|
'''Nikkel-metallhüdriidaku''' ehk lühemalt '''NiMH-aku''' on [[elektriakumulaator|aku]], mille positiivne elektrood on [[hüdroksiidid|nikkelhüdroksiidist]] ja negatiivne elektrood vesinikku sisaldavast [[hüdriidid|metallhüdriidist]]. Elektroode eraldab [[elektrolüüt|elektrolüüdina]] toimiva kaaliumhüdroksiidiga immutatud separaator.
{{vikinda}}{{keeletoimeta}}{{allikad}}
{{Infobox battery
NiMH-aku on nikkelkaadmiumaku (NiCd-aku) edasiarendus, milles metallhüdriid asendab mürgist [[kaadmium]]i. NiMH-aku mahutavus on kaks kuni kolm korda suurem kui niisama suurel NiCd-akul ja energiatihedus võrreldav [[liitiumioonaku]] omaga. NiMH-aku puuduseks on kiire isetühjenemine: ka kasutamatult väheneb aku laeng kuni 1% päevas. 2005. aastal leiutati aeglase isetühjenemisega [[LSD-NiMH-aku]], mis võib püsida laetuna aasta ja uuemad teisendid kauemgi.
|image=[[Pilt:NiMH 2500mAh.jpg|150px]]
[[Pilt:NiMH 2500mAh.jpg|pisi|200px |AA suuruses NiMH-akud]]
|caption=Tänapäevased kõrge mahutavusega taaslaetavad NiMH elemendid
|EtoW=60–120 [[Vatt-tundi|W·h]]/kg
|EtoS=140–300 W·h/L
|PtoW=250–1000 W/kg
|CtoDE=66%
|EtoCP=2,75 W·h/[[US$]]
|SDR=30%/kuu (temperatuurist sõltuv)hüdriid
|TD=
|CD=500–1,000
|NomV=1,2 V
}}
'''Nikkel-metallhüdriidaku''' (lühendiga '''NiMH''') on taaslaetava [[akupatarei]] tüüp, mis sarnaneb [[nikkel-kaadmiumelement|nikkel-kaadmiumelemendiga]] (Ni-Cd).
NiMH akupatareis kasutatakse negatiivsel elektroodil vesinikku imavat sulamit kaadmiumi asemel. Nagu ka Ni-Cd elementides, on positiivne elektrood valmistatud nikkelokihüdroksiidist (NiOOH). NiMH akupatareil võib olla kaks kuni kolm korda suurem mahutavus võrreldes samas suuruses nikkel-kaadmium akupatareiga. NiMH elemendi energiatihedus on sarnane liitium-ioon elemendi omale, kuid esimese iseeneslik tühjenemine on suurem. See tähendab, et ladustatud NiMH akupatarei kaotab oma laengu palju kiiremini. 2005. aastal leiutati madala iseenesliku tühjenemisega NiMH akupatarei (LSD), mis püsib palju pikemat aega laetuna.
Tavalistel AA (taskulambi-patareid) NiMH akupatareidel kõigub nominaalne laadimismahutavus (C) 1100 mA•h ja 3100 mA•h vahel (1,2V juures), mis mõõdeti võimsusel, millega läks elemendi laeng nulli viie tunniga.
Tüüpiline NiMH AA elemendi erivõimsus on umbes 100 W•h/kg ja teistel NiMH kuivelementidel umbes 75 W•h/kg (270 kJ/kg), võrdluseks võib tuua Ni-Cd, millel on see näitaja 40–60 W•h/kg või Li-ion elemendi, mille spetsiifiline energia on 100–160 W•h/kg. NiMH akupatareil on energiatihedus umbes 300 W•h/L (1080MJ/m3), mis on märkimisväärselt parem kui nikkel-kaadmiumakul (50–150 W•h/L) ning enam-vähem sama, mis Li-ion akul (250–360 W•h/L).
Umbes 22% kaasaskantavatest taaslaetavatest Jaapanis 2010. aastal müüdud akupatareidest olid nikkel-metallhüdriidakud. 2009. aastal Šveitsis saadi sama statistika tulemuseks 60%. See protsentuaalsus on aja möödudes langenud liitium-ioonakude tootmise mahu tõusu tõttu: 2000. aastal Jaapanis müüdud kaasaskantavatest taaslaetavatest akupatareidest olid peaaegu pooled nikkel-metall hüdriidelemendid.
