 1.25볼트를 방출한 다음 셀당 약 1.0-1.1볼트로 감소합니다.

방전의 영향은 무엇입니까?

방전은 충전식 배터리에 몇 가지 다른 영향을 미칠 수 있습니다. 다음은 가장 일반적인 것 중 일부입니다.

• 다중 셀 팩을 완전히 방전하면 하나 이상의 셀에서 극성이 바뀌어 영구적으로 손상될 수 있습니다.
• 낮은 전압 임계값 컷아웃은 셀의 온도가 변할 때 돌이킬 수 없는 손상을 일으킬 수 있습니다.
• 자체 방전율은 온도에 따라 크게 달라지며 보관 온도가 낮으면 방전 속도가 느려지고 배터리 수명이 길어집니다.

자체 방전을 개선하는 방법?

충전식 배터리의 자체 방전을 개선하는 몇 가지 방법이 있습니다.

• N 함유 화합물을 제거하려면 술폰화 분리기를 사용하십시오.
• 아크릴산 그래프트 PP 분리기를 사용하여 분리기에서 Al 및 Mn 파편 형성을 줄입니다.
• A2B7 MH 합금에서 Co 및 Mn을 제거하여 분리기의 파편 형성을 줄입니다.
• 전해질의 수소 확산을 줄이기 위해 전해질의 양을 늘립니다.
• 마이크로 쇼트를 줄이기 위해 Cu 함유 부품을 제거하십시오.
• 부식을 억제하기 위해 양극에 PTFE 코팅을 사용하십시오.

NiMH 배터리와 다른 유형 비교

NiMH 셀 대 기본 배터리

NiMH 셀은 디지털과 같은 고방전 장치에 적합한 선택입니다. 카메라, 알카라인 배터리와 같은 기본 배터리보다 수명이 길기 때문입니다. 이유는 다음과 같습니다.

• NiMH 셀은 내부 저항이 낮기 때문에 용량 손실 없이 더 높은 전류 요구를 처리할 수 있습니다.
• 알카라인 AA 크기 배터리는 낮은 전류 수요(2600mA)에서 25mAh 용량을 제공하지만 1300mA 부하에서는 500mAh 용량에 불과합니다.
• NiMH 셀은 용량 손실 없이 이러한 전류 수준을 전달할 수 있습니다.

NiMH 셀 대 리튬 이온 배터리

리튬 이온 배터리는 NiMH 배터리보다 비에너지가 높지만 훨씬 더 비쌉니다. 또한 더 높은 전압(3.2–3.7V 공칭)을 생성하므로 알카라인 배터리의 드롭인 대체품으로 사용하려면 전압을 낮추는 회로가 필요합니다.

NiMH 배터리 시장 점유율

2005년 현재 NiMH 배터리는 배터리 시장의 3%에 불과했습니다. 하지만 오래 지속되는 배터리를 찾고 있다면 이것이 정답입니다!

NiMH 배터리의 성능

고전력 Ni–MH 배터리

안정적이고 강력한 에너지원을 찾고 있다면 NiMH 배터리가 적합합니다. 일반적으로 AA 배터리에 사용되며 공칭 충전 용량은 1.1V에서 2.8-1.2Ah입니다. 또한 1.5V용으로 설계된 많은 장치를 작동할 수 있습니다.

전기 및 하이브리드 전기 자동차의 NiMH 배터리

NiMH 배터리는 수년간 전기 및 하이브리드 전기 자동차에 사용되었습니다. General Motors EV1, Toyota RAV4 EV, Honda EV Plus, Ford Ranger EV, Vectrix 스쿠터, Toyota Prius, Honda Insight, Ford Escape Hybrid, Chevrolet Malibu Hybrid 및 Honda Civic Hybrid에서 찾을 수 있습니다.

NiMH 배터리의 발명

스탠포드 R. 오브신스키(Stanford R. Ovshinsky)는 NiMH 배터리의 대중적인 개선 사항을 발명하고 특허를 취득했으며 1982년에 Ovonic Battery Company를 설립했습니다. General Motors는 1994년에 Ovonics의 특허를 구입했으며 1990년대 후반까지 NiMH 배터리는 많은 완전 전기 자동차에서 성공적으로 사용되었습니다.

NiMH 배터리의 특허 저당권

2000년 XNUMX월에 특허는 Texaco에 매각되었고 일주일 후 Texaco는 Chevron에 인수되었습니다. Chevron의 Cobasys 자회사는 이러한 배터리를 대규모 OEM 주문에만 제공합니다. 이로 인해 대형 자동차 NiMH 배터리에 대한 특허 부담이 생겼습니다.

따라서 안정적이고 강력한 에너지원을 찾고 있다면 NiMH 배터리가 적합합니다. 그들은 수년 동안 전기 및 하이브리드 전기 자동차에 사용되어 왔으며 여전히 강력합니다. 또한 NiMH 배터리의 발명으로 최고 품질의 제품을 얻을 수 있습니다. 그래서, 당신은 무엇을 기다리고 있습니까? 오늘 NiMH 배터리를 구입하십시오!

