निकेल-मेटल हाइड्राइड बैटरी

From Vigyanwiki
"एनआईएमएच" redirects here. For other uses, see एनआईएमएच.
Not to be confused with निकल-हाइड्रोजन बैटरी.
निकेल-मेटल हाइड्राइड बैटरी
Eneloop 6420.jpg
Modern NiMH rechargeable cells
Specific energy60–120 W·h/kg
Energy density140–300 W·h/L
Specific power250–1,000 W/kg
Charge/discharge efficiency66%[1]–92%[2]
Self-discharge ratePer month:
Cycle durability180[4]–2000[5] cycles
Nominal cell voltage1.2 V

निकेल मेटल हाइड्राइड बैटरी (एनआईएमएच या एनआई-एमएच) एक प्रकार की रिचार्जेबल बैटरी होती है और इस प्रकार धनात्मक इलेक्ट्रोड पर रासायनिक प्रतिक्रिया निकेल-कैडमियम सेल (NiCd) के समान होती है, दोनों में निकेल ऑक्साइड हाइड्रॉक्साइड (NiOOH) का उपयोग किया जाता है। चूंकि, ऋणात्मक इलेक्ट्रोड कैडमियम के अतिरिक्त हाइड्रोजन-अवशोषित मिश्र धातु का उपयोग करते हैं। एनआईएमएच बैटरियों में समान आकार की (NiCd) निकेल-कैडमियम बैटरियों की क्षमता दो से तीन गुना अधिक ऊर्जा घनत्व होता है और इस प्रकार चूंकि लिथियम आयन बैटरी की तुलना में बहुत कम होता है।[6]

वे सामान्यतः आकार की गैर-रिचार्जेबल अल्कालाईन बैटरी के विकल्प के रूप में उपयोग किए जाते हैं, क्योंकि उनमें थोड़ा कम लेकिन सामान्यतः संगत सेल वोल्टेज होता है और लीक होने का खतरा कम होता है।[7][8]

इतिहास

भिन्न एनआईएमएच एए बैटरी:
  1. धनात्मक सिरा
  2. बाहरी धातु आवरण (ऋणात्मक टर्मिनल के रूप में होते है)
  3. धनात्मक इलेक्ट्रोड
  4. वर्तमान कलेक्टर के साथ ऋणात्मक इलेक्ट्रोड (धातु ग्रिड, धातु आवरण से जुड़ा हुआ)
  5. विभाजक (इलेक्ट्रोड के बीच)
See also: बैटरी का इतिहास

1967 में प्रौद्योगिकी के आविष्कार के बाद बैटल मेमोरियल इंस्टीट्यूट जिनेवा रिसर्च सेंटर में एनआईएमएच बैटरियों पर काम प्रारंभ हुआ था। यह सिन्टरण Ti2Ni+TiNi+x मिश्र धातु और एनआईओओएच इलेक्ट्रोड पर आधारित होता था और इस प्रकार विकास का प्रायोजित लगभग दो दशकों तक डेमलर बेंज और वोक्सवैगन एजी द्वारा ड्यूश ऑटोमोबिलजेसशाफ्ट के भीतर प्रायोजित किया गया था, जो अब डेमलर एजी की सहायक कंपनी है। बैटरी की विशिष्ट ऊर्जा 50 डब्ल्यू एच/किग्रा (180 केजे/किग्रा), विशिष्ट शक्ति 1000 डब्ल्यू/किग्रा तक और 500 चार्ज चक्रों की उर्जा तक पहुंच गई और डिस्चार्ज की 100% गहनता तक पहुंच गई। यूरोपीय देशों को प्राथमिकता स्विट्जरलैंड संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान में पेटेंट अनुप्रयोग दर्ज किया गया था। पेटेंट डेमलर-बेंज को हस्तांतरित किए गए थे।

1970 के दशक में उपग्रह अनुप्रयोगों के लिए निकल-हाइड्रोजन बैटरी के व्यावसायीकरण के साथ रुचि बढ़ी थी। हाइड्राइड प्रोद्योगिकीय ने हाइड्रोजन को स्टोर करने के लिए एक वैकल्पिक कम भारी रास्ता देने का उदीयमान किया था। फ़िलिप्स और फ्रांस के फ्रेंच नेशनल सेंटर फॉर साइंटिफिक रिसर्च द्वारा किए गए शोध ने ऋणात्मक इलेक्ट्रोड के लिए दुर्लभ- प्रवृत्ति धातुओं को सम्मलित करते हुए नए उच्च-ऊर्जा हाइब्रिड मिश्र धातुओं का विकास किया था। चूंकि, ये अल्कालाईन विद्युतअपघट्य में मिश्र धातु की अस्थिरता और परिणामस्वरूप इनका लाइफ चक्र अपर्याप्त रूप में होता था। 1987 में, विलेम्स और बुस्को ने इस दृष्टिकोण के आधार पर एक सफल बैटरी का प्रदर्शन किया था और इस प्रकार (La0.8Nd0.2Ni2.5Co2.4Si0.1) के मिश्रण का उपयोग करके जिसने 4000 चार्ज-डिस्चार्ज चक्रों के बाद अपनी चार्ज क्षमता का 84% बनाए रखा था और इस प्रकार लैन्थेनम के अतिरिक्त मिश्रित धातु के प्रयोग से अधिक आर्थिक रूप से व्यवहार्य मिश्र धातुओं का विकास किया गया था। आधुनिक एनआईएमएच सेल इस डिजाइन पर आधारित था।[9] पहला उपभोक्ता-ग्रेड एनआईएमएच सेल 1989 में व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हो गया था।[10]