Kuna kõrge iseenesliku tühjenemisega akupatareidel pole LSD eraldajat, on neid odavam toota kui LSD akupatareisid. Sellegipoolest turustatakse neid peaaegu sama hinnaga, mis LSD-sid ja kui „kõrge mahutavusega“ või „ülikõrge mahutavusega“ NiMH akupatareidena. „Kõrge mahutavusega“ akupatareidel on küll 20% rohkem mahutavus (võrreldes LSD-ga), kuid seevastu palju suurem sisemine takistus (eriti suure ja kiire tühjenemise korral) kui LSD-del ja palju suuremad iseeneslikud tühjenemise näitajad (20% või rohkem esimese 24 tunni jooksul, pluss 4% iga järgmine päev). See energia raiskamine soojusele ja iseeneslikule tühjenemise tõttu on halb, sest see tähendab, et need akupatareid vajavad märkimisväärset rohkem laadimist mis vähendab üleüldist akupatarei eluiga. Sellest tulenevalt on AAA, AA, C, D ja 9V madala iseenesliku tühjenemisega NiMH akupatareid (LSD-d) turul peaaegu asendanud „kõrge mahutavusega“ või „ülikõrge mahutavusega“ mitte-LSD tüüpi akupatareid.
== Ajalugu ==
Esimesed tarbijaklassi NiMH-akud suurustes AA ja AAA saabusid turule aastal 1989. See oli üle kahekümneaastase uurimus- ja arendustöö tulemus, mille käigus töötati välja ökonoomsed vesinikku siduvad metalliühendid. Positiivse elektroodi väljaarendamisega tegelev doktor Masahiko Oshitani GS Yuassa firmast oli esimene, kes töötas välja uut tüüpi elektroodi, mille üks koostisosa on pasta. Selline positiivne elektrood ja kõrge energiaga hüdriidühendist negatiivne elektrood võimaldasidki luua keskkonnasõbraliku ja kõrgenergeetilise NiMH-akutüübi.
Esimesed tarbijaklassi NiMH elemendid väiksematele seadmetele saabusid turule aastal 1989. See oli üle kahekümneaastase uurimustööde ja arengu tulemus.
==Elektrokeemia==
Negatiivsel elektroodil toimuvaid reaktsioone kirjeldab võrrand (laadimisel vasakult paremale, tühjendamisel paremalt vasakule):
: H<sub>2</sub>O + M + e<sup>‒</sup> ↔ OH<sup>‒</sup> + MH.
Negatiivse elektroodi aktiivaineks olevat vesinikku H siduv metall M koosneb tegelikult mitme metalli ühendist.
Positiivsel elektroodil moodustub laadimisel nikkelhüdroksiidist Ni(OH)<sub>2</sub> nikkeloksühüdroksiid NiO(OH):
Varaseimad avastustööd NiMH akupatareide kohta , mille puhul oli tavaliselt negatiivsele elektroodile sadestunud Ti2Ni+TiNi+x sulam ja positiivsele elektroodile NiOOH, tehti Batelle-Geneva Teaduskeskuses. Uurimustööd algasid pärast NiMH akupatarei leiutamist aastal 1967. Arendustööd sponsoreeris üle kahekümne aasta Daimler-Benz Stuttgarti s, Saksamaal ja Volkswagen AG. Akupatareid näitasid kõrget erivõimsus kuni 50W•h/kg (180 kJ/kg), energiatihedus oli kuni 1000 W/kg ja nad omasid mõistlikku 500 laadimistsüklilist eluiga 100% tühjakslaadimisel. Patendi avaldus anti sisse Euroopa riikides (prioriteet: Šveits), Ameerika Ühendriikides ja Jaapanis patendi kandus Daimler-Benzile.
