آیفون ۴نوعی باتری قابل شارژ یا باتری شارژی است. فرآیند شیمیایی در الکترودهای مثبت همانند سلول های نیکل-کادمیم (NiCd) است، به جز اینکه به جای کادمیوم، هیدروژن از طریق هیدروکسید نیکل (NiOOH) و الکترود های آلیاژی منفی جذب می شود. یک باتری NiMH می تواند دو تا سه برابر ظرفیت باتری NiCd و چگالی انرژی مشابه باتری لیتیوم یونی داشته باشد. در این مقاله قصد داریم درباره باتری نیکل متال هیدررید چیست؟ همه موارد لازم را برای شما درج کنیم با ما تا انتهای مطلب همراه باشید.
باتری نیکل متال هیدرید چیست؟
باتری های NiMH برای اولین بار در سال 1989 عرضه شدند. این باتری دو تا سه برابر ظرفیت شارژ بیشتر و تا 40 درصد طول عمر بیشتری نسبت به باتری های نیکل کادمیوم استاندارد دارند. به جای کادمیوم، الکترود منفی از یک آلیاژ جذب کننده هیدروژن ساخته شده است و ممکن است از ترکیبات مختلف بین فلزی استفاده شود. الکترود مثبت از هیدروکسید نیکل اکسید مانند باتری های نیکل ساخته شده است. باتری های NiMH گران نیستند و مانند سلول های اولیه قلیایی غیر قابل شارژ عمل می کنند. در دوربین های دیجیتال و سایر دستگاه های الکترونیکی با تخلیه بالا، باتری های NiMH در واقع از سلول های اولیه قلیایی و همچنین بسیاری از باتری های دیگر بهتر عمل می کنند.
اجزای اصلی باتری نیکل متال هیدرید
باتری های ni-mh شباهت های زیادی با باتری های نیکل کادمیوم دارند. الکترود مثبت (مانند باتری های نیکل کادمیوم) از اکسید نیکل ساخته شده است، در حالی که الکترود منفی از آلیاژ جذب کننده هیدروژن (به جای کادمیوم) ساخته شده است. تکنیک ساخت این باتری در طول زمان پیشرفت کرده است. برای مثال باتری‌های وارتا، طول عمر و جریان لحظه‌ای و چرخه شارژ و دشارژ بالاتری نسبت به باتری‌های سنتی دارند. این نوع باتری در دوربین های دیجیتال رایج بوده و به عنوان باتری دوربین به فروش می رسند.
اجزای باتری ni-mh
اجزای اصلی انواع باتری نیکل متال هیدرید به شرح زیر است:
- سلول ابتدایی متشکل از مجموعه ای از الکترودها، الکترولیت و جداکننده ها
- ماژول هایی که از مونتاژ سریالی سلول ها تشکیل شده اند.
- سیستم های باتری متشکل از مجموعه بزرگی از سلول ها یا ماژول ها و از یک سیستم کنترل
- سیستم تبدیل برق (PCS)
ویژگی های اصلی باتری نیکل متال هیدرید
باتری های نیکل – فلز هیدرید (به انگلیسی: NiMH یا Ni – MH) یکی از انواع باتری وارتا قابل شارژ هستند که با باتری های نیکل-کادمیم قابل مقایسه هستند.
الکترود مثبت در باتری های فلزی نیکل اکسی هیدروکسید نیکل است، در حالی که الکترود منفی یک آلیاژ جذب کننده هیدروژن است. در مقایسه با باتری های نیکل کادمیوم، این نوع باتری می‌تواند دو تا سه برابر ظرفیت داشته باشد. علاوه بر این، اولین باتری تجاری از این نوع در سال 1989 معرفی شد.
باتری‌های Ni-Mh (با نام مستعار باتری‌های هیدرید فلز نیکل) 30 تا 40 درصد ظرفیت ذخیره‌سازی بالاتری نسبت به باتری‌های نیکل کادمیوم دارند، اما فقط می‌توانند بین 300 تا 500 چرخه شارژ و دشارژ را مدیریت کنند.
این باتری نسبت به باتری قبلی دارای ظرفیت جریان بالاتر، مقاومت داخلی کمتر و چگالی ظاهری بالاتری است. و تکنیک ساخت باتری در طول زمان پیشرفت کرده است.
