โดยปกติแล้วผู้ซื้อจะสันนิษฐานว่าอัลคาไลน์แบบใช้แล้วทิ้งขนาด 1.5 โวลต์จะต้องมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเซลล์นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์แบบชาร์จได้ขนาด 1.2 โวลต์ ในอุปกรณ์สิ้นเปลืองพลังงานสูงซึ่งใช้แบตเตอรี่ในครัวเรือนส่วนใหญ่ เช่น กล้องดิจิตอล อุปกรณ์แฟลช ของเล่นแบบมีมอเตอร์ ตัวควบคุม และมอเตอร์เพื่อการดูแลส่วนบุคคล สิ่งที่ตรงกันข้ามมักเกิดขึ้นเป็นประจำ บทความนี้จะอธิบายว่าทำไมการเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าปกติจึงทำให้เข้าใจผิด ความต้านทานภายในและรูปร่างของเส้นโค้งการปล่อยประจุตัดสินใจรันไทม์จริงอย่างไร และเหตุใดเซลล์ NiMH จึงสามารถส่งพลังงานนาทีที่มีประโยชน์มากขึ้นให้กับภาระหนักได้ แม้ว่าแรงดันไฟป้ายชื่อจะต่ำกว่าก็ตาม การทำความเข้าใจสิ่งนี้เป็นรากฐานสำหรับการจับคู่เคมีกับอุปกรณ์ในกลุ่มผู้บริโภคทั้งหมด
เซลล์อัลคาไลน์เริ่มต้นที่ใกล้กับวงจรเปิดที่ 1.5-1.6 V แต่แรงดันไฟฟ้าจะลดลงอย่างต่อเนื่องภายใต้โหลด เช่น เนินสกี ตั้งแต่นาทีแรกไปจนถึงจุดตัดของอุปกรณ์ใกล้กับ 0.9-1.0 V เซลล์ NiMH จะตั้งอยู่บนที่ราบสูงใกล้กับ 1.2 V สำหรับความจุส่วนใหญ่และตกลงอย่างรวดเร็วที่ส่วนท้ายเท่านั้น การเปรียบเทียบการคายประจุอิสระที่สองสามร้อยมิลลิแอมแปร์แสดงเส้นโค้งที่ตัดกัน: หลังจากนาทีแรกๆ แรงดันไฟฟ้าที่เทอร์มินัล NiMH จะสูงกว่าค่าอัลคาไลน์ เนื่องจากอัลคาไลน์ลดลงในขณะที่ NiMH ยังคงอยู่ในระดับที่คงที่ สำหรับอุปกรณ์ที่ต้องการการจ่ายไฟที่เสถียร พื้นที่ใต้เส้นโค้งเหนือจุดตัด (ไม่ใช่แรงดันไฟฟ้าสตาร์ทวงจรเปิด) คือพลังงานที่อุปกรณ์สามารถใช้ได้จริง
ความชันของอัลคาไลน์จะสูงชันอย่างมากตามกระแส เนื่องจากความต้านทานภายในของมันค่อนข้างสูงและจะเพิ่มขึ้นเมื่อเซลล์ปล่อยออกมา ภายใต้พัลส์หนัก แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วต่อคือแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดลบด้วยการลดลงของความต้านทาน ดังนั้นเซลล์ที่มีความต้านทานสูงจึงดูเหมือนจะ 'ตาย' ทันทีที่มอเตอร์หรือแฟลชดึงกระแสไฟฟ้า จากนั้นจึงฟื้นตัวบางส่วนเมื่อโหลดหยุด NiMH มีความต้านทานภายในต่ำกว่ามากและสามารถรักษากระแสสูงไว้ได้โดยมีแรงดันไฟฟ้าตกเล็กน้อย นี่คือสาเหตุที่กล้องที่รายงานว่า 'แบตเตอรี่เหลือน้อย' ที่มีอัลคาไลน์หลังจากถ่ายภาพด้วยแฟลชไม่กี่ครั้ง ก็ยังคงถ่ายภาพด้วย NiMH ต่อไป: NiMH จะอยู่เหนือจุดตัดของกล้องผ่านพัลส์ที่อัลคาไลน์ไม่สามารถอยู่รอดได้
ค่า mAh ขนาดใหญ่ที่พิมพ์บนเซลล์อัลคาไลน์จะถูกวัดที่กระแสไฟต่ำมากและหดตัวลงอย่างรวดเร็วเมื่อกระแสคายประจุเพิ่มขึ้น เซลล์ที่ดูกว้างขวางในรีโมทคอนโทรลสามารถส่งพลังงานเพียงเสี้ยวเดียวในกล้องได้ ความจุของ NiMH มีความไวต่อกระแสไฟฟ้าน้อยกว่ามาก ดังนั้นข้อดีของมันจึงกว้างขึ้นตามการระบาย ร่องรอยแบบเคลื่อนไหวด้านล่างซ้อนทับเคมีทั้งสองที่โหลดพัลส์สูงและทำเครื่องหมายเส้นตัดอุปกรณ์ทั่วไป ทำให้มองเห็นบริเวณพลังงานที่ใช้งานได้ซึ่งเคมีแต่ละตัวครอบครองเหนือเส้นนั้น บทเรียนในการจัดหาคือการเปรียบเทียบเคมีที่พัลส์จริงและกระแสเฉลี่ยของอุปกรณ์ ไม่ใช่ที่การทดสอบที่อ่อนโยนที่สุดของเอกสารข้อมูล