1998 में, ऊर्जा रूपांतरण उपकरण ओवोनिक बैटरी कंपनी ने Ti-Ni मिश्र धातु संरचना में सुधार किया और इसके नई खोज को पेटेंट कराया गया था।[11]

2008 में, दुनिया भर में दो मिलियन से अधिक हाइब्रिड कारों का निर्माण एनआईएमएच बैटरी से किया गया था।[12]

यूरोपीय संघ में इसके बैटरी निर्देश के कारण, निकेल मेटल हाइड्राइड बैटरियों ने पोर्टेबल उपभोक्ता उपयोग के लिए Ni-Cd बैटरियों को बदल दिया था।[13]

2010 में जापान में बेची गई पोर्टेबल रिचार्जेबल बैटरियों में से लगभग 22% एनआईएमएच के रूप में थीं।[14] स्विट्जरलैंड में 2009 में, समतुल्य आँकड़ा लगभग 60% था।[15] लिथियम-आयन बैटरी के निर्माण में वृद्धि के कारण समय के साथ यह प्रतिशत गिर गया है और इस प्रकार 2000 में, जापान में बेची जाने वाली सभी पोर्टेबल रिचार्जेबल बैटरी में से लगभग आधी एनआईएमएच के रूप में थीं।[14]

2015 में बीएएसएफ ने एक संशोधित सूक्ष्मसंरचना का उत्पादन किया है। जिसने एनआईएमएच बैटरी को अधिक टिकाऊ बनाने में मदद की गई है और बदले में सेल डिज़ाइन में बदलाव की अनुमति दी गई है, जिससे बहुत वजन बचाया गया है और जिससे विशिष्ट ऊर्जा 140 वाट-घंटे प्रति किलोग्राम तक पहुंच सकता है।[16]

इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री

एनआईएमएच सेल में होने वाली ऋणात्मक इलेक्ट्रोड प्रतिक्रिया इस रूप में होती है।

H2O + M + e− ⇌ OH− + MH

धनात्मक इलेक्ट्रोड पर, निकल ऑक्सीहाइड्रॉक्साइड, NiO(OH) के रूप में बनता है।

Ni(OH)2 + OH− ⇌ NiO(OH) + H2O + e−

चार्ज के समय प्रतिक्रियाएं बाएं से दाएं और डिस्चार्ज के समय विपरीत रूप में होती हैं। एनआईएमएच सेल के ऋणात्मक इलेक्ट्रोड में धातु M एक अंतराधात्विक यौगिक के रूप में है। इस अनुप्रयोग के लिए कई भिन्न -भिन्न यौगिकों को विकसित किया गया है, लेकिन वर्तमान उपयोग में आने वाले दो वर्गों में आते हैं। सबसे सामान्यत AB5 है, जहां A एक दुर्लभ- प्रवृत्ति तत्व है और इस प्रकार लैंथनम, सैरियम, नीयोडिमियम, प्रेसियोडीमियम और B निकल, कोबाल्ट, मैंगनीज या अल्युमीनियम का दुर्लभ प्रवृत्ति मिश्रण है। कुछ सेल AB2 पर आधारित उच्च क्षमता वाली ऋणात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री का उपयोग करती हैं, यौगिक जहाँ A टाइटेनियम या वैनेडियम के रूप में है और B जिरकोनियम या निकल है, जिसे क्रोमियम, कोबाल्ट, लोहा या मैंगनीज के साथ संशोधित किया गया है।[17]

एनआईएमएच सेल में एक अल्कालाईन विद्युतअपघट्य होता है और इस प्रकार सामान्यतः पोटेशियम हाइड्रोक्साइड धनात्मक इलेक्ट्रोड निकल हाइड्रॉक्साइड है और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड अंतरालीय धातु हाइड्राइड के रूप में हाइड्रोजन है।[18] हाइड्रोफिलिक पॉलिओलिफिन नॉनवॉवेन्स को भिन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है।[19]

द्विध्रुवी बैटरी

See also: द्विध्रुवी बैटरी

द्विध्रुवी डिजाइन (द्विध्रुवीय बैटरी) की एनआईएमएच बैटरी विकसित की जा रही हैं क्योंकि वे इलेक्ट्रिक वाहनों के भंडारण प्रणालियों के रूप में अनुप्रयोगों के लिए कुछ लाभ प्रदान करते हैं। द्विध्रुवी डिजाइन में ऐसे अनुप्रयोगों के लिए ठोस बहुलक झिल्ली जैल पृथक्करण के रूप में उपयोगी हो सकता है। दूसरे शब्दों में, यह डिज़ाइन लिक्विड-विद्युतअपघट्य प्रणाली में होने वाले शॉर्ट-परिपथ से बचने में मदद कर सकता है।[20]

चार्ज

फास्ट-चार्जिंग करते समय, रिचार्जेबल बैटरी चार्जिंग और डिस्चार्जिंग से बचने के लिए एनआईएमएच सेल को स्मार्ट बैटरी चार्जर से चार्ज करने की सलाह दी जाती है और इस प्रकार जो सेल को नुकसान पहुंचा सकती हैं।[21]

ट्रिकल चार्जिंग

सुरक्षित चार्जिंग विधियों में सबसे सरल एक निश्चित निम्न धारा के साथ, टाइमर के साथ या उसके बिना उपयोग में ली जा सकती है। अधिकांश विनिर्माता प्रमाणित करते हैं कि अति चार्जिंग 0.1 C (C/10) से कम धाराओं में सुरक्षित है, जहां C, बैटरी की क्षमता के समकक्ष है, जो एक घंटे से विभाजित है और बहुत कम धाराओं पर ओवरचार्जिंग सुरक्षित है।[22] पैनासोनिक एनआईएमएच चार्जिंग मैनुअल चेतावनी देता है कि लंबे समय तक ओवरचार्जिंग बैटरी को नुकसान पहुंचा सकती है और कुल चार्जिंग समय को 10-20 घंटे तक सीमित करने का सुझाव देती है।[21]

