Arrière-plan
Les batteries NiMH (nickel-métal-hydrure) sont un type de batterie rechargeable. Elles sont utilisées dans de nombreux domaines, des appareils photo numériques aux véhicules hybrides en passant par les applications industrielles. Leur popularité a augmenté ces dernières années, parallèlement aux préoccupations environnementales liées aux composants toxiques et à l'intérêt croissant pour le recyclage. La plupart des batteries NiMH peuvent être rechargées plusieurs centaines de fois au cours de leur durée de vie. De plus, leur puissance de sortie globale ne diminue que très peu après la charge.
Batteries
Les piles sont des dispositifs autonomes qui utilisent des réactions chimiques pour produire de l'électricité. La plupart des piles sont composées de quatre éléments : une électrode positive, une électrode négative, un électrolyte et un séparateur.
Dans une batterie NiMH, l'électrode positive est généralement composée d'hydroxyde de nickel, d'où son nom. L'électrode négative est généralement constituée d'un hydrure métallique, mais les métaux utilisés varient. L'électrolyte est une solution chimique, souvent de l'hydroxyde de potassium, qui permet le transfert d'ions entre les électrodes positive et négative. Le séparateur sert à isoler physiquement ces deux électrodes tout en permettant les échanges d'ions.
Production d'électricité
Pour produire de l'électricité, la pile doit être connectée à un circuit externe. La méthode standard consiste à insérer la pile dans l'appareil en alignant les symboles positif et négatif. Dès que l'appareil commence à consommer du courant, les électrons quittent l'électrode négative, ce qui provoque l'oxydation de cette dernière et la libération d'hydrogène.
Les électrons finissent par se déposer sur l'électrode positive, qui absorbe alors l'hydrogène. Les échanges d'ions au sein de l'électrolyte ferment le circuit. Dans les piles classiques, lorsque l'électrode négative ne peut plus s'oxyder et produire d'électrons, la pile est hors service. Dans les piles NiMH, la composition spécifique des métaux et des produits chimiques permet d'inverser le processus.
En résumé, un chargeur peut extraire des électrons de l'électrode positive, provoquant son oxydation et le dégagement d'hydrogène. Il peut ensuite réintroduire ces électrons dans l'électrode négative, ce qui entraîne l'absorption d'hydrogène par cette dernière. Ce processus permet à la batterie d'être réutilisée indéfiniment.