Gli acquirenti presumono naturalmente che una batteria alcalina usa e getta da 1,5 volt debba superare le prestazioni di una batteria ricaricabile al nichel-metallo idruro da 1,2 volt. Nei dispositivi ad alto consumo che consumano la maggior parte delle batterie domestiche - fotocamere digitali, unità flash, giocattoli motorizzati, controller e motori per la cura personale - è vero il contrario. Questo articolo spiega perché il confronto della tensione nominale è fuorviante, come la resistenza interna e la forma della curva di scarica determinano il tempo di autonomia reale e perché una cella NiMH può fornire più energia utile in minuti con un carico pesante anche se la tensione di targa è inferiore. Comprendere questo è la base per abbinare la chimica al dispositivo nell'intera gamma di consumatori.
Una cella alcalina inizia intorno a 1,5-1,6 V a circuito aperto ma la sua tensione scende continuamente verso il basso sotto carico, come una collina da sci, dal primo minuto verso l'interruzione del dispositivo vicino a 0,9-1,0 V. Una cella NiMH si trova su un plateau vicino a 1,2 V per la maggior parte della sua capacità e diminuisce bruscamente solo alla fine. Confronti indipendenti di scarica a poche centinaia di milliampere mostrano le curve che si incrociano: dopo i primi minuti la tensione del terminale NiMH è in realtà più alta di quella alcalina perché l'alcalina ha ceduto mentre la NiMH mantiene il suo plateau. Per un dispositivo che necessita di un'alimentazione stabile, l'area sotto la curva sopra il suo limite - non la tensione di avviamento a circuito aperto - è l'energia che può effettivamente utilizzare.
La pendenza alcalina aumenta notevolmente con la corrente perché la sua resistenza interna è relativamente alta e aumenta quando la cella si scarica; sotto un impulso intenso la tensione del terminale è la tensione a circuito aperto meno la caduta attraverso quella resistenza, quindi una cella ad alta resistenza sembra "morire" nel momento in cui un motore o un flash assorbe corrente, quindi riprendersi parzialmente quando il carico si arresta. NiMH ha una resistenza interna molto più bassa e può sostenere correnti elevate con una piccola caduta di tensione. Questo è il motivo per cui una fotocamera che segnala "batteria scarica" con le batterie alcaline dopo una manciata di scatti con il flash continua a scattare con NiMH: le NiMH resistono al di sopra dell'interruzione della fotocamera attraverso l'impulso a cui le batterie alcaline non possono sopravvivere.
I grandi numeri di mAh stampati sulle celle alcaline sono misurati a corrente molto bassa e si riducono drasticamente all'aumentare della corrente di scarica; una cella che sembra capiente in un telecomando può fornire una frazione di quell'energia in una fotocamera. La capacità delle batterie NiMH è molto meno sensibile alla corrente, quindi il suo vantaggio aumenta con il consumo. La traccia animata di seguito sovrappone le due sostanze chimiche a un carico di impulsi elevato e segna una tipica linea di demarcazione del dispositivo, rendendo visibile la regione di energia utilizzabile che ciascuna sostanza chimica occupa sopra quella linea. La lezione per l'approvvigionamento è quella di confrontare le caratteristiche chimiche con l'impulso effettivo del dispositivo e le correnti medie, mai con il test più delicato della scheda tecnica.
Se 1,2 V siano "sufficienti" è stabilito dall'interruzione di bassa tensione del dispositivo, scelta dal suo progettista per la chimica originariamente prevista. L'elettronica ad alto consumo ben progettata imposta il cut-off sufficientemente basso - circa 0,9-1,0 V per cella - per utilizzare completamente un plateau NiMH; alcuni dispositivi, progettati attorno a una curva alcalina ripida, tagliano più in alto e sprecano parte della capacità del NiMH. Questo è un punto di progettazione e di specifica, non un punto debole fondamentale delle NiMH, ed è il motivo per cui un produttore che consiglia un OEM può consigliare un cut-off che rilasci l'intero plateau. Nella maggior parte delle fotocamere, giocattoli e motori il cut-off esistente già favorisce fortemente le NiMH.
I motori e il flash allo xeno o a LED rappresentano i due carichi domestici più gravosi: un motore assorbe un elevato spunto di avviamento e poi una corrente sostenuta, mentre un flash carica un condensatore con impulsi ripetuti ad alta corrente. Entrambi puniscono la resistenza interna: l'alcalina si abbassa ad ogni impulso e si ripristina tra di loro, fornendo una coppia motore debole e lunghi tempi di riciclo del flash, mentre NiMH fornisce all'impulso un piccolo abbassamento per una coppia elevata e un riciclo veloce. Il confronto qualitativo nella seconda animazione classifica le caratteristiche chimiche in base alla gestione dello spunto, alla corrente sostenuta, alla stabilità della tensione e all'energia erogata per un dispositivo motorizzato, mostrando dove domina il NiMH e dove il litio primario occupa una nicchia.
Il potere commerciale di questa analisi è che converte uno svantaggio percepito – una tensione nominale inferiore – in una superiorità dimostrabile nei dispositivi in cui il consumo della batteria è maggiore. Un articolo di consumo o un foglio di vendita credibile abbina la spiegazione della curva a un semplice test a casa che l'acquirente può ripetere: utilizza la stessa fotocamera o giocattolo con sostanze alcaline e LSD NiMH e confronta gli scatti o la durata. Il documento B mappa categorie specifiche di dispositivi nella cella giusta e il documento C mostra come testare rigorosamente le prestazioni ad alto consumo in modo che l'affermazione di marketing si basi sul comportamento degli impulsi misurati piuttosto che su un'asserzione.
Potenza Weijiangfornisce celle AA NiMH LSD a bassa resistenza interna progettate per fotocamere ad alto consumo, flash, giocattoli motorizzati e dispositivi per la cura personale, con dati di scarica flat-plateau a correnti impulsive reali. Invia il profilo corrente del tuo dispositivo e la tensione di interruzione e specificheremo una cella che massimizza il tempo di funzionamento utilizzabile sopra l'interruzione.