ड्यूरासेल आगे सुझाव देता है कि बैटरी के लिए सी/300 पर एक ट्रिकल चार्ज का उपयोग किया जा सकता है जिसे पूरी तरह से चार्ज स्थिति में रखा जाना चाहिए।[22] कुछ चार्जर चार्ज चक्र के बाद प्राकृतिक स्व-डिस्चार्जिंग को ऑफसेट करने के लिए ऐसा करते हैं। एनर्जाइज़र द्वारा इसी तरह का दृष्टिकोण सुझाया गया है,[18] जो इंगित करता है कि स्व-उत्प्रेरण C/10 तक चार्ज दरों के लिए इलेक्ट्रोड पर गठित गैस को पुनः संयोजित कर सकता है। इससे सेल हीटिंग होती है। कंपनी अनिश्चितकालीन अनुप्रयोगों के लिए C/30 या C/40 की समर्थन करती है, जहां लंबी लाइफ महत्वपूर्ण है। यह आपातकालीन प्रकाश अनुप्रयोगों में लिया जाने वाला दृष्टिकोण है, जहां ट्रिकल-चार्जिंग रेसिस्टर वैल्यू में वृद्धि को छोड़कर डिजाइन अनिवार्य रूप से पुराने NiCd इकाइयों के समान ही रहता है।[citation needed]

पैनासोनिक की हैंडबुक अनुशंसा करती है कि स्टैंडबाय पर एनआईएमएच बैटरी को कम पावर चक्र दृष्टिकोण से चार्ज किया जाता है और इस प्रकार जब भी बैटरी का वोल्टेज 1.3 V से कम हो जाता है तो उच्च धारा की पल्स का उपयोग किया जाता है। यह बैटरी लाइफ को बढ़ा सकता है और कम ऊर्जा का उपयोग कर सकता है।[21]

ΔV चार्जिंग विधि

एनआईएमएच चार्ज वक्र

सेल की क्षति को रोकने के लिए, फास्ट चार्जर्स को ओवरचार्जिंग होने से पहले अपने चार्ज चक्र को समाप्त करना होता है। एक विधि समय के साथ वोल्टेज परिवर्तन की जांच करता है। जब बैटरी पूरी तरह से चार्ज हो जाती है, तो इसके टर्मिनलों पर वोल्टेज थोड़ा कम हो जाता है। चार्जर इसका पता लगा सकता है और चार्ज करना बंद कर सकता है। इस पद्धति का उपयोग अधिकांशतः निकल-कैडमियम सेल के साथ किया जाता है, जो पूर्ण चार्ज पर एक बड़ी वोल्टेज ड्रॉप प्रदर्शित करते हैं। चूंकि, एनआईएमएच के लिए वोल्टेज ड्रॉप बहुत कम स्पष्ट है और कम चार्ज दरों पर उपस्थित नहीं हो सकता है, जो दृष्टिकोण को अविश्वसनीय बना सकता है।[22]

एक अन्य विकल्प समय के संबंध में वोल्टेज के परिवर्तन की जांच करता है और शून्य हो जाने पर रोकता है, लेकिन यह समय से पहले कटऑफ का जोखिम उठाता है।[22] इस पद्धति के साथ 1 C तक ट्रिकल चार्ज की तुलना में बहुत अधिक चार्जिंग दर का उपयोग किया जाता है। इस चार्ज दर पर, पैनासोनिक चार्जिंग को समाप्त करने का समर्थन करता है जब वोल्टेज पीक वोल्टेज से 5–10 mV प्रति सेल गिर जाता है।[21] चूंकि यह विधि बैटरी में वोल्टेज को मापती है, इसलिए एक स्थिर-वर्तमान स्थिर-वोल्टेज के अतिरिक्त चार्जिंग परिपथ का उपयोग किया जाता है।

ΔT चार्जिंग विधि

तापमान-परिवर्तन विधि सिद्धांत रूप में ΔV विधि के समान है। क्योंकि चार्जिंग वोल्टेज लगभग स्थिर रूप में होता है और इस प्रकार स्थिर-वर्तमान चार्जिंग निकट-स्थिर दर पर ऊर्जा प्रदान करती है। जब सेल पूरी तरह से चार्ज नहीं होता है, तो इस ऊर्जा का अधिकांश भाग रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है। चूँकि, जब सेल पूरी तरह से चार्ज हो जाता है, तो अधिकांश चार्जिंग ऊर्जा ऊष्मा में परिवर्तित हो जाती है। यह बैटरी तापमान के परिवर्तन की दर को बढ़ाता है, जिसे थर्मिस्टर जैसे सेंसर द्वारा पता लगाया जा सकता है। पैनासोनिक और ड्यूरासेल दोनों ही प्रति मिनट 1 °C की तापमान वृद्धि की अधिकतम दर का सुझाव देते हैं। तापमान सेंसर का उपयोग करने से एक पूर्ण तापमान कटऑफ की अनुमति मिलती है, जो ड्यूरासेल 60 डिग्री सेल्सियस पर सुझाता है।[22] और इस प्रकार ΔT और ΔV दोनों चार्जिंग विधियों के साथ दोनों निर्माता प्रारंभिक तीव्र चार्ज का पालन करने के लिए ट्रिकल चार्जिंग की एक और अवधि की अनुशंसा करते हैं।[citation needed]

सुरक्षा

एनआईएमएच सेल जिसने विफल सुरक्षा वाल्व के कारण अपनी टोपी को खोल दिया

सेल के साथ श्रृंखला में एक पुन: प्रयोज्य फ्यूज, विशेष रूप से द्विधातु पट्टी प्रकार की सुरक्षा बढ़ाता है। यह फ़्यूज़ तब खुलता है यदि वर्तमान में तापमान बहुत अधिक हो जाता है।[22]

आधुनिक एनआईएमएच सेल में ओवर-चार्जिंग द्वारा उत्पादित गैसों को संभालने के लिए उत्प्रेरक होते हैं

().

