ความแตกต่างระหว่าง NiMH และ NiCd (พร้อมตาราง)

แบตเตอรี่ใช้สำหรับอุปกรณ์พลังงานไฟฟ้า เช่น โทรศัพท์มือถือ รถยนต์ไฟฟ้า ไฟฉาย ฯลฯ ผ่านการเชื่อมต่อภายนอก ประกอบด้วยเซลล์ไฟฟ้าเคมี เมื่อแบตเตอรีจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าก็มีแคโทดและแอโนด ก่อนหน้านี้ คำว่า แบตเตอรี่ มีความหมายว่าประกอบด้วยหลายเซลล์ แต่ตอนนี้ มักเรียกว่าประกอบด้วยเซลล์เดียว มีแบตเตอรี่สองประเภทหลักและรอง แบตเตอรี่หลักเป็นแบบใช้แล้วทิ้ง ในขณะที่แบตเตอรี่สำรองสามารถชาร์จใหม่ได้อีกครั้ง ทั้งแบตเตอรี่ NiMH และ NiCd สามารถชาร์จใหม่ได้

NiMH กับ NiCd

ความแตกต่างระหว่าง NiMH และ NiCd คือ อิเล็กโทรดลบที่ใช้ใน NiMH เป็นโลหะผสมที่ดูดซับไฮโดรเจน ในขณะที่อิเล็กโทรดลบที่ใช้ใน NiCd คือแคดเมียม NiMH ย่อมาจากแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์และ NiCd ย่อมาจากแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม อัตราการคายประจุของ NiMH สูงขึ้น ในขณะที่อัตราการคายประจุของ NiCd ต่ำกว่า แบตเตอรี่ NiCd มีพิษมากกว่าแบตเตอรี่ NiMH ปล่อยสารเคมี เช่น ตะกั่ว ปรอท แคดเมียม สู่สิ่งแวดล้อม

แบตเตอรี่ NiMH หรือนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์เป็นแบตเตอรี่สำรองซึ่งหมายความว่าสามารถชาร์จใหม่ได้ ปฏิกิริยาเคมีของ NiMH ในอิเล็กโทรดบวกนั้นเหมือนกับใน NiCD อย่างมาก นั่นคือ นิกเกิลออกไซด์ไฮดรอกไซด์ (NiOOH) อิเล็กโทรดลบที่ใช้ใน NiMH เป็นโลหะผสมที่ดูดซับไฮโดรเจน มีความจุสูงและความหนาแน่นของพลังงานสูงขึ้น แต่น้อยกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน NiMH ทนทานต่อการระเบิดและการรั่วซึม และใช้แทนแบตเตอรี่ชนิดเดียวกันที่ไม่ใช่แบบอัลคาไลน์และแบบชาร์จไฟไม่ได้

NiCd ย่อมาจากแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม ตัวย่อที่ใช้สำหรับแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียมมาจากนิกเกิลและแคดเมียมและด้วยเหตุนี้จึงกลายเป็น NiCd สามารถชาร์จใหม่ได้ดีกว่าโดยใช้แคดเมียมเป็นขั้วลบและนิกเกิลออกไซด์ไฮดรอกไซด์เป็นขั้วบวกแบตเตอรี่ NiCd มีการคายประจุประมาณ 1.2 โวลต์และจะลดลงเมื่อสิ้นสุดการคายประจุ แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่ NiCd คือ 1.3 โวลต์ แบตเตอรี่นี้มีหลายขนาดและหลายความจุ ตั้งแต่เซลล์ที่มีการระบายอากาศขนาดใหญ่ไปจนถึงเซลล์แห้งที่มีคาร์บอน-สังกะสี

ตารางเปรียบเทียบระหว่าง NiMH และ NiCd

พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ	NiMH	NiCd
ความจุ	สูง	ต่ำ
อัตราการคายประจุ	สูงกว่า	ต่ำกว่า
ค่าใช้จ่าย	เเพง	ราคาไม่แพง
ความเป็นพิษ	น้อย	มากกว่า
ผล	เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม	ไม่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม
กำลังชาร์จ	ต้านทานการคายประจุเกินและการชาร์จไฟเกิน	ง่ายและรวดเร็ว
อิเล็กโทรดลบ	โลหะผสมที่ดูดซับไฮโดรเจน	แคดเมียม

NiMH คืออะไร?