: Ni(OH)<sub>2</sub> + OH<sup>-</sup> → NiO(OH) + H<sub>2</sub>O + e<sup>‒</sup>
Huvi kasvas 1970ndatel nikkel-vesinik akupatarei kommertsialiseerimisega satelliiditarvikutes. Hüdriidtehnoloogia tõotas alternatiivset ning vähem mahukat viisi vesiniku hoiustamiseks. Uurimus, mille viis läbi Philipsi Laboratooriumid ja Prantsusmaa CNRS, arendas uue kõrge energiaga hüdriidsulami, mis sisaldas haruldast muldmetalli negatiivse elektroodi jaoks. Kuid need kannatasid leeliseliselektrolüüdi sulami ebastabiilsuse ning sellest tulenevalt lühikese eluea all. Willems ja Buschow demonstreerisid 1987. aastal õnnestunud akupatareid, mis hoidis 84% oma laadimismahust pärast 4000 laadimise ja tühjenemise tsüklit. Selle akupatarei koostisse kuulus La0.8Nd0.2Ni2.5Co2.4Si0.1. Peagi arendati välja ökonoomsemad sulamid, mis kasutasid lantaani asemel leelismetalle ning modernne NiMH elemendid põhinevad sellel arendusel.
Ovonic Battery Co. (Michiganis) vahetasid ja täiustasid Ti-Ni sulami struktuuri lähtuvalt nende patendile ning andsid NiMH akupatarei litsentsi enam kui 50 firmale üle tervemaailma. Ovonici NiMH akupatarei erinevus on tema sulamis, kus enam ei kasutata lantaani. Kahjuks oma eripärade tõttu on selle eluiga laadimistsüklites alati väga madal ning kõik tänapäeval toodetud NiMH akupatareid koosnevad AB5-tüüpi haruldaste muldmetallide sulamitest.
Positiivse elektroodi arendusega tegeles doktor Masahiko Oshitani GS Yuassa firmast. Tema oli esimene, kes töötas välja uut tüüpi elektroodi, mille üsk koostisosa on pasta. Sellise positiivse elektroodi ja kõrge energiaga hüdriidsulamiga negatiivse elektroodi jaoks viis uue keskkonnasõbraliku ja kõrgenergeetilise NiMH elemendi välja töötamiseni.
Antud hetkel töötab maailmas üle 2 miljoni hübriidauto NiMH akupatareiga. Nendeks autodeks on näiteks Prius, Lexus (Toyota), Civic, Insight (Honda), Fusion (Ford) jt. Paljud neist akupatareidest on toodetud PEVE (Panasonic) ja Sanyo poolt.
Aku laadimisel redutseeruvad H<sup>+</sup>-ioonid ([[prooton]]id) negatiivsel elektroodil vesinikuks, mis on pöörduvalt metalliühendiga seotud ja salvestatakse metallhüdriidina.
==Parameetrid==
*Nimipinge 1,25 V; kohe täislaadimise järel 1,4 V. Tühjendamise kestel püsib pinge 1,2 voldi tasemel ja langeb tühjaks saamisel järsult. Tühjendamise lõpp-pinge 1,0 ‒ 1,1 V; edasine koormamine võib aku rikkuda.
*[[Energiatihedus]] ehk erienergia 60 ‒ 120 Wh/kg, vastavalt 140 ‒ 300 Wh/dm<sup>2</sup>; erivõimsus 250 ‒ 1000 W/kg.
*Nimimahutavus AA suurusel elemendil kuni 3100 mAH, AAA ‒ kuni 1500 mAh.
*Laadimis-tühjendustsüklite arv 500 ‒ 1000.
*Laadimise kasutegur 66 %.
*Kasutatav temperatuurivahemikus ‒40 ‒ +55 °C.
==Laadimine==
NiMH akude-aku laadimine toimub vahemikuspingevahemikus 1,4–14 – 1,6 V/elemendi kohta. Üldiselt ei saa automaatsel laadimisel kasutada konstantse pingega laadimismeetodit. Kiirlaadimise korral on soovitatav kasutada tarka akulaadijat, et vältida ülelaadimist, mis võib elemente kahjustada ja võib olla isegi ohtlik. NiNiisugustes laadimisseadmetes rakendatakse üldiselt impulssvooluga laadimismeetodit. NiCd-Cdakude laadijatpüsiva eivooluga tohikslaadijad kasutadaei NiMHsobi laadijaNiMH-akude asemelkiirlaadimiseks.
