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Technologie de batterie NiMH à hydrure métallique de nickel

Technologie de batterie NiMH à hydrure métallique de nickel


Compte tenu des craintes environnementales concernant les batteries et les cellules Nickel Cadmium, la technologie Nickel Metal Hydride a pris le dessus.

Les batteries et cellules à hydrure métallique de nickel, NiMH ont un niveau de performance très similaire - des caractéristiques de tension et de charge similaires. En tant que tels, ils sont pratiquement un remplacement direct, bien qu'il existe quelques différences comme on peut l'imaginer.

Compte tenu des bien meilleures références environnementales, les batteries NiMH sont la technologie de choix pour les batteries remplaçables standard disponibles: tailles AAA, AA, C, D.

Technologie de batterie NiMH: principes de base

Les batteries et cellules NiMH sont désormais largement utilisées. Ils présentent un certain nombre de caractéristiques marquantes qui leur ont permis d'être utilisés, bien qu'ils présentent certains inconvénients:

  • Impact environnemental: La technologie des batteries NiMH a dépassé celle de son frère NiCd en raison de leur moindre impact environnemental. L'utilisation de cadmium est particulièrement préoccupante, et donc son utilisation. Dans l'Union européenne, l'UE, la législation appelée la directive sur les batteries a exigé que l'utilisation de batteries NiCd soit interrompue pour une utilisation portable par les consommateurs.

    Bien que l'utilisation de cadmium toxique soit éliminée des cellules NiMH, l'extraction et le traitement des autres métaux utilisés posent certaines menaces pour l'environnement. Heureusement, lorsque les batteries NiMH arrivent en fin de vie, la majeure partie du nickel peut être récupérée avec une relative facilité.

  • Densité énergétique spécifique: Les piles et batteries NiMH ont un niveau d'énergie spécifique plus élevé, c'est-à-dire la quantité d'énergie qui peut être contenue dans un certain volume de poids. Elle peut être comprise entre 60 - 100 W h / kg contre 40 - 60 pour un NiCd.
  • Tension de sortie: Un paramètre particulièrement privilégié est qu'ils fournissent une tension de cellule de 1,2 volts qui est très similaire à celle d'un NiCd, ce qui en fait un remplacement presque direct.
  • Mise en charge: De nombreux chargeurs de batterie NiCd ont utilisé l'augmentation de la tension aux bornes pour détecter la fin de la charge. Cette augmentation de tension pour les cellules NiMH est très faible et les cellules NiMH sont opposées à la surcharge. Des précautions doivent être prises lors du chargement de ces cellules et batteries.
  • Décharge automatique: L'inconvénient de la cellule NiMH est qu'elle a un taux élevé d'auto-décharge. Ils peuvent perdre jusqu'à 3% de sa charge par semaine de stockage.

Technologie cellulaire NiMH

La cellule NiMH présente de nombreuses similitudes avec l'ancienne technologie de cellule NiCd, en utilisant de nombreux constituants similaires. La cellule NiMH se compose de trois éléments principaux:

  • Electrode positive: L'électrode positive de la batterie NiMH est de l'hydroxyde de nickel ayant la même composition que l'électrode positive dans une cellule NiCd. L'électrode oxyde de nickel-hydroxyde n'échange qu'un proton dans la réaction de charge-décharge, ce qui se traduit par un très petit changement de taille, ce qui entraîne un niveau élevé de stabilité mécanique, ce qui à son tour entraîne une durée de vie plus longue.
  • Électrolyte: L'électrolyte dans la cellule NiMH est une solution aqueuse d'hydroxyde de potassium, KOH, qui a une conductivité très élevée. La solution n'entre pas dans la réaction de la cellule NiMH dans une mesure significative. On constate que la concentration d'électrolyte reste presque constante pendant le cycle de charge / décharge. Ceci est important car la concentration de l'électrolyte est le principal contributeur à la résistance de la cellule. Cela signifie que les performances de la cellule restent presque les mêmes sur toute la plage de charge.
  • Électrode négative: Le matériau actif de l'électrode négative est en fait l'hydrogène. Cependant, il n'est pas physiquement possible d'utiliser directement l'hydrogène et donc l'hydrogène est stocké dans la cellule NiMH sous forme d'hydrure métallique qui sert également d'électrode négative. A titre d'intérêt, les hydrures métalliques utilisés dans les cellules NiMH peuvent normalement contenir entre 1% et 2% en poids d'hydrogène.

NiMH, la technologie des batteries à hydrure métallique de nickel a pris le relais de NiCds. Bien qu'ils aient été initialement envisagés comme une solution provisoire, ils ont trouvé leur créneau en étant utilisés pour les piles remplaçables comme les piles de taille standard AAA, AA, C et D. Les batteries destinées à être utilisées dans les équipements électroniques pour tout, des smartphones aux écouteurs Bluetooth, aux ordinateurs portables et à toutes sortes de gadgets électroniques ont adopté la technologie Lithium Ion, la technologie Lion et les cellules NiMH ne sont jamais vues dans ces applications maintenant. En tant que telle, la technologie NiMH n'est pratiquement utilisée que pour les cellules et batteries remplaçables.


Voir la vidéo: NiMH Recycling Nickel Metal Hydride Batteries in Melbourne Preston Australia (Décembre 2020).