니켈-카드뮴(NiCAD) 배터리란 무엇입니까?

세계 최초의 NiCad 배터리는 1899년에 스웨덴 과학자에 의해 발명되었으며 그 이후로 많은 개선이 있었습니다. 그렇다면 이 배터리는 무엇으로 만들어졌을까요?

구성 요소들

NiCAD 배터리는 다음으로 구성됩니다.

• 니켈(III) 산화물-수산화물 양극판
• 카드뮴 음극판
• 분리기
• 수산화칼륨 전해질

사용

NiCAD 배터리는 다음과 같은 다양한 제품에 사용됩니다.

• 장난감
• 비상 조명
• 의료 장비
• 상업 및 산업 제품
• 전기 면도기
• 양방향 라디오
• 전동 공구

장점

NiCAD 배터리에는 다음과 같은 많은 이점이 있습니다.

• 빠르게 충전되고 충전하기 쉽습니다.
• 보관 및 배송이 간편합니다.
• 많은 요금을 청구할 수 있습니다.
• 그러나 환경에 해로울 수 있는 독성 금속이 포함되어 있습니다.

이제 NiCAD 배터리는 가제트와 기즈모에 전원을 공급할 수 있는 좋은 방법이지만 다 사용한 후에는 적절하게 폐기해야 합니다!

NiMH 배터리에 대해 알아야 할 모든 것

NiMH 배터리는 1960년대 후반에 개발되어 1980년대 후반에 완성된 블록의 새로운 제품입니다. 그러나 그들은 무엇이며 왜 관심을 가져야 합니까? 한 번 보자!

NiMH 배터리는 무엇입니까?

NiMH 배터리는 네 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다.

• 수산화니켈 양극판
• 수소이온 음극판
• 분리기
• 수산화칼륨과 같은 알칼리성 전해질

NiMH 배터리는 어디에 사용됩니까?

NiMH 배터리는 자동차 배터리에서 의료 기기, 호출기, 휴대폰, 캠코더, 디지털 카메라, 전동 칫솔 등에 이르기까지 다양한 제품에 사용됩니다.

NiMH 배터리의 이점은 무엇입니까?

NiMH 배터리에는 수많은 특전이 있습니다.

• 다른 충전식 배터리에 비해 고용량
• 과충전 및 과방전 저항
• 환경 친화적: 카드뮴, 수은 또는 납과 같은 유해 화학 물질 없음
• 천천히 떨어지는 것보다 갑자기 전력을 차단하십시오.

따라서 신뢰할 수 있고 친환경적인 배터리를 찾고 있다면 NiMH가 정답입니다!

리튬 대 NiMH 배터리: 차이점은 무엇입니까?

NiMH 배터리 팩에 가장 적합한 애플리케이션은 무엇입니까?

비용이 많이 들지 않는 배터리 팩을 찾고 계십니까? NiMH 배터리 팩은 갈 길입니다! 이 팩은 휴대폰, 의료 기기 및 전기 자동차와 같이 초고에너지 밀도가 필요하지 않은 애플리케이션에 적합합니다. 또한 리튬 제품과 관련된 잠재적 위험에 대해 걱정할 필요가 없습니다.

NiMH 배터리는 자체 방전되지 않으며 메모리 효과에 취약합니까?

NiMH 배터리는 1970년대 초부터 사용되어 왔으며 안전 및 신뢰성 기록이 우수합니다. 리튬 배터리와 같은 복잡한 배터리 관리 시스템(BMS)이 필요하지는 않지만 NiMH 팩용 BMS를 사용하여 더 오래 지속되고 장치와 통신할 수 있습니다. 걱정하지 마세요. NiMH 배터리는 자체 방전되거나 메모리 효과가 발생하지 않습니다.

NiMH 배터리는 리튬 배터리만큼 오래 지속됩니까?

NiMH 배터리는 사이클 수명 성능이 우수하지만 리튬 배터리만큼 오래 지속되지는 않습니다. 그러나 비용 효율적인 솔루션을 찾고 있다면 여전히 훌륭한 옵션입니다.

NiMH 맞춤형 배터리 팩용 인클로저는 리튬 화학과 유사한 환기가 필요합니까?

아니요, NiMH 배터리 팩은 리튬 화학과 같은 환기가 필요하지 않습니다.

NiMH 배터리 팩에 BMS가 꼭 필요한가요?

아니요, NiMH 배터리 팩에 BMS가 필요하지는 않지만 도움이 될 수 있습니다. BMS는 배터리 팩이 더 오래 지속되고 장치와 통신하는 데 도움이 될 수 있습니다.

전체 비용과 배터리 팩 크기에서 NiMH와 리튬의 차이는 무엇입니까?