===TrikliinneAeglane laadimine===
Kõige lihtsam ja ohutuimohutum viison NiMH-akut elementide laadimiseks onlaadida ühtlase madalanõrga pingegavooluga, sealjuuresmille võibarvväärtus kasutadaamprites taimeritei agaületa ei0,1C, pea.kus PeaaeguC kõikon tootjadaku väidavad,mahutavus etampertundides. ülelaadimineNäiteks onkui ohutuAA-aku madalatemahutavus on pingete3 juuresampertundi (alla3000 0mAh),1 Csiis =võib akupatareiaeglase mahutavuslaadimise /vool 10olla tunnigakuni 0,3 mA (300 mA). Laadimise 66-protsendist tõhusust arvestades kestab täislaadimine siis15 tundi ja mõnetunnine ülelaadimine pole pole akule ohtlik. Panasonicu NiMH-laadija laadimismanualjuhend hoiatab, et liiga pikk ülelaadimine võib akupatareidakut kahjustada ja soovitab akusid laadida mitte kauem kui 20 tundi.
Duracell see-eest soovitab, et seadete jaoks, kus on pidevalt vaja akupatarei täislaetust, võib kasutada laadimismeetodit 0.0033C sättega. Mõned laadijad teevad seda pärast tavalaadimise lõppu, selleks et kompenseerida akupatarei iseeneslikku tühjenemist. Panasonicu manual aga soovitab, et selliseid akupatareisid laetaks madalama „duty cycle“ lähenemisega, milles kasutatakse kõrgema pinge ergutust, kui akupatarei pinge langeb alla 1.3V. See võib pikendada akupatarei eluiga ja kasutada ka vähem energiat.
Akut võib kasutada ka pideva järellaadimise režiimis, kuid siis ei või laadimisvool olla tugevam kui 0,03C. Mõned laadijad teevad järellaadimist pärast tavalaadimise lõppu, selleks et kompenseerida akupatarei isetühjenemist.
[[Pilt:Charge NiMH.svg|thumb|300px| NiMH-aku pinge muutumine laadimisel erineva voolutugevusega:<br/>I=C/1h ‒ laadimisvool I = 1C, <br/>I=C/3h ‒ laadimisvool I = 0,33C, <br/>I=C/10h ‒ laadimisvool I = 0,1C]]
===ΔV laadimismeetod===
Selleks, et NiMH akupatareid ülaltoodud meetodist-elemente kiiremini laadida, peab laadija teadma, millal tuleb laadimine lõpetada, sest ainult siis välditakse akupatarei kahjustumist. Üks variant on aja suhtes akupatareiaku pinge jälgimine kogu laadimise aja vältel, kusjuures laadimisvool hoitakse püsiv. Laadija saabreageerib arusellele, kui aku on täielikult laetud ja pinge laadimisetäislaadimise lõppedeslõpul pisut langeb (laadimise eripära), ning seejärel laadija peatab laadimise. Seda meetodit kasutatakse tihti NiNiCd-Cdakude elementidega,kiirlaadijates. millelNiMH-akude puhul on suuremselline pingelangus ΔV laadimise lõpus, kuidumbes see5–10 langusmV onainult paljutugeva vähemlaadimisvoolu nähtav(1C) NiMHjuures. akudeNõrgema puhullaadimisvoolu ningkorral võib olla eristamatuvõib kõrgetepingelangus laadimismahtudeolla korraleristamatu, mis teeb selle laadimisviisi NiMH -akude jaokskiirlaadimisel ebakindlaks. Teine variantvõimalus on jälgida pingemuutust aja suhtesajas ja peatada laadimine, kui seepinge muutumise kiirus nulliks muutub,; agasel seejuhul tekitakson riskisiiski liiga varajaseksvõimalik laadimise lõpetamiseksliiga varajane lõpetamine.
===ΔT laadimismeetod===
ΔT-meetodi puhul reageerib laadija aku temperatuuri tõusule. Laadimisel muundub elektrienergia keemiliseks energiaks. Kui laadimise lõpul elektrokeemiline protsess lakkab, eraldub laadimisenegia soojusena, mis tõstab aku temperatuuri. Temperatuuri muutumise kiirust jälgib [[termistor]]iga [[andur]]. Nii Panasonic kui ka Duracell soovitavad maksimaalseks muutumiskiiruseks 1 °C minutis. Temperatuuriandur võimaldab laadimise peatada ka juhul, kui elemendi temperatuur ületab lubatud normi ( Duracelli laadijail 60 °C).
Selle meetodiga on võimalik kasutada palju kõrgemat laadimisvõimsust kui „tickle“ laadimisega (kuni 1 C). Sellel laadimisvõimsusel on ΔV umbes 5–10 mV elemendi kohta. Kuna see meetod mõõdab pinget kogu patarei ulatuses, siis tuleb kasutada konstantse voolu laadimise tüüpi. See on erinev näiteks plii-happe elemendist, mida võib väga lihstalt konstantse pingega laadida.
