ニッケルベースのバッテリー
ニッケルベースのバッテリーは、前世紀において最も一般的なバッテリーの一つであり、当時のほぼ全ての携帯可能なデバイスに使用されていました。バッテリーにニッケルを使用する主な利点は、より低いコストで高いエネルギー密度と大きな蓄電容量を実現できることです。現在では、他のタイプのバッテリーが登場し、世界市場はより競争的になっていますが、ニッケルベースのバッテリーは、他の公式でも世界中で最も使用されているバッテリーの一つです。
ニッケルベースのバッテリーの主なタイプ
ニッケルベースのバッテリーには、二つの主なタイプがあります: ニッケル水素バッテリー(NiMH)とニッケルカドミウムバッテリー(NiCd)です。また、ニッケルはリチウムイオンバッテリーにも広く使用されています。最も一般的に使用されるタイプのバッテリーであるニッケルコバルトアルミニウム(NCA)とニッケルマンガンコバルト(NMC)は、それぞれニッケルを80%と33%使用しています。NMCの新しい公式は80%近くのニッケルを目指しています。現在のほとんどのリチウムイオンバッテリーはニッケルに依存しています。
ニッケル金属水素化物バッテリー
ニッケル金属水素化物バッテリー(NiMH)は、正極にニッケル水酸化物、負極に水素吸蔵合金を使用した充電式バッテリーです。NiMHバッテリーは1989年に商業的に導入され、主に携帯個人コンピューターの電源として使用されました。それ以来、NiMHバッテリーシステムは電気ハイブリッド車両において非常に人気があり、充電式バッテリー市場全体の10%を占めています。NiCdバッテリーと比較して、NiMHは40%高い特定エネルギーを提供し、約2倍の容量を実現します。NiMHバッテリーは電圧降下の影響を受けにくく、有害なカドミウムが含まれていないことが主な利点です。NiMHバッテリーのメモリー効果はニッケルカドミウムバッテリーに比べてかなり少ないです。アルカリ電池と比較して、NiMHバッテリーの内部抵抗ははるかに低いです。このため、高負荷下での高電圧を維持する利点があります。
ニッケルカドミウムバッテリー
ニッケルカドミウムバッテリー(Ni-Cdバッテリー)は、正極にニッケル酸化水銀Ni(O)(OH)、負極に金属カドミウムを使用した二次電池の一種です。Ni-Cdは、ニッケル(Ni)とカドミウム(Cd)の化学記号から派生した略称です。このバッテリーは低内部インピーダンスを持ち、他のバッテリーシステムと比較して高い電力能力を持つ一方で、エネルギー貯蔵容量は低くなります。長いサイクル寿命と迅速な再充電能力を持っていますが、連続して浅い放電が行われると最大充電電圧が減少し、その結果としてエネルギー容量が低下する「電圧降下」または「メモリー効果」の影響を受けることがあります。最大の欠点はカドミウムの含有です。残念ながら、カドミウムは極めて有毒であるため、現代のバッテリーシステムの代替品にはなり得ません。
ニッケル金属水素化物バッテリーの特性
各バッテリーの能力を比較し理解するために、バッテリーが必要で特定の品質が求められる場合に参照されるいくつかの重要なパラメーターがあります。これらのパラメーターは、バッテリータイプ内でも異なります。
セル電圧
電気バッテリーの電圧は、正極と負極の材料の電位差によって生じる電気化学反応によって作られます。NiMHバッテリー(例えばAAAおよびAA)の一般的な開回路電圧は1.2Vです。
カットオフ電圧
カットオフ電圧は、許容可能な最小電圧です。この電圧は一般にバッテリーの「空」状態を定義します。NiMHまたはNiCdバッテリーの容量をテストする際には、通常1.0Vがセルのカットオフ電圧として使用されますが、アルカリ電池のカットオフ電圧としては通常0.9Vが使用されます。
容量
クーロン容量は、バッテリーが特定の放電電流で100%SOCからカットオフ電圧まで放電されたときに利用可能な総アンペア時です。NiMH AAバッテリーは、名目上の電圧が1.2ボルトで平均容量が2000-2700mAhです。Ni-Cd AAバッテリーは、名目上の電圧が1.2ボルトで平均容量が600-1000mAhです。
