Spis treści:
- 1 Akumulator Ni-MH – krótki rys historyczny
- 2 Budowa akumulatorów Ni-MH
- 3 Zalety akumulatorów Ni-MH
- 4 Wady akumulatorów Ni-MH
- 5 Akumulatory Ni-MH w elektronice konsumenckiej
- 6 Akumulatory Ni-MH w branży narzędziowej
- 7 Awaryjne systemy oświetleniowe i projekty DIY
- 8 Pozostałe zastosowanie akumulatorów Ni-MH
Akumulatory Ni-MH (pełna nazwa to akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe) są rodzajem ogniw wtórnych (wielokrotnego ładowania), które praktycznie wyparły z rynku baterie niklowo-kadmowe (Ni-Cd).
Akumulator Ni-MH – krótki rys historyczny
Początki akumulatorów niklowo-metalowo-wodorkowych sięgają drugiej połowy XX wieku. Komercyjne wykorzystanie ogniw Ni-MH rozpoczęło się w latach 90., kiedy to nowe akumulatory zaczęły być ogólnodostępne w sprzedaży. W kolejnych latach stopniowo wypierały ogniwa Ni-Cd (niklowo-kadmowe), które ze względu na zawartość szkodliwych substancji (szczególnie kadmu) były stopniowo wycofywane z rynku. W krótkim czasie akumulatory Ni-MH stały się ekologiczną, bardziej wydajną i trwałą alternatywą dla baterii Ni-Cd, zwłaszcza w urządzeniach przenośnych.
Budowa akumulatorów Ni-MH
Ogniwa wtórne Ni-MH są zbudowane z wielu warstw aktywnych materiałów, w których są umieszczone dwie prądnice. Materiały są oddzielone specjalnymi separatorami. Ich zadaniem jest zapobieganie zwarciom i jednoczesne umożliwienie swobodnego przepływu jonów.
Pozytywne elektrody są wykonane z wodorotlenku niklu Ni(OD)2, natomiast negatywne elektrody z tzw. hybryd metali. Przeważnie są to stopy zawierające cer, nikiel, neodym, lantan, cynk, tytan i kobalt. Z kolei elektrolit występuje pod postacią roztworu wodorotlenku potasu.
Obudowa akumulatorów Ni-MH jest przeważnie wykonana z metalu lub tworzywa sztucznego. Wbudowane zawory bezpieczeństwa stanowią skuteczną ochronę w przypadku wystąpienia nadmiernego ciśnienia wewnątrz ogniwa.
Zalety akumulatorów Ni-MH
Akumulatorowy Ni-MH charakteryzują się wyższą gęstością energii niż baterie Ni-Cd. W codziennym użytkowaniu oznacza to, że są zdolne do magazynowania większej ilości energii przy takiej samej wielkości. Nie zawierają kadmu, czyli toksycznego pierwiastka niebezpiecznego dla ludzi, zwierząt i środowiska. Kolejną zaletą jest mniejszy efekt pamięci (w porównaniu do baterii Ni-Cd), który bezpośrednio wpływa na dłuższe zachowanie pojemności ogniwa nawet w przypadku wielokrotnego ładowania.
Dodatkowo akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe wyróżniają się długą żywotnością, zachowując pierwotne parametry elektryczne przed długi czas. Oznacza to, że są zdolne dostarczać prąd o wysokim natężeniu, nawet w przypadku dużej liczby cykli ładowania i rozładowania ogniwa.
Wady akumulatorów Ni-MH
Do wad akumulatorów Ni-MH należy zaliczyć tendencje do samorozładowania. W pełni naładowane ogniwo, które nie jest użytkowane, z czasem traci naładowanie. Tempo samorozładowania baterii jest uzależnione m.in. od temperatury przechowywania. Kolejną wadą jest wspomniany efekt pamięci. Choć jest zdecydowanie mniejszy niż w ogniwach Ni-Cd, to nadal należy odnotować, że występuje (w przeciwieństwie do ogniw litowo-jonowych, litowo-polimerowych i litowo-żelazowo-fosforanowych).
