Сферы применения никель металлгидрических аккумуляторов

В сферах, где требуется долгое хранение электрического заряда, популярны никель-металлгидридные батареи. Популярность аккумулятора растет из-за высокой энергетической плотности, экологичности сырья, что упрощает утилизацию.

Ni Mh аккумуляторы – описание, история создания, особенности работы

Никель-металлогридные аккумуляторы представляют собой источник тока, только химического типа, где оксид никеля – катод, водородный металлогидридный электрод – анод. Производить аккумуляторы начали в середине 20 века.

Разработка металлгидридных аккумуляторов направлялась на преодоление недостатков, которые были у никель-кадмиевых аккумуляторах. Были разработаны метал и сплавы, которые работают при минимальном водородном давлении при комнатной температуре. Первый аккумулятор с металлогидридными сплавами работал нестабильно.

Промышленное применение началось после изобретения сплава, который позволил электрохимически обратимо абсорбировать водород более чем на 100 циклов.

В 2020 году совершенствуются сплавы и металл для изготовления. Применение никелевых сплавов с редкоземельными металлами создают до 2000 циклов заряд-разряд.

nimh аккумулятор применяется для питания электроники, которая работает в автономном режиме. На рынке предоставлены батареи двух основных групп по емкости:

1. 1500 — 3000 м А/ч
2. 300-1000 м А/ч

Для первой группы характерно использование в устройствах, которые расходуют много энергии в короткий период. В этом варианте нет предварительного хранения батареек. Это фотоаппараты, плееры, гаджеты, где энергия очень быстро расходуется за короткое время.

Вторая группа используется в устройствах, где энергия расходуется после временного интервала. Это игрушки, рации, навигаторы, устройства, которые определенное время находятся в автономном режиме.

Характеристики Ni Mh

Характеристика батарей зависит от обработки сплава отрицательного электрода, состава и структуры. Металл для сплава рекомендовано производителям подбирать с особой тщательностью.

Типоразмеры Ni Mh аккумуляторов

Все батареи подразделяются на виды:

• пальчиковые, емкостью около 3000 м А/ч (А А);

Тип аккумулятора ni mh

• мизинчиковые, емкостью до 1000 м А/ч ( А А А);

Аккумуляторная батарея ni mh

• средние, емкостью до 6000 м А/ч (С), по сравнению с пальчиковыми имеют большой размер;
• большие, с емкостью до 11500 м А/ч (D).

Крупные компании Duracell, Panasonic, Energize выпускают металлогидридные источники питания типоразмеров А А и А А А.

В таблице сравниваются напряжение, саморазряд, энергоемкость, период работы батареек потребительского сегмента. Типоразмеры А А и А А А работают в портативных устройствах. При незначительном отличии вольтажа состояние разряда наступает при 1В. Такая широта допустима из-за того, что портативные устройства имеют гибкость в диапазоне напряжений.

Главное – использовать только однотипные элементы.

Высокий показатель саморазряда вызывает недовольство потребителей. Если устройством с NI МН не пользоваться несколько недель, оно разрядится. Перед каждым использованием заряжать батарею не очень удобно, при том, что те же фонари используют как резервное освещение. Преимущество щелочной батареи со сроком 10 лет неоспоримо. В аккумуляторе от Панасоник под маркой Enellop саморазряд ниже. Батарея может дольше в 6 раз хранить заряд, чем обычная NI MH. Но у этой батареи уменьшенная удельная энергоемкость

По форме батареи могут быть цилиндрические и призматические, имеющие электроды в виде лемелей. Используются в портативной электронике, плеерах. Призматические используются в крупных сборках тяговых электродов. Типоразмеры не связаны с электрическими характеристиками.

Правила эксплуатации

Срок службы батареи ni mh определяют условия эксплуатации. Число разрядно-зарядных циклов уменьшается с увеличением глубины и скорости заряда. Аккумуляторы обеспечивают до 1000 разрядно-зарядных циклов с глубиной заряда 80%. Имеют срок службы до 5 лет.

