La differenza tra batterie al nichel-metallo idruro, batterie al nichel-cadmio e batterie al litio

batterie NiMH

Le batterie al nichel-metallo idruro sono composte da ioni idrogeno e nichel metallico.Hanno il 30% in più di riserva di carica rispetto alle batterie al nichel-cadmio, sono più leggere delle batterie al nichel-cadmio e hanno una maggiore durata.Sono ecologici e non hanno effetto memoria.Lo svantaggio delle batterie al nichel-metallo idruro è che il prezzo delle batterie al nichel-cadmio è molto più costoso e le prestazioni sono peggiori di quelle delle batterie al litio.

Batteria agli ioni di litio

Una batteria ad alta densità di energiabatterie agli ioni di litio. Batteria agli ioni di litioè anche una specie dibatteria intelligente, può cooperare con uno speciale caricatore intelligente originale per ottenere il tempo di ricarica più breve, il ciclo di vita più lungo e la massima capacità.Batteria agli ioni di litioè attualmente la migliore batteria.Rispetto alle batterie al nichel-cadmio e alle batterie al nichel-idrogeno delle stesse dimensioni, ha la più grande riserva di carica, il peso più leggero, la durata più lunga, il tempo di ricarica più breve e nessun effetto memoria.

Esistono due tipi principali di batterie ricaricabili: batterie al piombo e batterie alcaline.Le batterie al nichel-cadmio (NiCd), al nichel-metallo idruro (NiMH) e agli ioni di litio (Li-Ion) attualmente in uso sono tutte batterie alcaline.

Il materiale della piastra positiva della batteria NiMH è NiOOH, il materiale della piastra negativa è una lega che assorbe l'idrogeno.L'elettrolita è solitamente una soluzione acquosa al 30% di KOH e viene aggiunta una piccola quantità di NiOH.Il diaframma è realizzato in tessuto non tessuto vinilico poroso o tessuto non tessuto in nylon.Esistono due tipi di batterie NiMH: cilindriche e quadrate.

Le batterie NiMH hanno buone caratteristiche di scarica a bassa temperatura.Anche a una temperatura ambiente di -20°C, utilizzando una grande corrente (con una velocità di scarica di 1°C) per scaricarsi, l'elettricità scaricata può raggiungere più dell'85% della capacità nominale.Tuttavia, quando le batterie NiMH sono ad alta temperatura (sopra i +40°C), la capacità di stoccaggio diminuirà del 5-10%.La perdita di capacità causata dall'autoscarica (maggiore è la temperatura, maggiore è il tasso di autoscarica) è reversibile e la capacità massima può essere ripristinata a pochi cicli di carica-scarica.La tensione a circuito aperto della batteria NiMH è 1,2 V, che è la stessa della batteria NiCd.

Il processo di carica delle batterie NiCd/NiMH è molto simile e richiede una carica a corrente costante.La differenza tra i due sta principalmente nel metodo di rilevamento della terminazione della ricarica rapida per evitare il sovraccarico della batteria.Il caricabatterie esegue una carica a corrente costante sulla batteria e allo stesso tempo rileva la tensione della batteria e altri parametri.Quando la tensione della batteria sale lentamente e raggiunge un valore di picco, la carica rapida della batteria NiMH termina, mentre per la batteria NiCd la carica rapida termina quando la tensione della batteria scende di -△V per la prima volta.Per evitare danni alla batteria, non è possibile avviare la ricarica rapida quando la temperatura della batteria è troppo bassa.Quando la temperatura della batteria Tmin è inferiore a 10°C, è necessario passare alla modalità di carica di mantenimento.Quando la temperatura della batteria raggiunge il valore specificato, la carica deve essere interrotta immediatamente.

Batterie al nichel-cadmio

Il materiale attivo sulla piastra positiva della batteria al nichel-cadmio NiCd è composto da polvere di ossido di nichel e polvere di grafite.La grafite non partecipa alle reazioni chimiche e la sua funzione principale è quella di migliorare la conduttività.Il materiale attivo sulla piastra negativa è composto da polvere di ossido di cadmio e polvere di ossido di ferro.La funzione della polvere di ossido di ferro è quella di rendere la polvere di ossido di cadmio più diffusibile, prevenire l'agglomerazione e aumentare la capacità della piastra dell'elettrodo.I materiali attivi sono rispettivamente avvolti in strisce di acciaio perforate, che diventano le piastre positive e negative della batteria dopo essere state stampate.Le piastre polari sono separate da barre isolanti in gomma dura resistente agli alcali o pannelli ondulati perforati in cloruro di polivinile.L'elettrolita è solitamente una soluzione di idrossido di potassio.Rispetto ad altre batterie, la velocità di autoscarica delle batterie NiCd (ovvero la velocità con cui la batteria perde la carica quando non è in uso) è moderata.Durante l'utilizzo delle batterie NiCd, se non sono completamente scariche, verranno ricaricate e la prossima volta che si scaricheranno non potranno scaricare tutta la loro potenza.Ad esempio, se l'80% della batteria viene scaricata e poi completamente carica, la batteria può scaricare solo l'80% della batteria.Questo è il cosiddetto effetto memoria.Naturalmente, diversi cicli completi di scarica/carica ripristineranno il normale funzionamento della batteria NiCd.A causa dell'effetto memoria delle batterie NiCd, se non sono completamente scariche, ciascuna batteria deve essere scaricata al di sotto di 1 V prima della ricarica.