НиМХ батерије: шта су оне?

би ким Ажурирано: Јула КСНУМКС, КСНУМКС

Шта су НиМХ батерије? Никл-метал хидридне батерије су врста пуњивих батерија. Користе се у много различитих уређаја, од аутомобила до играчака Смартпхонес.

Имају много предности у односу на друге врсте батерија и због тога су прилично популарне. Али шта су они заправо?

Историја НиМХ батерија

Изум

Далеке 1967. године, неке светле варнице у Истраживачком центру Баттел-Женева изазвале су мождани талас и измислиле су НиМХ батерију. Заснован је на мешавини синтерованих Ти2Ни+ТиНи+к легура и НиООХ електрода. Даимлер-Бенз и Волксваген АГ су се укључили и спонзорисали развој батерије у наредне две деценије.

Тхе Импровемент

Током 70-их година, никл-водоник батерија је комерцијализована за сателитске апликације, и то је изазвало интересовање за хидридну технологију као алтернативу гломазном складиштењу водоника. Пхилипс Лабораториес и француски ЦНРС развили су нове високоенергетске хибридне легуре које садрже ретке земне метале за негативну електроду. Али ове легуре нису биле стабилне у алкалном електролиту, тако да нису биле погодне за потрошачку употребу.

Тхе Бреактхроугх

Године 1987. Вилемс и Бушов су направили пробој са својим дизајном батерија, који је користио мешавину Ла0.8Нд0.2Ни2.5Цо2.4Си0.1. Ова батерија је задржала 84% свог капацитета пуњења након 4000 циклуса пуњења-пражњења. Убрзо су развијене економски исплативије легуре које користе мишметал уместо лантана.

Тхе Цонсумер Граде

Године 1989. постале су доступне прве НиМХ ћелије за потрошаче, а 1998. године, Овониц Баттери Цо. је побољшао структуру и састав легуре Ти-Ни и патентирао њихове иновације. До 2008. године, преко два милиона хибридних аутомобила широм света је произведено са НиМХ батеријама.

Популарност

У Европској унији, НиМХ батерије замениле су Ни-Цд батерије за преносиву потрошачку употребу. У Јапану 2010. 22% продатих преносивих пуњивих батерија биле су НиМХ, ау Швајцарској 2009. године еквивалентна статистика је била око 60%. Али овај проценат је временом опао због повећања производње литијум-јонских батерија.

Будућност

БАСФ је 2015. произвео модификовану микроструктуру која је НиМХ батерије учинила издржљивијим, омогућавајући промене у дизајну ћелија које су уштеделе значајну тежину и повећале специфичну енергију на 140 ват-часова по килограму. Дакле, будућност НиМХ батерија изгледа светла!

Хемија иза никл-метал хидридних батерија

Шта је електрохемија?

Електрохемија је проучавање односа између електрицитета и хемијских реакција. То је наука која стоји иза батерија, и то је начин на који никл-метал хидридне (НиМХ) батерије функционишу.

Реакције унутар НиМХ батерије

НиМХ батерије се састоје од две електроде, позитивне и негативне. Реакције које се дешавају унутар батерије су оно што је чини да ради. Ево шта се дешава:

• На негативној електроди, вода и метал се комбинују са електроном и формирају ОХ- и метални хидрид.
• На позитивној електроди, никл оксихидроксид се формира када се никл хидроксид и ОХ- комбинују са електроном.
• Током пуњења, реакције се крећу с лева на десно. Током пражњења, реакције се крећу с десна на лево.

Компоненте НиМХ батерије

Негативна електрода НиМХ батерије је направљена од интерметалног једињења. Најчешћи тип је АБ5, који је мешавина реткоземних елемената као што су лантан, цериј, неодимијум и празеодимијум, у комбинацији са никлом, кобалтом, манганом или алуминијумом.

Неке НиМХ батерије користе материјале негативних електрода већег капацитета на бази АБ2 једињења, која су титанијум или ванадијум у комбинацији са цирконијумом или никлом, и модификовани хромом, кобалтом, гвожђем или манганом.

