1980年代以降、NiMHバッテリーの製造技術は大幅に改善され、さまざまな分野で商業利用が開始されました。 NiNHバッテリーの成功は、容量の増加（NiCdと比較して40％）、リサイクル可能な材料の使用（「環境への配慮」）、および多くの場合NiCdバッテリーの性能を超える非常に長い耐用年数によって促進されました。
NiMHバッテリーの長所と短所
メリット
・大容量-通常のNiCdバッテリーより40％以上
・ニッケルカドミウム電池に比べて「メモリー」効果が顕著に少ない-電池のメンテナンスサイクルを2〜3倍少なく実行できる
・シンプルな輸送オプション-前提条件なしの航空会社輸送
・環境にやさしい-リサイクル可能
短所
・限られたバッテリー寿命-通常、フル充電/放電の約500-700サイクル（ただし、動作モードと内部デバイスによっては、時々違いがある場合があります）。
・メモリー効果-NiMHバッテリーには定期的なトレーニングが必要です（フル放電/バッテリー充電サイクル）
・バッテリーの保存期間が比較的短い-放電状態で保管した場合、通常3年以内で、その後主な特性は失われます。 部分充電が40〜60％の涼しい条件での保管は、バッテリーの劣化プロセスを遅くします。
・高自己放電バッテリー
・電力容量の制限-許容負荷を超えると、バッテリーの寿命が短くなります。
・充電中に大量の熱が放出され、ニッケル水素電池が充電を通過するため、段階的な充電アルゴリズムを備えた特別な充電器が必要です。
・高温の許容度が低い（25〜30℃）
NiMHバッテリーおよびバッテリーの設計
最新のニッケル水素電池の内部設計は、ニッケルカドミウム電池と似ています。 正の酸化物ニッケル電極、アルカリ電解液、および計算された水素圧は、両方のバッテリーシステムで同じです。 負極のみが異なります。ニッケルカドミウム電池にはカドミウム電極があり、ニッケル金属水素化物には水素吸蔵金属の合金に基づく電極があります。
最新のニッケル水素電池は、AB2とAB5の形の水素吸蔵合金の組成を使用しています。 ABまたはA2Bタイプの他の合金は、広く使用されていません。 合金の神秘的な文字AとBはどういう意味ですか？ -記号Aの下にあるのは、金属（または金属の混合物）、熱を発生する水素化物の形成です。 したがって、記号Bは、水素と吸熱反応する金属を示します。
タイプAB5の負極には、ランタン族の希土類元素（成分A）とニッケルと他の金属（コバルト、アルミニウム、マンガン）-成分Bの不純物の混合物が使用されます。タイプAB2の電極には、ジルコニウム、バナジウム、鉄、マンガンの不純物を含むチタンとニッケル、クロム。
タイプAB2の電極を備えたバッテリーは安価で容量が大きく、電力性能が優れているにもかかわらず、サイクル性能が優れているため、タイプAB5の電極を備えたニッケル水素電池はより一般的です。
サイクリングの過程で、水素の吸収/発生により、負極の体積は元の体積の15〜25％に変動します。 体積変動の結果、電極材料に多数の微小亀裂が発生します。 この現象は、新しいニッケル水素電池の場合、バッテリーの電力と容量を公称値にするために、いくつかの「トレーニング」充電/放電サイクルを実行する必要がある理由を説明しています。 また、マイクロクラックの形成にはマイナス面もあります。電極の表面積が増加し、電解質の消費により腐食します。これにより、素子の内部抵抗が徐々に増加し、静電容量が減少します。 腐食プロセスの速度を下げるために、ニッケル水素電池を充電状態で保管することをお勧めします。
負極は、過充電と過放電の両方の面で正極に対して過剰な容量を持ち、許容可能なレベルの水素発生を保証します。 合金の腐食により、負極の充電容量は徐々に減少します。 過充電の過剰な容量が使い果たされるとすぐに、充電終了時に大量の水素が負極から放出され始めます。これにより、要素バルブ、電解質の「蒸発」、およびバッテリーの故障による過剰な水素の除去が行われます。 したがって、ニッケル水素電池を充電するには、電池の特定の動作を考慮して電池セルの自己破壊のリスクを回避する特別な充電装置が必要です。 バッテリーを収集するときは、セルを十分に換気し、充電中の大容量ニッケル水素バッテリーの近くで喫煙しないようにする必要があります。
時間の経過とともに、サイクルの結果として、電池の自己放電も、セパレーター材料に大きな細孔が出現し、電極板間に電気接続が形成されるために増加します。 この問題は、バッテリーの数回の深い放電サイクルとそれに続くフル充電によって一時的に解決できます。
