Bateri NiMH: Apakah Itu?

oleh kim Dikemaskini: Julai 9, 2022

Apakah Bateri NiMH? Bateri nikel-logam hidrida ialah sejenis bateri boleh dicas semula. Ia digunakan dalam banyak peranti berbeza, daripada kereta ke mainan ke telefon pintar.

Mereka mempunyai banyak kelebihan berbanding jenis bateri lain, dan ia cukup popular kerana itu. Tetapi apakah mereka sebenarnya?

Sejarah Bateri NiMH

Reka Cipta

Pada tahun 1967, beberapa percikan terang di Pusat Penyelidikan Battelle-Geneva mempunyai gelombang otak dan mencipta bateri NiMH. Ia berasaskan campuran aloi Ti2Ni+TiNi+x dan elektrod NiOOH yang disinter. Daimler-Benz dan Volkswagen AG terlibat dan menaja pembangunan bateri dalam tempoh dua dekad akan datang.

Penambahbaikan

Pada tahun 70-an, bateri nikel-hidrogen telah dikomersialkan untuk aplikasi satelit, dan ini mencetuskan minat dalam teknologi hidrida sebagai alternatif kepada penyimpanan hidrogen yang besar. Makmal Philips dan CNRS Perancis membangunkan aloi hibrid bertenaga tinggi baharu yang menggabungkan logam nadir bumi untuk elektrod negatif. Tetapi aloi ini tidak stabil dalam elektrolit alkali, jadi ia tidak sesuai untuk kegunaan pengguna.

The Breakthrough

Pada tahun 1987, Willems dan Buschow membuat satu kejayaan dengan reka bentuk bateri mereka, yang menggunakan campuran La0.8Nd0.2Ni2.5Co2.4Si0.1. Bateri ini mengekalkan 84% daripada kapasiti casnya selepas 4000 kitaran cas-nyahcas. Aloi yang lebih berdaya maju dari segi ekonomi menggunakan mischmetal dan bukannya lanthanum telah dibangunkan tidak lama lagi.

Gred Pengguna

Pada tahun 1989, sel NiMH gred pengguna pertama telah tersedia, dan pada tahun 1998, Ovonic Battery Co. menambah baik struktur dan komposisi aloi Ti–Ni serta mematenkan inovasi mereka. Menjelang 2008, lebih dua juta kereta hibrid di seluruh dunia telah dihasilkan dengan bateri NiMH.

Populariti

Di Kesatuan Eropah, bateri NiMH menggantikan bateri Ni–Cd untuk kegunaan pengguna mudah alih. Di Jepun pada tahun 2010, 22% daripada bateri boleh dicas semula mudah alih yang dijual ialah NiMH, dan di Switzerland pada tahun 2009, statistik yang setara adalah sekitar 60%. Tetapi peratusan ini telah menurun dari semasa ke semasa disebabkan oleh peningkatan dalam pembuatan bateri litium-ion.

Masa depan

Pada tahun 2015, BASF menghasilkan struktur mikro yang diubah suai yang menjadikan bateri NiMH lebih tahan lama, membolehkan perubahan pada reka bentuk sel yang menjimatkan berat yang besar dan meningkatkan tenaga khusus kepada 140 watt-jam sekilogram. Jadi masa depan bateri NiMH kelihatan cerah!

Kimia Di Sebalik Bateri Nikel-Logam Hidrida

Apakah itu Elektrokimia?

Elektrokimia ialah kajian tentang hubungan antara elektrik dan tindak balas kimia. Ia adalah sains di sebalik bateri, dan inilah cara bateri Nickel-Metal Hydride (NiMH) berfungsi.

Reaksi Di Dalam Bateri NiMH

Bateri NiMH terdiri daripada dua elektrod, positif dan negatif. Tindak balas yang berlaku di dalam bateri adalah yang menjadikannya berfungsi. Inilah yang berlaku:

• Pada elektrod negatif, air dan logam bergabung dengan elektron untuk membentuk OH- dan hidrida logam.
• Pada elektrod positif, nikel oksihidroksida terbentuk apabila nikel hidroksida dan OH- bergabung dengan elektron.
• Semasa pengecasan, tindak balas bergerak dari kiri ke kanan. Semasa menunaikan, tindak balas bergerak dari kanan ke kiri.

