تستخدم البطارية لأجهزة الطاقة الكهربائية مثل الهواتف المحمولة والسيارات الكهربائية والمصابيح الكهربائية وما إلى ذلك عبر التوصيلات الخارجية. يتكون من خلية كهروكيميائية. عندما تقوم البطارية بتشغيل الأجهزة الكهربائية ، فإنها تحتوي على كاثود وأنود. في وقت سابق ، كان من المفترض أن يتكون مصطلح البطارية من عدة خلايا ، ولكن يشار إليها الآن على أنها تتكون من خلية واحدة. هناك نوعان من البطاريات الابتدائية والثانوية. يمكن التخلص من البطاريات الأساسية ، بينما يمكن إعادة شحن البطاريات الثانوية مرة أخرى. كل من بطاريات NiMH و NiCd قابلة لإعادة الشحن.
NiMH مقابل NiCd
الفرق بين NiMH و NiCd هو أن القطب السالب المستخدم في NiMH هو سبيكة ممتصة للهيدروجين. بينما القطب السالب المستخدم في NiCd هو الكادميوم. يرمز NiMH إلى بطارية هيدريد النيكل والمعدن ، بينما يرمز NiCd إلى بطارية النيكل والكادميوم. معدل تفريغ NiMH أعلى. بينما معدل تفريغ NiCd أقل. بطاريات NiCd أكثر سمية من بطاريات NiMH. يطلق مواد كيميائية مثل الرصاص والزئبق والكادميوم في البيئة.
بطارية NiMH أو هيدريد النيكل هي بطارية ثانوية مما يعني أنه يمكن إعادة شحنها. التفاعل الكيميائي لـ NiMH في القطب الموجب هو نفسه إلى حد كبير كما هو الحال في NiCD ، أي هيدروكسيد أكسيد النيكل (NiOOH). القطب السالب المستخدم في NiMH هو سبيكة ممتصة للهيدروجين. لديها قدرة أعلى وكثافة طاقة أعلى. لكنها أقل من بطاريات الليثيوم أيون. NiMH مقاوم للانفجار والتسرب ويستخدم كبديل لنفس الشكل غير القلوي والبطاريات غير القابلة لإعادة الشحن.
NiCd لتقف على بطارية النيكل والكادميوم. الاختصار المستخدم لبطارية النيكل والكادميوم مشتق من النيكل والكادميوم ، ومن ثم يصبح NiCd. يمكن إعادة شحنها بشكل أفضل باستخدام الكادميوم كقطب سالب وهيدروكسيد النيكل كقطب موجب. بطارية NiCd لديها تفريغ حوالي 1.2 فولت ، وتنخفض في نهاية التفريغ. القوة الدافعة الكهربائية التي تقدمها بطارية NiCd هي 1.3 فولت. تأتي هذه البطارية بأحجام وسعات مختلفة ، تتراوح من خلايا كبيرة جيدة التهوية إلى خلايا الكربون والزنك الجافة.
جدول المقارنة بين NiMH و NiCd
| معلمات المقارنة | نيمه | NiCd |
| الاهلية | متوسط | قليل |
| معدل التفريغ | أعلى | أدنى |
| كلفة | غالي الثمن | غير مكلف |
| تسمم | أقل | أكثر |
| تأثير | صديق للبيئة | غير صديقة للبيئة |
| الشحن | يقاوم الإفراط في التفريغ والشحن الزائد. | بسيط وسريع |
| القطب السالب | سبيكة امتصاص الهيدروجين | الكادميوم |
ما هو NiMH؟
تم اختراع بطاريات NiMH في عام 1967 عندما بدأ العمل والبحث في مركز أبحاث Battelle-Geneva. تعتمد بطاريات NiMH على تلبيد أقطاب NiOOH وسبائك Ti2Ni + TiNi + x. تم تطوير بطاريات NiMH كما نعرفها الآن برعاية شركتين Volkswagen AG و Daimler-Benz. بعد تطوير الطاقة المطلوبة والمحددة ، تم إيداع براءات الاختراع في العديد من البلدان الأوروبية ، بما في ذلك سويسرا واليابان والولايات المتحدة. ثم تم نقل براءة اختراع إلى دايملر بنز.
أصبحت بطاريات NiMH مشهورة ، وأثير الاهتمام بها خلال السبعينيات عندما كانت تستخدم في الأقمار الصناعية. حاولت العديد من الشركات مثل Philips و CNRS و Ovonic Battery Co. جعل بطارية NiMH خفيفة الوزن بحيث يمكنها تخزين الهيدروجين وكذلك تحسين تكوين سبائك Ti-Ni. في عام 2008 ، تم تصنيع أكثر من 2 مليون سيارة تتكون من بطاريات NiMH. بطاريات NiMH ثنائية القطبية مما يعني أنها تتجنب الدوائر القصيرة ولديها بعض المزايا مثل تخزين الهيدروجين في المركبات الكهربائية.
