Что представляют собой никель─металлгидридные (Ni─MH) аккумуляторные батареи?
К нам приходили вопросы от читателей с просьбой коротко объяснить устройство никель─металлгидридных аккумуляторных батарей, а также их основные плюсы и минусы. Поэтому сегодня предлагаем вашему вниманию статью, в которой максимально сжато рассказывается об этом типе аккумуляторов. Никель─металлгидридные аккумуляторные батареи начали создавать в 1970 году. Перед этим был получен способ накапливания водорода в никель─водородных аккумуляторах. Никель─водородные батареи применяются лишь в космической отрасли, а никель─металлгидридные получили довольно широкое распространение в сфере бытовой электроники.
Содержание статьи
Основные особенности никель─металлгидридных аккумуляторных батарей
Первые образцы этих аккумуляторных батарей с металлгидридными сплавами работали крайне нестабильно. Разработчикам не удавалось добиться стабильности параметров и необходимой ёмкости аккумулятора. Разработка затянулась до 1980 годов, пока не были получены металлогидридные сплавы нового состава. В результаты были получены Ni-MH аккумуляторы, которые в дальнейшем совершенствовались в сторону увеличения энергетической плотности.
Основным отличием от кадмиевого типа аккумуляторов стало использование в производстве Ni─MH батарей нетоксичных материалов. Кроме того, эти аккумуляторы имели энергетическую плотность на 40 процентов больше, чем у Ni─Cd. Была заложена возможность дальнейшего увеличения энергетической плотности, но при этом могли возникнуть отрицательные побочные эффекты. Вместе с тем никель─металлгидридные аккумуляторные батареи унаследовали от никель─кадмиевых моделей существенный саморазряд.
Для сравнения, никель─кадмиевые аккумуляторы в первые сутки после заряда теряют примерно 10 процентов от ёмкости. Далее потеря ёмкости составляет 10 процентов в месяц. У Ni─MH аккумуляторных батарей этот показатель в полтора раза больше. Для уменьшения саморазряда производители используют легирование металлгидридных материалов для снижения коррозии сплава и улучшения водородных связей. Но это даёт побочный эффект в виде снижения энергетической плотности батареи.
В процессе заряда никель-металлгидридных аккумуляторов на электродах протекают следующие реакции:
- Ni(OH)2 + OH— ⇒ NiOOH + H2O + e— (положительный электрод);
- (M + H2) + e— ⇒ MHпогл + OH— (отрицательный электрод).
M ─ это металлгидридный сплав, который поглощает водород. MHпогл ─ объём поглощённого водорода. В процессе разряда реакции идут в обратном направлении. В роли сплава, поглощающего водород, могут выступать марганцево─цинковые, никель─железные, лантано─никелевые, марганцево─никелевые составы.
После выхода на рынок никель─металлгидридные аккумуляторные батареи потеснили аккумуляторы Ni─Cd в сфере различных цифровых устройств. Многие развитые страны поддержали процесс внедрения таких аккумуляторов законодательно, запретив на своей территории производство кадмиевых батарей. При этом специалисты в этой области говорят, что энергетическая ёмкость и качество Ni─MH аккумуляторов практически исчерпали свой лимит для совершенствования. Так, что на перспективу рассматриваются литиевые АКБ.
Стоимость никель─металлгидридных аккумуляторных батарей практически соответствует Ni─Cd, чего удалось добиться благодаря стимулирующим экономическим мерам и наращиваю объёмов производства.
Вернуться к содержанию
Преимущества и недостатки Ni-MH аккумуляторов
Плюсы
- «Эффект памяти» значительно менее выражен, чем у Ni-Cd аккумуляторных батарей;
- Не используются вредные компоненты и легко утилизируются;
- Ёмкость увеличилась на 30 процентов по сравнению с кадмиевыми;
- Легко переносят хранение и транспортировку.
Минусы
- Ограниченное значение тока разряда. Их можно разряжать высокими токами, но в этом случае уменьшается срок эксплуатации. Оптимальный режим разряда для никель─металлгидридных аккумуляторных батарей наблюдается при значениях тока 0,2─0,5 от номинальной ёмкости;
- Несмотря на слабый эффект памяти эти аккумуляторы периодически требуют проведения контрольно тренировочных циклов, чтобы не происходила кристаллизация;
- Существенное уменьшение ёмкости наблюдается уже после 300 циклов заряда и разряда;
- Нормальное хранение Ni─MH аккумуляторов обеспечивается в прохладном месте с уровнем заряженности около 40%;
- Цена никель─металлгидридных аккумуляторов примерно на 20% выше кадмиевых;
- В процессе зарядки требуется использовать довольно сложный алгоритм для ограничения тепловыделения.
В заключение можно сказать, что все плюсы и минусы никель─металлгидридных аккумуляторных батарей рассматривались в сравнении с Ni─Cd. Это неудивительно, поскольку металлогидридные батареи выпускались в качестве замены кадмиевым. Но они так и не смогли полностью заменить Ni─Cd, хотя и заняли существенное место на рынке.
Вернуться к содержанию
Опрос
Загрузка ...
Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в комментариях.
Вернуться к содержанию
(голосов: 3, в среднем: 5,00 из 5)
Загрузка...
Я приобрел электробритву Philips AT610 со встроенным NiMh аккумулятором который стал терять емкость уже через 3 месяца ежедневного пользования !!! Как пишут в инструкции после 10 часового заряда бритва может автономно работать 30 минут, а моя работает уже 25 минут !!! Не знаю что делать, а бритва совершенно новая и при том бритва-оригинал ! Посоветуйте пожалуйста что делать !
А там штатное зарядное устройство с предварительным разрядом? Если нет, надо взять именно такое. Иначе будет «эффект памяти».
ситуация такая.
акумы одинаковые, nimh, 1800 mah ,,aa,, в втч емкость получается примерно 2,5 втч.
,зарядки тож одинаковые, модель, внешность, одинаковая, но разных годов изготовления, усб, двухслотовые, независимые слоты, простые, индикация светодиодом ,,светит-заряд,, ,,несветит-окончено,, окончание заряда по таймеру, таймер и токи фиксированые.
т.к. зарядки усб, тест проводился с усб тестером на входе в зу. по 1 акуму.
зу1. 2021 гв. по усбтест, 5в, 170ма, 5ч, вошло ~4 втч.
зу2. 2022 гв. по усбтест, 5в, 170ма, 9,5ч, вошло ~8 втч.
нагревов особых нет.
с учетом всяких потерь самих зу, то по вошедшей емкости правильней получается зу1 на 5ч, 4втч ближе к 2,5 втч чем 8втч у зу2 9,5ч.
мож кто прояснит ситуацию?
с этими nimh мутора всеже, норм если только там где один используется, ну иль действительно зу с предварительным доразрядом. а то там где неск последовательно, постоянно какието уже разрядились, какието нет, вот и накопительный эфект памяти, да и неполное использование емкости…