De batterij wordt gebruikt voor elektrische apparaten zoals mobiele telefoons, elektrische auto's, zaklampen enz., via externe verbindingen. Het bestaat uit een elektrochemische cel. Wanneer de batterij de elektrische apparaten van stroom voorziet, heeft deze een kathode en anode. Vroeger was de term batterij bedoeld om uit meerdere cellen te bestaan, maar nu wordt er meestal naar verwezen als bestaande uit een enkele cel. Er zijn twee soorten batterijen: primaire en secundaire. Primaire batterijen zijn wegwerpbatterijen, terwijl de secundaire batterijen opnieuw kunnen worden opgeladen. Zowel NiMH- als NiCd-batterijen zijn oplaadbaar.
NiMH versus NiCd
Het verschil tussen NiMH en NiCd is dat de negatieve elektrode die in NiMH wordt gebruikt een waterstofabsorberende legering is. Terwijl de negatieve elektrode die in NiCd wordt gebruikt, cadmium is. NiMH staat voor nikkel-metaalhydridebatterij en NiCd staat voor nikkel-cadmiumbatterij. De ontlaadsnelheid van NiMH is hoger. Terwijl de ontlaadsnelheid van NiCd lager is. NiCd-batterijen zijn giftiger dan NiMH-batterijen. Het laat chemicaliën zoals lood, kwik en cadmium in het milieu vrij.
NiMH- of nikkelmetaalhydridebatterij is een secundaire batterij, wat betekent dat deze kan worden opgeladen. De chemische reactie van NiMH in de positieve elektrode is vrijwel hetzelfde als in NiCD, d.w.z. nikkeloxidehydroxide (NiOOH). De negatieve elektrode die in NiMH wordt gebruikt, is een waterstofabsorberende legering. Het heeft een hogere capaciteit en een hogere energiedichtheid. Maar het is minder dan lithium-ionbatterijen. NiMH is bestand tegen explosies en lekken en wordt gebruikt als vervanging voor niet-alkalische en niet-oplaadbare batterijen met dezelfde vorm.
NiCd staat voor Nikkel-cadmiumbatterij. De afkorting die wordt gebruikt voor nikkel-cadmiumbatterijen is afgeleid van nikkel en cadmium en wordt daarom NiCd. Het is beter oplaadbaar met cadmium als de negatieve elektrode en nikkeloxidehydroxide als de positieve elektrode. NiCd-batterij heeft een ontlading van ongeveer 1,2 volt en neemt af aan het einde van een ontlading. Een elektromotorische kracht die wordt aangeboden door de NiCd-batterij is 1,3 volt. Deze batterij is er in verschillende maten en capaciteiten, variërend van grote geventileerde cellen tot koolstof-zink droge cellen.
Vergelijkingstabel tussen NiMH en NiCd
| Parameters van vergelijking: | NiMH | NiCd |
| Capaciteit | Hoog | Laag |
| Ontlaadsnelheid: | Hoger | Lager |
| Kosten | Duur | Goedkoop |
| Toxiciteit | Minder | Meer |
| Effect | Milieuvriendelijk | Niet milieuvriendelijk |
| Opladen | Weerstaat over-ontladen en overladen. | Eenvoudig en snel |
| Negatieve elektrode | Waterstofabsorberende legering | Cadmium |
Wat is NiMH?
NiMH-batterijen werden uitgevonden in het jaar 1967 toen het werk en onderzoek begon in het Battelle-Genève Research Center. NiMH-batterijen waren gebaseerd op het sinteren van de NiOOH-elektroden en Ti2Ni+TiNi+x-legeringen. De ontwikkeling van NiMH-batterijen zoals we die nu kennen, werd gesponsord door twee bedrijven Volkswagen AG en Daimler-Benz. Na het ontwikkelen van de benodigde en specifieke energie werden patenten aangevraagd in verschillende Europese landen, waaronder Zwitserland, Japan en de Verenigde Staten. Een patent werd vervolgens overgedragen aan Daimler-Benz.
NiMH-batterijen werden beroemd en de belangstelling ervoor werd gewekt in de jaren zeventig toen het in de satellieten werd gebruikt. Verschillende bedrijven zoals Philips, CNRS, Ovonic Battery Co. probeerden de NiMH-batterij lichtgewicht te maken zodat deze de waterstof kon opslaan en improviseerden ook de samenstelling van Ti-Ni-legeringen. In het jaar 2008 werden meer dan 2 miljoen auto's met NiMH-batterijen geproduceerd. NiMH-batterijen zijn bipolair, wat betekent dat ze kortsluitingen vermijden en voordelen hebben, zoals de opslag van waterstof in elektrische voertuigen.
