Что представляют собой никель-металлгидридные (Ni-MH) аккумуляторные батареи?

от generator-prosto. Нет комментариев

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.

Никель-металлгидридные аккумуляторы
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.

Ni-MH аккумуляторы

Стоимость никель-металлгидридных аккумуляторных батарей практически соответствует Ni-Cd, чего удалось добиться благодаря стимулирующим экономическим мерам и наращиваю объёмов производства.

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.
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.

Популярные статьи:
Холодильник работающий на газу... Холодильники уже достаточно давно стали обязательным устройством в любом доме. Благодаря удобству холодильника, который работает от газа, такими устро...
Критерии выбора электрогенератора для дачи... Желание создать комфортные условия даже в небольшом дачном домике заставляет задуматься над приобретением мини электростанции. Ведь большинство таких ...
Как правильно пользоваться печью булерьян?... На современном этапе развития общества очень остро стоит вопрос отопления помещений. С года в год — это подобное удовольствие становится все более дор...
Обзор лучших станций управления насосом... Чтобы система водоснабжения работала в нормальном режиме она комплектуется специальным оборудованием. К нему относится и станция управления насосным о...


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *