Pil, harici bağlantılar aracılığıyla cep telefonları, elektrikli arabalar, el fenerleri vb. gibi elektrikli güç cihazları için kullanılır. Elektrokimyasal bir hücreden oluşur. Pil elektrikli cihazlara güç verirken, bir katot ve anot vardır. Daha önce, pil terimi birden fazla hücreden oluşuyordu, ancak şimdi genellikle tek bir hücreden oluşması olarak anılıyor. Primer ve sekonder olmak üzere iki tip pil vardır. Birincil piller tek kullanımlıktır, ikincil piller tekrar şarj edilebilir. Hem NiMH hem de NiCd piller şarj edilebilir pillerdir.
NiMH vs NiCd
NiMH ve NiCd arasındaki fark, NiMH'de kullanılan negatif elektrotun hidrojen emici bir alaşım olmasıdır. NiCd'de kullanılan negatif elektrot ise kadmiyumdur. NiMH, Nikel-metal hidrit pil anlamına gelir ve NiCd, Nikel Kadmiyum pil anlamına gelir. NiMH'nin boşalma hızı daha yüksektir. NiCd'nin boşalma hızı daha düşük iken. NiCd piller, NiMH pillerden daha zehirlidir. Kurşun, cıva, kadmiyum gibi kimyasalları çevreye bırakır.
NiMH veya Nikel metal hidrit pil, yeniden şarj edilebileceği anlamına gelen ikincil bir pildir. NiMH'nin pozitif elektrottaki kimyasal reaksiyonu, NiCD, yani nikel oksit hidroksit (NiOOH) ile hemen hemen aynıdır. NiMH'de kullanılan negatif elektrot, hidrojen emici bir alaşımdır. Daha yüksek kapasiteye ve daha yüksek enerji yoğunluğuna sahiptir. Ancak lityum iyon pillerden daha azdır. NiMH patlamaya ve sızıntıya karşı dirençlidir ve aynı şekilli alkali olmayan ve şarj edilemeyen pillerin yerine kullanılır.
NiCd, Nikel-kadmiyum pil anlamına gelir. Nikel-kadmiyum pil için kullanılan kısaltma, Nikel ve Kadmiyum'dan türetilmiştir ve dolayısıyla NiCd olur. Negatif elektrot olarak kadmiyum ve pozitif elektrot olarak nikel oksit hidroksit kullanılarak daha iyi şarj edilebilir. NiCd pil yaklaşık 1,2 voltluk bir deşarja sahiptir ve bir deşarj sonunda azalır. NiCd pil tarafından sunulan bir elektromotor kuvvet 1,3 volttur. Bu pil, büyük havalandırmalı hücrelerden karbon-çinko kuru hücrelere kadar çeşitli boyut ve kapasitelerde gelir.
NiMH ve NiCd Arasındaki Karşılaştırma Tablosu
| Karşılaştırma Parametreleri | NiMH | NiCd |
| Kapasite | Yüksek | Düşük |
| boşaltma oranı | Daha yüksek | Daha düşük |
| Maliyet | Masraflı | Ucuz |
| toksisite | Daha az | Daha |
| Etki | Çevre dostu | Çevre dostu değil |
| Doluyor | Aşırı deşarj ve aşırı şarja direnir. | Basit ve hızlı |
| negatif elektrot | Hidrojen emici alaşım | Kadmiyum |
NiMH nedir?
NiMH piller, 1967 yılında Battelle-Cenevre Araştırma Merkezi'nde çalışma ve araştırma başladığında icat edildi. NiMH piller, NiOOH elektrotlarının ve Ti2Ni+TiNi+x alaşımlarının sinterlenmesine dayanıyordu. Şu anda bildiğimiz şekliyle NiMH pillerin geliştirilmesi, Volkswagen AG ve Daimler-Benz adlı iki şirket tarafından destekleniyordu. Gerekli ve spesifik enerjiyi geliştirdikten sonra, İsviçre, Japonya ve Amerika Birleşik Devletleri dahil olmak üzere çeşitli Avrupa ülkelerinde patentler alındı. Daha sonra bir patent Daimler-Benz'e devredildi.