NiMH-batterijen kunnen snel worden opgeladen, maar tijdens het opladen moeten ze worden opgeladen met de slimme batterijlader om overladen te voorkomen. NiMH-batterij bestaat uit een veiligheidsresetbare zekering, die voorkomt dat de stroom of temperatuur te hoog wordt. NiMh wordt als beter beschouwd dan de andere soorten batterijen. Het wordt gebruikt in apparaten met een hoog energieverbruik en digitale camera's. Het is voordelig vanwege zijn vermogen om hoge stroomsterkte en lage interne weerstand te trekken. NiMH-batterijen namen de plaats in van NiCd-batterijen vanwege hun nominale laadcapaciteit, werking op veel apparaten enz. Lithium-ionbatterijen worden als beter beschouwd dan NiMH-batterijen. Het wordt gebruikt in hybride en elektrische voertuigen, maar wordt nu vervangen door Li-on-batterijen.
Wat is NiCd?
NiCd-batterijen zijn uitgevonden door Waldemar Jungner in 1899 in Zweden. Toen NiCd-batterijen werden gemaakt, waren de loodzuurbatterijen de concurrentie. In alle opzichten waren Nicd-batterijen beter dan deze, zoals een hogere energiedichtheid enz. Jungner verving cadmium in plaats van het ijzer. Zijn werk was niet bekend in de Verenigde Staten. Na het maken van het overstroomde ontwerp in Zweden en het gebruik van actieve materialen. In 1946 werd in de Verenigde Staten begonnen met de productie van NiCd-batterijen. De batterijen werden zaktype genoemd vanwege de vernikkelde stalen zakken.
Halverwege de 20e eeuw werd de gesinterde Ni-Cd-batterij erg populair vanwege het grotere materiaaloppervlak, de lagere interne weerstand en de zeer poreuze platen. De ontlaadsnelheid van de NiCd-batterijen is afhankelijk van de verschillende grootte, zoals bij een D-batterij is de ontlaadsnelheid 3,5 ampère en bij AA-batterijen is de ontlaadsnelheid 1,8 ampère. Het celpotentieel van NiCd-batterijen is zeer nominaal, d.w.z. 1,2 volt. De oplaadsnelheid van de NiCd-batterij is heel eenvoudig en snel en kan afhankelijk van de cel met verschillende snelheden worden opgeladen.
Door snel opladen kan de temperatuur van de accu's stijgen, waardoor de cellen beschadigd kunnen raken. Er bestaat een risico van overladen en de levensduur van de batterij wordt verkort. Het veilige temperatuurbereik voor het gebruik van NiCd-batterijen ligt tussen -20°C en 45 °C. Wanneer de Ni-Cd-batterijen niet in gebruik zijn, ontladen ze zichzelf, wat een van de nadelen is. Natte cel of Vented cell Ni-cd batterijen werden ook uitgevonden in 1899. Het wordt gebruikt voor grotere capaciteiten vanwege de hogere ontladingssnelheden. Het heeft brede toepassingen zoals back-upstroom voor telecom, luchtvaart, openbaar vervoer en spoor, motorstart voor back-upturbines enz.
Belangrijkste verschillen tussen NiMH en NiCd
Gevolgtrekking
Zowel NiMH- als NiCd-batterijen zijn oplaadbaar. NiCd-batterijen zijn eerder uitgevonden dan NiMH-batterijen. NiMH is een betere versie van batterijen dan NiCd. NiMH-batterijen werden in de 21e eeuw erg populair, zo erg dat ze ooit drie procent van de batterijen wereldwijd uitmaakten. Terwijl Ni-Cd-batterijen populair waren in het midden van de 20e eeuw. NiCd-batterijen zijn goedkoper dan NiMH en werken bij lage temperaturen. Het kan een groot aantal ladingen vergen, is gemakkelijk op te slaan en te verzenden. Terwijl NiMh een hoge capaciteit heeft dan andere oplaadbare batterijen. Het is zeer licht van gewicht en milieuvriendelijk.