يمكن شحن بطاريات NiMH بسرعة ، ولكن أثناء الشحن ، يجب شحنها بشاحن البطارية الذكي لتجنب الشحن الزائد. تتكون بطارية NiMH من أمان يسمى الصمامات القابلة لإعادة الضبط ، والتي تمنع التيار أو درجة الحرارة من الارتفاع الشديد. تعتبر NiMh أفضل من أنواع البطاريات الأخرى. يتم استخدامه في الأجهزة عالية الصرف والكاميرات الرقمية. إنه مفيد بسبب قدرته على جذب مقاومة داخلية عالية الحالية ومنخفضة. حلت بطاريات NiMH محل بطاريات NiCd نظرًا لقدرتها الاسمية على الشحن ، والتشغيل على العديد من الأجهزة وما إلى ذلك. تعتبر بطاريات الليثيوم أيون أفضل من بطاريات NiMH. يتم استخدامه في السيارات الهجينة والكهربائية ، ولكن الآن تحل محله بطاريات Li-on.
ما هو النيكل كادميوم؟
اخترع فالديمار جانجنر بطاريات NiCd في عام 1899 في السويد. عندما تم تصنيع بطاريات NiCd ، كانت منافستها هي بطاريات الرصاص الحمضية. من جميع النواحي ، كانت بطاريات Nicd أفضل منها ، مثل كثافة الطاقة العالية وما إلى ذلك. استبدل Jungner الكادميوم بدلاً من الحديد. لم يكن عمله معروفًا في الولايات المتحدة. بعد إنتاج التصميم الغارق في السويد واستخدام المواد الفعالة. في عام 1946 ، بدأ إنتاج بطاريات NiCd لأول مرة في الولايات المتحدة. سميت البطاريات بنوع الجيب بسبب الجيوب الفولاذية المطلية بالنيكل.
في منتصف القرن العشرين ، أصبحت بطارية Ni-Cd الملبدة شائعة جدًا بسبب مساحة سطحها الأكبر ، وانخفاض المقاومة الداخلية والألواح التي أصبحت مسامية للغاية. يعتمد معدل تفريغ بطاريات NiCd على الحجم المختلف كما هو الحال في بطارية D-size ، حيث يبلغ معدل التفريغ 3.5 أمبير ، وفي بطاريات AA يبلغ معدل التفريغ 1.8 أمبير. إمكانات الخلايا لبطاريات NiCd اسمية للغاية ، أي 1.2 فولت. معدل شحن بطارية NiCd بسيط للغاية وسريع ويمكن شحنه بمعدلات مختلفة حسب الخلية.
بسبب الشحن السريع ، قد ترتفع درجة حرارة البطاريات ، مما قد يؤدي إلى تلف الخلايا. هناك خطر الشحن الزائد ، وقد يتم تقصير عمر البطارية. تتراوح درجة الحرارة الآمنة لاستخدام بطارية NiCd بين -20 درجة مئوية و 45 درجة مئوية. عندما لا تكون بطاريات Ni-Cd قيد الاستخدام ، فسوف تقوم بتفريغ نفسها بنفسها ، وهو أحد عيوبها. تم اختراع بطاريات Ni-cd ذات الخلية الرطبة أو ذات الخلايا المهواة في عام 1899. وهي تستخدم لسعات أكبر نظرًا لارتفاع معدلات تفريغها. لديها تطبيقات واسعة مثل الطاقة الاحتياطية للاتصالات والطيران والنقل الجماعي والسكك الحديدية وبدء تشغيل المحرك للتوربينات الاحتياطية وما إلى ذلك.
الاختلافات الرئيسية بين NiMH و NiCd
استنتاج
كل من بطاريات NiMH و NiCd قابلة لإعادة الشحن. تم اختراع بطاريات NiCd في وقت أبكر من بطاريات NiMH. NiMH هو إصدار أفضل للبطاريات من NiCd. أصبحت بطاريات NiMH شائعة جدًا في القرن الحادي والعشرين ، لدرجة أنها تشكل في وقت واحد ثلاثة في المائة من البطاريات على مستوى العالم. بينما كانت بطاريات Ni-Cd شائعة في منتصف القرن العشرين. بطاريات NiCd أرخص من NiMH وتعمل في درجات حرارة منخفضة. يمكن أن يستغرق عددًا كبيرًا من الرسوم ، ومن السهل تخزينها وشحنها. بينما تتمتع NiMh بسعة عالية من البطاريات الأخرى القابلة لإعادة الشحن. إنه خفيف الوزن للغاية في البناء وصديق للبيئة.
