Ni-MH акумулятори

1. Виникнення і розвиток Ni─MH акумуляторів
2. Застосування нікель-металогідридних акумуляторів
3. Пристрій Ni─MH акумуляторів
4. Ni─MH призматичної форми
5. Пристрій електродів Ni─MH акумуляторів
6. Пристрій оксідно─нікелевого електрода
7. Реакції в нікель─металлогідрідних акумуляторах
8. Характеристики Ni-MH акумуляторів
9. електричні характеристики
10. Номінальна розрядна напруга
11. Напруга розімкненого ланцюга
12. Зберігання та термін експлуатації
13. Особливості зарядки нікель─металлогідрідних акумуляторів
14. Плюси і мінуси Ni─MH акумуляторів

Нікель-металогідридні (Ni─MH) акумулятори відносяться до групи лужних. Це хімічні джерела струму, в яких в ролі анода виступає водневий металогідридний електрод, катода ─ оксид нікелю, а електролітом є луг гідроксид калію (KOH). Ni─MH акумулятори мають конструкцію, аналогічну Ni─Cd акумуляторів. За протікає в них процесам вони схожі на нікель-водневі акумулятори. За своєю питомою енергоємності нікель─металлогідрідние перевершують обидва цих типу. У цій статті ми детально розберемо пристрій і характеристики Ni─MH акумулятори, також їх плюси і мінуси.

Зміст статті

Виникнення і розвиток Ni─MH акумуляторів

Нікель-металогідридні почали створювати ще в середині минулого століття. Вони розроблялися з урахуванням подолати ті недоліки, які мали нікель-кадмієві акумулятори . Під час проведених досліджень вчені розробили нові нікель─водородние батареї, що застосовуються в космічній техніці. Їм вдалося розробити новий спосіб накопичення водню. У новому типі акумуляторів водень збирався в певних матеріалах, а точніше сплавах деяких металів. Ці сплави могли накопичувати обсяг водню, в тисячу разів перевищує їх власний обсяг. До складу сплавів входили 2 або більше металів. Один з них накопичував водень, а інший виступав в ролі каталізатора, який забезпечував перехід атомів водню в металеву решітку.

У Ni─MH акумуляторах можуть використовуватися різні комбінації металів. В результаті є можливості по зміні властивостей сплаву. Для створення нікель─металлогідрідних акумуляторів був налагоджений випуск сплавів, які працюють в умовах кімнатної температури і при низькому тиску водню. Розробка різних сплавів і вдосконалення технології виробництва Ni─MH акумуляторів ведеться по теперішній час. Сучасні зразки акумуляторів цього типу забезпечують до 2 тисяч циклів заряд-розряд. При цьому ємність мінусового електрода знижується не більше ніж на 30 відсотків. Такий результат досягається при використанні сплавів нікелю з різними рідкоземельними металами.

У 1975 році Білл отримав патент на сплав LaNi5. Це був перший зразок нікель─металлогідрідного акумулятора, де цей сплав був в ролі активного речовини. Що стосується більш ранніх екземплярів з інших металогідридних сплавів, то там не була забезпечена необхідна ємність.

Промисловий випуск Ni─MH акумуляторів був організований лише в середині вісімдесятих років, коли був отриманий сплав складу La─Ni─Co. Він дозволяв проводити оборотне абсорбування водню більше ста циклів. Надалі все удосконалення конструкції Ni─MH акумуляторних батарей зводилися до нарощування енергетичної щільності.

Надалі був замінений негативний електрод, що дало збільшення активної маси плюсового електрода в 1,3─2 рази. Саме від плюсового електрода і залежить ємність цього типу акумуляторів. Ni─MH акумулятори володіють більш високими питомими енергетичними параметрами, ніж нікель─кадміевие.

Крім високої енергетичної щільності нікель-металогідридних акумуляторних батарей, вони ще складаються з нетоксичних матеріалів, що спрощує їх експлуатацію та утилізацію. Завдяки цим факторам акумулятори Ni─MH стали успішно поширюватися. Додатково можете прочитати про утилізацію акумуляторів для автомобіля.

