La batteria viene utilizzata per dispositivi di alimentazione elettrica come telefoni cellulari, auto elettriche, torce elettriche, ecc., tramite connessioni esterne. È costituito da una cella elettrochimica. Quando la batteria alimenta i dispositivi elettrici, ha un catodo e un anodo. In precedenza, il termine batteria doveva essere costituito da più celle, ma ora viene solitamente indicato come costituito da una singola cella. Ci sono due tipi di batterie primarie e secondarie. Le batterie primarie sono usa e getta, mentre le batterie secondarie possono essere ricaricate. Sia le batterie NiMH che quelle NiCd sono ricaricabili.
NiMH vs NiCd
La differenza tra NiMH e NiCd è che l'elettrodo negativo utilizzato in NiMH è una lega che assorbe l'idrogeno. Mentre l'elettrodo negativo utilizzato in NiCd è cadmio. NiMH sta per batteria all'idruro metallico di nichel e NiCd sta per batteria al nichel-cadmio. La velocità di scarica di NiMH è maggiore. Mentre la velocità di scarica di NiCd è inferiore. Le batterie NiCd sono più tossiche delle batterie NiMH. Rilascia nell'ambiente sostanze chimiche come piombo, mercurio, cadmio.
La batteria NiMH o nichel-idruro metallico è una batteria secondaria che significa che può essere ricaricata. La reazione chimica del NiMH nell'elettrodo positivo è molto simile a quella del NiCD, ovvero l'idrossido di ossido di nichel (NiOOH). L'elettrodo negativo utilizzato in NiMH è una lega che assorbe l'idrogeno. Ha una capacità maggiore e una maggiore densità di energia. Ma è inferiore alle batterie agli ioni di litio. NiMH è resistente all'esplosione e alle perdite e viene utilizzato come sostituto delle stesse batterie non alcaline e non ricaricabili.
NiCd sta per batteria al nichel-cadmio. L'abbreviazione utilizzata per la batteria al nichel-cadmio deriva da nichel e cadmio, e quindi diventa NiCd. È ricaricabile meglio utilizzando cadmio come elettrodo negativo e ossido di nichel idrossido come elettrodo positivo. La batteria NiCd ha una scarica di circa 1,2 volt e diminuisce alla fine di una scarica. Una forza elettromotrice offerta dalla batteria NiCd è di 1,3 volt. Questa batteria è disponibile in varie dimensioni e capacità, che vanno dalle grandi celle ventilate alle celle a secco zinco-carbone.
Tabella di confronto tra NiMH e NiCd
| Parametri di confronto | NiMH | NiCd |
| Capacità | Alto | Basso |
| Tasso di scarico | Più alto | Inferiore |
| Costo | Caro | Economico |
| Tossicità | Meno | Di più |
| Effetto | Eco-compatibile | Non rispettoso dell'ambiente |
| In carica | Resiste allo scaricamento eccessivo e al sovraccarico. | Semplice e veloce |
| Elettrodo negativo | Lega che assorbe l'idrogeno | Cadmio |
Cos'è NiMH?
Le batterie NiMH sono state inventate nell'anno 1967, quando sono iniziati il lavoro e la ricerca presso il Centro di ricerca Battelle-Ginevra. Le batterie NiMH erano basate sulla sinterizzazione degli elettrodi NiOOH e delle leghe Ti2Ni+TiNi+x. Lo sviluppo delle batterie NiMH come le conosciamo ora è stato sponsorizzato da due società Volkswagen AG e Daimler-Benz. Dopo aver sviluppato l'energia necessaria e specifica, sono stati depositati brevetti in vari paesi europei, tra cui Svizzera, Giappone e Stati Uniti. Un brevetto è stato quindi trasferito a Daimler-Benz.
Le batterie NiMH sono diventate famose e l'interesse è stato suscitato negli anni '70 quando veniva utilizzato nei satelliti. Varie aziende come Philips, CNRS, Ovonic Battery Co. hanno provato a rendere la batteria NiMH alleggerita in modo da poter immagazzinare l'idrogeno e hanno anche improvvisato la composizione delle leghe Ti-Ni. Nel 2008 sono state prodotte più di 2 milioni di auto composte da batterie NiMH. Le batterie NiMH sono bipolari, il che significa che evita i cortocircuiti e presenta alcuni vantaggi come lo stoccaggio di idrogeno nei veicoli elettrici.
