İçeriğe atla

Nikel-metal hidrür pil

Nikel-metal hidrit piller

Nikel-metal hidrür pil (NiMH ve Ni–MH gibi bilinir) şarj edilebilir bir pil (Akümülatör) türüdür. Pozitif elektrottaki kimyasal reaksiyon hem nikel-kadmiyum piline (NiCd) benzer, hem de nikel oksit hidroksit (NiOOH) kullanılır. Bununla birlikte, negatif elektrotlar kadmiyum yerine bir hidrojen emici alaşım kullanmaktadır. Bir NiMH pil, eşdeğer boyutta bir NiCd kapasitesinin iki ila üç katı olabilir ve enerji yoğunluğu bir lityum iyon pilinkine yaklaşabilir.[1]

Tarihi

NiMH pilleri üzerinde çalışmak, 1967'de teknolojinin icadını takiben, Battelle-Cenevre Araştırma Merkezi'nde başladı. Sinterlenmiş Ti2Ni + TiNi + x alaşımları ve NiOOH-elektrotlarına dayanıyordu. Kalkınma neredeyse yirmi yılda Daimler-Benz ve Daimler AG'nin bir yan kuruluşu olan Deutsche Automobilgesellschaft içindeki Volkswagen AG tarafından desteklendi. Pillerin özgül enerjisi, 50 W · h/kg (180 kJ/kg) 'a ulaştı, 1000 W/kg'a kadar güç yoğunluğu ve 500 şarj döngüsü ömrü (Boşalma derinliğinin %100 derinliğinde). Avrupa ülkelerinde (öncelik: İsviçre), Amerika Birleşik Devletleri'nde ve Japonya'da patent başvuruları yapıldı.[2] Patentler Daimler-Benz'e geçti.

1970'lerde, uydu uygulamaları için nikel-hidrojen pilinin ticareti ile ilgi arttı. Hidrür teknolojisi, hidrojeni depolamak için daha az hantal bir alternatif vadetti. Philips Laboratuvarları ve Fransa CNRS tarafından yapılan araştırmalar, negatif elektrot için nadir toprak elementleri içeren yeni yüksek enerjili hibrid alaşımlar geliştirdi. 1987'de Willems ve Buschow, bu yaklaşımı temel alarak (La 0.8Nd 0.2 Ni 2.5O 2.40 Si0.1 karışımı kullanılarak), 4000 şarj deşarj devresinden sonra şarj kapasitesinin %84'ünü tutan başarılı bir pil gösterdiler.[3] Lantan yerine misketmetal kullanan daha ekonomik olarak uygulanabilir alaşımlar yakında geliştirildi. Modern NiMH hücreleri bu tasarıma dayanıyordu. İlk tüketici sınıfı NiMH hücreleri 1989'da piyasaya sürüldü. 1998'de Ovonic Battery Co., Ti-Ni alaşım yapısını ve bileşimini geliştirdi ve yeniliklerini patentledi. 2008'de, dünya çapında iki milyondan fazla hibrid otomobil NiMH pillerle üretildi. Avrupa Birliği'nde ve Pil Yönergesi gereği, nikel-metal hidrit pilleri taşınabilir tüketici kullanımı için Ni-Cd pilleri değiştirmiştir.

Japonya'da 2010 yılında satılan taşınabilir yeniden şarj edilebilir pillerin yaklaşık% 22'si NiMH'dir. 2009 yılında İsviçre'de eşdeğer istatistik yaklaşık% 60 idi. Bu oran, lityum-iyon pil üretimindeki artışa bağlı olarak zamanla düştü: 2000'de, Japonya'da satılan tüm taşınabilir yeniden şarj edilebilir pillerin neredeyse yarısı NiMH idi.

2015'te BASF, NiMH pillerini daha dayanıklı hale getiren, dolayısıyla hücre tasarımında önemli miktarda tasarruf sağlayan, gravimetrik enerji yoğunluğunun kilogram başına 140 watt-saat'e ulaşmasına olanak tanıyan değiştirilmiş bir mikro yapıyı üretti.[4]

Diğer pil türleri ile karşılaştırılma

NiMH hücreleri sıklıkla dijital kameralarda ve tekli şarj süresince birincil (alkalin gibi) pillerden daha iyi performans gösteren diğer yüksek düzeyde boşalmalı cihazlarda kullanılır.

NiMH hücreleri, büyük oranda iç direnci düşük olduğundan yüksek akım drenaj uygulamaları için avantajlıdır. Düşük akım talebinde (25 mA) yaklaşık 2600 mAh kapasite sunan tipik alkalin AA boyutlu piller, yalnızca 500 mA yük ile 1300 mAh kapasite sağlar. LCD'li ve fenerli dijital kameralar, 1000 mA'ın üzerine çıkabilir ve onları hızla tüketir.[5] NiMH hücreleri, benzer kapasite kaybı olmadan bu akım seviyelerini sağlayabilir.

