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La costruzione di un elemento NiMH (nickel-idruro metallico) é molto simile a quella degli elementi NiCd (più precisamente: elementi con un sistema nickel-cadmio ad elettrolita alcalino). La differenza fondamentale sta nella struttura dell'elettrodo negativo. Il cadmio metallico (in condizioni di carica) é sostituito da una lega metallica in grado di assorbire grandi quantità di idrogeno, senza aumentare la pressione. Mentre i processi chimici all'elettrodo positivo sono gli stessi per entrambi i tipi di batterie, con l'elettrodo negativo le cose cambiano.
In una batteria NiMH gli atomi di idrogeno si accumulano in una rete metallica dove, durante la carica, si produce idruro metallico. Gli atomi viaggiano nuovamente fuori dalla rete durante la scarica, lasciando come prodotto la sola lega metallica di base.
Negli elementi NiCd il cadmio viene invece trasformato in idrossido di cadmio durante la scarica. In entrambi i tipi di batterie, un elettrodo negativo "sovradimensionato" (rispetto all'elettrodo positivo) evita i danni all'elemento in caso di scarica totale o di sovraccarico.
L'operazione di ricarica standard per elementi NiCd e NiMH avviene con corrente costante di 0,1C; é ammesso anche un periodo di carica "lungo" fino a 100 ore (ma solo con corrente 0,1C). é tuttavia consigliabile rimanere sul sicuro e interrompere la carica, con l'aiuto di un temporizzatore, quando si raggiunge il 150-160% della capacità nominale (il 140% per gli elementi NiCd). I corrispondenti periodi di carica vanno allora da 15 a 16 ore ( 14 ore per NiCd). L'operazione di carica standard é ammessa soltanto a temperature tra 0°C e +45°C; a temperature inferiori, la corrente di carica deve diminuire a 0,05C A (t <0°c) per batterie NiCd e 0,03C A per batterie NiMH. La carica a correnti maggiori di 0,1C A (carica "rapida") é ammessa soltanto a temperature ambiente, se la batteria non risulta sovraccaricata con questa corrente. Quanto meno spesso una batteria viene sovraccaricata, tanto più lunga sarà la sua durata: il concetto vale per entrambi i sistemi. Per evitare un eccesso di carica, bisogna effettuare una prescarica per accertarsi di non assoggettare a carica "rapida" batterie solo parzialmente scariche. é sufficiente limitare il tempo di carica con un temporizzatore: alla stessa corrente di carica, non si dovrebbero superare 5 ore (0,3C A) per elementi NiMH, oppure 4 ore per elementi NiCd. Ci vuole, inoltre, un sensore di temperatura che stacchi il caricatore a +45°C (massimo 50°C) per batterie NiCd e +55°C (massimo 60°C) per batterie NiMH. La carica a 0,3C A non dovrebbe avvenire con temperature minori di +10°C e maggiori di 45°C. Per le batterie NiMH sono ammesse cariche ancora più rapide, usando correnti tra 0,5C A e un massimo di 1C A. Anche in questo caso é bene non fidarsi soltanto del temporizzatore, anche quando si ritiene che la batteria sia del tutto scarica.
Raccomandiamo di usare un chip caricabatteria che utilizzi due condizioni di interruzione: 1) diminuzione della tensione di carica dopo aver raggiunto il massimo (meno delta U); 2) tasso di aumento della temperatura di batteria in rapporto ai livelli minimo e massimo. Si deve inoltre installare un temporizzatore per limitare il tempo di carica. Per poter riconoscere il fattore delta-U é indispensabile che la tensione di batteria venga misurata a intervalli regolari (interrompendo brevemente la corrente di carica). Al termine del periodo di carica rapida, il caricatore dovrà commutare alla carica di mantenimento con corrente da 0,03 a 0,05C A.
Vi aiuta a capire se un caricabatterie nicd va bene anche per nimh?
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