Никель-металлгидридные Ni-MH аккумуляторы, краткое описание, применение, основные преимущества и недостатки.

Никель-металлгидридные Ni-MH аккумуляторы начали разрабатываться в 1970 году в результате изобретения способа сохранения водорода в никель-водородных батареях. Никель-водородные батареи используются до сих пор главным образом в спутниковой аппаратуре. Они громоздки, имеют емкости высокого давления для хранения водорода, и каждая из них стоит тысячи долларов. 

Никель-металлгидридные Ni-MH аккумуляторы, краткое описание, применение, основные преимущества и недостатки.

В ранних экспериментах с никель-металлгидридными Ni-MH аккумуляторами металлгидридные сплавы в их среде работали нестабильно, и требуемой емкости батарей достичь не удавалось. Поэтому их развитие задерживалось до тех пор, пока в 80-х годах прошлого века не были разработаны новые металлгидридные сплавы, которые работали стабильно. С тех пор конструкция никель-металлгидридных батарей постоянно совершенствовалась в сторону увеличения их энергетической плотности.

Успех распространению никель-металлгидридных Ni-MH батарей обеспечили высокая энергетическая плотность и не токсичность материалов, применяемых при их производстве. По сравнению с никель-кадмиевыми современные никелъ-металлгидридные батареи имеют более высокую — почти на 40 % — энергетическую плотность. Имеется возможность и для дальнейшего ее повышения, но не без некоторых нежелательных побочных эффектов.

Никель-металлгидридные Ni-MH аккумуляторы, краткое описание, применение, основные преимущества и недостатки.

Как и никель-кадмиевым, никель-металлгидридным Ni-MH аккумуляторным батареям присущ высокий саморазряд. Если никель-кадмиевые батареи теряют 10 % своей емкости в первые 24 часа после заряда, которая затем снижается примерно на 10 % каждый месяц, то никель-металлгидридные батареи теряют за такое же время в 1,5 раза большую емкость.

Подбор металлгидридных материалов, улучшающих водородные связи и уменьшающих коррозию сплава, позволяет уменьшить скорость саморазряда. Однако при этом увеличивается цена и снижается энергетическая плотность аккумуляторной батареи.

При заряде никель-металлгидридных Ni-MH батарей протекают реакции у положительных пластин:

Ni(OH)2 + ОН — NiOOH + Н2О + е.

У отрицательных пластин:

М + Н2О + е — МНпогл + ОН.

где М — сплав, поглощающий водород. Нпогл — поглощенный сплавом водород.

При разряде протекают обратные реакции. В качестве поглотителя водорода применяются никель-железные, марганцево-цинковые, марганцево-никелевые и лантано-никелевые сплавы.

В свое время никель-металлгидридные Ni-MH батареи постепенно заменяли никель-кадмиевые при использовании их в качестве источника питания. На вопрос о том, улучшатся ли качество и энергетическая емкость никель-металлгидридных батарей в ближайшем будущем, специалисты отвечают, что улучшатся, но незначительно. Поэтому наиболее перспективным считается постепенный переход к более совершенным литий-ионным батареям.

Преимущества никель-металлгидридных Ni-MH аккумуляторов:

Емкость на 30—40 % выше емкости никель-кадмиевых батарей. Имеется потенциал для увеличения их энергетической плотности.
Значительно меньшая, чем у никель-кадмиевых батарей, подверженность «эффекту памяти». Но нельзя сказать о его отсутствии вообще.
Простота хранения и транспортировки. Не требуется регулярного контроля.
Экологически чистые. Содержат только очень слабые токсины, возможна вторичная переработка.

Недостатки никель-металлгидридных Ni-MH аккумуляторов:

Ограниченный срок службы, особенно при высоких токах нагрузки. Емкость снижается уже после 200—300 циклов заряд/разряд. При эксплуатации более предпочтителен частичный разряд, нежели полный.
Ограниченный ток разряда. Хотя никель-металлгидридные Ni-MH аккумуляторы и допускают высокие токи разряда, повторяющиеся разряды при таких токах существенно снижают срок службы батарей. Наилучшие результаты при эксплуатации батарей получаются в том случае, если ток разряда составляет 0,2-0,5С. С — Capacity — емкость батареи.
Необходимость более сложного алгоритма заряда, поскольку в его процессе выделяется большое количество тепла.
Высокий саморазряд. Почти на 50 % больший, чем у никель-кадмиевых батарей. Новые химические добавки снижают саморазряд, но при этом уменьшается и энергетическая плотность батарей.
При хранении при повышенных температурах емкость батарей снижается. Никель-металлгидридные Ni-MH батареи следует хранить в прохладном месте заряженными примерно на 40%.
Необходимость ухода. Никель-металлгидридные аккумуляторы периодически требуют контрольно-тренировочного цикла (полный разряд/заряд) для предупреждения кристаллизации.
Относительно высокие цены. Цены никель-металлгидридные аккумуляторы в среднем на 20 % больше, чем на аналогичные никель-кадмиевые.

По материалам книги Аккумуляторы.
Хрусталев Д.А.

Добавить комментарий

Метки: , , , ,

Сайт «Выживание в дикой природе», рад видеть Вас. Если Вы зашли к нам, значит хотите получить полную информацию о выживании в различных экстремальных условиях, в чрезвычайных ситуациях. Человек, на протяжении всего развития, стремился сохранить и обезопасить себя от различных негативных факторов, окружающих его - холода, жары, голода, опасных животных и насекомых.

Структура сайта «Выживание в дикой природе» проста и логична, выбрав интересующий раздел, Вы получите полную информацию. Вы найдете на нашем сайте рекомендации и практические советы по выживанию, уникальные описания и фотографии животных и растений, пошаговые схемы ловушек для диких животных, тесты и обзоры туристического снаряжения, редкие книги по выживанию и дикой природе. На сайте также есть большой раздел, посвященный видео по выживанию известных профессионалов-выживальщиков по всему миру.

Основная тема сайта «Выживание в дикой природе» - это быть готовым оказаться в дикой природе и умение выживать в экстремальных условиях.

Яндекс.Метрика
SQL - 40 | 0,105 сек. | 12.22 МБ