При хранении батареи происходит саморазряд. Через месяц аккумулятор теряет до 30% емкости, в дальнейшем хранении потери уменьшаются до 5%. Чем выше температура, тем быстрее происходит саморазряд. Контроль температурного режима хранения, отсутствие переразрядов, коротких замыканий продлят срок службы акб ni mh.

Быстрый заряд аккумулятора 1 час. Применяется для питания ноутбуков, телефонов, электрических инструментов. Ускоренный заряд происходит за 5 часов. Рекомендуется также трехступенчатый способ заряда: первый этап быстрого заряда (1С и выше), заряд со скоростью 0,1С в течение 0,5-1 ч для заключительной подзарядки, и заряд со скоростью 0,05-0,02С в качестве компенсационного подзаряда.

Для Ni-MH аккумуляторов не рекомендуется заряд при постоянном напряжении, из-за теплового выхода из строя аккумуляторов. Это связано с тем, что в конце заряда происходит повышение тока, который пропорционален разности между напряжением электропитания и напряжением аккумулятора, а напряжение батареи в конце заряда понижается из-за повышения температуры.

Хранить аккумуляторы рекомендуют только в прохладном и сухом месте. При более высокой температуре NI MH разряжается. Батарея хранится в любом состоянии, но не в полном разряде или заряде. Оптимальный вариант заряда 50 %. Каждые 3 месяца рекомендуют проводить дозаряд, разряд и опять заряд до 60 % емкости. Хранение до пяти лет. После этого срока батарею полностью разряжают, потом заряжают и используют в обычном режиме.

Никель- металлогидридные аккумуляторы или ионные, что лучше

Работа аккумулятора оптимальна, если он соответствует требованиям эксплуатации. По запросам потребителей нельзя сказать, что аккумуляторы дотягивают до их требований. Правильно хранить электричество до конца не научились. Никель-металлогидридные аккумуляторы по сравнению с ионными имеют меньший срок службы и сроки хранения заряда до начала работы. Хотя обладают высокой экологичностью.

Батарея этого вида практична, долговечна. Разница в быстрой зарядке. Металлогидридные заряжаются за 1 час, а ионные за 2 часа.

Зарядка никель-металлогидридного аккумулятора.

Пониженный порог энергоемкости – преимущество металлогидридных батарей перед ионными.

Ионные аккумуляторы с минимальным весом и максимальной емкостью заслужили уважение среди потребителей. Но стоимость батареи высокая, если учитывать срок службы и непереносимость холода. Зато «эффект памяти», что нельзя сказать о металлогидридных аккумуляторах. Сложность технологии изготовления ионных аккумуляторов в стабилизации их из-за высокой пожароопасности и взрывной способности. На 2020 год ионные аккумуляторы достаточно безопасны для эксплуатации в авиации, гаджетах. Для каждого аккумулятора своя сфера применения.

Преимущества и недостатки аккумуляторов

Основными недостатками никель гидридных аккумуляторов являются:

• срок службы, после 300 циклов, емкость снижается:
• способность к возгоранию;
• во время зарядки выделяется тепло. Возникает необходимость в использовании реле или предохранителях;
• из-за реакции водорода с оксидно-никелевым электродом повышается саморазряд.

Преимущества никель металл гидридных аккумуляторов:

• экологичность, в состав входит меньше вредных веществ, чем в других батареях;
• увеличенная емкость;
• отсутствие «эффекта памяти», нет необходимости полностью разряжать и заряжать, как старые образцы.

После появления на рынке никель металл гидридных аккумуляторов, многие страны вытеснили производство и использование кадмиевых батарей. Хотя по своим возможностям к совершенствованию металлогидридные аккумуляторы вычерпали себя, все, что можно было изменили, лимит улучшений закончен. Перспектива в литиевых аккумуляторах. Перед покупкой аккумулятора рекомендовано определиться с емкостью. Чем выше емкость, тем выше саморазряд.

Практически выгодно использовать никель магниевые аккумуляторы высокой емкости (до 3000 м А/ч) в тех устройствах, где идет большое потребление энергии за короткое время без предварительного хранения. С низкой емкостью (до 1000 мА/ч) рекомендовано использовать аккумуляторы, когда в заряде после зарядки сразу нет необходимости, а через время; для периодического использования; в устройстве с умеренным потреблением для длительного пользования.