Por que escolher baterias de níquel-hidreto metálico (NiMH)?

As baterias de níquel-hidreto metálico (NiMH) representam um avanço significativo em relação às suas antecessoras, as baterias de níquel-cádmio (NiCd). O termo "metal" em NiMH não se refere a um metal singular, mas sim a uma liga complexa. Essas ligas, conhecidas como hidretos metálicos, são compostas de vários metais e são responsáveis ​​pela capacidade da bateria de armazenar e liberar energia. Entre as ligas de hidreto metálico mais comuns usadas em baterias NiMH estão as estruturas AB5 e AB2. Em AB5, a parte "A" é uma mistura de metais de terras raras ou titânio (Ti), enquanto a parte "B" consiste em metais como níquel (Ni), cobalto (Co), manganês (Mn) e, às vezes, alumínio (Al). Em baterias de maior capacidade, as ligas são geralmente do tipo AB2, onde "A" é tipicamente titânio (Ti) ou vanádio (V), e "B" é zircônio (Zr), níquel (Ni) ou uma mistura de cromo (Cr), cobalto (Co), ferro (Fe) e manganês (Mn).

Esses compostos de hidreto metálico desempenham um papel fundamental no armazenamento e na liberação de íons de hidrogênio na bateria. Durante o carregamento, o eletrólito de hidróxido de potássio (KOH) dentro da bateria libera íons de hidrogênio (H+), que são absorvidos pela liga de hidreto metálico, prevenindo a formação de gás hidrogênio (H2) e mantendo a pressão e o volume dentro da bateria. Durante a descarga, os íons de hidrogênio são liberados de volta pelo processo oposto, fornecendo energia ao dispositivo.

1.Comparação de peso

Em termos de voltagem, tanto as baterias NiMH quanto as NiCd têm uma voltagem média de 1,2 V por célula, enquanto as baterias de íons de lítio (Li-ion) têm uma voltagem significativamente maior de 3,6 V por célula. Essa voltagem maior nas baterias de íons de lítio significa que, para a mesma saída de energia, menos baterias são necessárias, reduzindo tanto o peso quanto o tamanho do conjunto final de baterias. Embora o peso de uma bateria de íons de lítio seja semelhante ao de uma bateria de NiCd para uma única célula, a bateria de NiMH tende a ser mais pesada devido à sua voltagem mais baixa. Portanto, embora as baterias de NiMH ofereçam melhor desempenho em relação às baterias de NiCd, elas podem resultar em conjuntos de baterias ligeiramente mais volumosos quando comparadas às soluções de íons de lítio.

2.Efeito Memória

O efeito memória se refere a um fenômeno em que uma bateria "recordsddhhh um ciclo de descarga parcial e pode perder sua capacidade total se for recarregada consistentemente antes de ser totalmente descarregada. Baterias NiMH, como baterias NiCd, sofrem de um efeito memória, embora seja muito menos pronunciado. O efeito memória em NiMH é significativamente menor do que em baterias NiCd, mas ainda maior do que o de baterias de íons de lítio. Para prevenir ou reduzir esse problema, é recomendado realizar um ciclo completo de carga-descarga a cada poucos meses, normalmente a cada três meses. No entanto, o efeito memória em baterias NiMH não é tão problemático quanto em baterias NiCd e pode ser ignorado em muitas aplicações práticas.

Por outro lado, as baterias de íons de lítio são famosas por seu efeito de memória quase insignificante. Usuários de baterias de íons de lítio não precisam se preocupar em descarregar parcialmente suas baterias antes de carregá-las, tornando-as mais fáceis de usar. A simplicidade e a facilidade de uso das baterias de íons de lítio contribuem significativamente para sua popularidade em dispositivos eletrônicos modernos.

3.Taxa de autodescarga

Autodescarga é o fenômeno natural em que uma bateria perde carga mesmo quando não está em uso. A taxa de autodescarga é um fator importante para determinar a frequência com que uma bateria precisa ser recarregada. As baterias NiCd normalmente têm uma taxa de autodescarga entre 15-30% ao mês, enquanto as baterias NiMH têm uma taxa de autodescarga ligeiramente maior de 25-35% ao mês. Em contraste, as baterias de íons de lítio são muito mais eficientes nesse aspecto, com uma taxa de autodescarga de apenas 2-5% ao mês. Essa baixa taxa de autodescarga é uma das principais vantagens das baterias de íons de lítio, pois elas retêm a carga por muito mais tempo quando não estão em uso, reduzindo a necessidade de recarga frequente.

4.Métodos de carregamento

Tanto as baterias NiMH quanto as de íons de lítio exigem atenção cuidadosa durante o processo de carregamento, pois não toleram sobrecarga. Para baterias NiMH, o método de carregamento mais eficaz é usar um sistema de carregamento de corrente constante com um mecanismo de corte (frequentemente chamado deESCOLHA CORTEcontrole), que interrompe o carregamento quando a tensão máxima é atingida. Por outro lado, as baterias de íons de lítio normalmente usam um método de carregamento de corrente constante e tensão constante, o que garante que a bateria seja carregada com segurança e eficiência. Carregar baterias NiMH ou íons de lítio usando carregadores projetados para baterias NiCd, como aqueles que usam oDelta-V(DV) método de controle, pode ser prejudicial às baterias e pode levar à redução da vida útil ou danos potenciais.