चूंकि, यह केवल 0.1 C. तक की न्यूनतम क्षमता के दस घंटे से विभाजित होने पर काम करता है। इस प्रतिक्रिया से बैटरी गर्म हो जाती है और इस प्रकार जिससे चार्जिंग प्रक्रिया समाप्त हो जाती है।[22]

इन-सेल चार्ज कंट्रोल नामक बहुत तेजी से चार्ज करने की एक विधि सेल में आंतरिक दबाव स्विच के रूप में सम्मलित होता है, जो अधिक दबाव की स्थिति में चार्जिंग करंट को डिस्कनेक्ट कर देता है।

एनआईएमएच रसायन शास्त्र के साथ एक अंतर्निहित जोखिम के रूप में यह है कि अधिक चार्ज करने से हाइड्रोजन गैस बनती है और इस प्रकार संभावित रूप से सेल टूट जाती है। इसलिए, गंभीर ओवरचार्जिंग की स्थिति में सेल में गैस छोड़ने के लिए एक वेंट होता है।[23]

एनआईएमएच बैटरी पर्यावरण के अनुकूल सामग्री से बने होते हैं।[24] The batteries contain only mildly toxic substances and are recyclable.[18]


क्षमता में कमी

बार-बार आंशिक डिस्चार्ज से वोल्टेज डिप्रेशन अधिकांशतः गलती से स्मृति प्रभाव के लिए उत्तरदायी हो सकता है, लेकिन कुछ पूर्ण डिस्चार्ज / चार्ज चक्रों के साथ प्रतिवर्ती रूप में होते है।[25]

डिस्चार्ज

डिस्चार्ज के समय एक पूरी तरह से चार्ज सेल औसतन 1.25 वी/सेल की आपूर्ति करता है, जो घटकर लगभग 1.0-1.1 वी/सेल हो जाता है, सबसे कमजोर सेल के ध्रुवीयता रिवर्सल के कारण मल्टी-सेल पैक के स्थितियों में और डिस्चार्ज से स्थायी नुकसान हो सकता है। एक हल्के लोड (0.5 एम्पीयर) के अनुसार अच्छी स्थिति में एक ताज़ा चार्ज AA बैटरी एनआईएमएच सेल का प्रारंभिक वोल्टेज लगभग 1.4 वोल्ट के रूप में होता है।[26]

ओवर-डिस्चार्ज

मल्टी-सेल पैक के पूर्ण डिस्चार्जिंग से एक या अधिक सेल में रिवर्स चार्जिंग हो सकती है, जो उन्हें स्थायी रूप से नुकसान पहुंचा सकती है। यह स्थिति एक डिजिटल कैमरा में श्रृंखला में चार AA सेल की सामान्य व्यवस्था के रूप में हो सकती है, जहां सेल के बीच क्षमता में छोटे अंतर के कारण एक सेल पूरी तरह से दूसरे से पहले डिस्चार्ज हो जाता है। जब ऐसा होता है, तो अच्छी सेल डिस्चार्ज सेल को रिवर्स ध्रुवीयता अर्थात पॉजिटिव एनोड/नेगेटिव कैथोड में ले जाना प्रारंभ कर देती हैं। कुछ कैमरे, ग्लोबल पोजिशनिंग प्रणाली और पर्सनल डिजिटल सहायक श्रृंखला सेल के सुरक्षित एंड-ऑफ-डिस्चार्ज वोल्टेज का पता लगाते हैं और ऑटो-शटडाउन करते हैं, लेकिन फ्लैशलाइट और कुछ टॉयज जैसे उपकरण नहीं करते हैं।

ध्रुवीय उत्क्रमण से अपरिवर्तनीय क्षति का एक विशेष खतरा होता है और इस प्रकार जब भी एक कम वोल्टेज-सीमा पर कटआउट नियोजित किया जाता है, जब सेल तापमान में भिन्न होती हैं। इसका कारण यह है कि जैसे-जैसे सेल ठंडी होती हैं उसकी क्षमता में उल्लेखनीय गिरावट आती है। इसके परिणामस्वरूप ठंडी सेल के भार के अनुसार कम वोल्टेज उत्पन्न होता है।[27]

स्व-डिस्चार्ज

ऐतिहासिक रूप से, एनआईएमएच सेल में NiCd सेल की तुलना में कुछ सीमा तक स्व-डिस्चार्जिंग दर आंतरिक रिसाव के बराबर होती है और इस प्रकार स्व-डिस्चार्जिंग दर तापमान के साथ बहुत भिन्न होती है, जहां कम भंडारण तापमान धीमी डिस्चार्जिंग और लंबी बैटरी लाइफ की ओर जाता है और स्व-डिस्चार्जिंग 5–20% पहले दिन और आसपास स्थिर रूप में होता है 0.5–4% प्रति दिन कमरे के तापमान पर होता है।[28][29][30][31][32] लेकिन 45 डिग्री सेल्सियस पर यह लगभग तीन गुना अधिक होता है।[22]