Ponadto akumulatory Ni-MH podczas ekspozycji na wysoką temperaturę, mają tendencje do krótszej żywotności. Są podatne na uszkodzenia w trakcie nieodpowiedniego ładowania. Dodatkowo w porównaniu do ogniw litowych, są cięższe i mają mniejszą gęstość energii.
Akumulatory Ni-MH w elektronice konsumenckiej
Akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe były powszechnie wykorzystywane w elektronice konsumenckiej.
Wraz z wprowadzeniem na rynek baterii litowo-jonowych, następnie litowo-polimerowych i litowo-żelazowo-fosforanowych, ich wykorzystanie zostało znacząco ograniczone. Nadal jednak akumulatory Ni-MH są wykorzystywane do zasilania przenośnych urządzeń elektronicznych.
Dobrymi przykładami są aparaty fotograficzne, odtwarzacze muzyki, zabawki zdalnie sterowane, przenośne konsole do gier, golarki, a nawet szczoteczki elektryczne.
Akumulatory Ni-MH w branży narzędziowej
Ogniwa Ni-MH są używane do zasilania narzędzi elektrycznych bezprzewodowych. W zależności od konfiguracji pakietu, akumulatory Ni-MH mają napięcie od 3,6 V do nawet 36 V (najczęściej spotykane napięcie to 12 V i 18 V). Baterie niklowo-metalowo-wodorkowe są wykorzystywane do zasilania wiertarek bezprzewodowych, wkrętaków akumulatorowych, pił szablastych i szlifierek kątowych.
Dodatkowo znajdują zastosowanie w młotowiertarkach, nożycach do blachy, akumulatorowych narzędziach wielofunkcyjnych, lampach roboczych i pistoletach do klejenia na gorąco.
Awaryjne systemy oświetleniowe i projekty DIY
Akumulator niklowo-metalowo-wodorkowy jest używany w systemach oświetlania awaryjnego budynków mieszkalnych, biurowych, usługowych i w obiektach użyteczności publicznej. Ogniwa przeważnie zasilają lampy awaryjne sufitowe i ścienne w trakcie przerw w dostawach energii lub awarii instalacji elektrycznej. Kolejnym zastosowaniem akumulatorów (Ni-MH) są przenośne (najczęściej ledowe) źródła światła. Baterie tego typu są montowane w latarkach i lampkach rowerowych.
Baterie Ni-MH to stabilne i wydajne źródło zasilania różnego rodzaju projektów elektronicznych DIY. Elektronicy, robotycy i majsterkowicze wykorzystują baterie typu R14 i R20 oraz pakiety, np. 2S.
Pozostałe zastosowanie akumulatorów Ni-MH
Wybrane pojazdy hybrydowe są wyposażone w akumulatory Ni-MH, które stanowią część układu napędowego. Ogniwa nie tylko dostarczają energię do silnika elektrycznego, ale również odzyskują część energii w trakcie hamowania. Do niedawna akumulatory niklowo-metalowo-wodorkowe były powszechnie wykorzystywane w telefonach komórkowych. Obecnie zostały wyparte przez różne warianty ogniw litowych.
Kolejnym zastosowaniem są urządzenia nawigacyjne GPS. Baterie są montowane w samochodowych nawigacjach, które można użytkować zarówno z podłączonym przewodem zasilającym, jak i bez. Akumulatory Ni-MH służą również do zasilania różnego rodzaju urządzeń medycznych. Przeważnie są to sprzęty przenośne takie jak defibrylatory, monitory i pompy infuzyjne. Pomimo dużej popularności różnych wariantów akumulatorów litowych, ogniwa Ni-MH nadal są wykorzystywane w różnych dziedzinach i branżach, m.in. ze względu na przystępną cenę.