Birincil alkalin kimyası (veya çinko-karbon/klorür) hücreleri kullanılarak çalıştırılacak cihazlar, NiMH hücreleriyle çalışmayabilir. Bununla birlikte, çoğu cihaz bir alkalin pilin voltaj düşüşünü yaklaşık bir volta kadar boşalttığı için telafi eder. Düşük dahili direnç, NiMH hücrelerine neredeyse tamamen boşalıncaya kadar neredeyse sabit bir gerilim vermesine izin verir. Eğer alkalin pilleri okumak için tasarlandıysa, boşalma döngüsünün çoğu sırasında alkalin pil voltajı sürekli düştükçe, pil seviyesi göstergeleri kalan şarjı geride bırakır.

Lityum-iyon piller, nikel-metal hidrit pillerden daha yüksek bir spesifik enerjiye sahiptir, ancak önemli ölçüde daha pahalıdırlar.

2005 itibarıyla nikel metal hidrit piller pil pazarının üçte birini oluşturuyordu.

Tüketici elektroniği

NiMH pilleri NiCd'yi birçok rol, özellikle küçük şarj edilebilir piller ile değiştirdi. NiMH piller, AA (pil ömrü) pillerde yaygın olarak bulunur. Bunların hücreleri beş saatte boşaltan hızla 1.2 V'de nominal şarj kapasiteleri (C) 1.1-2.8 Ah olarak ölçülür. Faydalı deşarj kapasitesi, deşarj hızının azaltıcı bir fonksiyonudur, ancak yaklaşık 1 × C (bir saatte tam deşarj) oranına kadar, nominal kapasiteden önemli ölçüde farklılık göstermez. NiMH pilleri, nominal olarak, hücre başına 1.2 V'de çalışır, geleneksel 1.5 V'luk hücrelere göre biraz daha düşüktür, ancak bu voltaj için tasarlanmış birçok cihazı çalıştıracaktır.

Elektrikli araçlar

NiMH elektrikli araç pillerinin uygulamaları, General Motors EV1, Honda EV Plus, Ford Ranger EV ve Vectrix scooter gibi tüm elektrikli fişli araçlara sahiptir. Toyota Prius, Honda Insight, Ford Escape Hybrid, Chevrolet Malibu Hybrid ve Honda Civic Hybrid gibi melez araçlar da bunları kullanıyor.[6]

Stanford R. Ovshinsky, NiMH pilinin popüler bir geliştirmesini icat etti, patenti aldı ve 1982'de Ovonic Battery Company'yi kurdu. General Motors, 1994'te Ovonics'in patentini satın aldı. 1990'ların sonunda, NiMH pilleri, General Motors EV1 ve Dodge Caravan EPIC minivan gibi pek çok tam elektrikli araçta başarıyla kullanılıyordu. Ekim 2000'de patent Texaco'ya satıldı ve bir hafta sonra Texaco Chevron tarafından satın alındı. Chevron'un Cobasys yan kuruluşu bu pilleri yalnızca büyük OEM siparişlerine sunar. General Motors, EV1 ürününün üretimini, batarya bulunmadığından başlıca engel olarak kapattı.[7] NiMH pillerin kontrolü Cobasys, büyük otomotiv NiMH piller için patent ihlalini yarattı

Kaynakça

  1. ^ "Arşivlenmiş kopya". 26 Nisan 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Nisan 2017. 
  2. ^ "Arşivlenmiş kopya". 19 Mayıs 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Nisan 2017. 
  3. ^ "Arşivlenmiş kopya" (PDF). 8 Mart 2012 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Nisan 2017. 
  4. ^ "Arşivlenmiş kopya" (PDF). 27 Şubat 2009 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Nisan 2017. 
  5. ^ "Arşivlenmiş kopya". 1 Mayıs 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Nisan 2017. 
  6. ^ "Arşivlenmiş kopya". 27 Kasım 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Nisan 2017. 
  7. ^ "Arşivlenmiş kopya". 8 Mart 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Nisan 2017. 

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Lityum iyon pil</span> şarj edilebilir pil türü

Bir lityum-iyon veya Li-iyon pil, enerji depolamak için lityum iyonlarının tersine çevrilebilir indirgemesini kullanan şarj edilebilir pil türüdür. Geleneksel lityum iyon pilinin anodu genelde karbon'dan yapılan grafit'tir. Katot genellikle metal oksit'tir. Elektrolit genelde bir organik çözücü içindeki lityum tuz'udur.