कम स्व-डिस्चार्ज

निम्न स्व-डिस्चार्जिंग निकेल मेटल हाइड्राइड बैटरी एलएसडी एनआईएमएच के स्व-डिस्चार्जिंग की दर बहुत कम होती है। इस नवीन खोज को 2005 में सानियो द्वारा संजीवन, ब्रांडेड एनलूप द्वारा प्रस्तुत किया गया था।[33] इलेक्ट्रोड सेपरेटर धनात्मक इलेक्ट्रोड और अन्य घटकों में सुधार का उपयोग करके निर्माताओं का दावा है कि जब एक वर्ष के लिए 20 डिग्री सेल्सियस (68 डिग्री F) पर भंडारित किया जाता है, तो सेल की अपनी क्षमता का 70-85% बनाए रखती हैं। जबकि सामान्य एनआईएमएच बैटरियों के लिए लगभग आधा होता है। यह बैटरी मानक एनआईएमएच बैटरी के समान हैं और मानक एनआईएमएच चार्जर में प्रभारी वाहक के रूप में किया जा सकता है। इन सेल का मार्केटिंग हाइब्रिड, रेडी-टू-यूज़ या प्री-चार्ज्ड रिचार्जेबल के रूप में किया जाता है और इस प्रकार आवेश का प्रतिधारण बहुत सीमा तक बैटरी के रिसाव प्रतिरोध में अधिक उच्च और उसके भौतिक आकार और चार्ज क्षमता पर बहुत सीमा तक निर्भर करता है।

सेपरेटर (विद्युत) दो इलेक्ट्रोडों को भिन्न रखता है जिससे कि विद्युत प्रवाह धीमा हो जाता है, जबकि आयनिक आवेश वाहकों के परिवहन की अनुमति मिलती है जो वर्तमान (बिजली) के पारित होने के समय परिपथ को बंद कर देते हैं।[34] बैटरी के प्रदर्शन के लिए उच्च-गुणवत्ता वाले सेपरेटर महत्वपूर्ण रूप में होता हैं।

स्व-डिस्चार्जिंग दर सेपरेटर की मोटाई पर निर्भर करती है और मोटे सेपरेटर स्व-डिस्चार्जिंग को कम करते हैं, लेकिन क्षमता को भी कम करते हैं क्योंकि वे सक्रिय घटकों के लिए कम जगह छोड़ते हैं और पतले सेपरेटर उच्च स्व-डिस्चार्जिंग की ओर ले जाते हैं। कुछ बैटरियों ने अधिक यथार्थ रूप से निर्मित पतले सेपरेटर और एक सल्फोनेटेड पॉलीओलेफ़िन सेपरेटर का उपयोग करके इस अदला - बदली को दूर किया हो सकता है, एथिलीन विनाइल अल्कोहल पर आधारित हाइड्रोफिलिक पॉलीओलेफ़िन पर सुधार जा सकता है।[35]

सेपरेटर की बड़ी मात्रा के कारण कम-स्व-डिस्चार्जिंग सेल के समतुल्य एनआईएमएच सेल की तुलना में कुछ कम क्षमता होती है। उच्च क्षमता वाले AA एनआईएमएच सेल के लिए 2700 एमएएच की तुलना में उच्चतम क्षमता वाले निम्न-स्व-डिस्चार्जिंग AA सेल में 2500 एमएएच क्षमता होती है।[36] स्व-डिस्चार्जिंग में सुधार के सामान्य विधियों के रूप में सम्मलित हैं सल्फोनेटेड का उपयोग सेपरेटर एन युक्त यौगिकों को हटाने के कारण होता है ऐक्रेलिक एसिड का उपयोग ग्राफ्टेड पीपी सेपरेटर में एएल और एमएन-डेब्रिस के निर्माण में कमी के कारण A2B7 में सीओ और एमएन को हटाना एमएच मिश्र धातु, सेपरेटर में डेब्रिस के गठन में कमी के कारण है। विद्युतअपघट्य की मात्रा में वृद्धि विद्युतअपघट्य में हाइड्रोजन प्रसार में कमी के कारण क्यू युक्त घटकों को हटाने माइक्रो-शॉर्ट में कमी के कारण धनात्मक इलेक्ट्रोड पर पीटीएफई कोटिंग एनआईओओएच और एच के बीच प्रतिक्रिया के दमन के कारण2), सीएमसी समाधान सूई (ऑक्सीजन विकास के दमन के कारण), एमएच मिश्र धातु पर Cu का सूक्ष्म-एनकैप्सुलेशन H2 में कमी के कारण MH मिश्र धातु पर Ni-B मिश्र धातु कोटिंग एक सुरक्षा परत के गठन के कारण ऋणात्मक इलेक्ट्रोड का अल्कालाईन रेमेडी Mn और AL लीच-आउट में कमी के कारण विद्युतअपघट्य में LiOH और NaOH के अतिरिक्त विद्युतअपघट्य में कमी जंग क्षमता और Al2(SO4)3 के अतिरिक्त विद्युतअपघट्य में एमएच मिश्र धातु क्षय में कमी होने के कारण इनमें से अधिकांश सुधारों का लागत पर नगण्य प्रभाव होता है और कुछ वृद्धि लागत में सामान्य वृद्धि करते हैं।[37]

अन्य बैटरी प्रकारों की तुलना में

एनआईएमएच सेल का उपयोग अधिकांशतः डिजिटल कैमरों और अन्य हाई-ड्रेन उपकरणों में किया जाता है, जहां सिंगल-चार्ज उपयोग की अवधि के समय वे प्राथमिक बैटरियों से अच्छा प्रदर्शन करते हैं। (जैसे अल्कालाईन के रूप में होता है)