===ΔT temperatuuri laadimismeetod===
ΔT temperatuuri muutuse meetod on sarnane ΔV meetodile. Kuna laadimispinge on peaaegu konstantne, konstantse pinge laadimine saadab energiat peaaegu konstantsel kiirusel. Kui element pole täielikult laetud, siis enamus selle energia muundub keemiliseks energiaks. Kui aga element laetakse täielikult, siis enamus selle energiast muundub soojuseks. See tõstab akupatarei temperatuuri muutumiskiirust, mida saab jälgida anduriga, milleks on termistor. Nii Panasonic kui ka Duracell soovitavad maksimaalseks temperatuuri muutumiskiiruseks 1 °C minutis. Temperatuurianduri kasutamine võimaldab ka täieliku laadimise peatamise juhul, kui temperatuur ületab lubatud normi, milleks Duracell ütleb olevat 60 °C.
Nii ΔT kui ka ΔV laadimismeetodite puhul soovitavad mõlemad tootjad edasist trikliisset laadimismeetodit selleks, et järgida esialgset kiirlaadimist.
===Turvalisus===
NiMH-element sisaldab gaasi rõhu alandamiseks katalüsaatorit, mille vahendusel ülelaadimisel eralduv vesinik muutub veeks (2H<sub>2</sub> + O<sub>2</sub> ---katalüsaator→ 2H<sub>2</sub>O). Kuid see toimib ainult laadimisel nõrga vooluga ‒ kuni 0,1C (elektrimahutavus jagatud 10-ga). Tugevama laadimisvoolu korral kuumeneb aku laadimisprotsessi lõppedes märgatavalt.
Hea turvatunnus käsitsi ehitatud laadijal on see, kui kasutada vahetatavat kaitset koos elemendiga, eriti bimetallilise tüübiga. See kaitse avaneb kui pinge või temperatuur läheb liiga kõrgeks.
Ülikiirelt laaditavates akudes rakendatakse elemendisisest laadimise kontrollerit, mis katkestab laadimise ülerõhu korral.
Tänapäevane NiMH element sisaldab katalüsaatoreid, et koheselt tegeleda gaasidega, mis tekivad ülelaadimisest ning tekitavad kahju (2H<sub>2</sub> + O<sub>2</sub> ---katalüsaator→ 2H<sub>2</sub>O). Kuid see töötab ainult ülelaadimise pingetega kuni 0,1 C (elektrimahtuvus jagatud 10 tunniga). Selle reaktsiooni tagajärjel kuumenevad akupatareid märgatavalt tähistades laadimisprotsessi lõppu. Mõndadel kiiretel laadijatel on puhur, et hoida akupatareid jahedad.
Meetodit väga kiire laadimise jaoks nimetatakse elemendisiseseks laadimise kontrolleriks. See sisaldab sisemise rõhu lülitit elemendis, mis katkestab laadimise ülerõhu korral.
NiMH keemia omab kaasasündinud riski ülelaadimisel. See tekitab vesiniku kogunemist ning põhjustab elemendi murdumist. Seetõttu on elementidel õhuauk. Vesinik väljastatakse õhuaugust tõsise ülelaadimise korral.
NiMH-aku ülelaadimisel võib eralduv vesinik elemendi purustada. Selle vältimiseks on elementidel kaitseventiil, mille kaudu vesinik väljub.
==Tühjenemine==
Elemendi kasutamise algul langeb selle pinge kiirelt 1,25 voldile ja jääb siis peaaegu konstantselt 1,2 voldile, kuni element on 80% ulatuses tühjenenud. Tühjendamise lõpul, kui elemendi pinge on langenud 0,9 ‒ 1,0 voldini, tunnistavad enamik tarviteid elemendi tühjaks ja katkestavad voolu tarbimise. NiMH-elemendid tagavad konstantsema pinge kui standardsed leeliselemendid, mille pinge langeb ühtlaselt tühjenemise käigus.
