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nickel-hydrure métallique
Batterie NiMH rechargeable de grande capacité

l'accumulateur nickel-hydrure métallique (Communément appelés, mais de manière inappropriée nickel-hydrure métallique), Abrégée NiMH (En anglais: nickel-hydrure métallique), Il est un type de accumulateur similaire à 'batterie au nickel-cadmium (en abrégé Ni-CD), Mais le 'anode, qui absorbe l'hydrogène, est un alliage au lieu de cadmium. Comme dans les batteries NiCd, nickel est le cathode. Une batterie NiMH peut avoir deux ou trois fois la capacité d'une batterie NiCd de la même taille et l 'effet mémoire Il est moins important. Cependant, la densité d'énergie volumétrique est moins la batterie Li-Ion, et l'auto-décharge est plus grande.

Les piles au format commun (AA) ont une capacité nominale C entre 1100 mA · h et 2700 mA-h avec une tension de 1,2 V, habituellement livré à 0,2 C.

la densité d'énergie pour NiMH est d'environ 70 W · h/kg , Avec une (250 kJ / kg) densité d'énergie en volume d'environ 300 W · h /L (360 MJ / m³).

histoire

La technologie des batteries NiMH a été développé dans les années 1980 en retard et a été commercialisé pour la première fois depuis Matsushita Société.

applications

Les applications de batteries NiMH comprennent véhicules hybrides comme Toyota Prius ou Honda Insight/ Civic et l'électronique grand public. La technologie NiMH sera utilisé sur tram Alstom Citadis à plate-forme basse à agréable (France); ainsi que sur le robot humanoïde prototype ASIMO conçu par Honda. Les batteries NiMH normales fonctionnent mieux avec des appareils qui nécessitent des courants d'alimentation modérés, tels que appareils photo numériques, et l'électronique grand public. Étant donné que les batteries NiCd ont une résistance interne mineur, trouver encore l'application dans les appareils qui nécessitent de forts courants d'alimentation (tels que la voiture radio-commandée).

électrochimie

Dans une batterie NiMH, la réaction qui a lieu dans 'anode Il se présente comme suit:

H2O + M + et- OH ↔- + M-H

La réaction de charge est lue de gauche à droite et de la décharge de réaction est lu de droite à gauche.

hydroxyde nickeleux est formée pour cathode.

Ni (OH)2 + Ohio- ↔ NiO (OH) + H2O + et-

Le « métal » dans "anode une batterie NiMH est normalement un composé intermétallique. De nombreux composés ont été développés à cet effet, mais ceux qui sont actuellement en cours d'utilisation se divisent en deux classes. Le plus courant est AB5, où A est un mélange d'éléments du groupe terres rares comment lanthane, cérium, néodyme, praséodyme et B est nickel, cobalt, manganèse, et / ou aluminium. Seules quelques batteries en utilisant des électrodes à haute capacité négative matériau à base de composés AB2, où A est titane et / ou vanadium et B est zirconium ou de nickel modifié avec chrome, cobalt, fer, et / ou manganèse, en raison de vie réduite pour ce type de solution [1](FR).

Chacun de ces composés sert à créer, de manière réversible, d'un mélange d'hydrures métalliques. quand ion hydrogène Il est retiré de 'électrolyte (l'hydroxyde de potassium), Par la tension appliquée pendant la charge, ils sont formés hydrures qui évitent la production d'hydrogène gazeux et des formations qui permettent de maintenir le volume inchangé et la pression. Lorsque la batterie est déchargée les mêmes ions sont libérés en participant à la réaction inverse.

Les batteries NiMH ont électrolyte alcalin, habituellement l'hydroxyde de potassium.

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nickel-hydrure métallique
Courbe de charge d'une batterie NiMH

La tension de charge est 01/04 à 01/06 V / cellule.[2](FR).

Duracell Il recommande « une charge d'entretien d'une durée illimitée égale à « C »/ 300 ». Une cellule est complètement chargée a une tension de 1,35 à 1,4 V (sous vide), et fournit une tension nominale de 1,2 V pendant la décharge, jusqu'à environ 1,0 V (une autre décharge peut causer des dommages permanent).