उच्च-वर्तमान नालियों के उपयोग के लिए एनआईएमएच सेल की संख्या काफी कम होने के कारण लाभप्रद होती है। विशिष्ट अल्कालाईन AA आकार की बैटरी उपयोगी होती हैं। जो कम वर्तमान मांग (25 एमए) पर लगभग 2600 मेगावाट क्षमता प्रदान करती हैं, 500 एमए लोड के साथ केवल 1300 मेगावाट क्षमता प्रदान करती हैं।[38] एलसीडी और फ्लैशलाइट वाले डिजिटल कैमरे 1000 मेगावाट से अधिक चित्र खींच सकते हैं, जिससे वे जल्दी से समाप्त हो जाते हैं। एनआईएमएच सेल इन वर्तमान स्तरों को बिना किसी समान क्षमता के वितरित कर सकती हैं।[18]

प्राथमिक अल्कालाईन रसायन या जिंक-कार्बन/क्लोराइड सेल का उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किए गए उपकरण एनआईएमएच सेल के साथ काम नहीं कर सकते हैं। चूंकि, अधिकांश उपकरण अल्कलाइन बैटरी के वोल्टेज ड्रॉप की भरपाई करते हैं क्योंकि यह लगभग 1 वोल्ट तक डिस्चार्ज हो जाता है। कम आंतरिक प्रतिरोध एनआईएमएच सेल को लगभग स्थिर वोल्टेज देने की अनुमति देता है जब तक कि वे लगभग पूरी तरह से डिस्चार्ज नहीं हो जाते। इस प्रकार अल्कालाईन सेल को एनआईएमएच सेल के साथ प्रयोग करने पर शेष चार्ज को ओवरस्टेट करने के लिए बैटरी स्तर इंडिकेटर तैयार किए जाते है और इस प्रकार अधिकांश डिस्चार्जिंग चक्र के समय अल्कालाईन सेल का वोल्टेज लगातार घटता है।

निकल धातु हाइड्राइड बैटरी की तुलना में लिथियम आयन बैटरी में उच्च विशिष्ट ऊर्जा होती है,[39] लेकिन वे बहुत अधिक महंगे होते हैं।[40] वे एक उच्च वोल्टेज 3.2–3.7 V नाममात्र उत्पन्न करते हैं और इस प्रकार वोल्टेज को कम करने के लिए सर्किट्री के बिना अल्कालाईन बैटरी के लिए ड्रॉप-इन प्रतिस्थापन नहीं होता हैं।

वर्ष 2005 तक निकल धातु हाइड्राइड बैटरी बाजार का तीन प्रतिशत थी।[24]

अनुप्रयोग

प्रियस, जापान की उच्च-शक्ति नी-एमएच बैटरी
निकेल मेटल हाइड्राइड 24 V बैटरी पैक VARTA, ऑटोविज़न संग्रहालय, Altlussheim, जर्मनी द्वारा बनाया गया

उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स

एनआईएमएच बैटरियों ने NiCd की जगह बहुत सी भूमिकाओं के लिए बदल दिया है, विशेष रूप से छोटी रिचार्जेबल बैटरियों की भूमिका को बदल दिया है। एनआईएमएच बैटरी सामान्यतः AA पेन लाइट साइज़ बैटरी के रूप में उपलब्ध होती हैं। इनमें 1.2 V पर 1.1–2.8 Ah की नॉमिनल चार्ज कैपेसिटी (C) होती है, जिसे 5 घंटे में सेल को डिस्चार्ज करने की दर से मापा जाता है और इस प्रकार उपयोगी डिस्चार्जिंग क्षमता डिस्चार्जिंग दर का घटता हुआ कार्य करता है, लेकिन लगभग 1×C 1 घंटे में पूर्ण डिस्चार्ज की दर तक यह नाममात्र क्षमता से महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होता है।[25] एनआईएमएच बैटरी सामान्य रूप से 1.2 V प्रति सेल पर काम करती हैं, जो पारंपरिक 1.5 V सेल से कुछ कम होती है, लेकिन वे इस वोल्टेज के लिए बनाए गए कई उपकरणों को भी संचालित कर सकती हैं।

इलेक्ट्रिक वाहन

Main articles: इलेक्ट्रिक वाहन, बैटरी इलेक्ट्रिक वाहन, इलेक्ट्रिक कार को किसने मारा?, इलेक्ट्रिक कार, and और बड़ी ऑटोमोटिव एनआईएमएच बैटरी का पेटेंट भार
जीएम ओवोनिक एनआईएमएच बैटरी मॉड्यूल

पूर्व-पीढ़ी के इलेक्ट्रिक और हाइब्रिड-इलेक्ट्रिक वाहनों में एनआईएमएच बैटरियों का अधिकांशतः उपयोग किया जाता था; 2020 तक सभी इलेक्ट्रिक और प्लग-इन हाइब्रिड वाहनों में लगभग पूरी तरह से लिथियम-आयन बैटरी द्वारा उनका स्थान ले लिया गया है, लेकिन वे कुछ हाइब्रिड वाहनों में उपयोग के रूप में बने हुए हैं उदाहरण के लिए 2020 टोयोटा हाइलैंडर में उपयोग किया जाता है।[41] पहले सभी इलेक्ट्रिक प्लग-इन वाहनों में जनरल मोटर्स EV1, पहली पीढ़ी की टोयोटा रावच ईवी, होंडा ईवी प्लस, फोर्ड रेंजर ईवी और वेक्ट्रिक्स स्कूटर के रूप में सम्मलित थे। प्रत्येक पहली पीढ़ी के हाइब्रिड वाहन में एनआईएमएच बैटरी का उपयोग किया जाता है और इस प्रकार विशेष रूप से टोयोटा प्रियस और होंडा अंतर्दृष्टि के साथ-साथ फोर्ड एस्केप हाइब्रिड, शेवरोलेट मालिबू हाइब्रिड और होंडा सिविक हाइब्रिड सहित बाद के मॉडल भी उनका उपयोग करते हैं।