Електролит у НиМХ батерији је обично калијум хидроксид, а позитивна електрода је никл хидроксид. Негативна електрода је водоник у облику интерстицијалног металног хидрида. За одвајање се користи неткани полиолефин.

Дакле, ево га! Сада знате хемију која стоји иза НиМХ батерија.

Шта је биполарна батерија?

Шта биполарне батерије чини јединственим?

Биполарне батерије се мало разликују од стандардних батерија. Они користе чврсти полимерни мембрански гел сепаратор, који помаже у спречавању кратких спојева у системима течног електролита. Ово их чини одличним избором за електрична возила, јер могу да складиште много енергије и да је чувају безбедно.

Зашто би требало да бринем о биполарним батеријама?

Ако тражите батерију која може да складишти много енергије и да је чува, онда би биполарна батерија могла бити прави избор за вас. Они постају све популарнији за електрична возила, тако да ако сте на тржишту за једно, свакако бисте требали размислити о биполарној батерији. Ево зашто:

• Они су дизајнирани да спрече кратке спојеве у системима течног електролита.
• Могу да складиште много енергије, што их чини идеалним за електрична возила.
• Они постају све популарнији, тако да можете бити сигурни да добијате квалитетан производ.

Безбедно пуњење НиМХ батерија

Брзо пуњење

Када сте у журби и морате да напуните НиМХ ћелије, најбоље је да користите паметну батерију пуњач да бисте избегли прекомерно пуњење, које може оштетити ћелије. Ево неколико савета које треба имати на уму:

• Користите фиксну ниску струју, са или без тајмера.
• Не пуните дуже од 10-20 сати.
• Користите проточно пуњење на Ц/300 ако желите да своје ћелије одржите у потпуно напуњеном стању.
• Користите приступ нижег радног циклуса да бисте надокнадили природно самопражњење.

ΔВ метода пуњења

Да би се спречило оштећење ћелије, брзи пуњачи морају прекинути циклус пуњења пре него што дође до прекомерног пуњења. Ево како да то урадите:

• Пратите промену напона током времена и зауставите се када је батерија потпуно напуњена.
• Пратите промену напона у односу на време и зауставите се када постане нула.
• Користите коло за пуњење константне струје.
• Прекините пуњење када напон падне 5-10 мВ по ћелији од вршног напона.

ΔТ начин пуњења

Овај метод користи температурни сензор да открије када је батерија пуна. Ево шта треба да урадите:

• Користите коло за пуњење константне струје.
• Пратите брзину повећања температуре и зауставите се када достигне 1 °Ц у минути.
• Користите апсолутну температуру на 60 °Ц.
• Пратите почетно брзо пуњење са периодом пуњења.

Савети за безбедност

Да бисте заштитили своје ћелије, ево неколико ствари које треба имати на уму:

• Користите осигурач који се може ресетовати у серији са ћелијом, посебно типа биметалне траке.
• Модерне НиМХ ћелије садрже катализаторе за руковање гасовима произведеним прекомерним пуњењем.
• Не користите струју пуњења већу од 0.1 Ц.

Шта је пражњење у пуњивим батеријама?

Шта је пражњење?

Пражњење је процес пуњиве батерије која ослобађа енергију. Када се батерија испразни, она ослобађа у просеку 1.25 волти по ћелији, која затим опада на око 1.0-1.1 волти по ћелији.

Какав је утицај пражњења?

Пражњење може имати неколико различитих утицаја на пуњиву батерију. Ево неких од најчешћих:

• Потпуно пражњење вишећелијских пакета може изазвати обрнути поларитет у једној или више ћелија, што их може трајно оштетити.
• Искључци на ниском напонском прагу могу да изазову неповратна оштећења када ћелије варирају у температури.
• Брзина самопражњења увелико варира у зависности од температуре, при чему нижа температура складиштења доводи до споријег пражњења и дужег века трајања батерије.

