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Nickel-Metallhydrid-Akkus

Nickel-Metallhydrid-Akkumulatoren sind die Weiterentwicklung des Nickel-Cadmium-Typs. Ihre Leistungsdaten sind deutlich verbessert, lediglich die Kältefestigkeit und die Leistungsdichte, also die maximalen Entladeströme pro Gewichtseinheit, können noch nicht ganz mit dem Vorgänger konkurrieren. Entscheidend für ihren schnellen Markterfolg als Nachfolger des Ni-Cd-Typs war jedoch die Tatsache, dass sie bei gleicher Klemmenspannung und Konfektionierung frei von Cadmium und damit wesentlich umweltfreundlicher sind.

In Nickel-Metallhydrid-Zellen wird in einem basischen Elektrolyt (meist Kalilauge) an der Anode Wasserstoff zu Wasser oxidiert und gleichzeitig an der Nickel-Kathode dreiwertiges Nickeloxid-Hydrat zu zweiwertigem reduziert. Die Anode besteht aus einer Legierung aus Nickel und Seltenen Erden (Lanthanide, also z.B. Cer, Lanthan, Neodym, Praseodym) und dient lediglich als Wasserstoffspeicher. Grob vereinfacht ergibt sich die Gesamtreaktion (La=Lanthanide):

Zellen-Klemmenspannung: 1,2 - 1,3 Volt
Lebensdauer in Ladezyklen: 1.000 bis 1.500 (2.000)
Verwendbar in Umgebungstemperaturen: -15°C bis +40°C
Typische Energiedichte: 50 - 60 (70) Wh/kg (theoretisch ca. 300 Wh/kg)
Typische volumische Energiedichte: 170 - 250 Wh/l
Typische Leistungsdichte: 100 - 200 W/kg
Typische Selbstentladung: innerhalb 1 Monat ca. 20 - 50%

Nachteilig ist die recht hohe Selbstentladung und der im Vergleich mit Nickel-Cadmium-Akkumulatoren relativ hohe Herstellungspreis.

NiMH-Zellen haben äußerst vielseitige Einsatzgebiete: Einzelne Kleinzellen finden sich millionenfach in den verschiedensten Geräten wie Taschenlampen, tragbaren Telefonen oder CD-Playern. Konfektioniert in Akku-Packs (Power-Packs) werden sie als Energiequelle in Handys, Notebooks oder Akku-Schraubern verwendet.

Der 1899 entwickelte Nickel-Cadmium-Akkumulator war das erste System, das sich nach dem bereits früher realisierten Bleiakkumulator in großem Stil durchsetzen konnte. Seine Kenndaten waren hervorragend, jedoch verlangte der Markt nach einer Ablösung des giftigen Cadmiums. So wurden erste Nickel-Metallhydrid-Zellen um 1970 entwickelt, sie scheiterten jedoch an den damals noch instabilen Mischmetalllegierungen. Entscheidende Verbesserungen wurden ca. 1980 gemacht und marktreife Ausführungen gab es ab etwa 1990. Seit diesem Zeitpunkt verdrängen Nickel-Metallhydrid-Akkus den Vorläufer Nickel-Cadmium kontinuierlich vom Markt.

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