पेटेंट समस्याएँ

स्टैनफोर्ड आर. ओवशिंस्की ने एनआईएमएच बैटरी में अत्यधिक सुधार की खोज की और उसको पेटेंट कराया तथा 1982 में ओवोनिस बैटरी कंपनी की स्थापना की थी। जनरल मोटर्स ने 1994 में ओवोनिक्स का पेटेंट खरीदा था। 1990 के दशक के अंत तक एनआईएमएच.बैटरी का उपयोग विभिन्न पूर्णतः बिजली वाहनों यथा जनरल मोटर्सEV1 और डॉज कारवां एपिक मिनीवैन में सफलतापूर्वक किया जा रहा था।

इलेक्ट्रिक कारों की यह पीढ़ी, चूंकि सफल रही और अचानक बाजार से हट गई है।[citation needed]

अक्टूबर 2000 में, पेटेंट को टेक्साको को बेच दिया गया था और एक हफ्ते बाद टेक्साको को शेवरॉन कॉर्पोरेशन द्वारा अधिग्रहित कर लिया गया था। शेवरॉन की कॉबसिस सहायक कंपनी इन बैटरियों को केवल बड़े ओईएम ऑर्डरों को प्रदान करती है। प्रमुख बाधाओं के रूप में बैटरी की उपलब्धता की कमी का हवाला देते हुए जनरल मोटर्स EV1 का उत्पादन बंद कर देते हैं और एनआईएमएच बैटरी के कॉबेसिस नियंत्रण से मोटर वाहन एनआईएमएच बैटरियों के लिए एक पेटेंट भार के रूप में बन गया है।[42][43][44][45][46]