แบตเตอรี่ NiMH ถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี 1967 เมื่อเริ่มงานและการวิจัยที่ศูนย์วิจัย Battelle-Geneva แบตเตอรี่ NiMH มีพื้นฐานมาจากการเผาผนึกของอิเล็กโทรด NiOOH และโลหะผสม Ti2Ni+TiNi+x การพัฒนาแบตเตอรี่ NiMH อย่างที่เราทราบขณะนี้ได้รับการสนับสนุนจากสองบริษัท Volkswagen AG และ Daimler-Benz หลังจากพัฒนาพลังงานที่จำเป็นและเฉพาะเจาะจงแล้ว มีการยื่นจดสิทธิบัตรในประเทศต่างๆ ในยุโรป รวมทั้งสวิตเซอร์แลนด์ ญี่ปุ่น และสหรัฐอเมริกา จากนั้นโอนสิทธิบัตรให้ Daimler-Benz

แบตเตอรี NiMH กลายเป็นที่รู้จัก และความสนใจในแบตเตอรี่นี้ก็ถูกกระตุ้นในช่วงทศวรรษ 1970 เมื่อมันถูกใช้ในดาวเทียม บริษัทต่างๆ เช่น Philips, CNRS, Ovonic Battery Co. ได้พยายามทำให้แบตเตอรี่ NiMH มีน้ำหนักเบา เพื่อให้สามารถกักเก็บไฮโดรเจนไว้และยังได้ปรับแต่งองค์ประกอบของโลหะผสม Ti-Ni ในปี 2551 มีการผลิตรถยนต์มากกว่า 2 ล้านคันที่ประกอบด้วยแบตเตอรี่ NiMH แบตเตอรี่ NiMH เป็นแบตเตอรี่แบบไบโพลาร์ ซึ่งหมายความว่าจะหลีกเลี่ยงการลัดวงจรและมีข้อดีบางประการ เช่น การเก็บไฮโดรเจนในรถยนต์ไฟฟ้า

สามารถชาร์จแบตเตอรี่ NiMH ได้อย่างรวดเร็ว แต่ในขณะชาร์จ ควรชาร์จแบตเตอรี่ด้วยเครื่องชาร์จแบตเตอรี่อัจฉริยะเพื่อหลีกเลี่ยงการชาร์จไฟเกิน แบตเตอรี่ NiMH ประกอบด้วยความปลอดภัยที่เรียกว่าฟิวส์แบบรีเซ็ตได้ ซึ่งป้องกันกระแสไฟหรืออุณหภูมิไม่ให้สูงเกินไป NiMh ถือว่าดีกว่าแบตเตอรี่ประเภทอื่น ใช้ในอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานสูงและกล้องดิจิตอล เป็นประโยชน์เนื่องจากความสามารถในการดึงกระแสไฟสูงและความต้านทานภายในต่ำ แบตเตอรี่ NiMH เข้ามาแทนที่แบตเตอรี่ NiCd เนื่องจากความจุในการชาร์จปกติ การทำงานกับอุปกรณ์จำนวนมาก ฯลฯ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนถือว่าดีกว่าแบตเตอรี่ NiMH มันถูกใช้ในรถยนต์ไฮบริดและไฟฟ้า แต่ตอนนี้มันถูกแทนที่ด้วยแบตเตอรี่ Li-on

NiCd คืออะไร?

