買い物客は当然、1.5 ボルトの使い捨てアルカリ電池が 1.2 ボルトの充電式ニッケル水素電池よりも性能が優れているに違いないと想定しています。 In the high-drain devices that consume most household batteries - digital cameras, flash units, motorised toys, controllers and personal-care motors - the opposite is routinely true. This paper explains why the nominal-voltage comparison is misleading, how internal resistance and the shape of the discharge curve decide real runtime, and why a NiMH cell can be delivering more useful energy minutes into a heavy load even though its nameplate voltage is lower.これを理解することは、消費者向け製品全体にわたって化学薬品をデバイスに適合させるための基礎となります。
An alkaline cell starts near 1.5-1.6 V open-circuit but its voltage slopes downward continuously under load, like a ski hill, from the first minute toward the device cut-off near 0.9-1.0 V. A NiMH cell sits on a flat plateau close to 1.2 V for the great majority of its capacity and falls sharply only at the end. Independent discharge comparisons at a few hundred milliamperes show the curves crossing: after the early minutes the NiMH terminal voltage is actually higher than the alkaline's because the alkaline has sagged while the NiMH holds its plateau. For a device that needs a stable supply, the area under the curve above its cut-off - not the open-circuit starting voltage - is the energy it can actually use.
アルカリ性の傾きは電流とともに劇的に急峻になります。これは、その内部抵抗が比較的高く、電池が放電するにつれて上昇するためです。 under a heavy pulse the terminal voltage is the open-circuit voltage minus the drop across that resistance, so a high-resistance cell appears to 'die' the moment a motor or flash draws current, then partially recover when the load stops. NiMH は内部抵抗がはるかに低く、小さな電圧降下で大電流を維持できます。 This is why a camera that reports 'low battery' with alkalines after a handful of flash shots keeps shooting on NiMH: the NiMH holds above the camera's cut-off through the pulse that the alkaline cannot survive.
アルカリ電池に表示されている大きな mAh の数値は、非常に低い電流で測定されており、放電電流が増加すると急激に減少します。リモコンでは大容量に見えるセルでも、カメラではそのエネルギーの一部しか供給できません。 NiMH の容量は電流の影響をはるかに受けにくいため、その利点はドレインとともに広がります。 The animated trace below overlays the two chemistries at a high pulse load and marks a typical device cut-off line, making visible the usable-energy region that each chemistry occupies above that line.調達の教訓は、決してデータシートの最も穏やかなテストではなく、デバイスの実際のパルスと平均電流で化学的性質を比較することです。
1.2 V が「十分」かどうかは、設計者が当初意図した化学特性に合わせて選択した、デバイスの低電圧カットオフによって設定されます。適切に設計された高ドレイン電子機器は、NiMH プラトーを完全に使用するために、カットオフを十分に低く設定します (セルあたり約 0.9 ～ 1.0 V)。いくつかのデバイスは、急峻なアルカリ曲線を中心に設計されており、NiMH 容量のより高い部分を遮断して無駄にします。 This is a design and specification point, not a fundamental NiMH weakness, and it is why a manufacturer advising an OEM can recommend a cut-off that releases the full plateau.ほとんどのカメラ、おもちゃ、モーターでは、既存のカットオフがすでに NiMH に大きく有利になっています。
モーターとキセノンまたは LED フラッシュは、最も過酷な家庭用負荷の 2 つです。モーターは始動時に大きな突入電流を消費し、その後持続電流を消費します。一方、フラッシュは繰り返しの大電流パルスでコンデンサを充電します。どちらも内部抵抗を軽減します。アルカリはパルスごとにサグしてパルス間で回復し、弱いモータートルクと長いフラッシュリサイクル時間を実現します。一方、NiMH はサグがほとんどないパルスを供給して強力なトルクと高速リサイクルを実現します。 2 番目のアニメーションの定性的比較では、電動デバイスの突入処理、持続電流、電圧安定性、供給エネルギーの化学的性質をランク付けし、どこで NiMH が優勢で、どこで一次リチウムがニッチを確保しているかを示しています。
この分析の商用力は、バッテリ消費が最も高いデバイスにおいて、認識されている不利な点 (公称電圧の低下) を明らかな優位性に変換できることです。信頼できる消費者向け商品やセールスシートでは、曲線の説明と、購入者が繰り返すことができる簡単な自宅テストが組み合わされています。同じカメラやおもちゃをアルカリと LSD ニッケル水素で実行し、ショットや実行時間を比較します。論文 B では、特定のデバイス カテゴリを適切なセルにマッピングし、論文 C では、マーケティング上の主張が主張ではなく測定されたパルス動作に基づいて行われるように、高ドレイン性能を厳密にテストする方法を示しています。
濰江パワーは、実際のパルス電流でのフラットプラトー放電データを備えた、高ドレインカメラ、フラッシュ、電動玩具、パーソナルケア機器向けに設計された低内部抵抗LSD NiMH AAセルを供給しています。デバイスの電流プロファイルとカットオフ電圧を送信していただくと、カットオフを超えて使用可能なランタイムを最大化するセルを指定します。