การที่ 1.2 V จะ 'เพียงพอ' หรือไม่นั้น จะถูกตั้งค่าโดยการตัดไฟแรงดันต่ำของอุปกรณ์ ซึ่งผู้ออกแบบได้เลือกไว้สำหรับเคมีที่ตั้งใจไว้แต่แรก อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ระบายสูงที่ได้รับการออกแบบมาอย่างดีจะตั้งค่าการตัดไฟให้ต่ำเพียงพอ - ประมาณ 0.9-1.0 V ต่อเซลล์ - เพื่อใช้ NiMH ที่ราบสูงได้อย่างเต็มที่ อุปกรณ์บางตัวได้รับการออกแบบให้มีเส้นโค้งอัลคาไลน์ที่สูงชัน โดยตัดส่วนที่สูงกว่าออกและทำให้ความจุ NiMH เสียบางส่วน นี่คือจุดการออกแบบและข้อมูลจำเพาะ ไม่ใช่จุดอ่อน NiMH พื้นฐาน และเป็นเหตุผลว่าทำไมผู้ผลิตที่ให้คำแนะนำแก่ OEM จึงสามารถแนะนำจุดตัดที่ปล่อยจุดอ่อนทั้งหมดได้ ในกล้อง ของเล่น และมอเตอร์ส่วนใหญ่ การตัดที่มีอยู่แล้วสนับสนุน NiMH อย่างมาก
มอเตอร์และไฟซีนอนหรือแฟลช LED แสดงถึงภาระที่หนักหน่วงที่สุดในครัวเรือนสองประเภท ได้แก่ มอเตอร์ดึงกระแสพุ่งเริ่มต้นที่สูงจากนั้นจึงจ่ายกระแสไฟฟ้าต่อเนื่อง ในขณะที่แฟลชชาร์จตัวเก็บประจุด้วยพัลส์กระแสสูงซ้ำๆ ทั้งสองลงโทษความต้านทานภายใน - อัลคาไลน์จะลดลงในทุกพัลส์และฟื้นตัวระหว่างพัลส์เหล่านั้น ทำให้แรงบิดของมอเตอร์ต่ำและเวลาในการรีไซเคิลแฟลชที่ยาวนาน ในขณะที่ NiMH จ่ายพัลส์ด้วยการลดลงเล็กน้อยเพื่อให้ได้แรงบิดที่แข็งแกร่งและการรีไซเคิลที่รวดเร็ว การเปรียบเทียบเชิงคุณภาพในแอนิเมชันที่สองจะจัดอันดับเคมีในการจัดการกระแสกระชาก กระแสไฟฟ้าที่ยั่งยืน ความเสถียรของแรงดันไฟฟ้า และพลังงานที่จ่ายให้กับอุปกรณ์ที่ใช้มอเตอร์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่า NiMH มีอิทธิพลเหนือใครและลิเธียมหลักสงวนไว้ในส่วนใด
ศักยภาพทางการค้าของการวิเคราะห์นี้คือ การแปลงข้อเสียที่รับรู้ได้ นั่นคือแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่า ให้กลายเป็นความเหนือกว่าที่สามารถพิสูจน์ได้ในอุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่สูงสุด บทความสำหรับผู้บริโภคหรือเอกสารการขายที่น่าเชื่อถือจะจับคู่คำอธิบายเส้นโค้งกับการทดสอบง่ายๆ ที่บ้านซึ่งผู้ซื้อสามารถทำซ้ำได้: ใช้กล้องหรือของเล่นตัวเดียวกันโดยใช้อัลคาไลน์และ LSD NiMH แล้วเปรียบเทียบช็อตหรือรันไทม์ เอกสาร B จะจับคู่หมวดหมู่อุปกรณ์เฉพาะกับเซลล์ที่ถูกต้อง และเอกสาร C จะแสดงวิธีทดสอบประสิทธิภาพที่ใช้พลังงานสูงอย่างเข้มงวด เพื่อให้คำกล่าวอ้างทางการตลาดขึ้นอยู่กับพฤติกรรมของพัลส์ที่วัดได้ มากกว่าการยืนยัน
พลังเว่ยเจียงจ่ายเซลล์ LSD NiMH AA ที่มีความต้านทานภายในต่ำซึ่งออกแบบมาเพื่อกล้องที่ใช้พลังงานสูง แฟลช ของเล่นแบบใช้มอเตอร์ และอุปกรณ์ดูแลส่วนบุคคล พร้อมข้อมูลการปล่อยประจุที่ราบเรียบที่กระแสพัลส์จริง ส่งโปรไฟล์ปัจจุบันของอุปกรณ์และแรงดันไฟฟ้าตัด แล้วเราจะระบุเซลล์ที่เพิ่มรันไทม์ใช้งานได้สูงสุดเหนือจุดตัด