Täielikult täislaetud element eraldab tühjenemisel keskmiselt 1,25 V/element, kuid minimaalselt 1,0–1,1 V/element (edasine tühjenemine võib tekitada jäädavat kahjustust mitme-elemendilistele pakkidele polaarsuse vahetumise tõttu). Madala koormuse all (0.5 amprit) on värskelt laetud AA NiMH elemendi stardipinge 1,3 volti; See pinge langeb kiirelt 1,25-le voldile 10% tühjenemise järel ja siis jääb peaaegu konstantseks kuni element on 80% ulatuses tühjenenud. Siis langeb pinge 1,2 voldilt umbes 0,9 voldile, misjärel enamus seadmeid tunnistavad elemendi tühjaks. Keskmisel tühjenemisel koormusega 1 amper on väljund umbes 1,2 volti, 2 ampri korral umbes 1,15 volti; kokku on efektne differentsiaalne sisetakistus umbes 0,05 oomi. Nikkel metall hüdriidpatareid väljastavad üsna konstantse pinge võrreldes standardsete leelispatareidega, kus pinge langeb ühtlaselt tühjenemise käigus.
===Ületühjendamine===
Elemendi täieliku tühjenemise tagajärjeks võib olla polaarsuse vahetumine, mis teeb elemendile pöördumatut kahju. See võib juhtuda näiteks patareis, kus üks neljast AA-elemendist tühjeneb täielikult teistest varem; siis need teised elemendid hakkavad andma tühjale elemendile energiat vastassuunas, mis võib selle elemendi kasutuskõlbmatuks muuta. Kallimad patareitoitega elektritarvitid (kaamerad, GPS-seadmed) saavad aru täielikult tühjadest elementidest ja lülitavad end välja.
===Ületühjenemine===
Elemendi täieliku tühjenemise tagajärjeks võib olla polaarsuse vahetumine, mis omakorda põhjustab elemendile pöördumatut kahju. See võib juhtuda näiteks tavalises digikaameras, kus neli AA elementi on järjestatud energia saamiseks. Kui üks element tühjeneb täielikult ning seda teistest varem, siis need teised elemendid hakkavad tühjale elemendile energiat vastassuunas andma, mis võib selle elemendi kasutuskõlbmatuks muuta. Mõned kaamerad, GPS vastuvõtjad ja PDA-d saavad aru täielikult tühjadest elementidest ja lülitavad end ise välja aga seadmed taskulambid ja mõned mänguasjad ei saa sellest aru. Kui seadmes on üksik element, siis sellega ei saa juhtuda polaarsuse vahetumist, sest seadmes pole teisi elemente, mis seda ümberpööratult laeksid.
Muutmatu kahjustus polaarsuse vahetumise tõttu võib eriti lihsalt juhtuda seadmetes, kus elementidel võib olla erinev temperatuur, sest külmas väheneb NiMH elemendi mahutavus märkimisväärselt ning selle tagajärjel väheneb ka külmade elementide pinge.
===Iseeneslik tühjenemine===
NiMH -elementidel on mingil määral kõrgem iseeneslik tühjenemiseisetühjenemise kiirus (võrdne sisemise lekkega)suurem kui NiNiCd-Cd elementidel. Tühjenemine on 5–105 – 10% esimesel laadimisjärgsel päeval ja stabiliseerub edaspidi umbestasemel 0,5%- ‒ 1% päeva kohta (seda toatemperatuuril., Seeümbrustemeratuuri külltõustes polekiireneb lühiajaliseltisetühjenemine probleemveelgi). agaSeetõttu teebpole neednad elemendidsobivad sobimatukskasutamiseks paljudeksväikese lihtsamateksvoolutarbega kasutusvaldkondadeksseadmeis, näiteks nagu kellad, kaugjuhitavad puldid võijuhtpuldid, turvasüsteemid, kus eeldatakse patarei eluigatööeaks olemaeeldatakse mitu kuud või aastat. Tühjenemise kiirus on suuresti sõltub temperatuurist, millel patareid töötama peavad. Kõrgeima mahutavusega elementidel (>8000 mA•h) olevat kõrgeimad iseenesliku tühjenemise näitajad.
===Aeglase ise tühjenemisega elemendid ([[LSD-NiMH-aku]]d)===
2005. aastal tutvustati uut tüüpi NiMH-elementi, mille isetühjenemine toimub märksa aeglasemalt ja selle tulemusena on tema eluiga tunduvalt pikem. LSD-element isetühjeneb kohe pärast laadimist esimese kuue kuu jooksul kuni 10 %, aga edasi kõigest 5 % aastas. Seetõttu saab neid turustada laetult ja kasutada ka nõrga voolutarbega seadmeis pikka aega ilma laadimise vajaduseta. Kui välja arvata pikem eluiga, on nad väga sarnased tavalistele NiMH akudele ja neid võib laadida tüüpilistes NiMH laadijates.