NiMH piller ünlü oldu ve 1970'lerde uydularda kullanılmaya başlandığında ilgi uyandırdı. Philips, CNRS, Ovonic Battery Co. gibi çeşitli şirketler, hidrojeni depolayabilmesi için NiMH pili hafif ağırlıklı hale getirmeye çalıştı ve ayrıca Ti-Ni alaşımlarının bileşimini doğaçlama yaptı. 2008 yılında NiMH pillerden oluşan 2 milyondan fazla otomobil üretildi. NiMH piller çift kutupludur, yani kısa devreleri önler ve elektrikli araçlarda hidrojenin depolanması gibi bazı avantajlara sahiptir.
NiMH piller hızlı şarj edilebilir ancak aşırı şarj olmasını önlemek için şarj olurken akıllı pil şarj cihazı ile şarj edilmelidir. NiMH pil, akımın veya sıcaklığın çok yüksek olmasını engelleyen, sıfırlanabilir sigorta adı verilen güvenlikten oluşur. NiMh, diğer pil türlerinden daha iyi kabul edilir. Yüksek enerji tüketen cihazlarda ve dijital kameralarda kullanılır. Yüksek akım çekme ve düşük iç direnç özelliğinden dolayı avantajlıdır. NiMH piller, nominal şarj kapasiteleri, birçok cihazda çalışabilmeleri vb. nedenlerle NiCd pillerin yerini almıştır. Lityum iyon piller, NiMH pillerden daha iyi kabul edilir. Hibrit ve elektrikli araçlarda kullanılıyor, ancak şimdi yerini Li-on pillere bırakıyor.
NiCd nedir?
NiCd piller, 1899'da İsveç'te Waldemar Jungner tarafından icat edildi. NiCd piller yapıldığında, rekabeti kurşun asit pillerdi. Her yönden Nicd piller ondan daha iyiydi, daha yüksek enerji yoğunluğu vb. gibi. Jungner, demir yerine kadmiyumu ikame etti. Çalışmaları Amerika Birleşik Devletleri'nde bilinmiyordu. Sulu tasarımı İsveç'te ürettikten ve aktif malzemeler kullandıktan sonra. 1946'da NiCd pillerin üretimi ilk olarak Amerika Birleşik Devletleri'nde başladı. Piller, nikel kaplı çelik cepler nedeniyle cep tipi olarak adlandırıldı.
20. yüzyılın ortalarında, sinterlenmiş Ni-Cd pil, daha büyük malzeme yüzey alanı, daha düşük iç direnç ve plakaların oldukça gözenekli hale gelmesi nedeniyle çok popüler hale geldi. NiCd pillerin boşalma hızı, D boyutundaki bir pilde olduğu gibi farklı boyuta bağlıdır, boşalma hızı 3,5 amperdir ve AA pillerde boşalma hızı 1,8 amperdir. NiCd pillerin hücre potansiyeli çok nominaldir, yani 1,2 volt. NiCd pilin şarj hızı çok basit ve hızlıdır ve hücreye bağlı olarak farklı oranlarda şarj edilebilir.
Hızlı şarj nedeniyle pillerin sıcaklığı yükselebilir ve bu da hücrelere zarar verebilir. Aşırı şarj olma riski vardır ve pilin ömrü kısalır. NiCd pili kullanmak için güvenli sıcaklık aralığı -20°C ile 45 °C arasındadır. Ni-Cd piller kullanılmadığında kendi kendine deşarj olur ki bu da dezavantajlarından biridir. Islak hücreli veya Bacalı hücreli Ni-cd piller de 1899'da icat edildi. Daha yüksek deşarj oranları nedeniyle daha büyük kapasiteler için kullanılır. Telekomünikasyon, havacılık, toplu taşıma ve demiryolu için yedek güç, yedek türbinler için motor çalıştırma vb. gibi geniş uygulamalara sahiptir.
NiMH ve NiCd Arasındaki Temel Farklar
Çözüm
Hem NiMH hem de NiCd piller şarj edilebilir pillerdir. NiCd piller, NiMH pillerden daha önce icat edildi. NiMH, pillerin NiCd'den daha iyi bir versiyonudur. NiMH piller 21. yüzyılda o kadar popüler oldu ki, bir zamanlar dünya çapında pillerin yüzde üçünü oluşturuyorlar. Ni-Cd piller 20. yüzyılın ortalarında popülerdi. NiCd piller, NiMH'den daha ucuzdur ve düşük sıcaklıklarda işlevseldir. Çok sayıda ücret gerektirebilir, saklanması ve nakliyesi kolaydır. NiMh diğer şarj edilebilir pillere göre daha yüksek kapasiteye sahiptir. İnşaatta çok hafiftir ve çevre dostudur.