Застосування нікель-металогідридних акумуляторів

Ni─MH акумулятори широко застосовуються для живлення різної електроніки, що працює в автономному режимі. В більшості своїй вони виконуються у вигляді АА або ААА батарей. Хоча є й інші виконання, в тому числі, промислові акумуляторні батареї. Сфера застосування у них практично повністю збігається з нікель─кадміевимі і навіть ширше, оскільки вони не містять токсичних матеріалів.

Нікель-металогідридні акумулятори

Нікель-металогідридні акумулятори

Нікель-металогідридні акумулятори

Продукція, на ринку нікель─металлогідрідние акумулятори можна розділити на дві великі групи по ємності:

• 1500-3000 мАг;
• 300-1000 мАч.

Перша група (1500-3000 мАч) використовується в різних пристроях, які мають високе енергоспоживання за короткий проміжок часу. При цьому, як правило, відсутнє попереднє зберігання батарейок. Як приклад можна привести такі пристрої, як плеєри, фотоапарати, радіокеровані моделі та інші гаджети, де збільшують споживання електроенергії Ni─MH витрачається за короткий час.

Друга група (300-1000 мАч) підходить, коли витрата енергії починається після певного тимчасового інтервалу. Прикладом можуть служити ручні ліхтарики, рації, іграшки, GPS-навігатори та інших пристроїв з помірним енергоспоживанням, довгий час знаходяться в автономному режимі.

Пристрій Ni─MH акумуляторів

Конструкція нікель─металлогідрідних акумуляторів

Ni─MH циліндричної форми

У цій конструкції різнойменні електроди розділені сепаратором. Всі разом вони згорнуті в рулон. Він міститься в корпус і герметизується кришкою зі спеціальною прокладкою. У кришці зроблений аварійний клапан, розрахований на відкриття при зростанні тиску всередині акумулятора до 2─4 МПа. На малюнку нижче показана конструкція нікель─металлогідрідного циліндричного акумулятора.

Конструкція нікель─металлогідрідних акумуляторів циліндричної форми

Ni─MH призматичної форми

У Ni─MH акумуляторах призматичної форми почергове розміщення різнойменних електродів. Їх також розділяє сепаратор. Збірка електродів знаходиться в металевому або пластиковому корпусі, який закривається герметичною кришкою. У кришці в більшості випадків ставиться датчик або клапан тиску. Нижче представлена ​​конструкція нікель-металогідридного акумулятора призматичної форми.

Конструкція нікель─металлогідрідних акумуляторів призматичної форми

В нікель-металогідридних акумуляторних батареях в ролі електроліту виступає луг. За складом це КОН з додаванням LiOH. Матеріал сепаратора в більшості випадків це нетканий поліамід і поліпропілен, оброблені змочувачем. Товщина сепаратора від 0,12 до 0,25 міліметрів.

Позитивний електрод Ni─MH акумуляторів виконується з тих же матеріалів, що використовуються в Ni─Cd акумуляторних батареях. Це оксідно─нікелевая металокераміка, пенополімерние і повстяні матеріали.

Негативні електроди для Ni─MH акумуляторів можуть бути наступних варіантів:

• ламель. Водород─абсорбірующій сплав у вигляді порошку запресовується в сітку з нікелю;
• пенонікелевий. Паста зі сплаву і сполучного речовини вводиться в пенонікелевую основу з наступним сушінням і пресуванням;
• фольга. Паста зі сплаву і сполучного речовини наноситься на перфоровану фольгу (з нікелю або стали) з наступним сушінням і пресуванням;
• Вальцьована. Порошок зі сплаву і сполучного за допомогою прокатки (вальцевание) наноситься на решітку або сітку (мідну або нікелеву);
• Спечені. Сплав в порошкоподібному вигляді напресовується на сітку Ni і потім обпалюється в водні.

Питомі ємності у всіх цих варіантів електродів близькі за значенням. Вони залежать в основному від ємності використовуваного сплаву. Тепер варто трохи докладніше розглянути конструкцію різних електродів нікель─металлогідрідних акумуляторів.