== Võrdlus teiste akutüüpidega ==
===Madala iseenesliku tühjenemisega elemendid (LSD)===
NiMH-elemente toodetakse peamiselt AA ja AAA suurustes. C ja D suuruses elemendid on küll olemas, aga tavaliselt on need AA-elemendid (mahutavusega 2500 ‒ 3000 mAh), mis on peidetud C- ja D-elemendi kesta sisse. Originaalsed C ja D suuruses akupatareid on kallid ja nende laadijaid on raske leida; C-suuruses elemendi mahutavus on vähemalt 5000 mAh ning D-suurusel 10000 mAh.
2005. aastal tutvustati uut tüüpi NiMH elementi, millel on iseeneslik tühjenemine vähendatud ja selle tagajärjel on tema eluiga tunduvalt pikem. Tootjad väidavad, et uue eraldaja kasutamise tõttu jääb NiMH elementide mahutavus 70% ja 85% vahele, kui neid hoitakse 20 °C juures. Neid elemente turustatakse nimede all „hübriidsed-“, „valmis kasutamiseks“ või „eel-laetud“ taaslaetavad akupatareid. Kui välja arvata pikem eluiga, on nad väga sarnased tavalistele NiMH akudele ja neid võib laadida tüüpilistes NiMH laadijates.
9-voldised NiMH-akupatareid on samuti olemas, nende tavaline väljundpinge on 8,4 V (1,2×7 elementi) ja nende mahutavus on umbes 200 mAh. Toodetakse ka akupatareid, mille nimipinge on 9,6 V (1,2×8).
== Võrdlus teiste patareitüüpidega ==
NiMH elemendid ja laadijad (AA ja AAA suurustes) on kättesaadavad väga paljudes kauplustes. Üleminekuadapterid on samuti olemas, selleks et kasutada enamlevinud AA suurust C ja D suuruses akupatareid vajavates tarvikutes. C ja D suuruses elemendid on küll olemas, aga tavaliselt ongi need AA elemendid, mis on peidetud C ja D elemendi kesta sisse, millel on mahutavust umbes 2500 mA•h, palju vähem kui tavalistel C ja D patareidel. Originaalsed C ja D suuruses akupatareid on kallid (ja nende laadijaid on raske leida), C suuruses patareide mahutavus peaks olema vähemalt 5000 mA•h ning D patareide mahutavus 10000 mA•h.
PP3 (9 voldised) NiMH akupatareid on samuti olemas, nende tavaline väljundpinge on 8,4 V (1,2×7) ja nende mahutavus on umbes 200 mA•h. Veel on olemas 9 elemendilised 9 voldised akupatareid, mille nominaalne väljundpinge on 9,6 V (1,2×8).
NiMH elemendid pole kallid ja nende pinge ning jõudlus on sarnane samas suuruses leelisaku elementidele; enamikul juhtudel võib neid omavahel vahetada. Kuigi leelisakud väljastavad pinget 1,5 volti ja NiMH akud 1,2 volti, siis tühjenemise käigus langeb leelisaku pinge samale tasemele NiMH omaga. NiMH akupatareidel on suhteliselt rahulik tühjenemise kurv, eriti suure energiatarbimise korral.
NiMH elemente kasutatakse tihti digikaamerates ja teistes kõrge energiatarbimisega seadetes, kus nad igal laadimiskorral ületavad leelispatareide kestvuse. Tarvikud, nagu mänguasjad või videomängupuldid, mis vajavad tihedat patareide väljavahetamist, saavad samuti taaslaetavatest akupatareidest kasu.
NiMH elemendid on eriti kasulikud kõrge energiatarbimisega tarvikutes, sest neil on madal sisemine takistus. Leelispatareidel, millel võiks olla umbes 3000 mA•h mahutavus madala tarbimise korral (200 mA), on see näitaja 1000mA juures vaid 700mA•h. LCD-dega digikaamerad ja taskulambid võivad tarbida üle 1000mA, mis tühjendab leelispatareid väga kiirelt. NiMH elemendid saavad sellise tarbimisega lihtsasti hakkama ning seejuures säilitavad oma mahutavuse täielikult.
