พื้นหลัง
แบตเตอรี่ NiMH หรือนิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ เป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ชนิดหนึ่ง สามารถใช้งานได้หลากหลายวัตถุประสงค์ ตั้งแต่กล้องดิจิตอลไปจนถึงรถยนต์ไฮบริด และการใช้งานในภาคอุตสาหกรรม ความนิยมของแบตเตอรี่ประเภทนี้เพิ่มขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากส่วนประกอบที่เป็นพิษ และความสนใจในการรีไซเคิลที่เพิ่มมากขึ้น แบตเตอรี่ NiMH ส่วนใหญ่สามารถชาร์จซ้ำได้หลายร้อยครั้งตลอดอายุการใช้งาน และยังมีการลดลงของกำลังไฟฟ้าโดยรวมหลังจากการชาร์จเพียงเล็กน้อย
แบตเตอรี่
แบตเตอรี่เป็นหน่วยที่แยกตัวออกมาเอง ซึ่งใช้ปฏิกิริยาเคมีเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า แบตเตอรี่ส่วนใหญ่มีการออกแบบเป็นสี่ส่วน ได้แก่ ขั้วบวก ขั้วลบ อิเล็กโทรไลต์ และตัวคั่น
ในแบตเตอรี่ NiMH ขั้วบวกมักประกอบด้วยนิกเกิลไฮดรอกไซด์ จึงเป็นที่มาของชื่อ นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์ ส่วนขั้วลบมักทำจากวัสดุไฮไดรด์โลหะ แต่โลหะที่ใช้อาจแตกต่างกันไป อิเล็กโทรไลต์เป็นสารละลายเคมี ซึ่งมักเป็นโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ ซึ่งช่วยให้เกิดการถ่ายโอนไอออนระหว่างขั้วบวกและขั้วลบ ตัวคั่นนี้ใช้เพื่อแยกขั้วบวกและขั้วลบออกจากกันทางกายภาพ แต่เพื่อให้เกิดการถ่ายโอนไอออน
การผลิตไฟฟ้า
ในการผลิตไฟฟ้า แบตเตอรี่ต้องเชื่อมต่อกับวงจรภายนอก การเชื่อมต่อแบตเตอรี่เข้ากับวงจรโดยให้ขั้วบวกและขั้วลบอยู่ในแนวเดียวกันเป็นวิธีมาตรฐาน เมื่ออุปกรณ์เริ่มดึงพลังงาน อิเล็กตรอนจะเคลื่อนออกจากขั้วลบ ส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของขั้วลบและปล่อยไฮโดรเจนออกมา
ในที่สุดอิเล็กตรอนจะถูกสะสมในขั้วบวกซึ่งจะดูดซับไฮโดรเจน การแลกเปลี่ยนไอออนผ่านอิเล็กโทรไลต์จะทำให้วงจรสมบูรณ์ สำหรับแบตเตอรี่มาตรฐาน เมื่อขั้วลบไม่สามารถออกซิไดซ์และผลิตอิเล็กตรอนได้อีกต่อไป แสดงว่าแบตเตอรี่หมด สำหรับแบตเตอรี่ NiMH โลหะและสารเคมีบางชนิดที่เกี่ยวข้องทำให้กระบวนการนี้สามารถย้อนกลับได้
โดยพื้นฐานแล้ว เครื่องชาร์จ สามารถดึงอิเล็กตรอนออกจากขั้วบวก ทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิไดซ์และขับไฮโดรเจนออกมา จากนั้นจึงสามารถนำอิเล็กตรอนกลับเข้าไปในขั้วลบ ทำให้เกิดการดูดซับไฮโดรเจน ซึ่งทำให้แบตเตอรี่สามารถใช้งานได้ซ้ำแล้วซ้ำเล่า