Никель-металлгидридные аккумуляторы

Никель-металлгидридные аккумуляторы

Исследования в области технологии изготовления NiMH аккумуляторов начались в семидесятые годы и были предприняты как попытка преодоления недостатков никель-кадмиевых аккумуляторов. Однако применяемые в то время металл-гидридные соединения были нестабильны и требуемые характеристики не были достигнуты. В результате разработка NiMH аккумуляторов замедлилась. Новые металл-гидридные соединения, достаточно устойчивые для применения в аккумуляторах, были разработаны в 1980. Начиная с конца восьмидесятых годов, NiMH аккумуляторы постоянно улучшались, главным образом по плотности запасаемой энергии.

Их разработчики отмечали, что для NiMH технологии имеется потенциальная возможность достижения еще более высоких плотностей энергии.

Некоторые отличительные преимущества сегодняшних NiMH аккумуляторов:

– на 30 – 50 % большая емкость по сравнению со стандартными NiCd аккумуляторами.

– меньшая склонность к эффекту памяти, чем у NiCd. Периодические циклы восстановления должны выполняться реже. (Смотри примечание в конце статьи).

– меньшая токсичность. NiMH технология считается экологически чистой.

К сожалению, NiMH аккумуляторы имеют недостатки и по некоторым параметрам проигрывают NiCd.

Например:

Число циклов: число циклов заряда / разряда для NiMH аккумуляторов примерно равно 500.

Предпочтителен скорее поверхностный, чем глубокий разряд. Долговечность аккумуляторов непосредственно связана с глубиной разряда. (Смотри примечание в конце статьи).

Быстрый заряд: NiMH аккумулятор по сравнению с NiCd выделяет значительно большее количество тепла во время заряда и требует более сложного алгоритма для обнаружения момента полного заряда, если не используется контроль по температуре. (Большинство NiMH аккумуляторов оборудовано внутренним температурным датчиком для получения дополнительного критерия обнаружения полного заряда). Кроме того, NiMH аккумулятор не может заряжаться так быстро, как NiCd; время заряда – обычно вдвое больше, чем у NiCd.

Плавающий заряд должен быть более контролируемым, чем для NiCd аккумуляторов.

Ток разряда: рекомендуемый ток разряда для NiMH аккумуляторов значительно меньше, чем для NiCd. Так изготовители рекомендуют ток нагрузки от 0.2C до 0.5C (от одной пятой до половины номинальной емкости). Этот недостаток не критичен, если требуемый ток нагрузки низок. Для применений, требующих высокого тока нагрузки или имеющих импульсную нагрузку, типа переносных радиостанций и мощных инструментов, рекомендуются NiCd аккумуляторы.

Саморазряд: И для NiMH и для NiCd аккумуляторов характерен приемлемо высокий саморазряд. NiCd аккумулятор теряет около 10 % своей емкости в течение первых 24 часов, после чего саморазряд укладывается примерно в 10 % в месяц. Саморазряд NiMH аккумуляторов – в 1.5-2 раза выше, чем у NiCd. Применение гидридных материалов, улучшающих связывание водорода для уменьшения саморазряда, обычно приводит к уменьшению емкости аккумулятора.

Емкость: емкость NiMH аккумуляторов примерно на 30 % больше емкости стандартного (не очень высокой емкости) NiCd аккумулятора того же размера. NiCd элементы очень высокой емкости обеспечивают уровень емкости, близкий к емкости NiMH. (NiCd аккумуляторы очень высокой емкости не могут обеспечивать большой ток нагрузки, как стандартные NiCd аккумуляторы. Они также имеют меньшее количество циклов заряда / разряда, однако большее, чем NiMH аккумуляторы).

Цена: цена NiMH аккумуляторов приблизительно на 30 % выше, чем NiCd. Однако цена не главная проблема, если пользователю требуется большая емкость и небольшие габариты. Для сравнения, NiCd элементы очень высокой емкости только немного выше по цене стандартных NiCd элементов. По отношению емкость/стоимость, NiCd аккумуляторы очень высокой емкости – более экономичны, чем NiMH.

Примечание переводчика: Хочу отметить, что технология изготовления NiMH аккумуляторов постоянно совершенствуется. Например, фирма GP Batteries International Limited (www.gpbatteries.com.hk/cgi-bin/cellular/, изготавливает NiMH аккумуляторы для сотовых телефонов фирмы Motorola Micro Tac **. В сопроводительной этикетке на аккумуляторы указаны следующие параметры: количество циклов разряда /заряда – 1000, отсутствие эффекта памяти и необходимости разряда аккумулятора перед зарядом. Словом, параметры более чем привлекательны. И что интересно это первый случай, когда изготовитель указывает количество циклов разряда /заряда для своего аккумулятора.