Teatud seadeldised, mis on disainitud töötama ainult algeliste leelispatareidega ei tööta, kui nende asemel kasutada NiMH elemente. Siiski on see üsna haruldane, sest enamus seadeid kompenseerivad leelispatareide kõrge pingelanguse kui selle pinge langeb alla 1 voldi. Madal sisetakistus lubab NiMH elementidel väljastada peaaegu konstantset pinget seni, kuni see element on peaaegu täielikult tühjenenud. See põhjustab leelispatareidega töötavate seadete patarei laetuse näitajal probleeme, sest see on disainitud lugema ainult leelispatareide pingelanguse kurvi. Leelispatareide pinge väheneb ühtlaselt kogu mahalaadimise vältel.
Liitium-ioonpatareidel on kõrgem erivõimsus kui nikkel-metallhüdriidpatareidel , aga nende tootmine on tunduvalt kallim. Oktoobris 2009 teatas ECD Ovonics, et nende järgmise generatsiooni NiMH akupatareid väljastavad (eri)võimsust sarnasel hulgal, mis on võrreldav nende liitium-ioonakudega, ning nende tootmine on märkimisväärselt odavam, kui liitium-ioonakude tootmine.
NiMH- elementide pinge ning mahutavus on enam-vähem samad mis vastavas suuruses [[leeliselement]]idel, nii et enamasti on nad omavahel asendatavad. Kuigi leeliselemendid annavad tühjendamise algul pinget 1,5 volti ja NiMH-akud 1,25 volti, siis tühjenemise käigus langeb leeliselemendi pinge samale tasemele NiMH omaga.
==Kasutamine==
NiMH-elemendid on eriti kohased tugevat voolu vajavates tarvitites, nagu näiteks mänguasjad või videomängupuldid, sest neil on väike sisetakistus (AA-elemendil umbes 0,05 Ω). Näiteks leeliselement, mille mahutavus võiks väikese voolutarbe korral (nt 200 mA) olla umbes 3000 mAh, suudab 1000 mA juures anda vaid 700 mAh. NiMH-elemente kasutatakse tihti ka kaamerates ja teistes suure energiatarbimisega seadmetes. Videokaamerad ja taskulambid võivad tarbida üle 1000 mA, mis tühjendab leelispatareid väga kiirelt. NiMH-elemendid saavad sellise koormusega hõlpsasti hakkama ning seejuures säilitavad oma mahutavuse täielikult. Liitium-ioonakudel on suurem erivõimsus kui nikkel-metallhüdriidakudel, aga nad on tunduvalt kallimad.
[[Pilt:Nickel-Metallhydrid-Batterie.jpg|thumb|300px|Elektriauto NiMH-aku]]
NiMH-akude kasutamise näiteid:
*Taskulambid
*Mänguasjad
*Audio-, video- ja fotoseadmed
*Juhtmeta telefonid
*GPS-seadmed
*Turvaseadmed
*Avariivalgustus
*Elektritööriistad
*[[Hübriidauto]]d ja [[elektriauto]]d. Näiteks auto Toyota Prius akupatarei koosneb 228 jadaühenduses NiMH-elemendist, igaüks mahutavusega 6,5 Ah.
==Vaata ka==
* [[Keemiline vooluallikas]]
* [[Elektriakumulaator]]
* [[LSD-NiMH-aku]]
==Välislingid==
*[http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf/ACG4000/ACG4000PE2.pdf Charge methods for NiMH batteries]
*[http://batteryuniversity.com/index-german.htm Battery University: Umfangreiche Informationen zum Aufbau und Pflege von Akkumulatoren (von Isidor Buchmann)]
*[http://www2.ife.ee.ethz.ch/~rolfz/batak/ideal/index.html Typischer Spannungsverlauf: NiMH-Akkus im Direktvergleich mit Alkaline-, Kohle-Zink-, Lithium-1,5V-Primärbatterien]
*[http://www.heise.de/mobil/artikel/98311/ Energiereserve – Nickelmetallhydrid-Akkus mit reduzierter Selbstentladung – Artikel von ''Jürgen Rink'' 2007]
[[Kategooria:Keemilised vooluallikad]]
[[ca:Pila de níquel i hidrur metàl·lic]]
[[cs:Nikl-metal hydridový akumulátor]]
| 