Baterías de hidruro metálico de níquel (NiMH).

La tecnología de las baterías de hidruro metálico de níquel se ha desarrollado como una alternativa a la tecnología de níquel-cadmio para superar las desventajas que estas presentan.


Baterías de NiMH, uso y tecnología.

El ánodo de cadmio no ecológico ha sido reemplazado por un ánodo de aleación que absorbe hidrógeno. El voltaje de estos sistemas es el mismo, y el cambio en la composición química permitió realizar un nuevo equilibrio interno del elemento con un aumento significativo de la densidad energética. El nuevo material de cátodo de alta densidad basado en hidrato de óxido de níquel esférico con una base de fieltro ha mejorado significativamente el rendimiento de los acumuladores de NiMH.

Además, la tecnología NiMH proporciona la capacidad de lograr una capacidad específica más alta que la tecnología NiCd, que ha permitido que las baterías de níquel-hidruro metálico se convirtieran en serios competidores de las baterías de níquel-cadmio y las expulsaran de varias áreas de la tecnología portátil, principalmente de áreas donde no se requiere una alta corriente de retroceso, pero el funcionamiento continuo es más importante.

descarga baterias de NiMH a corrientes de descarga a una temperatura ambiente de 20
Características de descarga de las baterías de NiMH a diversas corrientes de descarga a una temperatura ambiente de 20 ° C

Características distintivas de los acumuladores de NiMH.

  • Alta energía específica por peso y volumen (la capacidad es 1,5-2 veces mayor que la de los acumuladores de NiCd estándar de las mismas dimensiones);
  • Rango de temperatura de funcionamiento de –10 a +40 ° С;
  • Menos propensos al efecto memoria que las baterías de NiCd (es decir, prácticamente no se requieren ciclos de recuperación periódicos);
  • Resistencia a la sobrecarga a largo plazo con bajas corrientes;
  • Fuerza mecánica y resistencia al estrés mecánico;
  • Larga vida útil y almacenamiento (en estado descargado);
  • Menos toxicidad durante el reciclaje.

Desafortunadamente, las baterías de NiMH tienen una serie de desventajas y son inferiores a las de NiCd en algunos aspectos. Por lo tanto, el número de ciclos de carga-descarga de los acumuladores de NiMH es significativamente menor que el del níquel-cadmio – aproximadamente 500 ciclos están garantizados, mientras que para los acumuladores de NiCd puede llegar a 1000. Además, para los acumuladores de NiMH , a diferencia de las baterías NiCd, es más preferible una descarga superficial que una descarga profunda y, de hecho, la durabilidad de las baterías está directamente relacionada con la profundidad de la descarga.

baterias NiMh

Cuando se carga una batería de NiMH rápidamente, se genera mucho más calor que cuando se carga una batería de NiCd , por lo que las baterías de hidruro metálico de níquel imponen mayores demandas a los cargadores; se necesitan algoritmos más complejos para detectar el momento de carga completa y controlar la temperatura (sin embargo, la mayoría de las baterías de NiMH modernas están equipadas con un sensor de temperatura interno para proporcionar un criterio adicional para la detección de carga completa). Por la misma razón, una batería de NiMH no puede cargarse tan rápido como una batería de níquel-cadmio; el tiempo de carga de una batería de NiMH de la misma capacidad suele ser el doble.

descarga de las baterias de NiMH a una corriente de descarga de 1Сн a diferentes temperaturas 1
Características de descarga de las baterías de NiMH a una corriente de descarga de 1Сн a diferentes temperaturas ambientales

Carga y descarga de las baterías NiMH.

La corriente de descarga recomendada para las baterías de NiMH , como ya hemos señalado, es significativamente menor que para las baterías de NiCd , y la mayoría de los fabricantes recomiendan una corriente de carga de 0,2 a 0,5 Cn (es decir, del 20 al 50% de la capacidad nominal). Esta desventaja no es tan crítica si se requiere una corriente de carga baja, y para dispositivos que requieren una corriente de carga alta o tienen una carga de impulso (por ejemplo, radios portátiles y herramientas potentes con motores eléctricos), se recomiendan tipos especiales de baterías de NiMH , como los productos Panasonic o acumuladores NiCd.

Además, las baterías de NiCd y NiMH se caracterizan por una alta autodescarga. Sin embargo, si una batería de NiCd pierde aproximadamente el 10% de su capacidad durante el primer día, después del cual la autodescarga es de aproximadamente el 10% por mes, la autodescarga de las baterías de NiMH es aproximadamente 1,5-2 veces mayor. Por supuesto, para algunos tipos de baterías de NiMH , se utilizan materiales de hidruro que mejoran la unión del hidrógeno para reducir la autodescarga, pero esto generalmente conduce a una disminución en la capacidad de la batería, es decir, a la pérdida de la principal ventaja sobre la tecnología NiCd .

El rango de temperatura de funcionamiento de las baterías de NiMH también es menor que el de las baterías de NiCd . Por lo tanto, si la temperatura de –20 ° C es el límite en el que las baterías de NiMH (y de iones de litio) dejan de funcionar, las baterías de NiCd pueden seguir funcionando hasta una temperatura de –40 ° C.

Finalmente, el precio de las baterías de NiMH es aproximadamente un tercio más alto que el precio de las baterías de NiCd . Incluso las baterías modernas de NiCd de alta capacidad, que son más caras que las estándar, aún superan las de NiMH en términos de relación capacidad / precio .

 

Cargador de baterias NiMh Pack 4P 1
Carga gestionada de un pac de baterias NiMH.

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