Le batterie NiMH possono essere caricate velocemente, ma durante la ricarica devono essere caricate con il caricabatterie intelligente per evitare il sovraccarico. La batteria NiMH è costituita da un dispositivo di sicurezza chiamato fusibile ripristinabile, che impedisce che la corrente o la temperatura siano troppo elevate. Il NiMh è considerato migliore rispetto agli altri tipi di batterie. Viene utilizzato in dispositivi ad alto consumo e fotocamere digitali. È vantaggioso per la sua capacità di assorbire corrente elevata e bassa resistenza interna. Le batterie NiMH hanno preso il posto delle batterie NiCd a causa della loro capacità di carica nominale, del funzionamento su molti dispositivi, ecc. Le batterie agli ioni di litio sono considerate migliori delle batterie NiMH. Viene utilizzato nei veicoli ibridi ed elettrici, ma ora è sostituito dalle batterie agli ioni di litio.
Cos'è il NiCd?
Le batterie NiCd sono state inventate da Waldemar Jungner nel 1899 in Svezia. Quando furono prodotte le batterie NiCd, la concorrenza erano le batterie al piombo. Sotto tutti i punti di vista le batterie Nicd erano migliori di quelle, come una maggiore densità di energia ecc. Jungner sostituì il cadmio al posto del ferro. Il suo lavoro non era conosciuto negli Stati Uniti. Dopo aver prodotto il progetto allagato in Svezia e aver utilizzato materiali attivi. Nel 1946, la produzione di batterie NiCd è stata avviata per la prima volta negli Stati Uniti. Le batterie erano chiamate di tipo tascabile a causa delle tasche in acciaio nichelato.
A metà del 20 ° secolo, la batteria Ni-Cd sinterizzata è diventata molto popolare a causa della sua maggiore superficie del materiale, della minore resistenza interna e delle piastre che diventano altamente porose. La velocità di scarica delle batterie NiCd dipende dalle diverse dimensioni, come in una batteria di tipo D la velocità di scarica è di 3,5 ampere e nelle batterie AA la velocità di scarica è di 1,8 ampere. Il potenziale delle celle delle batterie NiCd è molto nominale, cioè 1,2 volt. La velocità di ricarica della batteria NiCd è molto semplice e veloce e può essere caricata a velocità diverse a seconda della cella.
A causa della ricarica rapida, la temperatura delle batterie può aumentare, danneggiando le celle. C'è il rischio di sovraccarico e la durata della batteria sarebbe ridotta. L'intervallo di temperatura sicuro per l'utilizzo della batteria NiCd è compreso tra -20°C e 45 °C. Quando le batterie Ni-Cd non sono in uso, si scaricheranno da sole, il che è uno dei suoi svantaggi. Anche le batterie Ni-cd a celle umide o ventilate sono state inventate nel 1899. Viene utilizzata per capacità maggiori a causa delle sue velocità di scarica più elevate. Ha ampie applicazioni come alimentazione di backup per telecomunicazioni, aviazione, trasporto di massa e ferrovia, avviamento del motore per turbine di backup, ecc.
Principali differenze tra NiMH e NiCd
Conclusione
Sia le batterie NiMH che quelle NiCd sono ricaricabili. Le batterie NiCd sono state inventate prima delle batterie NiMH. NiMH è una versione migliore delle batterie rispetto al NiCd. Le batterie NiMH sono diventate molto popolari nel 21° secolo, tanto che in un certo momento costituiscono il 3% delle batterie a livello globale. Mentre le batterie Ni-Cd erano popolari a metà del 20 ° secolo. Le batterie NiCd sono più economiche di quelle NiMH e funzionano a basse temperature. Possono richiedere un elevato numero di ricariche, sono facili da immagazzinare e spedire. Mentre NiMh ha un'elevata capacità rispetto ad altre batterie ricaricabili. È molto leggero nella costruzione e rispettoso dell'ambiente.