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ "NiMH Battery Charging Basics". PowerStream.com.
  2. ↑ "Energy efficiency and capacity retention of Ni–MH batteries for storage applications".
  3. ↑ "Best rechargeable batteries (10+ charts, overviews and comparisons )". eneloop101.com (in English). 14 February 2017. Retrieved 2019-02-09.
  4. ↑ "Eneloop XX Vs Turnigy 2400 Cycle Testing". CandlePowerForums.
  5. ↑ "Product Lineup". Panasonic.net. Archived from the original on 2014-02-03. Retrieved 2014-01-26.
  6. ↑ "लिथियम आयन बैटरी". Clean Energy Institute, University of Washington. Retrieved 8 January 2021.
  7. ↑ "What could cause Ni-MH rechargeable batteries to leak?". Panasonic Batteries. 30 October 2019. Retrieved 8 August 2021.
  8. ↑ "Do NiMH Batteries Explode?". Do NiMH Batteries Explode?. 6 June 2020. Retrieved 3 September 2021.
  9. ↑ Nii, K.; Amano, M. (1997). "जापान में हाइड्रोजन अवशोषक मिश्र धातुओं का अनुसंधान एवं विकास". Acta Metallurgica Sinica. 10 (3): 249–255. Retrieved 10 September 2011.
  10. ↑ In search of the perfect battery, The Economist, 6 March 2008.
  11. ↑ US patent 6413670, "High power nickel metal hydride batteries and high power alloys/electrodes for use therein", published July 2, 2002 
  12. ↑ Avicenne Conf., Nice 2008, M. A. Fetcenko/ECD.
  13. ↑ "Directive 2006/66/EC of the European Parliament and of the Council of the 6 September 2006 on batteries and accumulators and repealing Directive 91/157/EEC" (PDF). Official Journal of the European Union. European Union (L 266). 2006-09-26. Retrieved 2015-11-13.
  14. ↑ Jump up to: 14.0 14.1 "वॉल्यूम द्वारा द्वितीयक बैटरी बिक्री आँकड़े". Battery Association of Japan. Retrieved 10 September 2011.
  15. ↑ "Batterien-Absatzstatistik 2008" [Battery Sales Statistics 2008] (PDF) (in Deutsch). INOBAT (the Swiss interest organisation for battery disposal). p. 2. Archived from the original (PDF) on November 14, 2011. Retrieved 10 September 2011.
  16. ↑ Bullis, Kevin (February 19, 2015). "पुरानी प्रकार की बैटरी से ऊर्जा मिलती है". Technology Review. Retrieved 2017-11-03.
  17. ↑ Kopera, J. (25 June 2004). "निकेल मेटल हाइड्राइड बैटरी के अंदर" (PDF). Cobasys. Archived from the original (PDF) on 27 February 2009. Retrieved 2011-09-10.
  18. ↑ Jump up to: 18.0 18.1 18.2 18.3 निकेल मेटल हाइड्राइड हैंडबुक (PDF) (NiMH02.01 ed.). Energizer Battery Manufacturing.
  19. ↑ "जापानी गैर बुना हुआ बैटरी अनुप्रयोग।". thefreelibrary.com.
  20. ↑ Cai, Z. Possible application of novel solid polymer membrane gel separator in nickel/metal hydride battery. Journal of Materials Science, 2004, 39, 703-705
  21. ↑ Jump up to: 21.0 21.1 21.2 21.3 "निकेल मेटल हाइड्राइड बैटरियों के लिए चार्ज के तरीके" (PDF). Nickel Metal Hydride Handbook. Panasonic. Retrieved 2021-09-02.
  22. ↑ Jump up to: 22.0 22.1 22.2 22.3 22.4 22.5 22.6 22.7 {{cite book | title = चार्ज सील्ड निकेल मेटल हाइड्राइड बैटरियां| work = Ni–MH Technical Bulletin | publisher = Duracell }
  23. ↑ Mukund R. Patel (2005), "Spacecraft Power Systems" CRC Press ISBN 978-0-8493-2786-5 p. 209.
  24. ↑ Jump up to: 24.0 24.1 Pistoia, Gianfranco (2005). Batteries for Portable Devices. Boston: Amsterdam. ISBN 0080455565.
  25. ↑ Jump up to: 25.0 25.1 "Voltage Depression ("Memory Effect")". Duracell.com. Procter & Gamble. Archived from the original on March 3, 2009. Retrieved September 15, 2015.
  26. ↑ "Energizer NH15-2300mAh datasheet" (PDF).
  27. ↑ Sandeep Dhameja (2002), Electric Vehicle Battery Systems, Newnes, ISBN 0-7506-9916-7, pp. 118, 123.
  28. ↑ "निकेल मेटल हाइड्राइड (NiMH) बैटरी चार्जर और बैटरी पैक। उपयोगकर्ता का मार्गदर्शन।" (PDF). Sea-Bird Electronics, Inc. Archived from the original (PDF) on 2009-02-27. Retrieved 2009-07-10. NiMH batteries self-discharge up to 20% in the first 24 hours after charging, then as much as 15% per month. Self-discharge is highly temperature dependent. NiMH batteries self discharge about three times faster at 40 °C than at 20 °C. Age also affects self-discharge. Older battery packs self-discharge faster than new ones.
  29. ↑ "epanorama.net: Battery Power Supply Page". Retrieved 2009-07-10. A NiMH battery can lose up to 2% of its charge per day sitting on the shelf.
  30. ↑ "Battery Nurse: VCS, Voltage Control System". Archived from the original on 2009-06-29. Retrieved 2009-07-10. NiMh batteries tend to self-discharge at 3–4% of capacity per day.
  31. ↑ "सही बैटरी पैक चुनना". Archived from the original on 2008-07-04. Retrieved 2009-07-10. Nickel Metal Hydride (NiMh) Approx 1% per day if unused.
  32. ↑ "जीपी बैटरी (हांगकांग) अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न". Archived from the original on 2007-12-11. Retrieved 2009-07-10. 18. What is the self-discharge rate of NiMH batteries? In general, the rate of self-discharge ranges from 15% to 20% per month at room temperature.
  33. ↑ "सामान्य विवरण". Eneloop.info. Sanyo. Archived from the original on 2012-09-02. Retrieved 2015-08-06.
  34. ↑ Flaim, Tony, Yubao Wang, and Ramil Mercado. "High Refractive Index Polymer Coatings". SPIE Proceedings of Optical Systems Design. Web.
  35. ↑ Shinyama, Katsuhiko; Harada, Yasuyuki; Maeda, Reizo; Nakamura, Hiroshi; Matsuta, Shigeki; Nohma, Toshiyuki; Yonezu, Ikuo (May 2006). "एक सल्फोनेटेड पॉलीओलेफ़िन विभाजक का उपयोग करके निकल-धातु हाइड्राइड बैटरियों में स्व-निर्वहन प्रतिक्रिया का दमन तंत्र". Research on Chemical Intermediates. 32 (5): 453–459. doi:10.1163/156856706777973673. S2CID 86865358.
  36. ↑ "Rechargeable Batteries — compared and explained in detail". Retrieved 2016-02-28.
  37. ↑ Young, Kwo-hsiung; Yasuoka, Shigekazu (1 March 2016). "Capacity Degradation Mechanisms in Nickel/Metal Hydride Batteries". Batteries. MDPI AG. 2 (1): 3. doi:10.3390/batteries2010003. ISSN 2313-0105. Table 3
  38. ↑ "Energizer E91" (PDF). data.energizer.com. Energizer. p. 1. Retrieved 2015-11-05.
  39. ↑ "मित्सुबिशी हैवी लीथियम-आयन कार बैटरी बनाएगी". Yahoo finance, Singapore, quoting Reuters. 23 January 2007. Archived from the original on January 11, 2008. Retrieved 2017-11-03.
  40. ↑ Fetcenko, Michael (2009-10-01). Ovonic NiMH – Strong Now, Room for Growth (PDF). The 11th International Power Supply Conference and Exhibition – Avicenne 2009. Ovonic Battery Company. Archived from the original (PDF) on 2010-02-16. Retrieved 2015-06-25.
  41. ↑ "Highlander Hybrid - Hybrid Vehicle Dismantling Manual" (PDF).
  42. ↑ Jeff Cobb. "हाइब्रिड कारों में नई हाइब्रिड समीक्षा, समाचार और हाइब्रिड माइलेज (एमपीजी)।". HybridCars.com. Archived from the original on 2016-03-08. Retrieved 2010-03-25.
  43. ↑ Sherry Boschert (2006). Plug-in Hybrids: The Cars that will Recharge America. New Society Publishers, Gabriola Island, Canada. ISBN 978-0-86571-571-4.
  44. ↑ Shnayerson, Michael (1996-08-27). The Car That Could: The Inside Story of GM's Revolutionary Electric Vehicle. Random House. pp. 194–207, 263–264. ISBN 978-0-679-42105-4.
  45. ↑ Coker, M. (2003-05-15). "Dude, Wheres My Electric Car!?!". OCWeekly.com. Archived from the original on 2009-05-24. Retrieved 2009-10-08.
  46. ↑ Greenberg J. (2008-10-14). "The Edison of our Age: Stan Ovshinsky and the Future of Energy (Video Interview Part 1)". The Energy Roadmap. Archived from the original on 2017-11-27. Retrieved 2009-10-08.


बाहरी संबंध

Retrieved from ‘https://www.vigyanwiki.in/index.php?title=निकेल-मेटल_हाइड्राइड_बैटरी&oldid=179317’