비용과 크기면에서 NiMH 배터리 팩이 가장 좋습니다! 설계 및 제조 비용이 더 저렴하고 리튬 배터리처럼 복잡한 BMS가 필요하지 않습니다. 또한 리튬 배터리만큼 공간을 많이 차지하지 않기 때문에 같은 공간에 더 많이 넣을 수 있습니다.

차이

Nimh 배터리 대 알카라인

NiMH 대 알카라인에 관해서는 실제로 귀하의 필요에 따라 다릅니다. 빠르고 안정적인 전원을 찾고 있다면 충전식 NiMH 배터리를 사용하는 것이 좋습니다. 최대 5-10년까지 사용할 수 있으므로 장기적으로 엄청난 비용을 절약할 수 있습니다. 반면에 몇 개월 동안 지속되는 저방전 장치용 배터리가 필요한 경우 일회용 알카라인 배터리를 사용하는 것이 좋습니다. 그들은 단기적으로 더 저렴하고 더 편리합니다. 따라서 NiMH 대 알카라인에 관해서는 귀하의 필요와 예산에 따라 다릅니다.

자주하는 질문

NiMH 배터리에는 특수 충전기가 필요합니까?

예, NiMH 배터리에는 특수 충전기가 필요합니다! NiMH 셀을 충전하는 것은 NiCd 셀보다 약간 까다롭습니다. 완전 충전을 알리는 전압 피크와 이후의 하강이 훨씬 작기 때문입니다. NiCd 충전기로 충전하면 과충전 및 셀 손상의 위험이 있어 용량이 감소하고 수명이 단축될 수 있습니다. 따라서 NiMH 배터리를 오래 사용하려면 작업에 적합한 충전기를 사용해야 합니다!

이 NiMH 배터리를 사용하면 어떤 단점이 있습니까?

NiMH 배터리를 사용하는 것은 약간의 끌림이 될 수 있습니다. 그들은 천천히 사라지기보다는 주스가 떨어지면 갑자기 전원을 차단하는 경향이 있습니다. 또한 자체 방전이 빠릅니다. 따라서 한두 달 동안 서랍에 넣어두면 다시 사용하기 전에 재충전해야 합니다. 그리고 GSM 디지털 휴대폰, 휴대용 트랜시버 또는 전동 공구와 같이 고전력 또는 펄스 부하가 필요한 경우 NiCad 배터리를 사용하는 것이 좋습니다. 따라서 안정적이고 오래 지속되는 배터리를 찾고 있다면 다른 곳을 살펴보는 것이 좋습니다.

NiMH 배터리를 완전히 충전된 상태로 두어도 됩니까?

예, NiMH 배터리를 완전히 충전된 상태로 두어도 괜찮습니다! 사실, 무기한으로 보관할 수 있으며 사용할 준비가 되었을 때 여전히 충분한 주스가 있습니다. 시간이 지남에 따라 충전이 손실되는 것에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 또한 배터리가 약간 낮다는 것을 알게 되더라도 충전/방전 주기를 몇 번 주기만 하면 새 것처럼 좋아질 것입니다. 따라서 계속해서 NiMH 배터리를 완전히 충전된 상태로 두십시오. 그들은 신경쓰지 않을 것입니다!

NiMH 배터리는 몇 년 동안 사용할 수 있습니까?

NiMH 배터리는 최대 5년 동안 사용할 수 있지만 보관 방법에 따라 다릅니다. 습도가 낮고 부식성 가스가 없으며 온도 범위가 -20°C ~ +45°C인 건조한 장소에 보관하십시오. 습도가 높거나 온도가 -20°C 이하 또는 +45°C 이상인 장소에 보관하면 녹이 슬거나 배터리가 누출될 수 있습니다. 따라서 NiMH 배터리를 오래 사용하려면 올바른 장소에 보관해야 합니다! 또한 더 오래 사용하려면 누수 및 열화를 방지하기 위해 적어도 5년에 한 번은 충전하십시오. 따라서 NiMH 배터리를 잘 관리하면 최대 XNUMX년까지 사용할 수 있습니다.

결론

NiMH 배터리는 전자 장치에 전원을 공급하는 좋은 방법이며 점점 인기를 얻고 있습니다. 신뢰할 수 있고 오래 지속되며 환경 친화적이므로 안심하고 사용할 수 있습니다. 또한 찾기 쉽고 상대적으로 저렴합니다. 따라서 장치에 사용할 새 배터리를 찾고 있다면 NiMH를 선택하는 것이 좋습니다. 올바른 충전기를 사용하고 미소를 지으며 "NiMH"라고 말하는 것을 잊지 마십시오. 하루가 조금 더 밝아질 것입니다!

안녕하세요, 저는 엄마이자 미디어 제작 및 웹 개발에 대한 배경 지식을 가진 스톱 모션 애호가인 Kim입니다. 저는 드로잉과 애니메이션에 큰 열정을 가지고 있으며 지금은 스톱 모션 세계로 뛰어들고 있습니다. 내 블로그를 통해 내가 배운 것을 여러분과 공유하고 있습니다.