Како побољшати самопражњење?

Постоји неколико начина да побољшате самопражњење у пуњивим батеријама:

• Користите сулфонирани сепаратор да уклоните једињења која садрже Н.
• Користите ПП сепаратор са калемљеним акрилном киселином да смањите формирање остатака Ал- и Мн у сепаратору.
• Уклоните Цо и Мн у А2Б7 МХ легури да бисте смањили стварање крхотина у сепаратору.
• Повећајте количину електролита да бисте смањили дифузију водоника у електролиту.
• Уклоните компоненте које садрже Цу да бисте смањили микро-кратки спој.
• Користите ПТФЕ премаз на позитивној електроди за сузбијање корозије.

Поређење НиМХ батерија са другим типовима

НиМХ ћелије у односу на примарне батерије

НиМХ ћелије су најбољи избор за уређаје са високим трошењем, попут дигиталних камере, јер трају примарне батерије попут алкалних. Ево зашто:

• НиМХ ћелије имају мањи унутрашњи отпор, што значи да могу да поднесу веће захтеве струје без губитка капацитета.
• Алкалне батерије величине АА нуде капацитет од 2600 мАх при ниској потрошњи струје (25 мА), али капацитет од само 1300 мАх са оптерећењем од 500 мА.
• НиМХ ћелије могу да испоруче ове тренутне нивое без губитка капацитета.

НиМХ ћелије у односу на литијум-јонске батерије

Литијум-јонске батерије имају већу специфичну енергију од НиМХ батерија, али су много скупље. Осим тога, производе већи напон (3.2–3.7 В номинално), тако да су вам потребна кола за смањење напона ако желите да их користите као замјену за алкалне батерије.

Удео на тржишту НиМХ батерија

Од 2005. године, НиМХ батерије су биле само 3% тржишта батерија. Али ако тражите батерију која ће трајати, они су прави избор!

Снага НиМХ батерија

Ни-МХ батерије велике снаге

НиМХ батерије су прави избор ако тражите поуздан и моћан извор енергије. Обично се користе у АА батеријама и имају номинални капацитет пуњења од 1.1-2.8 Ах на 1.2 В. Плус, могу да раде на многим уређајима дизајнираним за 1.5 В.

НиМХ батерије у електричним и хибридно-електричним возилима

НиМХ батерије се годинама користе у електричним и хибридно-електричним возилима. Можете их пронаћи у Генерал Моторс ЕВ1, Тоиота РАВ4 ЕВ, Хонда ЕВ Плус, Форд Рангер ЕВ, Вецтрик скутеру, Тоиоти Приус, Хонда Инсигхт, Форд Есцапе Хибрид, Цхевролет Малибу Хибрид и Хонда Цивиц Хибрид.

Проналазак НиМХ батерије

Станфорд Р. Овшински је изумео и патентирао популарно побољшање НиМХ батерије и основао компанију Овониц Баттери 1982. Генерал Моторс је купио Овоницсов патент 1994. и до касних 1990-их, НиМХ батерије су се успешно користиле у многим потпуно електричним возилима.

Оптерећење патентом НиМХ батерија

У октобру 2000. патент је продат Текацо-у, а недељу дана касније Текацо је купио Цхеврон. Цхеврон-ова подружница Цобасис испоручује ове батерије само за велике ОЕМ поруџбине. Ово је створило патентно оптерећење за велике аутомобилске НиМХ батерије.

Дакле, ако тражите поуздан и моћан извор енергије, НиМХ батерије су прави избор. Користе се у електричним и хибридно-електричним возилима годинама, и још увек су јаки. Осим тога, проналаском НиМХ батерије, можете бити сигурни да добијате производ најбољег квалитета. Па шта чекате? Набавите своје НиМХ батерије већ данас!

Шта су никл-кадмијум (НиЦАД) батерије?