Komponen Bateri NiMH

Elektrod negatif bateri NiMH terdiri daripada sebatian antara logam. Jenis yang paling biasa ialah AB5, yang merupakan campuran unsur nadir bumi seperti lanthanum, serium, neodymium dan praseodymium, digabungkan dengan nikel, kobalt, mangan atau aluminium.

Sesetengah bateri NiMH menggunakan bahan elektrod negatif berkapasiti lebih tinggi berdasarkan sebatian AB2, iaitu titanium atau vanadium yang digabungkan dengan zirkonium atau nikel, dan diubah suai dengan kromium, kobalt, besi atau mangan.

Elektrolit dalam bateri NiMH biasanya kalium hidroksida, dan elektrod positif ialah nikel hidroksida. Elektrod negatif ialah hidrogen dalam bentuk hidrida logam celahan. Poliolefin bukan tenunan digunakan untuk pengasingan.

Jadi begitulah! Sekarang anda tahu kimia di sebalik bateri NiMH.

Apakah itu Bateri Bipolar?

Apa yang Membuatkan Bateri Bipolar Unik?

Bateri bipolar agak berbeza daripada bateri standard anda. Mereka menggunakan pemisah gel membran polimer pepejal, yang membantu mengelakkan litar pintas daripada berlaku dalam sistem cecair-elektrolit. Ini menjadikan mereka pilihan yang bagus untuk kenderaan elektrik, kerana ia boleh menyimpan banyak tenaga dan memastikan ia selamat.

Mengapa Saya Perlu Menjaga Bateri Bipolar?

Jika anda sedang mencari bateri yang boleh menyimpan banyak tenaga dan memastikannya selamat, maka bateri bipolar mungkin pilihan yang tepat untuk anda. Mereka menjadi semakin popular untuk kenderaan elektrik, jadi jika anda berada di pasaran untuk satu, anda pasti harus mempertimbangkan bateri bipolar. Inilah sebabnya:

• Ia direka untuk mengelakkan litar pintas daripada berlaku dalam sistem cecair-elektrolit.
• Mereka boleh menyimpan banyak tenaga, menjadikannya sesuai untuk kenderaan elektrik.
• Mereka menjadi semakin popular, jadi anda boleh yakin bahawa anda mendapat produk yang berkualiti.

Mengecas Bateri NiMH Anda dengan Selamat

Pengecasan Cepat

Apabila anda tergesa-gesa dan perlu mengecas sel NiMH anda, sebaiknya gunakan bateri pintar pengecas untuk mengelakkan pengecasan berlebihan, yang boleh merosakkan sel. Berikut adalah beberapa petua yang perlu diingat:

• Gunakan arus rendah tetap, dengan atau tanpa pemasa.
• Jangan caj lebih daripada 10-20 jam.
• Gunakan cas trickle pada C/300 jika anda perlu memastikan sel anda dalam keadaan cas penuh.
• Gunakan pendekatan kitaran tugas yang lebih rendah untuk mengimbangi pelepasan diri semula jadi.

Kaedah Pengecasan ΔV

Untuk mengelakkan kerosakan sel, pengecas pantas mesti menamatkan kitaran pengecasan mereka sebelum pengecasan berlebihan berlaku. Begini cara melakukannya:

• Pantau perubahan voltan mengikut masa dan berhenti apabila bateri dicas sepenuhnya.
• Pantau perubahan voltan berkenaan dengan masa dan berhenti apabila ia menjadi sifar.
• Gunakan litar pengecasan arus malar.
• Tamatkan pengecasan apabila voltan turun 5-10 mV setiap sel daripada voltan puncak.

Kaedah Pengecasan ΔT

Kaedah ini menggunakan sensor suhu untuk mengesan apabila bateri penuh. Inilah yang perlu dilakukan:

• Gunakan litar pengecasan arus malar.
• Pantau kadar peningkatan suhu dan hentikan apabila ia mencapai 1 °C seminit.
• Gunakan pemotongan suhu mutlak pada 60 °C.
• Ikuti pengecasan pantas awal dengan tempoh pengecasan meleleh.