Пристрій електродів Ni─MH акумуляторів

Пристрій металловодородного електрода

Основний матеріал, який визначає характеристики Ni─MH акумуляторів, це сплав, що поглинає водень. Він може абсорбувати обсяг водню в тисячу разів більший, ніж його власний обсяг. Найбільш поширеним сплавом для виробництва металловодородних електродів став LaNi5. Так позначається група сплавом, де нікель частково замінений на кобальт, марганець і алюміній. Це зроблено для збільшення його активності і стабільності. З метою економії ряд виробників використовують не лантану, а Мm (миш-метал). Він являє собою суміш рідкоземельних елементів в співвідношенні, близькому до того, що є в природному руді. Там крім La є неодим, церій, празеодим.

Під час проходження циклу заряд-розряд кристалічна решітка сплаву стискається і розширюється на 15─25 відсотків. Це обумовлено процесами десорбції і абсорбції водню. В результаті зростає внутрішнє напруження і в сплаві утворюються тріщини. Через утворення тріщин зростає площа поверхні, яка піддається корозії через реакцію з лугом (електроліт). В результаті відбувається поступове зниження розрядної ємності негативного електрода.

Оскільки в акумуляторної батареї є обмежена кількість електроліту, всі описані процеси породжують проблеми, які пов'язані з його перерозподілом. В результаті корозії сплаву його поверхня стає хімічно пасивним. На ній утворюються оксиди і гідроксиди, стійкі до корозії. Вони збільшують перенапруження при реакції на металогідридної електроді. Продукти корозії утворюються зі споживанням водню і кисню з лугу. Це веде до зменшення кількості електроліту в батареї і збільшення її внутрішнього опору. Всі ці процеси негативно позначаються на терміні експлуатації Ni─MH акумуляторів.

Щоб знизити небажані процеси корозії і диспергування, виробники використовують 2 методики. Перша включає в себе микрокапсулирование частинок сплаву. Це означає, що поверхня покривається пористим шаром міді або нікелю малої товщини (5─10 відсотків). Більш поширена друга методика. Ця технологія має на увазі обробку частинок сплаву в лужному розчині. В результаті утворюється захисна плівка, яка проникна для водню.

Пристрій оксідно─нікелевого електрода

Оксидно-нікелеві електроди можна зустріти в наступних виконаннях:

• ламельні;
• безламельние металокерамічні спеченого;
• пресовані.

Все більшої популярності набувають пенополімерние і безламельние повстяні електроди.

Конструктивно ламельні оксідно─нікелевие електроди складаються із сполучених ламелей. Ламель - це перфоровані коробочки з тонкого сталевого нікельованої стрічки. Її товщина складає 0,1 міліметра.

Металокерамічні спечені електроди мають пористу структуру металлокерамической основи. У порах, яких в основі не менше 70 відсотків, знаходиться активна маса. Матеріал основи - це карбонільний нікелевий дрібнодисперсний порошок (60─65 відсотків) і карбонат амонію (або карбамід). Цей порошок напресовується, накочується на сітку з нікелю або стали. Також може виконуватися його напилення.

Далі за технологією сітка з порошком проходить термообробку в атмосфері водню. Температура при цьому становить 800─960 градусів Цельсія. Карбамід або карбонат амонію розкладається і відбувається спікання нікелю. В результаті виходить основа товщиною 1─2,3 міліметра. Пористість одержуваної основи становить 80─85 відсотків, а радіус пір дорівнює 5─20 мікрометрів. Далі отримана основа просочується нагрітим до 60─90 градусів розчином сульфату або нітрату нікелю. А потім ще робиться просочення розчином лугу, осаджуючої оксиди і гідроксиди нікелю.

На сучасних виробництвах застосовується електрохімічна технологія просочення. Електрод в розчині нітрату нікелю піддають катодного обробці. В результаті в порах виділяється водень і пластини подщелачивают. У порах пластини відбувається осадження гідроксидів і оксидів нікелю.

Фольгові електроди є різновидом спечених електродів. Їх роблять у такий спосіб. На перфоровану стрічку з нікелю товщиною близько 0,05 міліметра з двох сторін наноситься спиртова емульсія нікелевого карбонільного порошку з єднальними речовинами. Далі проводиться спікання і просочення реагентами (хімічна або електрохімічна). Товщина електрода дорівнює 0,4─0,6 міліметра.