Прву НиЦад батерију на свету изумео је шведски научник далеке 1899. године и од тада је било много побољшања. Дакле, од чега су направљене ове батерије?

komponente

НиЦАД батерије се састоје од:

• Плоча позитивне електроде никл(ИИИ) оксид-хидроксид
• Кадмијум негативна електродна плоча
• А сепаратор
• Електролит калијум хидроксида

vi користите

НиЦАД батерије се користе у широком спектру производа, као што су:

• играчке
• Хитне осветљење
• Медицинска опрема
• Комерцијални и индустријски производи
• Електрични бријачи
• Двосмерни радио
• Електричне алате

Предности

НиЦАД батерије имају много предности, као што су:

• Брзо се пуне и лако се пуне
• Лако их је чувати и слати
• Могу да поднесу велики број оптужби
• Али, они садрже токсичне метале који могу бити штетни по животну средину

Дакле, ето га, НиЦАД батерије су одличан начин да напајате своје уређаје и ствари, али само се побрините да их правилно одложите када завршите!

Све што треба да знате о НиМХ батеријама

НиМХ батерије су нова деца у блоку, развијене су касних 1960-их и усавршене касних 1980-их. Али шта су они и зашто би вас било брига? Хајде да погледамо!

Шта је у НиМХ батерији?

НиМХ батерије се састоје од четири главне компоненте:

• Плоча позитивне електроде од никл хидроксида
• Плоча негативне електроде са јоном водоника
• А сепаратор
• Алкални електролит попут калијум хидроксида

Где се користе НиМХ батерије?

НиМХ батерије се користе у разним производима, од аутомобилских батерија до медицинских инструмената, пејџера, мобилних телефона, камкордера, дигиталних фотоапарата, електричних четкица за зубе и још много тога.

Које су предности НиМХ батерија?

НиМХ батерије долазе са мноштвом погодности:

• Велики капацитет у поређењу са другим пуњивим батеријама
• Отпоран на прекомерно пуњење и прекомерно пражњење
• Еколошки прихватљив: нема опасних хемикалија као што су кадмијум, жива или олово
• Изненадно искључите струју уместо да полако цури

Дакле, ако тражите поуздану, еколошки прихватљиву батерију, НиМХ је прави начин!

Литијумске и НиМХ батерије: у чему је разлика?

Које су најбоље апликације за НиМХ батерије?

Да ли тражите батерију која неће покварити банку? НиМХ батерије су прави начин! Ови пакети су савршени за апликације које не захтевају супер високу густину енергије, као што су мобилни телефони, медицински уређаји и електрична возила. Осим тога, не морате да бринете о потенцијалним опасностима повезаним са литијумским производима.

Да ли се НиМХ батерије не самопразне и да ли су склоне ефекту памћења?

НиМХ батерије постоје од раних 1970-их и имају добру сигурност и поузданост. Иако им није потребан сложен систем за управљање батеријама (БМС) као што је потребно литијумским батеријама, и даље можете набавити БМС за свој НиМХ пакет који ће му помоћи да дуже траје и комуницира са вашим уређајем. И не брините, НиМХ батерије се не самопразне нити пате од меморијског ефекта.

Да ли ће НиМХ батерије трајати колико и литијумска батерија?

НиМХ батерије имају добар радни век, али не трају тако дуго као литијумске батерије. Међутим, они су и даље одлична опција ако тражите исплативо решење.

Да ли кућиште за НиМХ прилагођену батерију треба вентилацију слично литијумској хемији?

Не, НиМХ батеријама није потребно одзрачивање као литијумска хемија.

Да ли ми је заиста потребан БМС за НиМХ батерију?

Не, не треба вам БМС за вашу НиМХ батерију, али може бити од помоћи. БМС може помоћи да батерија дуже траје и да комуницира са вашим уређајем.

Која је разлика између НиМХ у односу на литијум у укупној цени и величини батерије?

Када је реч о цени и величини, НиМХ батерије су прави избор! Они су исплативији за дизајн и производњу и не захтевају сложени БМС као што то раде литијумске батерије. Осим тога, не заузимају толико простора као литијумске батерије, тако да можете да их поставите више у исту област.