Tip Keselamatan

Untuk memastikan sel anda selamat, berikut adalah beberapa perkara yang perlu diingat:

• Gunakan fius boleh reset secara bersiri dengan sel, terutamanya jenis jalur dwilogam.
• Sel NiMH moden mengandungi pemangkin untuk mengendalikan gas yang dihasilkan oleh pengecasan berlebihan.
• Jangan gunakan arus pengecasan lebih daripada 0.1 C.

Apakah itu Nyahcas dalam Bateri Boleh Dicas Semula?

Apa itu Discharge?

Nyahcas ialah proses pelepasan tenaga bateri boleh dicas semula. Apabila bateri dinyahcas, ia mengeluarkan purata 1.25 volt setiap sel, yang kemudiannya menurun kepada kira-kira 1.0-1.1 volt setiap sel.

Apakah Kesan Pelepasan?

Nyahcas boleh mempunyai beberapa kesan berbeza pada bateri boleh dicas semula. Berikut adalah beberapa yang paling biasa:

• Pelepasan lengkap pek berbilang sel boleh menyebabkan kekutuban terbalik dalam satu atau lebih sel, yang boleh merosakkannya secara kekal.
• Potongan ambang voltan rendah boleh menyebabkan kerosakan tidak dapat dipulihkan apabila suhu sel berubah-ubah.
• Kadar nyahcas sendiri sangat berbeza mengikut suhu, di mana suhu storan yang lebih rendah membawa kepada nyahcas yang lebih perlahan dan hayat bateri yang lebih lama.

Bagaimana untuk Memperbaiki Pelepasan Diri?

Terdapat beberapa cara untuk meningkatkan nyahcas sendiri dalam bateri boleh dicas semula:

• Gunakan pemisah bersulfonat untuk mengeluarkan sebatian yang mengandungi N.
• Gunakan pemisah PP yang dicantumkan asid akrilik untuk mengurangkan pembentukan serpihan Al- dan Mn dalam pemisah.
• Keluarkan Co dan Mn dalam aloi A2B7 MH untuk mengurangkan pembentukan serpihan dalam pemisah.
• Tingkatkan jumlah elektrolit untuk mengurangkan resapan hidrogen dalam elektrolit.
• Keluarkan komponen yang mengandungi Cu untuk mengurangkan pendek mikro.
• Gunakan salutan PTFE pada elektrod positif untuk menyekat kakisan.

Membandingkan Bateri NiMH dengan Jenis Lain

Sel NiMH lwn. Bateri Utama

Sel NiMH ialah pilihan utama untuk peranti longkang tinggi, seperti digital kamera, kerana ia tahan lebih lama daripada bateri utama seperti yang beralkali. Inilah sebabnya:

• Sel NiMH mempunyai rintangan dalaman yang lebih rendah, bermakna ia boleh mengendalikan permintaan semasa yang lebih tinggi tanpa kehilangan kapasiti.
• Bateri bersaiz AA beralkali menawarkan kapasiti 2600 mAh pada permintaan semasa yang rendah (25 mA), tetapi hanya kapasiti 1300 mAh dengan beban 500 mA.
• Sel NiMH boleh menyampaikan tahap semasa ini tanpa kehilangan kapasiti.

Sel NiMH lwn. Bateri Litium-ion

Bateri litium-ion mempunyai tenaga khusus yang lebih tinggi daripada bateri NiMH, tetapi ia jauh lebih mahal. Selain itu, ia menghasilkan voltan yang lebih tinggi (nominal 3.2–3.7 V), jadi anda memerlukan litar untuk mengurangkan voltan jika anda mahu menggunakannya sebagai pengganti drop-in untuk bateri beralkali.

Bahagian Pasaran Bateri NiMH

Sehingga 2005, bateri NiMH hanya 3% daripada pasaran bateri. Tetapi jika anda sedang mencari bateri yang tahan lama, ia adalah cara terbaik!

