Razlika med nikelj-metal hidridnimi, nikelj-kadmijevimi baterijami in litijevimi baterijami

NiMH baterije

Nikelj-metal hidridne baterije so sestavljene iz vodikovih ionov in kovinskega niklja.Imajo 30 % večjo rezervo moči kot nikelj-kadmijeve baterije, lažje od nikelj-kadmijevih baterij in imajo daljšo življenjsko dobo.So okolju prijazni in nimajo spominskega učinka.Pomanjkljivost nikelj-metal hidridnih baterij je, da je cena nikelj-kadmijevih baterij veliko dražja, zmogljivost pa je slabša kot pri litijevih baterijah.

Litij-ionska baterija

Baterija z visoko energijsko gostoto, izdelana izlitij-ionske baterije. Litij-ionska baterijaje tudi neke vrstepametna baterija, lahko sodeluje s posebnim originalnim pametnim polnilnikom, da doseže najkrajši čas polnjenja, najdaljši življenjski cikel in največjo zmogljivost.Litij-ionska baterijatrenutno najboljša baterija.V primerjavi z nikelj-kadmijevimi baterijami in nikelj-vodikovimi baterijami enake velikosti ima največjo rezervo moči, najmanjšo težo, najdaljšo življenjsko dobo, najkrajši čas polnjenja in brez spominskega učinka.

Obstajata dve glavni vrsti baterij za ponovno polnjenje: svinčeno-kislinske baterije in alkalne baterije.Nikel-kadmijeve (NiCd), nikelj-metal-hidridne (NiMH) in litij-ionske (Li-Ion) baterije, ki se trenutno uporabljajo, so vse alkalne baterije.

Material pozitivne plošče NiMH baterije je NiOOH, material negativne plošče je zlitina, ki absorbira vodik.Elektrolit je običajno 30% vodna raztopina KOH, dodana pa je majhna količina NiOH.Diafragma je izdelana iz poroznega vinilonskega netkanega blaga ali najlonskega netkanega blaga.Obstajata dve vrsti NiMH baterij: valjaste in kvadratne.

NiMH baterije imajo dobre lastnosti praznjenja pri nizkih temperaturah.Tudi pri temperaturi okolice -20°C z uporabo velikega toka (pri hitrosti praznjenja 1C) za praznjenje lahko izpraznjena električna energija doseže več kot 85 % nazivne zmogljivosti.Ko pa so NiMH baterije pri visoki temperaturi (nad +40°C), se zmogljivost shranjevanja zmanjša za 5-10%.Izguba zmogljivosti, ki jo povzroči samopraznjenje (višja kot je temperatura, večja je hitrost samopraznjenja) je reverzibilna, največjo zmogljivost pa je mogoče obnoviti na nekaj ciklov polnjenja-praznjenja.Napetost odprtega tokokroga NiMH baterije je 1,2 V, kar je enako kot NiCd baterija.

Postopek polnjenja NiCd/NiMH baterij je zelo podoben, saj zahteva polnjenje s konstantnim tokom.Razlika med obema je predvsem v metodi zaznavanja prenehanja hitrega polnjenja, ki preprečuje prenapolnjenost baterije.Polnilnik izvaja stalno tokovno polnjenje na akumulatorju, hkrati pa zaznava napetost akumulatorja in druge parametre.Ko napetost baterije počasi narašča in doseže najvišjo vrednost, se hitro polnjenje baterije NiMH prekine, medtem ko se pri NiCd bateriji hitro polni, ko napetost baterije prvič pade za -△V.Da bi se izognili poškodbam baterije, hitrega polnjenja ni mogoče zagnati, ko je temperatura baterije prenizka.Ko je temperatura baterije Tmin nižja od 10°C, je treba preklopiti način polnjenja.Ko temperatura baterije doseže določeno vrednost, je treba polnjenje takoj ustaviti.

Nikelj-kadmijeve baterije

Aktivni material na pozitivni plošči nikelj-kadmijeve baterije NiCd baterije je sestavljen iz prahu nikljevega oksida in grafita v prahu.Grafit ne sodeluje v kemičnih reakcijah, njegova glavna funkcija pa je povečati prevodnost.Aktivni material na negativni plošči je sestavljen iz prahu kadmijevega oksida in prahu železovega oksida.Naloga prahu železovega oksida je zagotoviti, da ima prah kadmijevega oksida večjo difuzijsko sposobnost, prepreči aglomeracijo in poveča zmogljivost plošče elektrode.Aktivni materiali so zaviti v perforirane jeklene trakove, ki po stiskanju postanejo pozitivna in negativna plošča baterije.Polarne plošče so ločene z alkalno odpornimi izolacijskimi palicami iz trde gume ali perforiranimi valovitimi ploščami iz polivinilklorida.Elektrolit je običajno raztopina kalijevega hidroksida.V primerjavi z drugimi baterijami je stopnja samopraznjenja NiCd baterij (to je hitrost, s katero baterija izgubi napolnjenost, ko ni v uporabi) zmerna.Med uporabo NiCd baterij, če niso popolnoma izpraznjene, se bodo ponovno napolnile, naslednjič, ko bodo izpraznjene, pa ne bodo mogle izprazniti vse svoje moči.Na primer, če je 80 % baterije izpraznjeno in nato popolnoma napolnjeno, lahko baterija izprazni le 80 % baterije.To je tako imenovani spominski učinek.Seveda bo več popolnih ciklov praznjenja/polnjenja obnovilo NiCd baterijo v normalno delovanje.Zaradi spominskega učinka NiCd baterij, če niso popolnoma izpraznjene, je treba vsako baterijo pred polnjenjem izprazniti pod 1V.