<span class="mw-page-title-main">Pil</span> Pil, kimyasal enerjinin depolanabilmesi ve elektriksel bir forma dönüştürülebilmesi için kullanılan bir aygıttır

Pil, kimyasal enerjinin depolanabilmesi ve elektriksel bir forma dönüştürülebilmesi için kullanılan bir aygıttır. Piller, bir veya daha fazla elektrokimyasal hücre, yakıt hücreleri veya akış hücreleri gibi, elektrokimyasal aygıtlardan oluşur.

<span class="mw-page-title-main">AAA pil</span>

AAA pil veya üçlü A pil, düşük dirençli taşınabilir elektronik cihazlarda yaygın olarak kullanılan standart kuru pil boyutundadır. Bu boyuttaki bir çinko-karbon pil, IEC tarafından "R03" olarak ANSI C18.1'e göre "24" olarak, eski JIS standardı "UM 4" olarak ve diğer üretici ve ulusal standart tanımlamaları ile bilinir.

<span class="mw-page-title-main">AA pil</span>

AA pil aynı zamanda çift A veya Mignon pil denilen standart boyutlu tek hücreli silindirik kuru bir pil. IEC 60086 sistemi R6 boyutu ve ANSIC18 15 boyutunu çağırıyor. Oysa resmi olarak belgelenmiş Birleşik Krallık'ta HP7 olarak biliniyor, ancak "çift A batarya" olarak biliniyor. Türkiye'de sıklıkla "kalem pil" olarak anılır.

<span class="mw-page-title-main">C pil</span>

C pil, oyuncaklar ve müzik aletleri gibi orta boşaltma uygulamalarında tipik olarak kullanılan standart bir hücre boyutudur.

<span class="mw-page-title-main">D pil</span>

D pil kuru hücrenin büyüklüğündedir. Bir D hücresi her iki ucunda bir elektrik kontağı olan silindiriktir; Olumlu ucun bir nub veya darbe var. D hücreleri, el feneri, radyo alıcısı ve vericiler, boombox'lar, elektrik motoru ürünler, güvenlik sistemleri, Geiger sayacı, megafonlar, akümülatör veya uzun bir çalışma süresi gerektiren diğer uygulamalar gibi yüksek akım dren uygulamalarında tipik olarak kullanılır. Bir D hücresi ya şarj edilebilir ya da şarj edilemez olabilir. Terminal voltajı ve kapasitesi hücre kimyasına bağlıdır.

<span class="mw-page-title-main">N pil</span>

N pil, kuru pilin standart bir boyutudur. Bir N pil, her iki ucunda da elektrik kontakları olan silindirik bir pildir. Pozitif ucun üstünde bir nub veya darbe vardır. Pil, 30,2 mm'lik bir uzunluğa ve 12,0 mm'lik bir çapa sahiptir ve AA pilin uzunluğunun yaklaşık üçte beşidir.

<span class="mw-page-title-main">Lityum polimer pil</span> Polimer elektrolit kullanılan Lityum-iyon pil

Lityum polimer pil veya daha doğrusu lityum-iyon polimer pil, sıvı elektrolit yerine jel polimer elektrolit kullanan, lityum-iyon teknolojisine sahip şarj edilebilir bir pildir. Bu piller, diğer lityum pil türlerinden daha yüksek özgül enerji sağlar ve mobil cihazlar, radyo kontrollü uçaklar ve bazı elektrikli araçlar gibi ağırlığın kritik bir özellik olduğu uygulamalarda kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">CR-V3 pil</span>

CR-V3 pil bazı dijital kameralar da dahil olmak üzere çeşitli elektronik cihazlarda kullanılan bir çeşit tek kullanımlık yüksek kapasiteli 3 Voltlu pil. İki yan yana AA pilin şekli ve boyutu vardır. Bu CR-V3 pillerin başlangıçta yalnızca AA piller için tasarlanmış birçok işlev görmesine olanak tanır. RCR-V3 pil, şarj edilebilir 3,7 V lityum iyon pildir.

<span class="mw-page-title-main">Dokuz voltluk pil</span>

Dokuz voltluk pil (9V) En yaygın biçimi, erken transistörlü radyolar için tanıtıldı. Yuvarlak kenarlı dikdörtgen prizma şekli ve üst kısmında kutuplanmış bir ankraj konektörü vardır. Bu tip Walkie-talkie telsiz konuşmaları, saatler ve duman dedektöründe yaygın olarak kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Düğme pil</span>

Düğme pil veya saat pili, küçük çaplı tek hücreli bir pil olup çapı 5mm ila 25mm, giysinin üzerinde bir düğme gibi 1mm ila 6mm yüksekliğinde bir çöp silindiri şeklindedir. Bir metal, hücrenin alt gövdesini ve pozitif terminalini oluşturabilir. Yalıtımlı üst kapak negatif terminaldir.