Kuasa Bateri NiMH

Bateri Ni–MH berkuasa tinggi

Bateri NiMH ialah cara terbaik jika anda mencari sumber tenaga yang boleh dipercayai dan berkuasa. Ia biasanya digunakan dalam bateri AA, dan ia mempunyai kapasiti cas nominal 1.1-2.8 Ah pada 1.2 V. Selain itu, ia boleh mengendalikan banyak peranti yang direka untuk 1.5 V.

Bateri NiMH dalam Kenderaan Elektrik dan Elektrik Hibrid

Bateri NiMH telah digunakan dalam kenderaan elektrik dan hibrid elektrik selama bertahun-tahun. Anda boleh menemuinya dalam 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.

Ciptaan Bateri NiMH

Stanford R. Ovshinsky mencipta dan mematenkan peningkatan popular bateri NiMH dan mengasaskan Syarikat Bateri Ovonic pada tahun 1982. General Motors membeli paten Ovonics pada tahun 1994 dan menjelang akhir 1990-an, bateri NiMH telah digunakan dengan jayanya dalam banyak kenderaan elektrik sepenuhnya.

Bebanan Paten Bateri NiMH

Pada Oktober 2000, paten itu dijual kepada Texaco, dan seminggu kemudian Texaco telah diperoleh oleh Chevron. Anak syarikat Chevron's Cobasys menyediakan bateri ini hanya kepada pesanan OEM yang besar. Ini mewujudkan beban paten untuk bateri NiMH automotif yang besar.

Jadi, jika anda sedang mencari sumber tenaga yang boleh dipercayai dan berkuasa, bateri NiMH ialah cara yang sesuai. Ia telah digunakan dalam kenderaan elektrik dan hibrid elektrik selama bertahun-tahun, dan ia masih kukuh. Selain itu, dengan penciptaan bateri NiMH, anda boleh yakin bahawa anda mendapat produk berkualiti terbaik. Jadi, apa tunggu lagi? Dapatkan bateri NiMH anda hari ini!

Apakah Bateri Nikel-Kadmium (NiCAD)?

Bateri NiCad pertama di dunia telah dicipta oleh saintis Sweden pada tahun 1899, dan sejak itu, terdapat banyak penambahbaikan. Jadi bateri ini diperbuat daripada apa?

Komponen

Bateri NiCAD terdiri daripada:

• Plat elektrod positif nikel(III) oksida-hidroksida
• Plat elektrod negatif kadmium
• Pemisah
• Elektrolit kalium hidroksida

kegunaan

Bateri NiCAD digunakan dalam pelbagai jenis produk, seperti:

• Mainan
• Pencahayaan kecemasan
• Peralatan perubatan
• Produk komersil dan perindustrian
• Alat cukur elektrik
• Radio dua hala
• Alat kuasa

Faedah-faedah

Bateri NiCAD mempunyai banyak faedah, seperti:

• Mereka mengecas dengan cepat dan mudah dicas
• Ia mudah disimpan dan dihantar
• Mereka boleh mengambil jumlah caj yang tinggi
• Tetapi, ia mengandungi logam toksik yang boleh membahayakan alam sekitar

Jadi begitulah, bateri NiCAD ialah cara terbaik untuk menghidupkan alat dan gizmo anda, tetapi pastikan anda membuangnya dengan betul apabila anda selesai!

Semua yang Anda Perlu Tahu Mengenai Bateri NiMH

Bateri NiMH adalah kanak-kanak baru di blok, telah dibangunkan pada akhir 1960-an dan disempurnakan pada akhir 1980-an. Tetapi apakah mereka dan mengapa anda perlu mengambil berat? Mari kita lihat!

Apa yang ada dalam Bateri NiMH?

Bateri NiMH terdiri daripada empat komponen utama:

• Plat elektrod positif nikel hidroksida
• Plat elektrod negatif ion hidrogen
• Pemisah
• Elektrolit alkali seperti kalium hidroksida

Di manakah Bateri NiMH Digunakan?

Bateri NiMH digunakan dalam pelbagai produk, daripada bateri automotif kepada instrumen perubatan, alat kelui, telefon bimbit, kamkoder, kamera digital, berus gigi elektrik dan banyak lagi.