Пресовані електроди виготовляються шляхом напрессовки на стрічку або сітку зі сталі активної маси. Тиск при цьому становить 35─60 МПа. Як активної маси використовується суміш гідроксидів нікелю і кобальту, графіту, сполучних речовин.
Металловойлочние електроди являють собою високопористих основу, що складається з волокон вуглецю або нікелю. Пористість основи становить від 95 відсотків. Повстяний електрод робиться на основі вуглеграфітового або полімерного фетру, покритого нікелем. Товщина електрода може бути від 0,8 до 10 міліметрів. Активна маса впроваджується в повсть різними методиками.

Є технологія, де замість повсті використовують пінонікель. Його роблять никелированием пінополіуретану і подальшим відпалом в відновлювальної атмосфері. У високопористу середу вносять добавки за допомогою намазки. Це паста, що включає в себе гідроксид нікелю зі зв'язкою. Далі основу сушать і вальці. Електроди металловойлочного і пенонікелевих типів мають високу питому ємність і істотний ресурс роботи.

Реакції в нікель─металлогідрідних акумуляторах

Як вже розбиралася вище, в Ni─MH акумуляторі позитивний електрод оксідно─нікелевий також, як в Ni─Cd батареях. А ось негативний електрод замість кадмиевого використовується з нікелевого сплаву з додаванням рідкоземельних елементів.

Які реакції протікають в Ni─MH акумуляторах?

На оксидно-нікелевому електроді (позитивний) протікає реакція:

при заряді

Ni (OH) 2 + OH-- ⇒ NiOOH + H2O + e-

при розряді

NiOOH + H2O + e- ⇒ Ni (OH) 2 + OH-

На електроді з нікелевого сплаву (негативний) протікає реакція:

при заряді

M + H2O + e- ⇒ MH + OH--

при розряді

MH + OH- ⇒ M + H2O + e-

Сумарна реакція, що протікає в Ni─MH акумуляторі, виглядає наступним чином:

при заряді

Ni (OH) 2 + M ⇒ NiOOH + MH

при розряді

NiOOH + MH ⇒ Ni (OH) 2 + M

При цьому лужної електроліт не приймає участі в реакції утворення струму.

Після того, як при заряді акумулятора до рівня 70─80 відсотків на оксідно─нікелевом запускається виділення кисню у відповідності з наступною реакцією:

2OH- ⇒ 1 / 2O2 + H2O + 2e-

На негативному електроді відбувається реакція відновлення цього кисню:

1 / 2O2 + H2O + 2e- ⇒ 2OH-

Так описується процес перезарядки нікель─металлогідрідного акумулятора. Ці реакції утворюють собою замкнуту циркуляцію кисню. В процесі відновлення кисню відбувається збільшення ємності металогідридного електрода завдяки виділенню групи ОН.

Характеристики Ni-MH акумуляторів

Основні параметри нікель─металлогідрідних і нікель─кадміевих акумуляторів наводяться в наступній таблиці.

Характеристика Ni-Cd Ni-MH Ni-H2 Характеристика Ni-Cd Ni-MH Ni-H2 Енергетична щільність, Вт-ч / кг 45-80 60-120 - Внутрішній опір (при 6 В), мом 100-200 200-300 - Число циклів заряд-розряд до падіння ємності 80 відсотків від номіналу 1500 300-500 2000-3000 Час швидкої зарядки, годинник 1 2-4 - Стійкість до перезаряду середня низька - Саморозряд при кімнатній температурі 20% в місяць 30% в місяць 20 30% за добу Номінальна напруга, В 1,25 1,25 1,25 Оптимальний струм навантаження 1С до 0,5С - Піковий струм навантаження 20С 5С - Робоча температура (розряд), С від -40 до +60 від -20 до + 60 від -20 до +30 Періодичність обсл живания (тренування), днів 30-90 30-90 - Поява в продажу 1950 1990 - Термін служби, років 1-5 1-5 2-7 Питома енергія, Вт-ч / літр 60-120 100-270 60-80

електричні характеристики

Ємність аккумулятору

При підвищенні навантаження і зниженні температури ОС ємність нікель─металлогідрідного акумулятора знижується відповідно до графіка нижче.

Залежність розрядної ємності Ni-MH акумулятора від температури при різних токах розряду: 0.2С, 1С, 3С

Ефект зниження ємності особливо помітний при істотній швидкості розряду в області негативних температур.