Une réduction de la tension ( "effet mémoire« ) Peut se produire en raison de décharges partielles répétées, mais peut être éliminé avec un cycle de charge.[1]

Lorsque vous appliquez une charge rapide d'une batterie NiMH est recommandé qu'une batterie chargeur « intelligent » capable d'éviter la surcharge, ce qui peut endommager la batterie et générer des situations dangereuses. batteries NiMH modernes contiennent une catalyseur qui gère directement les gaz produits par une charge excessive d'éviter que des dommages produits (2 H2 + OU2 ---catalyseur → 2 H2OU). Cependant, cette solution ne fonctionne qu'avec les courants de charge jusqu'à C/ 10 h (capacité nominale divisée en 10 heures). A la suite de cette réaction, la batterie se réchauffe considérablement indiquant la fin du processus de charge. Certaines batteries de charge rapide sont équipées d'un ventilateur pour refroidir les batteries pendant la charge.

Procédé pour la recharge est très rapide appelé In-Cell frais de contrôle et comprend un commutateur de pression à l'intérieur de la cellule, qui déconnecte automatiquement le courant de charge en présence de surpressions.

Certains fabricants indiquent que les batteries NiMH peuvent être rechargées en toute sécurité avec un simple courant de charge fixe et modérée (avec ou sans minuterie), et que la surcharge est acceptable pour charger des courants jusqu'à C/ 10 h. En fait, c'est la solution retenue dans la charge de la batterie moins chère (comme la base des téléphones sans fil). Bien que cette approche est sûre, il ne vise pas à protéger la vie de la batterie. Selon le Panasonic charge manuelle des batteries NiMH et continue (avec surcharge) les courants modérés peuvent se détériorer la batterie; pour éviter la détérioration du courant sur charge doit être limitée entre 0,033 * C/ H et 0,05 * C/ H et un maximum de 20 heures.

Afin de préserver la durée de vie des batteries NiMH, il est préférable d'appliquer des courants de charge excessifs, mais d'une durée appropriée (courte) plutôt que faible courant de charge mais appliquée pendant de longues périodes.

Recharger avec contrôle de la tension

Il consiste à contrôler la variation de tension pendant le processus de charge, réalisé à courant constant. Lorsqu'une batterie a terminé le processus de charge, la tension à travers elle subit une légère diminution (communément appelée pic delta). Le chargeur de batterie doit détecter cette diminution et arrêter la charge. Ce procédé, beaucoup plus sûr avec NiCd, peut également être utilisé avec NiMh prévu pour fournir des courants élevés de charge (de l'ordre de 1C, qui est un courant en A numériquement égale à la capacité de l'accumulateur en Ah): telle prévoyance permet de faire suffisamment grande la diminution de tension détectable à la fin de la charge. le delta de crête des valeurs typiques sont de 7 mV par cellule pour NiMH, 12 mV pour NiCd.[citation nécessaire]

Recharger avec contrôle de la température

Pendant le processus de charge, car la tension varie peu, la charge de courant constant fournit de l'énergie à un taux presque constant.

Lorsque la cellule est pas chargée, une grande partie de l'énergie fournie est stockée sous forme d'énergie chimique. Lorsque la cellule est chargée, la majorité de l'énergie fournie est transformée en chaleur, et ensuite, en mesurant la variation de la température avec le temps, il est possible de décider quand arrêter la charge. Duracell et Panasonic suggèrent de mettre fin à la charge lorsque le changement atteint la valeur de 1 ° C par minute. Il est également nécessaire d'insérer un contrôle sur la température maximale atteinte par la cellule, qui est d'environ 60 ° C[citation nécessaire]

notes

  1. ^ Tension dépression ( « effet mémoire »), Duracell.com. Récupéré en Juin 2009.

Articles connexes

  • batterie au nickel-cadmium
  • accumulateur nickel-fer
  • Batterie nickel-hydrogène
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