ニッケル水素電池を充電すると、特に充電終了時に十分な量の熱が放出されます。これは、充電を完了する必要性の兆候の1つです。 バッテリー内のいくつかのバッテリーセルを収集する場合、バッテリー管理システム（BMS）と、バッテリーセルの一部の間に熱的に開く導電性ジャンパー線の存在が必要です。 また、はんだ付けではなく、ジャンパーをスポット溶接することにより、バッテリー内のバッテリーを接続することをお勧めします。
低温でのニッケル水素電池の放電は、この反応が吸熱性であり、電解質を希釈する水が負極上に形成されるという事実によって制限され、電解質が凍結する可能性が高くなります。 したがって、周囲温度が低いほど、出力とバッテリー容量は低くなります。 それどころか、放電中の高温では、ニッケル水素電池の放電容量は最大になります。
設計と動作原理に関する知識があれば、ニッケル水素電池の動作プロセスをより深く理解することができます。 この記事で収集した情報により、バッテリーの寿命を延ばし、ニッケル水素バッテリーの安全な使用の原則を理解していないために起こりうる危険な結果を回避できることを願っています。
PS youROCKは、いくつかのグラフと写真を挿入することを勧めましたが、著作権を考慮してこれをしたくありませんでしたが、ソースへのリンクを付けて挿入しようとします
6Vニッケル水素電池の性能のサイクリングへの依存性
容量と自己放電は、公称値に対する割合として表示されます
batteryuniversity.com/parttwo-36.htmから撮影した画像
NiMHバッテリーのさまざまな放電特性
20°Cの周囲温度での放電電流
www.compress.ru/Article.aspx?id=16846&iid=781から撮影した画像
デュラセルニッケル水素電池
www.3dnews.ru/digital/1battery/index8.htmから撮影した画像
PPS
バイポーラ電池の作成のための有望な方向の図
バイポーラ鉛蓄電池で取られた回路
各種電池のパラメーターの比較表
| ニッカド | ニム | 鉛酸 | リチウムイオン | リチウムイオンポリマー | 再利用可能
アルカリ性 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| エネルギー密度（W *時間/ kg） | 45〜80 | 60〜120 | 30-50 | 110-160 | 100〜130 | 80（初期） |
| 内部抵抗
（内部回路を含む）、mOhm | 100〜200
6Vで | 200〜300
6Vで | <100
12Vで | 150〜250
7.2Vで | 200〜300
7.2Vで | 200-2000
6Vで |
| 充電/放電サイクルの数（初期容量の80％に減少した場合） | 1500 | 300〜500 | 200〜300 | 500〜1000 | 300〜500 | 50
（最大50％） |
| 高速充電時間 | 通常1時間 | 2-4時間 | 8-16時間 | 2-4時間 | 2-4時間 | 2-3時間 |
| 過充電耐性 | 平均的 | 低い | 高い | 非常に低い | 低い | 平均的 |
| 自己放電/月（室温で） | 20％ | 30％ | 5％ | 10％ | 〜10％ | 0.3％ |
| セル電圧（定格） | 1.25V | 1.25V | 2B | 3.6V | 3.6V | 1.5V |
| 負荷電流
-ピーク -最適 | 20C
1C | 5C
0.5C以下 | 5C
0.2C | > 2C
1C以下 | > 2C
1C以下 | 0.5C
0.2C以下 |
| 動作温度（放電のみ） | -40から
60°C | -20〜
60°C | -20〜
60°C | -20〜
60°C | 0から
60°C | 0から
65°C |
| サービス要件 | 30〜60日で | 60〜90日で | 3〜6か月後 | 不要 | 不要 | 不要 |
| 標準価格
（米ドル、比較のみ） | 50ドル
（7.2V） | 60ドル
（7.2V） | 25ドル
（6V） | 100ドル
（7.2V） | 100ドル
（7.2V） | 5ドル
（9V） |
| サイクルあたりの価格（米ドル） | 0.04ドル | 0.12ドル | 0.10ドル | 0.14ドル | 0.29ドル | 0.10〜0.50ドル |
| 商用利用の開始 | 1950 | 1990 | 1970 | 1991 | 1999 | 1992 |
www.ixbt.com/mobile/review/batacademy.shtmlから取得した表