Номінальна розрядна напруга

Номінальна розрядна напруга (Uр) зазвичай знаходиться в межах 1,2─1,25 вольта при струмі розряду (Iр), який визначається за формулою:

Ip = 0,1─0,2С, де

С - номінальна ємність батареї при температурі 25 градусів Цельсія.

Кінцева напруга розряду становить 1 вольт. Як можна бачити на графіку нижче, напруга знижується при зростанні навантаження.

Розрядні характеристики Ni-MH акумулятора при температурі 20 ° С і різних токах навантаження: 0.2С, 1С, 2С, 3С

Напруга розімкненого ланцюга

Величину цього параметра Ni─MH акумуляторів визначити досить складно. Це залежить від того, що рівноважний потенціал оксідно─нікелевого електрода багато в чому залежить від ступеня окислення Ni.

Важливу роль відіграє і рівноважний потенціал негативного електрода, який визначається ступенем насиченості воднем. Через добу після заряду батареї напруга розімкнутого нікель-металогідридного акумулятора знаходиться в межах 1,30─1,35 вольта.

Зберігання та термін експлуатації

Під час зберігання Ni─MH акумулятора, як і в випадку інших типів батарей, має місце явище саморазряда. При кімнатній температурі за перший місяць зберігання такий акумулятор втрачає 20─30 відсотків ємності. Надалі щомісяця ємність нікель─металлогідрідного акумулятора падає на 3─7 відсотків на місяць. Інтенсивність саморазряда зростає з ростом температури, як можна бачити на графіку нижче.

Залежність розрядної ємності Ni-MH акумулятора від часу зберігання при різних температурах: 0, 20, 40 С

Якщо цікаво, можете прочитати матеріал про те, як відновлюють Ni─Cd акумулятори для шуруповерта .

Особливості зарядки нікель─металлогідрідних акумуляторів

Кількість циклів заряд-розряд і термін експлуатації Ni─MH акумулятора багато в чому залежать від умов його використання. Ці дві величини скорочуються при збільшенні швидкості розряду і його глибини. Також прямий вплив надають швидкість заряду і контроль його закінчення. Типи нікель─металлогідрідних акумуляторів розрізняються. Залежно від типу і умов експлуатації напрацювання може становити 500─1000 циклів заряд─разряд і час служби 3─5 років. Ці дані справедливі при глибині розряду 80 відсотків.

Щоб Ni─MH акумулятор надійно працював протягом всього терміну експлуатації необхідно виконувати певні рекомендації виробників батарей. Особливо слід дотримуватися температурного режиму. Не слід допускати сильного розряду (менше 1 вольта) і короткого замикання. Не можна використовувати нові нікель─металлогідрідние акумулятори в поєднанні з використаними. Чи не припаюють до акумуляторів дроти і інші елементи.

Перезаряд для Ni─MH акумуляторів набагато більш чутлива річ, ніж для Ni─Cd. Для цього типу акумуляторів перезарядка може спричинити тепловий розгін. У більшості випадків зарядка виконується струмом величиною 0,1 * С протягом 15 годин. Якщо це компенсаційна підзарядка, то величина струму становить 0,01─0,03С протягом 30 годин.

Є ще прискорений (4─5 годин) і швидкий (одна година) режими заряду. Їх, можливо, використовувати для нікель─металлогідрідних акумуляторів з високоактивними електродами. У разі використання таких режимів потрібно контролювати процес зі зміни напруги, температури і інших параметрів. Швидкий заряд використовується для зарядки Ni─MH акумуляторів, які працюють в стільникових телефонах, ноутбуках, електроінструменті. Але в цих пристроях домінуючими вже стали різні типи літієвих акумуляторів.

Виробники рекомендують використовувати швидкий заряд в три ступені:

• Перший ступінь. Заряд струмом 1С і більш;
• Другий ступінь. Заряд струмом 0,1 (за часом від 30 хвилин до однієї години);
• Заключна підзарядка. Заряд струмом 0,05─0,02С (компенсаційний підзаряд).

