Batterie NiMH est un type de batterie secondaire similaire à la batterie NiCd. Elle peut être rechargée et utilisée plusieurs fois. Par conséquent, la batterie NiMH est une batterie plus écologique avec de bonnes performances par rapport à la batterie alcaline traditionnelle ou à la batterie NiCd, ce qui lui permet d'être bien accueillie sur le marché. Par exemple, les batteries NiMH sont largement utilisées dans les appareils photo numériques, les téléphones portables, les caméscopes, les rasoirs, les émetteurs-récepteurs et autres appareils électroniques.
La norme industrielle pour la tension nominale d'une cellule NiMH est de 1,2 volt. En principe, les batteries NiMH sont divisées en batteries NiMH haute tension et batteries NiMH basse tension. L'électrode positive de la batterie NiMH est le Ni(OH)2 (également appelé hydroxyde d'oxyde de nickel), et l'électrode négative de la batterie NiMH est fabriquée en alliage absorbant l'hydrogène.
Le concept de batterie NiMH a été proposé pour la première fois dans les années 1970, avec de nombreuses recherches concentrées dans les années 1980, et la production industrielle est apparue pour la première fois au début des années 1990. Les batteries NiMH étaient initialement une alternative aux batteries NiCd, évitant l'utilisation de l'élément toxique « cadmium » et éliminant le danger environnemental causé par les métaux lourds dans notre vie quotidienne. Les batteries NiMH ont été industrialisées pour la première fois au Japon, aux États-Unis, en Allemagne et dans d'autres pays.
D'autre part, avec le développement de la batterie lithium-ion et d'autres nouvelles technologies dans le domaine de l'énergie verte, la batterie NiMH a progressivement perdu de son importance dans certains domaines en raison de ses inconvénients. Les premières batteries NiMH étaient principalement utilisées pour remplacer les batteries NiCd dans les ordinateurs portables et les téléphones mobiles. Depuis la commercialisation des batteries Li-ion dans les années 1990, les batteries Li-ion ont remplacé les batteries NiMH, et elles ont dominé le marché des appareils électroniques portables pendant plus de dix ans depuis lors.
Cependant, la technologie NiMH n'est pas restée statique contrairement aux applications grand public, où le lithium-ion a largement remplacé le NiMH. La technologie NiMH est apparue dans les applications automobiles. C'est la technologie privilégiée pour l'alimentation électrique des véhicules HEV et elle a accumulé plus de 10 ans d'utilisation sans problème. En conséquence, elle peut durer toute la vie du véhicule. La plage de température de fonctionnement pour les cellules NiMH a été augmentée à près de 100 °C (-30 °C à +75 °C), ce qui est bien supérieur à la plage de température actuellement possible pour les cellules au lithium. Cela rend la technologie NiMH excellente pour une utilisation dans les automobiles. Les ingrédients actifs dans le NiMH sont naturellement plus sûrs que dans les cellules au lithium, et les batteries NiMH ne souffrent pas d'effets mémoire. Les batteries NiMH ne nécessitent pas les systèmes de gestion de batterie (BMS) requis pour les batteries au lithium, et elles peuvent supporter des niveaux de puissance élevés caractéristiques des applications EV, et ont des produits chimiques actifs qui sont fondamentalement plus sûrs que ceux contenus dans les cellules au lithium. Dans un proche avenir, la batterie NiMH jouera un rôle important dans le domaine des EV pour ces avantages.
La batterie NiMH fonctionne sur le principe basé sur l'absorption, la libération et le transport de l'hydrogène à l'intérieur de deux électrodes.
Électrode positive :
Ni(OH)2+OH-=NiOOH+H2O+e-
Électrode négative :
M+H2O+e-=MHab+OH-
Réaction globale :
Ni(OH)2+M=NiOOH+MH
Ces réactions sont réversibles pendant la charge, et les équations s'écouleront de droite à gauche.
Les batteries NiMH sont largement utilisées dans les domaines des outils électriques, des appareils photo numériques, des véhicules électriques et autres appareils. En outre, les batteries NiMH ont d'excellentes performances à basse température et conviennent également à la décharge à courant élevé, c'est pourquoi elles sont souvent assemblées en packs de batteries NiMH pour répondre aux besoins des appareils électroniques portables, tels que les imprimantes portables, les outils électriques, les produits numériques et les jouets électriques, etc.
Les caractéristiques combinées des batteries NiMH, telles que la haute densité d'énergie, la haute puissance et l'absence de pollution, les rendent également appropriées pour une utilisation comme batteries de puissance, et certaines usines de batteries NiMH les ont utilisées pour développer des applications de batteries NiMH pour les véhicules électriques, les motos électriques et les vélos électriques. Cette caractéristique a également été étendue au domaine militaire, avec des applications dans l'alimentation de secours des communications, la technologie spatiale, la robotique et les sous-marins.
Les batteries NiMH doivent être utilisées en portant attention à la maintenance.
Évitez la surcharge pendant le processus d'utilisation. Au cours du cycle de vie, le processus d'utilisation ne doit pas être surchargé, car la surcharge est susceptible de faire gonfler les électrodes positive et négative, provoquant la chute du matériau actif et l'endommagement de la membrane, la destruction du réseau conducteur et la polarisation ohmique de la batterie importante.
La conservation des batteries NiMH doit être effectuée après une charge suffisante. Si les batteries sont stockées pendant une longue période sans charge suffisante, la fonction de l'alliage de stockage d'hydrogène de l'électrode négative sera affaiblie et la durée de vie de la batterie sera raccourcie.
En Chine, les batteries NiMH ont connu un développement plus rapide au cours des dernières décennies. En 2006, la Chine a produit 1,3 milliard de batteries NiMH, dépassant le Japon en tant que plus grand producteur mondial. La Chine possède 70 % des réserves mondiales de métaux rares, qui sont la principale matière première de l'alliage de stockage d'hydrogène de l'électrode positive des batteries NiMH. Cela peut aider à réduire le coût de production des batteries NiMH en Chine.
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