Apakah Kebaikan Bateri NiMH?

Bateri NiMH datang dengan banyak faedah:

• Kapasiti tinggi berbanding dengan bateri lain yang boleh dicas semula
• Tahan lebihan pengecasan dan lebihan nyahcas
• Mesra alam: tiada bahan kimia berbahaya seperti kadmium, merkuri atau plumbum
• Putus kuasa secara tiba-tiba dan bukannya aliran perlahan

Oleh itu, jika anda sedang mencari bateri yang boleh dipercayai dan mesra alam, NiMH adalah cara terbaik!

Bateri Lithium vs NiMH: Apakah Perbezaannya?

Apakah Aplikasi Terbaik untuk Pek Bateri NiMH?

Adakah anda sedang mencari pek bateri yang tidak akan merosakkan wang? Pek bateri NiMH adalah cara terbaik! Pek ini sesuai untuk aplikasi yang tidak memerlukan kepadatan tenaga super tinggi, seperti telefon bimbit, peranti perubatan dan kenderaan elektrik. Selain itu, anda tidak perlu risau tentang potensi bahaya yang berkaitan dengan produk litium.

Bukankah Bateri NiMH Menyahcas Sendiri dan Terdedah kepada Kesan Memori?

Bateri NiMH telah wujud sejak awal 1970-an dan mempunyai rekod keselamatan dan kebolehpercayaan yang baik. Walaupun mereka tidak memerlukan Sistem Pengurusan Bateri (BMS) yang kompleks seperti bateri litium, anda masih boleh mendapatkan BMS untuk pek NiMH anda untuk membantunya bertahan lebih lama dan berkomunikasi dengan peranti anda. Dan jangan risau, bateri NiMH tidak dicas sendiri atau mengalami kesan ingatan.

Adakah Bateri NiMH Tahan Lama seperti Bateri Litium?

Bateri NiMH mempunyai prestasi hayat kitaran yang baik, tetapi ia tidak bertahan selagi bateri litium. Walau bagaimanapun, ia masih merupakan pilihan yang bagus jika anda mencari penyelesaian yang menjimatkan kos.

Adakah Lampiran untuk Pek Bateri Tersuai NiMH Memerlukan Pembuangan Serupa dengan Kimia Litium?

Tidak, pek bateri NiMH tidak memerlukan pelepasan seperti kimia litium.

Adakah Saya Benar-Benar Memerlukan BMS untuk Pek Bateri NiMH?

Tidak, anda tidak memerlukan BMS untuk pek bateri NiMH anda, tetapi ia boleh membantu. BMS boleh membantu pek bateri anda bertahan lebih lama dan berkomunikasi dengan peranti anda.

Apakah Perbezaan NiMH vs Lithium dalam Kos Keseluruhan dan Saiz Pek Bateri?

Dari segi kos dan saiz, pek bateri NiMH adalah cara terbaik! Mereka lebih kos efektif untuk mereka bentuk dan mengeluarkan, dan mereka tidak memerlukan BMS yang kompleks seperti bateri litium. Selain itu, ia tidak mengambil banyak ruang seperti bateri litium, jadi anda boleh memuatkan lebih banyak daripadanya di kawasan yang sama.

Perbezaan

Bateri Nimh Vs Beralkali

Apabila bercakap tentang NiMH vs alkali, ia sangat bergantung pada keperluan anda. Jika anda sedang mencari sumber kuasa yang cepat dan boleh dipercayai, maka bateri NiMH boleh dicas semula adalah cara yang sesuai. Ia boleh bertahan sehingga 5-10 tahun, jadi anda akan menjimatkan banyak wang dalam jangka masa panjang. Sebaliknya, jika anda memerlukan bateri untuk peranti longkang rendah yang akan bertahan beberapa bulan, maka bateri alkali sekali guna adalah cara yang sesuai. Mereka lebih murah dan lebih mudah dalam jangka pendek. Jadi, apabila bercakap tentang NiMH vs alkali, ia sangat bergantung pada keperluan dan bajet anda.

Soalan Lazim

Adakah bateri NiMH memerlukan pengecas khas?