Як правило, вся основна інформація про методику заряду нікель─металлогідрідних акумуляторів знаходиться в інструкції виробника. Рекомендований струм зарядки наноситься на корпусі батареї. Також рекомендуємо прочитати окремий матеріал про те, як заряджати Ni─MH акумулятори .

У загальному випадку напруга заряду при струмі зарядки 0,3─1С знаходиться в межах 1,4─1,5 вольта. Оскільки на позитивних пластинах виділяється кисень, електрику, передане при заряді, перевищує величину розрядної ємності. Віддача по ємності визначається, як розрядна ємність / величину переданого при заряді електрики. При множенні на 100 отримуємо віддачу в процентах. Для циліндричних і дискових Ni─MH акумуляторів ця величина відрізняється і дорівнює 85─90 і 75─80, відповідно.

Як контролюється заряд і розряд акумуляторних батарей металогідридного типу. Щоб запобігти перезаряд Ni─MH акумуляторів виробники застосовують способи контролю заряду з установкою датчиків в батареях або зарядний пристрій. Ось основні способи:

• Заряд зупиняється за значенням абсолютної температури. В ході зарядки температура акумулятора постійно контролюється і при досягненні максимально допустимого значення швидкий заряд зупиняється;
• Заряд зупиняється в залежності від швидкості зміни температури. В даному випадку контролюється крутизна кривої температури акумулятора. При досягненні певного порогового значення, зарядка зупиняється;
• Заряд зупиняється по падінню напруги. Коли процес заряду нікель─металлогідрідного акумулятора добігає кінця, збільшується температура і зменшується напруга, щодо зниження якого і працює цей метод;
• Заряд зупиняється просто по досягненні максимального часу, відведеного на заряд;
• Заряд зупиняється за величиною максимального тиску. Такий спосіб контролю застосовується в Ni─MH акумуляторах призматической конструкції. Величина допустимого тиску в таких акумуляторах знаходиться в межах 0,05─0,8 МПа і визначається конструкцією батареї;
• Заряд зупиняється за значенням максимальної напруги. Цей метод використовується в акумуляторах з великим внутрішнім опором.

Метод з контролю максимальної температури має недостатню точність. При ньому акумулятор може перезарядитися зайвого, якщо навколо холодно, або отримати недостатній заряд, якщо навколо жарко.

Спосіб контролю за зміни температури добре показує себе, коли процес зарядки ведеться при низькій температурі ОС. Якщо використовувати його при високій температурі навколишнього середовища, то акумулятор може надмірно нагріватися перед тим, як відключитися. При такому методі контролю при низькій температурі акумулятор отримує більшу вхідну ємність, ніж при високій.

На початковому і кінцевому етапі заряду Ni─MH акумуляторних батарей швидко збільшується температура. Це може привести до спрацьовування датчика. Тому виробники застосовують спеціальні таймери для захисту спрацьовування датчика.

Метод з падіння напруги добре показує себе при низькій температурі ОС і має багато схожого з контролем по зміні температури.

Щоб забезпечити припинення заряду в разі, якщо не спрацює нормальне переривання, використовується контроль за часом проведення зарядки.

Фахівці дають кілька рекомендацій по зарядці Ni─MH акумуляторів. Для швидкого заряду акумуляторів струмом 0,5─1С при температурі від нуля до 50 градусів Цельсія рекомендується спільне використання таких методів відключення:

• по максимальній температурі (межа 50─60 градусів);
• по зниженню напруги (5─15 мВ);
• по максимальному часу заряду (береться в розрахунку для отримання ємності 120 відсотків від номінальної);
• по максимальному напрузі (1,6─1,8 В).

Метод зниження напруги може змінюватися на різницю температур за певний час (1─2 градуса в хвилину). При цьому ставиться початкова затримка близько 5─10 хвилин.
Після того, як проведений швидкий заряду акумулятора, зарядний пристрій може перейти в режим його підзарядки струмом 0,1С─0,2С на певний часовий інтервал.
Не рекомендується вести заряд Ni─MH акумуляторів при постійній напрузі. Це може викликати вихід з ладу. На кінцевому етапі зарядці ток збільшується. Він пропорційний дельті напруг акумулятора і електроживлення. А через підвищення температури в кінці зарядки напруга акумулятора знижується. Якщо його тримати постійним, то може наступити тепловий вихід з ладу.

