Никель-металлогидридная батарея
Никель -металлогидридная батарея ( NiMH или Ni-MH ) представляет собой тип перезаряжаемой батареи . Химическая реакция на положительном электроде аналогична реакции никель-кадмиевого элемента (NiCd), причем в обоих используется гидроксид оксида никеля (NiOOH). Однако в отрицательных электродах вместо кадмия используется сплав , поглощающий водород . Батареи NiMH могут иметь в два-три раза большую емкость , чем батареи NiCd того же размера, со значительно более высокой плотностью энергии , хотя и намного меньшей, чем литий-ионные батареи . [6]
Обычно они используются в качестве замены неперезаряжаемым щелочным батареям аналогичной формы , поскольку они имеют немного более низкое, но в целом совместимое напряжение элемента и менее подвержены утечке и взрыву. [7] [8]
Работа над батареями NiMH началась в Исследовательском центре Battelle - Geneva после изобретения технологии в 1967 году. Она была основана на спеченных сплавах Ti 2 Ni+TiNi+x и электродах NiOOH. [ требуется разъяснение ] Разработка спонсировалась в течение почти двух десятилетий Daimler-Benz и Volkswagen AG в рамках Deutsche Automobilgesellschaft, теперь дочерней компании Daimler AG . Удельная энергия аккумуляторов достигала 50 Вт·ч/кг (180 кДж/кг), удельная мощность до 1000 Вт/кг и ресурс 500 циклов заряда (при 100% глубине разряда ). Патентзаявки поданы в странах Европы (приоритет: Швейцария), США и Японии. Патенты переданы Daimler-Benz. [9]
Интерес вырос в 1970-х годах с коммерциализацией никель-водородной батареи для спутниковых приложений. Гидридная технология обещала альтернативный, менее громоздкий способ хранения водорода. Исследования, проведенные Philips Laboratories и французской CNRS , позволили разработать новые высокоэнергетические гибридные сплавы, включающие редкоземельные металлы для отрицательного электрода. Однако они страдали нестабильностью сплава в щелочном электролите и, следовательно, недостаточным сроком службы. В 1987 году Виллемс и Бушоу продемонстрировали успешную батарею, основанную на этом подходе (с использованием смеси La 0,8 Nd 0,2 Ni 2,5 Co 2,4 Si0,1 ), который сохранил 84% своей зарядной емкости после 4000 циклов заряда-разряда. Вскоре были разработаны более экономически выгодные сплавы с использованием мишметалла вместо лантана . Современные NiMH элементы были основаны на этой конструкции. [10] Первые никель-металлгидридные аккумуляторы потребительского класса поступили в продажу в 1989 году. [11]
В 1998 году Ovonic Battery Co. улучшила структуру и состав сплава Ti-Ni и запатентовала свои инновации. [12]
В Европейском Союзе и в соответствии с его Директивой по батареям никель-металлгидридные батареи заменили никель-кадмиевые батареи для портативных бытовых приборов. [14]
- Положительный терминал
- Внешний металлический корпус (также минусовая клемма)
- Положительный электрод
- Отрицательный электрод с токосъемником (металлическая сетка, соединенная с металлическим кожухом)
- Сепаратор (между электродами)