مزایا و معایب باتری نیکل متال هیدرید
با پیشرفت فناوری تلفن همراه و ایجاد گوشی های کوچک تر و بزرگ تر، تولید کنندگان سلول های NiMH پیروی از آن را دشوار می دانستند، زیرا ساخت سلول NiMH نازک به دلیل مشکلات سیم پیچی الکترودهای نسبتاً سفت در قوطی های کوچک تر و کوچک تر دشوار و گران است. زمانی که تلفن های همراه به باتری هایی باریک تر از قطر 10 میلی متری AAA نیاز داشتند، تولید کنندگان سلول برای تولید سلول های پریسمات قابل اعتماد و مقرون به صرفه تلاش کردند و محصولاتی چون انواع باتری لیتیوم یونی به سرعت بازار را با پروفایل های نازک تر و چگالی انرژی بالاتر تسخیر کردند. برای مثال خرید باتری کتابی وارتا مدل شارژی نسبت به باتری غیر قابل شارژ کتابی به دلیل قابلیت استفاده مجدد، از ارزش خرید بالاتری برخوردار خواهد بود.
مزایای باتری نیکل متال هیدرید
- 30-40٪ چگالی انرژی بالاتر از NiCd
- در بسیاری از موارد جایگزینی برای NiCd کاهش می یابد.
- کمتر مستعد اثر حافظه نسبت به NiCd است.
- حمل و نقل ساده
- از نظر محیطی بر NiCd ترجیح داده می شود.
معایب باتری نیکل متال هیدرید
- عمر چرخه محدود در مقابل NiCd
- عملکرد ذخیره سازی ضعیف تر
- خود تخلیه بیشتر از NiCd
- تعداد کم اندازه سلول – به ویژه در مدل منشوری
- چگالی انرژی کمتر از LiIon
در مقایسه با سایر انواع باتری
سلول های NiMH اغلب در دوربین های دیجیتال و سایر دستگاه های با خلوص بالا استفاده می شوند که در طول مدت استفاده از یک بار، از باتری های غیر قابل شارژ (مانند قلیایی) بهتر عمل می کنند.
سلول های NiMH برای برنامه های کاربردی جریانی جریان بالا مفیدند، عمدتا به دلیل مقاومت داخلی آن ها کمتر است. باتری های معمولی قلیایی AA که ظرفیت تقریبی ۲۶۰۰ میلی آمپر را در تقاضای کم جریان (۲۵ میلی آمپر) ارائه می دهند، فقط ۱۳۰۰ میلی آمپر ظرفیت با بار ۵۰۰ میلی آمپر ظرفیت دارند. دوربین های دیجیتال با LCD ها و چراغ قوه می توانند بیش از ۱۰۰۰ میلی آمپر مصرف کنند و به سرعت آن ها را تخلیه کنند. سلول های NiMH می توانند این سطوح را بدون از دست دادن ظرفیت مشابه تحویل دهند.
دستگاه هایی که برای کار با مواد شیمیایی قلیایی اولیه (یا سلولهای روی-کربن/ کلرید) طراحی شده اند ممکن است با سلول های NiMH کار نکنند. با این حال، اکثر دستگاه ها افت ولتاژ یک باتری قلیایی به عنوان تخلیه را تا حدود ۱ ولت جبران می کنند.
مقاومت داخلی پایین اجازه می دهد تا NiMH سلول ولتاژ ثابت تقریبا ثابت باقی بماند تا تقریبا به طور کامل تخلیه شود. بنابراین شاخص های باتری سطح طراحی شده برای خواندن قلیایی سلول بیش از حد شارژ باقی مانده در هنگام استفاده با سلول های NiMH، به عنوان ولتاژ سلول های قلیایی در طول اکثر چرخه تخلیه به طور مداوم کاهش می یابد.
باتری های لیتیوم یون دارای انرژی خاص تری نسبت به باتری های فلزی هیدرید فلز نیکل هستند، اما آن ها به طور قابل توجهی گران تر هستند. همچنین ولتاژ بالاتر (۳٫۲-۳٫۷V اسمی) تولید می کنند و بنابراین جایگزین مناسبی برای باتری های قلیایی بدون مدار برای کاهش ولتاژ نمی باشند.
در این مقاله از تیم اپل فیکس به این موضوع پرداختیم که باتری نیکل متال هیدرید چیست؟ اگر شما نیز نکته‌ای در خصوص این باتری می‌دانید با ما به اشتراک بگذارید.
