Đường cong xả là biểu đồ cung cấp nhiều thông tin nhất trong datasheet NiMH — và cũng hay bị đọc sai nhất. Nó vẽ điện áp cell theo dung lượng được giao khi pin cạn dần, và hình dạng thay đổi theo dòng điện, nhiệt độ và tuổi thọ. Kỹ sư đọc đúng các đường cong này sẽ chọn cell tốt hơn, đặt ngưỡng cắt thông minh hơn và tránh bất ngờ về thời gian chạy khi so sánh con số mAh được công bố dưới các điều kiện thử khác nhau. Bài viết này giải thích đường cong xả NiMH được tạo từ gì, dòng tải định hình lại nó ra sao, và cách dùng kiến thức đó trong thiết kế sản phẩm.
Một cell NiMH vừa sạc xong khởi đầu dưới tải ở mức gần 1,35–1,40 V và đi qua ba vùng dễ nhận biết:
Cao nguyên rộng và phẳng chính là lý do NiMH cấp nguồn cho thiết bị một cách dễ đoán: một bộ ổn áp thấy nguồn gần như không đổi trong 80–90 % thời gian chạy.
Dòng xả được biểu thị bằng C-rate, chuẩn hóa theo dung lượng định mức của cell. Dòng tham chiếu Iₜ bằng số ampe-giờ định mức chia cho một giờ, nên cell 2 000 mAh có Iₜ = 2 000 mA:
Tăng C-rate thì hai việc xảy ra cùng lúc. Toàn bộ cao nguyên dịch xuống vì dòng chạy qua điện trở trong Rᵢ tạo sụt áp tức thì I × Rᵢ — thấy rõ ở mức sụt ban đầu lớn hơn và điện áp chạy thấp hơn. Và đầu gối đến sớm hơn: ở dòng cao, ít dung lượng lý thuyết có thể rút ra trước khi điện áp đạt ngưỡng cắt, nên mAh được giao giảm.
Một cell giao đủ 2 000 mAh ở 0,2C có thể chỉ giao 1 900 ở 1C và 1 700 ở 3C. Hai nhà cung cấp công bố cell «2 000 mAh» không thể so sánh trừ khi dòng định mức và điện áp cắt giống hệt nhau — luôn hỏi dung lượng được đo ở C-rate nào.
Việc mất dung lượng dùng được ở dòng cao tuân theo quan hệ Peukert, mô tả dung lượng hiệu dụng của pin co lại khi dòng xả tăng. Chỉ số Peukert k định lượng hiệu ứng: k càng gần 1 thì dung lượng càng ít phụ thuộc dòng. NiMH thể hiện tốt ở đây, k thường khoảng 1,05–1,15 — tốt hơn nhiều so với pin axit-chì (khoảng 1,3–1,6) và gần mức lý tưởng. Thực tế điều này nghĩa là NiMH giữ dung lượng rất tốt dưới tải nặng, một lý do nó vẫn cạnh tranh trong dụng cụ điện bất chấp mật độ năng lượng cao hơn của lithium.
Điện trở trong tăng mạnh khi lạnh vì độ linh động ion qua chất điện phân chậm lại. Ở −20 °C cao nguyên sụt và đầu gối dịch sớm ngay cả ở dòng vừa phải, đó là lý do các cấp NiMH rộng nhiệt và cao cấp dùng chất điện phân cải biến và điện cực mỏng diện tích bề mặt lớn. Sự ấm áp hạ điện trở và nâng đường cong, nhưng nhiệt kéo dài đẩy nhanh lão hóa — hãy thiết kế cho nhiệt độ vận hành vừa phải thay vì dựa vào nhiệt để che cell thiếu kích thước.
Weijiang Power phân loại mọi cell NiMH trên các kênh sạc/xả có kiểm soát và cung cấp đường cong xả ở các dòng và nhiệt độ mà ứng dụng của bạn thực sự dùng — từ cấp tiêu dùng 0,2C đến cell cao cấp 5C–10C với điện cực tối ưu và điện trở trong thấp. Phân loại chặt chẽ nghĩa là các cell trong một pack đi theo các đường cong khớp nhau suốt đời dùng. Hãy chia sẻ hồ sơ tải, điện áp cắt và nhiệt độ vận hành, đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi sẽ khuyến nghị cấp độ mang lại thời gian chạy mà sản phẩm hứa hẹn.
