שונות

טכנולוגיית סוללות ניקל מתכת הידריד NiMH

טכנולוגיית סוללות ניקל מתכת הידריד NiMH


לאור החששות הסביבתיים מפני סוללות ותאי ניקל קדמיום, טכנולוגיית ניקל מטאל הידריד השתלטה עליה.

ניקל מתכת הידריד, סוללות NiMH ותאים הם בעלי ביצועים דומים מאוד - מאפייני מתח וטעינה דומים. ככאלה הם למעשה תחליף ישיר, אם כי ישנם כמה הבדלים כפי שניתן לדמיין.

לאור האישורים הסביבתיים הטובים בהרבה, סוללות NiMH הן הטכנולוגיה הנבחרת עבור הסוללות הרגילות הניתנות להחלפה: גדלי AAA, AA, C, D.

טכנולוגיית סוללות NiMH: יסודות

כיום נעשה שימוש נרחב בסוללות ותאי NiMH. יש להם מספר מאפייני הדגשה שאפשרו להשתמש בהם, אם כי יש להם כמה חסרונות:

  • השפעה על הסביבה: טכנולוגיית סוללות NiMH עקפה את זו של אחיה NiCd בגלל ההשפעה הסביבתית הנמוכה שלהם. השימוש בקדמיום מדאיג במיוחד, ולכן השימוש בו. באיחוד האירופי, האיחוד האירופי, חקיקה המכונה הוראת הסוללה חייבה את הפסקת השימוש בסוללות NiCd לשימוש נייד על ידי הצרכנים.

    בעוד שמסירים את השימוש בקדמיום רעיל מתאי ה- NiMH, הכרייה והעיבוד של המתכות האחרות המשמשות מהווים כמה איומים סביבתיים. למרבה המזל כאשר סוללות ה- NiMH מגיעות לסוף חייהן, ניתן להחזיר את רוב הניקל בקלות יחסית.

  • צפיפות אנרגיה ספציפית: לתאי NiMH ולסוללות יש אנרגיה ספציפית גבוהה יותר, כלומר כמות האנרגיה שניתן להכיל בתוך נפח משקל מסוים. זה יכול להיות בין 60 - 100 W / ק"ג לעומת 40 - 60 עבור NiCd.
  • מתח יציאה: פרמטר אחד משמח במיוחד הוא שהם מספקים מתח תא של 1.2 וולט הדומה מאוד לזה של NiCd, מה שהופך אותם לתחליף כמעט ישיר.
  • טְעִינָה: מטענים רבים של סוללות NiCd השתמשו בעלייה במתח המסוף כדי לזהות את סוף הטעינה. עלייה במתח זה לתאי NiMH היא קטנה מאוד, ותאי NiMH נרתעים מהעמסת יתר. יש לנקוט בזהירות בעת טעינת תאים וסוללות אלה.
  • פריקה עצמית: על החיסרון של תא NiMH הוא שיש לו פריקה גבוהה של פריקה עצמית. הם יכולים לאבד עד 3% מהחיוב בשבוע לאחסון.

טכנולוגיית תאי NiMH

תא ה- NiMH נושא קווי דמיון רבים לטכנולוגיית תאי ה- NiCd הישנה, ​​תוך שימוש במרכיבים דומים רבים. תא ה- NiMH מורכב משלושה אלמנטים עיקריים:

  • אלקטרודה חיובית: האלקטרודה החיובית של סוללת NiMH היא ניקל הידרוקסיד בעל הרכב זהה לזה של האלקטרודה החיובית בתא NiCd. האלקטרודה של תחמוצת הניקל - ההידרוקסיד רק מחליפה פרוטון בתגובת פריקת המטען, והתוצאה היא שינוי קטן מאוד בגודל, וכתוצאה מכך יציבות מכנית גבוהה, וזה בתורו חיי מחזור ארוכים יותר.
  • אלקטרוליט: האלקטרוליט בתא NiMH הוא תמיסה מימית של אשלגן הידרוקסיד, KOH, בעל מוליכות גבוהה מאוד. הפתרון אינו נכנס לתגובת תאי NiMH במידה משמעותית. נמצא שריכוז האלקטרוליטים נשאר כמעט קבוע לאורך מחזור הטעינה / הפריקה. זה חשוב מכיוון שריכוז האלקטרוליט הוא התורם העיקרי להתנגדות התא. המשמעות היא שביצועי התא נשארים כמעט זהים לאורך כל טווח הטעינה.
  • אלקטרודה שלילית: החומר הפעיל של האלקטרודה השלילית הוא למעשה מימן. עם זאת לא ניתן פיזית להשתמש במימן ישירות ולכן המימן מאוחסן בתא ה- NiMH כחומר מתכת המשמש גם כאלקטרודה השלילית. כעניין של עניין, הידרידים המתכתיים המשמשים בתאי NiMH יכולים להחזיק בדרך כלל בין 1% ל -2% מימן לפי משקל.

NiMH, טכנולוגיית סוללות ניקל מטאל הידריד השתלטה על NiCds. למרות שהם צפו במקור כפתרון ביניים, הם מצאו את הנישה שלהם בשימוש בסוללות הניתנות להחלפה כמו התאים הסטנדרטיים AAA, AA, C ו- D. סוללות לשימוש בציוד אלקטרוני לכל דבר, החל מסמארטפונים ועד אוזניות בלוטות ', מחשבים ניידים וכל מיני גאדג'טים אלקטרוניים אימצו את יישומי ליתיום יון, אריה ותאי NiMH אף פעם לא. ככזה טכנולוגיית NiMH משמשת למעשה רק לתאים ולסוללות הניתנים להחלפה.


צפו בסרטון: תיקון מטען לאופניים חשמליים - ניסים אלקטרוניקה (יָנוּאָר 2022).