Baterías De Níquel-hidruro Metálico NiMH. Tecnologia

Ante los temores medioambientales sobre las pilas y baterías de níquel-cadmio, la tecnología de níquel-hidruro metálico ha tomado el relevo.

Las pilas y baterías de níquel-hidruro metálico tienen un nivel de rendimiento muy similar: características de tensión y carga similares. Como tales, son prácticamente un sustituto directo, aunque hay algunas diferencias, como puede imaginarse.

En vista de que las credenciales medioambientales son mucho mejores, las pilas de NiMH son la tecnología elegida para las pilas reemplazables estándar disponibles: Tamaños AAA, AA, C y D.

Tecnología de las pilas de NiMH: conceptos básicos

Las pilas y baterías de NiMH están muy extendidas en la actualidad. Tienen una serie de características destacadas que han permitido su uso, aunque tienen algunas desventajas:

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Impacto medioambiental: La tecnología de las pilas de NiMH ha superado a la de su hermano de NiCd por su menor impacto medioambiental. El uso de cadmio es especialmente preocupante y, por tanto, su utilización. En la Unión Europea, UE, la legislación conocida como Directiva de Baterías ha exigido el cese del uso de pilas de NiCd para uso portátil por parte de los consumidores.

Aunque se ha eliminado el uso de cadmio tóxico de las pilas de NiMH, la extracción y el procesamiento de los demás metales utilizados suponen algunas amenazas para el medio ambiente. Afortunadamente, cuando las pilas de NiMH llegan al final de su vida útil, la mayor parte del níquel puede recuperarse con relativa facilidad.

Densidad energética específica: Las pilas y baterías de NiMH tienen un mayor nivel de energía específica, es decir, la cantidad de energía que puede contener un determinado volumen de peso. Puede estar entre 60 y 100 W h / kg frente a los 40 - 60 de una NiCd.

Tensión de salida: Un parámetro especialmente afortunado es que proporcionan una tensión de célula de 1,2 voltios, muy similar a la de una NiCd, lo que las convierte en un sustituto casi directo.

Carga: Muchos cargadores de baterías de NiCd utilizaban el aumento de la tensión en los terminales para detectar el final de la carga. Este aumento de tensión en las pilas de NiMH es muy pequeño, y las pilas de NiMH son reacias a la sobrecarga. Hay que tener cuidado al cargar estas pilas y baterías.

Autodescarga : Una desventaja de las pilas de NiMH es que tienen una alta tasa de autodescarga. Pueden perder hasta un 3% de su carga por semana de almacenamiento.

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Tecnología de las pilas de NiMH

La célula de NiMH tiene muchas similitudes con la antigua tecnología de las células de NiCd, ya que utiliza muchos componentes similares. La pila de NiMH consta de tres elementos principales:

• Electrodo positivo: El electrodo positivo de la pila de NiMH es hidróxido de níquel y tiene la misma composición que el electrodo positivo de una pila de NiCd. El electrodo de óxido de níquel-hidróxido sólo intercambia un protón en la reacción de carga-descarga, lo que provoca un cambio de tamaño muy pequeño, lo que se traduce en un alto nivel de estabilidad mecánica, y esto a su vez se traduce en una mayor duración de los ciclos.

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• Electrolito: El electrolito de la pila de NiMH es una solución acuosa de hidróxido de potasio, KOH, que tiene una conductividad muy alta. La solución no entra en la reacción de la célula de NiMH de forma significativa. Se ha comprobado que la concentración del electrolito permanece casi constante a lo largo del ciclo de carga/descarga. Esto es importante porque la concentración del electrolito es el principal factor que contribuye a la resistencia de la célula. Esto significa que el rendimiento de la célula es prácticamente el mismo en todo el rango de carga.
• Electrodo negativo: El material activo del electrodo negativo es en realidad el hidrógeno. Sin embargo, no es físicamente posible utilizar el hidrógeno directamente, por lo que el hidrógeno se almacena en la pila NiMH como un hidruro metálico que también sirve como electrodo negativo. Los hidruros metálicos utilizados en las pilas de NiMH suelen contener entre un 1% y un 2% de hidrógeno en peso.

La tecnología de las pilas NiMH, de hidruro metálico de níquel, ha tomado el relevo de las NiCd. Aunque en un principio se concibieron como una solución provisional, han encontrado su hueco en el uso de las pilas reemplazables como las estándar de tamaño AAA, AA, C y D.

Las baterías que se utilizan en los equipos electrónicos, desde los smartphones hasta los auriculares Bluetooth, pasando por los ordenadores portátiles y todo tipo de aparatos electrónicos, han adoptado la tecnología de iones de litio, y las pilas de NiMH ya no se ven en estas aplicaciones. Por ello, la tecnología NiMH se utiliza prácticamente sólo para pilas y baterías reemplazables.