Разлике

Нимх батерије вс алкалне

Када је у питању НиМХ у односу на алкалну, то заиста зависи од ваших потреба. Ако тражите брз и поуздан извор напајања, онда су пуњиве НиМХ батерије прави избор. Они могу трајати до 5-10 година, тако да ћете дугорочно уштедети тону новца. С друге стране, ако вам је потребна батерија за уређај са малим потрошњом који ће трајати неколико месеци, онда су алкалне батерије за једнократну употребу прави начин. Краткорочно су јефтинији и практичнији. Дакле, када је у питању НиМХ у односу на алкални, то заиста зависи од ваших потреба и буџета.

FAQ

Да ли је НиМХ батеријама потребан посебан пуњач?

Да, НиМХ батеријама је потребан посебан пуњач! Пуњење НиМХ ћелија је мало сложеније од НиЦд ћелија, пошто су врх напона и накнадни пад који сигнализира потпуно пуњење много мањи. Ако их пуните НиЦд пуњачем, ризикујете од прекомерног пуњења и оштећења ћелије, што може довести до смањења капацитета и краћег животног века. Дакле, ако желите да ваше НиМХ батерије трају, уверите се да користите прави пуњач за посао!

Шта је недостатак коришћења ових НиМХ батерија?

Коришћење НиМХ батерија може бити мало напорно. Они имају тенденцију да изненада прекину струју када им понестане сока, уместо да полако нестају. Осим тога, брзо се самопражњене. Дакле, ако га оставите у фиоци неколико месеци, мораћете да га напуните пре него што га поново употребите. А ако су вам потребна велика снага или импулсна оптерећења, као на ГСМ дигиталним мобилним телефонима, преносивим примопредајницима или електричним алатима, боље вам је са НиЦад батеријом. Дакле, ако тражите батерију која је поуздана и дуготрајна, можда бисте желели да потражите негде другде.

Да ли је у реду оставити НиМХ батерије потпуно напуњене?

Да, сасвим је у реду оставити НиМХ батерије потпуно напуњене! У ствари, можете их чувати на неодређено време и они ће и даље имати довољно сока када будете спремни да их користите. Нема потребе да бринете да ће временом изгубити набој. Осим тога, ако откријете да су мало ниски, само им дајте неколико циклуса пуњења/пражњења и биће као нови. Зато само напред и оставите те НиМХ батерије потпуно напуњене – неће им сметати!

Колико година могу трајати НиМХ батерије?

НиМХ батерије могу да трају и до 5 година, али све зависи од тога како их чувате. Чувати их на сувом месту са ниском влажношћу, без корозивних гасова и на температурном опсегу од -20°Ц до +45°Ц. Ако их чувате на месту са високом влажношћу или температурама испод -20°Ц или изнад +45°Ц, можете завршити са рђом и цурењем батерије. Дакле, ако желите да ваше НиМХ батерије трају, побрините се да их складиштите на правом месту! Осим тога, ако желите да трају још дуже, пуните их најмање једном годишње како бисте спречили цурење и пропадање. Дакле, ако добро водите рачуна о својим НиМХ батеријама, оне вам могу трајати до 5 година.

Zakljucak

НиМХ батерије су одличан начин за напајање ваше електронике и постају све популарније. Поуздани су, дуготрајни и еколошки прихватљиви, тако да се можете осећати добро када их користите. Осим тога, лако их је пронаћи и релативно су јефтини. Дакле, ако тражите нову батерију за свој уређај, НиМХ је одличан избор. Само запамтите да користите прави пуњач и не заборавите да кажете „НиМХ“ са осмехом – сигурно ће вам улепшати дан!

Здраво, ја сам Ким, мама и заљубљеник у стоп-мотион са искуством у креирању медија и развоју веба. Имам огромну страст за цртање и анимацију, а сада зарањам главом у свет стоп-моутион-а. Са својим блогом, делим своја сазнања са вама.