La batterie NiMH (Nickel-Métal Hydrure) est un type de batterie rechargeable qui utilise comme électrolyte une solution d’hydroxyde de potassium et, comme électrodes, un oxyhydroxyde de nickel pour la cathode et une composition métallique d’hydrures pour l’anode. Cette technologie a été développée et brevetée par Stanford R. Ovshinsky et Masahiko Oshitani en 1987, offrant une alternative aux batteries traditionnelles au nickel-cadmium (NiCd) grâce à sa capacité à stocker plus d’énergie tout en étant respectueuse de l’environnement.
Les batteries NiMH sont largement utilisées dans diverses applications, telles que les appareils électroniques portables, les outils électriques, les dispositifs médicaux et les véhicules hybrides et électriques. Elles présentent plusieurs avantages par rapport aux autres types de batteries, notamment une densité énergétique plus élevée, une faible autodécharge et une absence de mémoire d’effet. Cependant, elles ont également certaines limitations, telles qu’une durée de vie plus courte que les batteries au lithium-ion et une sensibilité à la température.
Densité énergétique et capacité
La densité énergétique d’une batterie NiMH est généralement comprise entre 60 et 100 Wh/kg, ce qui est nettement supérieur à celle des batteries NiCd (40-60 Wh/kg) et inférieur à celle des batteries Li-ion (100-270 Wh/kg). La capacité d’une batterie NiMH dépend de la composition de l’électrode d’hydrure métallique et de la taille des particules, ainsi que des conditions de fonctionnement, telles que la température et le taux de décharge. En général, la capacité d’une batterie NiMH varie entre 1,2 et 1,5 volts par cellule.
Absence d’effet mémoire
L’un des principaux avantages des batteries NiMH par rapport aux batteries NiCd est l’absence d’effet mémoire. L’effet mémoire est un phénomène qui se produit lorsque les batteries NiCd sont chargées et déchargées partiellement à plusieurs reprises sans atteindre un cycle complet de charge et de décharge, ce qui entraîne une diminution progressive de leur capacité. Les batteries NiMH ne présentent pas cet effet, ce qui permet une utilisation plus flexible et une durée de vie plus longue dans certaines applications.
Faible autodécharge
Les batteries NiMH présentent également une faible autodécharge, ce qui signifie qu’elles perdent moins d’énergie lorsqu’elles ne sont pas utilisées par rapport aux autres types de batteries. Cela les rend idéales pour les applications où l’appareil n’est pas utilisé en permanence, comme les outils électriques ou les dispositifs médicaux. Toutefois, il convient de noter que les batteries NiMH ont tendance à avoir une autodécharge plus élevée que les batteries Li-ion.
Sensibilité à la température
L’un des inconvénients des batteries NiMH est leur sensibilité à la température. Les performances de ces batteries peuvent être affectées par des températures élevées ou basses, ce qui peut entraîner une diminution de la capacité et de la durée de vie. Cela peut limiter leur utilisation dans certaines applications, notamment dans les véhicules électriques, où les batteries doivent fonctionner dans des conditions de température variables.
Durée de vie et cyclage
La durée de vie des batteries NiMH est généralement inférieure à celle des batteries Li-ion en raison de leur structure chimique et de leur sensibilité à la température. Cependant, leur durée de vie peut être prolongée par un entretien et une utilisation appropriés, comme le respect des paramètres de charge et de décharge recommandés par le fabricant. Les batteries NiMH peuvent généralement supporter entre 300 et 1000 cycles de charge et de décharge, selon leur qualité et leur utilisation.
Utilisation dans les véhicules hybrides et électriques
Les batteries NiMH ont été largement utilisées dans les véhicules hybrides et électriques depuis les années 1990, notamment dans la première génération de la Toyota Prius. Bien que la plupart des véhicules électriques modernes utilisent maintenant des batteries Li-ion en raison de leur densité énergétique supérieure et de leur durée de vie plus longue, les batteries NiMH restent une option viable pour certaines applications, notamment les véhicules hybrides et les systèmes de stockage d’énergie domestique.
Les batteries NiMH offrent une alternative aux batteries NiCd et Li-ion grâce à leur densité énergétique relativement élevée, leur absence d’effet mémoire et leur faible autodécharge. Cependant, leur sensibilité à la température et leur durée de vie limitée peuvent poser des défis dans certaines applications. Malgré ces limitations, les batteries NiMH continuent de jouer un rôle important dans les véhicules hybrides et électriques, ainsi que dans diverses autres applications électroniques et industrielles.