Alkalin pil, çinko ve manganez dioksit (Zn / MnO2) arasındaki reaksiyona bağlı olarak birincil pil türüdür.

<span class="mw-page-title-main">Şarj edilebilir alkalin pil</span>

Şarj edilebilir alkalin pil, tekrarlanan kullanım için şarj edebilen bir alkalin pil türüdür. Birinci nesil yeniden şarj edilebilir alkalin teknolojisi, Battery Technologies Inc tarafından Kanada'da geliştirildi ve Pure Energy, EnviroCell, Rayovac ve Grandcell'e lisanslandı. Ardından gelen teknoloji ve patent gelişmeleri tanıtıldı. Biçimler arasında AAA, AA, C, D ve anında açılmış dokuz voltluk piller yer alıyor.

<span class="mw-page-title-main">Nikel-kadmiyum pil</span>

Nikel-kadmiyum pil elektrot olarak nikel oksit hidroksit ve metalik kadmiyum kullanan bir şarj edilebilir pil türüdür. NiCd kısaltması, nikel (Ni) ve kadmiyum (Cd) kimyasal sembollerinden türemiştir: NiCad kısaltması, SAFT Corporation'ın tescilli bir ticari markasıdır, ancak bu marka adı tüm Ni-Cd pillerini tanımlamak için yaygın olarak kullanılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Nikel-çinko pil</span> NiMH pillerine benzer bir şarj edilebilir pil türü

Nikel-çinko pil, NiMH pillerine benzer bir şarj edilebilir pil türüdür, ancak daha yüksek voltaj 1.6 V'dir. Büyük nikel-çinko pil sistemleri 100 yılı aşkın bir süredir bilinmektedir. 2000'den beri, stabilize edilmiş bir çinko elektrod sisteminin geliştirilmesi, bu teknolojiyi piyasada bulunan diğer şarj edilebilir pil sistemleri ile uygulanabilir ve rekabetçi hale getirmiştir. Diğer bazı teknolojilerin aksine, üfleme şarjı önerilmez.

<span class="mw-page-title-main">Nikel oksihidroksit pil</span>

Nikel oksihidroksit pil birincil hücre türüdür. Şarj edilebilir değildir ve tek kullanımdan sonra atılması gerekir. NiOx piller, dijital fotoğraf makinesi gibi yüksek düzeyde boşaltılmış uygulamalarda kullanılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Nikel-hidrojen pil</span>

Nikel-hidrojen pil Nikel ve hidrojene dayanan şarj edilebilir bir elektrokimyasal güç kaynağıdır. Bir nikel-metal hidrit pilinden (NIMH), 1200 psi basınca kadar basınçlı bir hücrede depolanan, gaz halindeki hidrojen kullanılarak farklıdır. Nickel-hidrojen pil, 25 Şubat 1971 tarihinde Alexandr Ilich Kloss ve Boris Ioselevich Tsenter tarafından Amerika Birleşik Devletleri'nde patentlendi.

<span class="mw-page-title-main">Kuru pil</span> Kuru Pil

Kuru pil taşınabilir elektrikli cihazlar için yaygın olarak kullanılan bir pil türüdür. 1886'da Alman bilim insanı Carl Gassner tarafından geliştirildi.

Kendi kendine deşarj, elektrotlar veya herhangi bir harici devre arasında herhangi bir bağlantı olmaksızın, dahili kimyasal reaksiyonların pilin depolanan şarjını azalttığı pillerdeki bir olgudur. Kendi kendine deşarj, pillerin raf ömrünü azaltır ve gerçekten kullanıldıklarında tam şarj olmamalarına neden olur.

Lityum demir fosfat (LiFePO4 veya LFP pil (lityum ferrofosfat) pil; Katot olarak lityum demir fosfat (LiFePO4) ve anot olarak metalik arkalıklı bir grafit karbon kullanan bir lityum iyon pildir. Düşük maliyet, yüksek güvenlik, düşük toksisite, uzun döngü ömürleri ve diğer faktörler nedeniyle, LFP pilleri araç kullanımında, şebeke ölçeğinde yedek güç sistemlerinde yer bulmaktadır. LFP piller kobalt içermez. Eylül 2022 itibarıyla EV'ler için LFP tipi pilin pazar payı %31'e ulaştı ve bunun %68'i yalnızca Tesla ve Çinli EV üreticisi BYD üretiminden geldi. Çinli üreticiler şu anda LFP pil tipi üretiminde neredeyse tekele sahiptir. 2022'de patent sürelerinin dolmaya başlaması ve daha ucuz pillere olan talebin artmasıyla LFP tipi üretimin 2028'de lityum nikel manganez kobalt oksit (NMC) tipi pilleri geçecek şekilde artması bekleniyor.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.