Nickel-Metallhydrid Nickel-Metallhydrid AkkumulatorAkkumulator

Chemie GK - 12/1Attendorn, Oktober 2008

Lehrer: Herr IsphordingReferenten: Sven Bollinger

Niklas Hoffmann

Bild 1:ExtremflacherNiMhAkku

Bild 2:bekannte

FormeinesNiMh

Akkus

InhaltsübersichtInhaltsübersicht

FunktionsweiseFunktionsweiseMetallhydridMetallhydridAufbauAufbauElektrochemieElektrochemie

EigenschaftenEigenschaftenAllgemeinAllgemeinEinschränkungenEinschränkungen

Selbstentladung/BatterieträgheitseffektSelbstentladung/Batterieträgheitseffekt

VerwendungVerwendung

Funktionsweise: MetallhydridFunktionsweise: Metallhydrid

Verbindung: Metall + WasserstoffVerbindung: Metall + WasserstoffHH2 2 adsorbiert adsorbiert in Metallgitter eingebaut in Metallgitter eingebautOxidationszahl des H -1 statt +1Oxidationszahl des H -1 statt +1Gitterstruktur kann, muss nicht verändert Gitterstruktur kann, muss nicht verändert

werdenwerdenH eignet sich eins der freien Elektronen an H eignet sich eins der freien Elektronen an

Aufnahmefähigkeit hängt von freien Aufnahmefähigkeit hängt von freien Elektronen abElektronen ab

Funktionsweise: AufbauFunktionsweise: AufbauGeöffneter Akku mit:1. Lochfolie mit Metallhydridpulver (negative Elektrode / Anode)2. Separator mit Elektrolyt (20%ige Kalilauge, pH-Wert: 14)3. Nickeloxid-Hydrat (positive Elektrode / Kathode)

12

3

Negative Elektrode > positive Elektrode

Bild 3

Funktionsweise: ElektrochemieFunktionsweise: Elektrochemie

2 Metall-H + 2 OH− → 2 Metall + 2 H2 Metall-H + 2 OH− → 2 Metall + 2 H22O + 2 e−O + 2 e−

−−0,83 V0,83 V 2 NiOOH + 2 H2 NiOOH + 2 H22O + 2 e− → 2 Ni(OH)O + 2 e− → 2 Ni(OH)22 + 2 OH− + 2 OH−

+0,49 V+0,49 V

2 Metall-H + 2 NiOOH → 2 Metall + 2 Ni(OH)2 Metall-H + 2 NiOOH → 2 Metall + 2 Ni(OH)22

Leerlaufspannung: Leerlaufspannung: 1,32 V1,32 V

Eigenschaften: AllgemeinEigenschaften: Allgemein

Energiedichte: 80 Wh/Kg Energiedichte: 80 Wh/Kg Nominale Spannung: 1,2 VNominale Spannung: 1,2 VKapazitäten: 1300-2850mAhKapazitäten: 1300-2850mAh

Empfindlich gegen Überladung / Empfindlich gegen Überladung / Überhitzung / falsche Polung / Überhitzung / falsche Polung / Tiefentladung Tiefentladung nicht reperabel nicht reperabel

Eigenschaften: EinschränkungenEigenschaften: EinschränkungenSelbstentladung:Selbstentladung:

5-10% am ersten Tag, sonst 0.5-1%5-10% am ersten Tag, sonst 0.5-1% Temperatur/Kapazität Temperatur/Kapazität Entladung EntladungMit neuem Separator: Selbstenladung Mit neuem Separator: Selbstenladung 15% 15%

pro Jahrpro Jahr

Batterieträgheitseffekt:Batterieträgheitseffekt:Abfall der Spannung durch unvollständige Abfall der Spannung durch unvollständige

EntladungEntladung Ist vernachlässigbar und reversibel: Nach 5 Ist vernachlässigbar und reversibel: Nach 5

vollständigen Entlade- und Ladezyklenvollständigen Entlade- und Ladezyklen

VerwendungVerwendung

Hoher Strombedarf, häufiger Gebrauch:Hoher Strombedarf, häufiger Gebrauch:Lampen, Spielzeuge, Fernsteuerungen, Lampen, Spielzeuge, Fernsteuerungen,

Elektrowerkzeuge, Audio-, Foto-, VideogeräteElektrowerkzeuge, Audio-, Foto-, VideogeräteNotbeleuchtungsanlagenNotbeleuchtungsanlagenElektroautos, HybridfahrzeugeElektroautos, Hybridfahrzeuge

Pkw Toyota Prius: NiMhBatterie: 200 V; 6,5 Ah; Pkw Toyota Prius: NiMhBatterie: 200 V; 6,5 Ah; 33 kW Elektromotor33 kW Elektromotor

QuellenQuellen Informationen:Informationen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Nickel-Metallhydrid-Akkumulatorhttp://de.wikipedia.org/wiki/Nickel-Metallhydrid-Akkumulator

Bilder:Bilder: 1. http://www.akkushop.de/images/HR-4-3FAU.jpg1. http://www.akkushop.de/images/HR-4-3FAU.jpg 2. http://www.handyzubehoer.de/shop/images/products/208604a_popup.gif2. http://www.handyzubehoer.de/shop/images/products/208604a_popup.gif 3. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/thumb/f/f8/NiMHaaarp.jpg/180px-3. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/thumb/f/f8/NiMHaaarp.jpg/180px-

NiMHaaarp.jpgNiMHaaarp.jpg