Якщо зарядка нікель─металлогідрідного акумулятора ведеться при низькій температурі ОС, то швидкість заряду потрібно знижувати. Якщо цього не зробити, то кисень не буде встигати рекомбінуватися. Це викличе зростання тиску в ньому. Для таких умов експлуатації фахівці рекомендують використовувати Ni─MH акумулятори з електродами, що мають високу пористість. Радимо також прочитати про те, як заряджати Ni-Cd акумулятори .

Плюси і мінуси Ni─MH акумуляторів

Серед плюсів нікель─металлогідрідних акумуляторів варто відзначити зростання питомих енергетичних характеристик, але це не єдина перевага перед нікель─кадміевимі батареями.

Важливим плюсом є те, що вдалося відмовитися від використання кадмію. Це зробило виробництво більш екологічно чистим. При цьому було досягнуто значного спрощення технологія утилізації використаних акумуляторів.

Завдяки цим плюсів Ni─MH акумуляторів, обсяг їх виробництва різко виріс в порівнянні з нікель─кадміевимі акумуляторами.

Варто також відзначити, що Ni─MH акумулятори не мають «ефекту пам'яті», як Ni─Cd батарей. У них це явище обумовлюється утворенням нікелата в кадмиевом електроді. Але проблеми, що стосуються перезаряда оксідно─нікелевих електродів, збереглися.

Щоб зменшити розрядна напруга при тривалих перезарядити, потрібно періодично (раз на місяць) проводити розряд акумулятора до 1 вольта. Тут все так само, як у нікель─кадміевих акумуляторів.

Варто відзначити і деякі мінуси нікель─металлогідрідних акумуляторів. За деякими параметрами вони поступаються Ni─Cd. Тому не можуть повністю їх замінити. Ось деякі мінуси і обмеження:

• Нікель─металлогідрідние акумулятори досить ефективно функціонують у вузькому інтервалі струмів. Це пояснюється обмеженою десорбцией водню при великій швидкості розряду;
• При заряді цей тип батарей виділяє більше тепла, ніж нікель─кадміевие акумуляторів. Через це потрібно установка в них температурних реле або запобіжників. Виробники ставлять їх на стінці в центральній частині акумулятора;
• Небезпека переполюсовкі і перегріву елементів в Ni─MH батареї росте зі збільшенням терміну служби і кількості циклів заряд-розряд. Тому виробники обмежують акумуляторні батареї десятьма елементами;
• У Ni─MH акумуляторів досить високий саморозряд. Це обумовлено реакцією водню з електроліту з оксідно─нікелевим електродом. У сучасних моделях ця проблема вирішується зміною складу сплавів негативних електродів. Вирішується не повністю, але результати виходять прийнятними;
• Нікель─металлогідрідние акумулятори функціонують в більш вузькому діапазоні температур. При мінус 10 C практично всі вони стають непрацездатними. Така ж картина спостерігається при температурі вище 40 С. Але є деякі серії акумуляторів, для яких температурний діапазон розширюється легирующими добавками;
• Присутній необоротна втрата ємності негативного електрода при розрядці акумулятора «в нуль». Та, що вимоги щодо процесу розряду тут більш жорсткі, ніж у Ni─Cd акумуляторів. Виробники рекомендують розряд елемента до 1 вольта в акумуляторах з малим напругою або до 1,1 вольта в батареях з семи-десяти елементів.

Радимо також прочитати статтю про те, як відновити Ni─MH акумулятори .
Деградація нікель─металлогідрідних акумуляторів визначається зниженням сорбирования негативним електродів при експлуатації. При проходженні циклу заряд-розряд обсяг кристалічної решітки електрода змінюється. Це викликає утворення тріщин, йде корозія при взаємодії з лужним електролітом. При цьому продукти корозії проходять з витратою водню і кисню з електроліту. В результаті обсяг електроліту знижується і зростає внутрішній опір батареї.

Параметри Ni─MH акумуляторів в значній мірі залежать від складу сплаву негативного електрода. Також сильно впливає технологія обробки металу, яка визначає стабільність його складу і структуру. Тому виробники акумуляторів серйозно підходять до вибору постачальників сплаву для своєї продукції.