Nickel-metallhydridbatteri

Wikipedia

NiMH-batteriet

NiMH batterier finns som cylindriska såväl som prismatiska (kantiga) såväl som knappceller. Konstruktionen av ett NiMH batteri är nästen identisk med NiCd batteriet med undantag för katoden.

Som anod används nickelhydroxid, den stora skillnaden i NiMH batteriet mot NiCd batteriet är som skrivet ovan katoden. Katoden består av en speciallegering av nickel, mangan, magnesium, aluminium och kobolt. Det speciella med den här legeringen är att den kan lagra väte.

Mellan elektroderna finns en såkallad separator, den är gjord av ett syntetiskt material och är placerad för att separera elektroderna från varandra. I den cylindriska cellen är elektroderna lindade som en spiral och monterade i en nickelpläterad stålbägare. I NiMH batterier används kaliumhydroxid (KOH). Kaliumhydroxiden är absorberad i båda separatorn och i elektroderna. Anoden är ansluten till batteriets metallock. Celltoppen som är försedd med metallock, plastpackning och en säkerhetsventil som är fastkrympt med cellbägaren. Säkerhetsventilen finns för att lösas ut vid fel i batteriet (ex. kortslutning om felfabrikat i cellen). Till sist finns en isolerande krympslang runtomkring. Det är bottnen på batteriet som utgör minuspolen och metallocket på batteriet som utgör pluspolen.

Beroende på sin högre energitäthet lämnar NiMH-cellen ca 50 % längre driftstid i jämfört med motsvarande NiCd-typ. Både NiCd och NiMH batterier arbetar på en ungefärlig nivå på 1,2 volt. Efter en laddning ligger båda batterierna på 1,45 V men är högre efter en snabbladdning. Vid konstant användning ligger spänningen på 1,2 volt fram till slutet då spänningen faller drastiskt ner till 1,0 V.

Egenskaperna hos NiMH batterierna är avsevärt bättre än hos NiCd batterierna. Dess främsta egenskap är dess höga energitäthet. Sedan NiMH batteriets premiär på 1980-talet har mycket förändrats till det bättre med hänsyn till miljön. Andra fördelar med NiMH-cellen gentemot NiCd-cellen är lägre vikt, högre kapacitet och längre drifttider. Utvecklingen av NiMH batterierna har lett till celler som klarar höga effektuttag, idag finns det NiMH celler som klara upp till 50 A för SubC-celler. Denna utveckling möjliggör strömförsörjning av handverktyg, portabel medicinsk utrustning, radiostyrda modeller mm. Den största och kanske mest irriterande sidoeffekten hos NiMH-cellen är att den självurladdas som alla andra uppladdningsbara batterier gör. NiMH batterier laddar ut 10 % av sin kapacitet det första dygnet och sedan ca 1,5 % per dygn.

Snabbladdning kallas den temperaturstegring som sker efter batteriet är fulladdat, den är betydligt snabbare vid NiMH-celler än vid NiCd-celler. Det är därför viktigt med ett eller flera övervakningssystem för att minska brandfara vid laddning.

Bilden ovan är de kemiska reaktionerna hos ett NiMH batteri när det laddas respektive urladdas. NiMH-cellernas negativa elektrod har ett överskott av aktivt material, så när cellen kopplas till en strömkälla för laddning laddas den positiva elektroden först och bildar syre. Det här sker innan den negativa elektroden uppnått fulladdning, med detta innebär att den negativa elektroden aldrig kommer bli fulladdad och kommer inte generera vätgas. Det här fenomenet kallas för rekombination.