La différence entre les batteries nickel-hydrure métallique, nickel-cadmium et les batteries au lithium

Piles NiMH

Les batteries nickel-hydrure métallique sont composées d'ions hydrogène et de nickel métallique.Ils ont 30% de réserve de marche en plus que les batteries nickel-cadmium, plus légers que les batteries nickel-cadmium et ont une durée de vie plus longue.Ils sont respectueux de l'environnement et n'ont pas d'effet mémoire.L'inconvénient des batteries nickel-hydrure métallique est que le prix des batteries nickel-cadmium est beaucoup plus cher et que les performances sont inférieures à celles des batteries au lithium.

Batterie aux ions lithium

Une batterie à haute densité d'énergie composée debatteries lithium-ion. Batterie aux ions lithiumest aussi une sorte debatterie intelligente, il peut coopérer avec un chargeur intelligent spécial d'origine pour obtenir le temps de charge le plus court, le cycle de vie le plus long et la plus grande capacité.Batterie aux ions lithiumest actuellement la meilleure batterie.Comparé aux batteries nickel-cadmium et aux batteries nickel-hydrogène de même taille, il a la plus grande réserve de marche, le poids le plus léger, la plus longue durée de vie, le temps de charge le plus court et aucun effet mémoire.

Il existe deux principaux types de piles rechargeables : les piles au plomb et les piles alcalines.Les batteries nickel-cadmium (NiCd), nickel-hydrure métallique (NiMH) et lithium-ion (Li-Ion) actuellement utilisées sont toutes des batteries alcalines.

Le matériau de la plaque positive de la batterie NiMH est NiOOH, le matériau de la plaque négative est un alliage absorbant l'hydrogène.L'électrolyte est généralement une solution aqueuse à 30% de KOH et une petite quantité de NiOH est ajoutée.Le diaphragme est constitué d'un non-tissé poreux vinylon ou d'un non-tissé en nylon.Il existe deux types de batteries NiMH : cylindriques et carrées.

Les batteries NiMH ont de bonnes caractéristiques de décharge à basse température.Même à une température ambiante de -20°C, en utilisant un courant important (à un taux de décharge de 1C) pour se décharger, l'électricité déchargée peut atteindre plus de 85% de la capacité nominale.Cependant, lorsque les batteries NiMH sont à haute température (supérieure à +40°C), la capacité de stockage chutera de 5 à 10 %.La perte de capacité causée par l'autodécharge (plus la température est élevée, plus le taux d'autodécharge est élevé) est réversible et la capacité maximale peut être restaurée à quelques cycles de charge-décharge.La tension en circuit ouvert de la batterie NiMH est de 1,2 V, ce qui est identique à la batterie NiCd.

Le processus de charge des batteries NiCd/NiMH est très similaire, nécessitant une charge à courant constant.La différence entre les deux réside principalement dans la méthode de détection de fin de charge rapide pour éviter la surcharge de la batterie.Le chargeur effectue une charge à courant constant sur la batterie et détecte en même temps la tension de la batterie et d'autres paramètres.Lorsque la tension de la batterie augmente lentement et atteint une valeur de crête, la charge rapide de la batterie NiMH est terminée, tandis que pour la batterie NiCd, la charge rapide est terminée lorsque la tension de la batterie chute de -△V pour la première fois.Afin d'éviter d'endommager la batterie, la charge rapide ne peut pas démarrer lorsque la température de la batterie est trop basse.Lorsque la température de la batterie Tmin est inférieure à 10°C, le mode de charge d'entretien doit être activé.Une fois que la température de la batterie atteint la valeur spécifiée, la charge doit être immédiatement arrêtée.

Piles au nickel-cadmium

Le matériau actif sur la plaque positive de la batterie nickel-cadmium NiCd est composé de poudre d'oxyde de nickel et de poudre de graphite.Le graphite ne participe pas aux réactions chimiques et sa fonction principale est d'améliorer la conductivité.Le matériau actif sur la plaque négative est composé de poudre d'oxyde de cadmium et de poudre d'oxyde de fer.La fonction de la poudre d'oxyde de fer est de rendre la poudre d'oxyde de cadmium plus diffusible, d'empêcher l'agglomération et d'augmenter la capacité de la plaque d'électrode.Les matières actives sont respectivement enveloppées dans des bandes d'acier perforées, qui deviennent les plaques positive et négative de la batterie après avoir été formées à la presse.Les plaques polaires sont séparées par des tiges isolantes en caoutchouc dur résistant aux alcalis ou des panneaux ondulés en polychlorure de vinyle perforés.L'électrolyte est généralement une solution d'hydroxyde de potassium.Comparé à d'autres batteries, le taux d'autodécharge des batteries NiCd (c'est-à-dire la vitesse à laquelle la batterie perd sa charge lorsqu'elle n'est pas utilisée) est modéré.Lors de l'utilisation des batteries NiCd, si elles ne sont pas complètement déchargées, elles seront rechargées, et la prochaine fois qu'elles seront déchargées, elles ne pourront pas décharger toute leur puissance.Par exemple, si 80 % de la batterie est déchargée puis complètement chargée, la batterie ne peut décharger que 80 % de la batterie.C'est ce qu'on appelle l'effet mémoire.Bien entendu, plusieurs cycles complets de décharge/charge permettront à la batterie NiCd de retrouver son fonctionnement normal.En raison de l'effet mémoire des batteries NiCd, si elles ne sont pas complètement déchargées, chaque batterie doit être déchargée en dessous de 1V avant la charge.