Acumulatori NiMH, NiCd și Li-Ion. Ce diferențe sunt între bateriile reîncărcabile

Cele mai populare tipuri de acumulatori (acumulatori NIMH, NiCd și Li-Ion): cum au evoluat, plusurile și minusurile lor.

Dintre cele trei tipuri de acumulatori NiMH, NiCd sau Li-Ion, ultimii au devenit sursa de alimentare standard a dispozitivelor portabile. Foto: OneGreenPlanet.org

Fiecare tip de acumulator are propriile sale caracteristici:

Acumulatori NiCd (Nichel-Cadmiu)

Timp de 50 de ani, aparatura portabilă s-a bazat în special pe acumulatorii nichel-cadmiu (NiCd). Asta până prin anii '90 când în peisaj au intrat acumulatorii NIMH, care au rezolvat o mare problemă a celor pe cadmiu, fiabili și robuști, în rest - problema toxicității. De fapt, multe din caracteristicile acumulatorilor NiCd au fost transferate celor NiMH, cu mențiunea că s-a avut în vedere protejarea mediului înconjurător (NiMH nu conține cadmiu, care este un metal toxic).

Totuși, nu trebuie să pierdem din vedere faptul că vorbim de acumulatori cu o rată mare de autodescărcare, care dezvoltă efectul de memorie (sau “acumulator leneș”, “memoria acumulatorului”). Este vorba de situația în care  acumulatorul își pierde treptat capacitatea maximă de a stoca energie electrică și necesită periodic cicluri complete de descărcare, aspect considerabil îmbunătățit odată cu apariția noului model NiMH.

Acumulatori NiMh (Nichel-Metal-Hydrid)

Cercetările au început prin 1967 și s-au prelungit din cauza instabilității elementelor metal-hydrid. Într-o primă fază, s-a obținut forma NiM, ulterior, în 1980, după ce s-a descoperit un nou aliaj hydrid, care a permis rezolvarea instabilității, s-a ajuns la forma actuală.

Acumulatorul NiMH oferă cu 40% mai multă energie decât un acumulator NiCd standard, este mai puțin dispus decât predecesorul său dezvolte efectul de memorie și, în plus, nu conține metale toxice. Este unul dintre cei mai populari acumulatori - datorită prețului accesibil, ușurinței cu care poate fi procurat și diversității sale. Găsești acumulatori NiMH de tip AA, AAA, precum și alte forme.

Acumulatori Li-Ion

Acești acumulatori Li-Ion produc aceeași energie ca şi acumulatorii NiMH, dar cântaresc cu aproximativ cu 20% -35% mai puțin. În prezent, au devenit sursa de alimentare standard pentru dispozitivele portabile, devenind utilizați inclusiv în industria aerospațială, segmentul militar și la mașini electrice.

Greutatea redusă îi recomandă pentru dispozitive precum lanterne reîncărcabile (de notat că producătorul de lanterne Nitecore, ca și alți jucători din industrie folosesc pe scară largă acumulatori 18650 Li-Ion) telefoane mobile, camere video sau notebook-uri, unde bateria reprezintă o parte semnificativă din greutatea totală, care trebuie să fie cât mai redusă. Un alt motiv pentru care acumulatorii Li-Ion au devenit atât de populari este faptul ca nu suferă într-o măsură mult mai mică decât celelalte tipuri de “ efectul de memorie”.

Generic numiți acumulatori Li-Ion, vorbim, de fapt, de o adevărată tehnologie, care furnizează proprietăți, structură și performanțe diferite în funcție de materialele utilizate. În funcție de structura lor, sunt mai multe tipuri de acumulatori Li-Ion:

• LiCoO2 (LiCoO2 la catod, grafit la anod) este recomandat pentru telefoane mobile, laptop-uri și camere digitale. Este alcătuit dintr-un catod din oxid de cobalt și un anod din grafit de carbon. Catodul are o structură stratificată și, în timpul descărcării, ionii de litiu se deplasează de la anod la catod. Procesul se inversează la încărcare. Folosit la telefoane mobile, camere de filmat, tablete, laptopuri.
• LiMn₂O₄ (LiMn₂O₄ la catod, grafit la anod) Folosește dioxid de mangan ca material de catod. Utilizat pentru aparatură medicală, grupuri propulsoare, unelte electrice.
• LiNiMnCoO2 (LiNiMnCoO2 la catod, grafit la anod) este unul dintre cele mai de succes celule Li-Ion care se bazează ca material catod pe combinația nichel-mangan-cobalt. Pentru uz industrial, aparatură medicală, e-bike.
• LiFePO4 (LiFePO4 la catod, grafit la anod) În 1996, Universitatea din Texas a descoperit fosfatul ca material catod pentru acumulatorii cu litiu. Litiu-fosfat oferă performanțe electrochimice bune şi are rezistență internă scăzută. Pentru aparatură portabilă și staționară care necesită curent mare de încărcare și anduranță.

Sursă: Battery University, Update: Decembrie 2016