Ya, bateri NiMH memerlukan pengecas khas! Mengecas sel NiMH adalah sedikit lebih rumit daripada sel NiCd, memandangkan puncak voltan dan kejatuhan berikutnya yang menandakan cas penuh adalah jauh lebih kecil. Jika anda mengecasnya dengan pengecas NiCd, anda menghadapi risiko mengecas berlebihan dan merosakkan sel, yang boleh menyebabkan kapasiti berkurangan dan jangka hayat yang lebih pendek. Jadi, jika anda mahu bateri NiMH anda tahan lama, pastikan anda menggunakan pengecas yang sesuai untuk kerja itu!

Apakah kelemahan menggunakan bateri NiMH ini?

Menggunakan bateri NiMH boleh menjadi sedikit seret. Mereka cenderung untuk memotong kuasa secara tiba-tiba apabila mereka kehabisan jus, dan bukannya perlahan-lahan pudar. Selain itu, mereka melepaskan diri dengan cepat. Jadi, jika anda meninggalkan satu dalam laci selama beberapa bulan, anda perlu mengecasnya semula sebelum anda boleh menggunakannya semula. Dan jika anda memerlukan kuasa tinggi atau beban berdenyut, seperti pada telefon selular digital GSM, transceiver mudah alih atau alatan kuasa, anda lebih baik menggunakan bateri NiCad. Jadi, jika anda sedang mencari bateri yang boleh dipercayai dan tahan lama, anda mungkin mahu mencari di tempat lain.

Adakah boleh membiarkan bateri NiMH dicas sepenuhnya?

Ya, tidak mengapa untuk membiarkan bateri NiMH dicas sepenuhnya! Malah, anda boleh menyimpannya selama-lamanya dan mereka masih mempunyai banyak jus apabila anda bersedia untuk menggunakannya. Tidak perlu risau tentang mereka kehilangan caj mereka dari semasa ke semasa. Selain itu, jika anda mendapati bahawa ia agak rendah, hanya berikan mereka beberapa kitaran cas/pelepasan dan ia akan menjadi baik seperti baharu. Jadi teruskan dan biarkan bateri NiMH tersebut dicas sepenuhnya – mereka tidak akan keberatan!

Berapa tahun bateri NiMH boleh bertahan?

Bateri NiMH boleh bertahan sehingga 5 tahun, tetapi semuanya bergantung pada cara anda menyimpannya. Simpan di tempat yang kering dengan kelembapan rendah, tiada gas menghakis, dan pada julat suhu -20°C hingga +45°C. Jika anda menyimpannya di tempat yang mempunyai kelembapan tinggi atau suhu di bawah -20°C atau melebihi +45°C, anda mungkin mengalami karat dan kebocoran bateri. Jadi, jika anda mahu bateri NiMH anda tahan lama, pastikan anda menyimpannya di tempat yang betul! Selain itu, jika anda mahu ia bertahan lebih lama, caj ia sekurang-kurangnya sekali setahun untuk mengelakkan kebocoran dan kemerosotan. Jadi, jika anda menjaga bateri NiMH anda dengan baik, ia boleh bertahan sehingga 5 tahun.

Kesimpulan

Bateri NiMH ialah cara terbaik untuk menjana kuasa elektronik anda dan menjadi semakin popular. Ia boleh dipercayai, tahan lama dan mesra alam, jadi anda boleh berasa seronok menggunakannya. Selain itu, ia mudah dicari dan agak murah. Jadi, jika anda sedang mencari bateri baharu untuk peranti anda, NiMH ialah pilihan yang bagus. Ingatlah untuk menggunakan pengecas yang betul, dan jangan lupa sebut “NiMH” dengan senyuman – ia pasti menjadikan hari anda lebih cerah!

Hai, saya Kim, seorang ibu dan peminat gerakan henti dengan latar belakang dalam penciptaan media dan pembangunan web. Saya mempunyai minat yang besar untuk melukis dan animasi, dan kini saya menyelam terlebih dahulu ke dunia gerakan henti. Dengan blog saya, saya berkongsi pembelajaran saya dengan anda semua.