แบตเตอรี่ NiCd ถูกคิดค้นโดย Waldemar Jungner ในปี 1899 ในสวีเดน เมื่อทำแบตเตอรี่ NiCd การแข่งขันคือแบตเตอรี่ตะกั่วกรด แบตเตอรี่ Nicd นั้นดีกว่าแบตเตอรี่แบบ Nicd ทุกประการ เช่น ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น เป็นต้น Jungner แทนที่แคดเมียมแทนเหล็ก งานของเขาไม่เป็นที่รู้จักในสหรัฐอเมริกา หลังจากผลิตแบบน้ำท่วมในสวีเดนและใช้วัสดุที่ใช้งานได้ ในปี 1946 การผลิตแบตเตอรี่ NiCd เริ่มขึ้นครั้งแรกในสหรัฐอเมริกา แบตเตอรี่ถูกเรียกว่าแบบพ็อกเก็ตเพราะเป็นกระเป๋าเหล็กชุบนิกเกิล

ในช่วงกลางของศตวรรษที่ 20 แบตเตอรี่ Ni-Cd ที่เผาแล้วได้รับความนิยมอย่างมากเนื่องจากมีพื้นที่ผิวของวัสดุที่มากขึ้น ความต้านทานภายในที่ต่ำกว่า และเพลตจะมีรูพรุนสูง อัตราการคายประจุของแบตเตอรี่ NiCd ขึ้นอยู่กับขนาดที่แตกต่างกัน เช่น แบตเตอรี่ขนาด D อัตราการคายประจุคือ 3.5 แอมแปร์ และในแบตเตอรี่ AA อัตราการคายประจุคือ 1.8 แอมแปร์ ศักยภาพเซลล์ของแบตเตอรี่ NiCd มีน้อยมาก กล่าวคือ 1.2 โวลต์ อัตราการชาร์จของแบตเตอรี่ NiCd นั้นง่ายและรวดเร็วมาก และสามารถชาร์จได้ในอัตราที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับเซลล์

เนื่องจากการชาร์จอย่างรวดเร็ว อุณหภูมิของแบตเตอรี่อาจสูงขึ้น ซึ่งอาจทำให้เซลล์เสียหายได้ มีความเสี่ยงที่จะชาร์จไฟเกิน และอายุการใช้งานของแบตเตอรี่จะสั้นลง ช่วงอุณหภูมิที่ปลอดภัยในการใช้แบตเตอรี่ NiCd อยู่ระหว่าง -20 °C ถึง 45 °C เมื่อไม่ได้ใช้งานแบตเตอรี่ Ni-Cd แบตเตอรี่จะคายประจุเองซึ่งเป็นข้อเสียอย่างหนึ่ง แบตเตอรี่ Ni-cd แบบเซลล์เปียกหรือแบบช่องระบายอากาศถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี พ.ศ. 2442 ใช้สำหรับความจุที่มากขึ้นเนื่องจากมีอัตราการคายประจุที่สูงขึ้น มีการใช้งานที่หลากหลาย เช่น พลังงานสำรองสำหรับโทรคมนาคม การบิน ขนส่งมวลชนและราง การสตาร์ทเครื่องยนต์สำหรับกังหันสำรอง เป็นต้น

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง NiMH และ NiCd

บทสรุป

ทั้งแบตเตอรี่ NiMH และ NiCd สามารถชาร์จใหม่ได้ แบตเตอรี่ NiCd ถูกประดิษฐ์ขึ้นเร็วกว่าแบตเตอรี่ NiMH NiMH เป็นแบตเตอรี่รุ่นที่ดีกว่า NiCd แบตเตอรี NiMH ได้รับความนิยมอย่างมากในศตวรรษที่ 21 มากเสียจนในแต่ละครั้งมีแบตเตอรีถึงสามเปอร์เซ็นต์ทั่วโลก ในขณะที่แบตเตอรี่ Ni-Cd ได้รับความนิยมในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 แบตเตอรี่ NiCd มีราคาถูกกว่า NiMH และใช้งานได้ที่อุณหภูมิต่ำ อาจต้องเสียค่าใช้จ่ายเป็นจำนวนมาก จัดเก็บและจัดส่งได้ง่าย ในขณะที่ NiMh มีความจุสูงกว่าแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟอื่นๆ น้ำหนักเบามากในการก่อสร้างและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

อ้างอิง