El níquel-hidruro (NiMH) se elige por seguridad, vida cíclica y tolerancia, pero pocos fuera del sector saben explicar qué ocurre dentro al circular corriente. La química interna rinde en lo práctico: por qué da 1,2 V planos, por qué un cargador busca una caída y no un pico, por qué una celda sellada nunca necesita agua y por qué la temperatura — no solo la tensión — es la medida más fiable de celda llena. Abrimos el envase, paso a paso.

Los tres componentes activos

Toda celda sellada parte de tres bloques activos.

• Positivo — hidróxido de níquel. Sustrato poroso de espuma/fibra con hidróxido activo Ni(OH)₂, aditivos cobalto/níquel de conductividad y eficiencia. Al ciclar pasa de hidróxido de níquel(II) a oxihidróxido de níquel(III) NiOOH.
• Negativo — aleación de hidrógeno. AB₅ de mischmetal o AB₂ de fase Laves (alta capacidad), «esponja de hidrógeno» sólida. Los átomos ocupan huecos de la red al hidruro MH — sin hidrógeno gaseoso a presión.
• Electrolito, separador. Solución acuosa concentrada de KOH, a veces LiOH/NaOH, en un separador no tejido permeable al gas. Puente iónico móvil apenas consumido: sin mantenimiento de por vida.

Descarga: mover hidrógeno de un electrodo al otro

En descarga un átomo deja el hidruro negativo, se combina con hidroxilo y libera un electrón:

Negativo (descarga): MH + OH⁻ → M + H₂O + e⁻

Los electrones por el aparato, en el positivo el oxihidróxido los acepta y vuelve a hidróxido:

Positivo (descarga): NiOOH + H₂O + e⁻ → Ni(OH)₂ + OH⁻

Sumadas, agua e hidroxilos se cancelan, el global es simple:

Global (descarga): MH + NiOOH → M + Ni(OH)₂

En claro, transfiere hidrógeno de la aleación negativa al positivo por el electrolito, electrones por la carga. El KOH lleva iones pero se regenera — razón clave de larga vida sin mantenimiento.

Carga: invertir la reacción

Cargar va al revés. En el positivo Ni(OH)₂ se oxida a NiOOH soltando un protón; en el negativo la aleación reabsorbe hidrógeno al hidruro:

Global (carga): M + Ni(OH)₂ → MH + NiOOH

El hidrógeno vuelve a la red en solución sólida. Al principio muy eficaz, casi termoneutro. Sobre ~80–90 % el positivo se queda sin hidróxido y una lateral — desprendimiento de oxígeno — toma el relevo. Gestionar ese tránsito es la base del control.

Por qué una meseta plana de 1,2 V

La diferencia de potencial níquel/hidruro es ~1,2–1,3 V en la mayor parte, de ahí 1,2 V nominal por celda. Reacciones bifásicas sólidas, potenciales casi constantes con material a ambos lados. Curva plana: fresca arranca a 1,35–1,40 V bajo carga, cerca de 1,2 V la gran mayoría de capacidad, cae a 1,0 V solo agotada de verdad.

Dos ventajas: reguladores y motores con tensión predecible, capacidad a corte definido — 1,0 V por celda a la corriente nominal.

El truco de la celda sellada: recombinación interna

Sellada para siempre, pero cargar cerca de 100 % genera oxígeno en el positivo:

Oxígeno (sobrecarga): 4OH⁻ → O₂ + 2H₂O + 4e⁻

En vez de subir presión al respiradero, un ciclo cerrado por decisiones deliberadas:

• Electrolito justo — algo menos de lo que cabe, vías de gas en separador parcialmente humedecido.
• Desequilibrio de capacidad — el negativo tiene más. Lleno el positivo y con oxígeno, el negativo aún tiene sitios, sin desprender hidrógeno en sobrecarga normal.
• Recombinación — el oxígeno cruza al hidruro cargado: 4MH + O₂ → 4M + 2H₂O. Vuelto agua, aleación descargada/recargada, el consumo equilibra la generación.

Sobrecarga moderada absorbida como calor, no gas: el pack tolera goteo bajo y cargadores indulgentes. El respiradero mecánico, última defensa ante abuso grave.

Leer el fin: −ΔV, temperatura, presión

La recombinación da señales fiables de celda llena:

• −ΔV (delta V negativo) — domina la recombinación, el voltaje para, alcanza pico y cae unos milivoltios. Caída repetible, clásica señal de carga completa.
• ΔT/Δt (pendiente térmica) — la recombinación calienta, sube rápido al colapsar la eficiencia. Subida por minuto, más robusta que −ΔV en carga lenta.
• Presión, duración de meseta — la presión sigue el tránsito; con temporizadores y cortes absolutos (~50–60 °C) evitan sobrecarga aunque falle un sensor.

Los buenos cargadores combinan −ΔV, ΔT/Δt, temperatura máxima y timer; goteo a baja tasa C: la química perdona, pero el calor delata corriente perdida.

Qué significa para el diseño OEM

• Estrategia de corte correcta según tasa: −ΔV rápida, pendiente/timer lenta y goteo.
• Margen térmico — el calor de recombinación es normal, pero no evacuarlo envejece el pack.
• Celdas igualadas en serie, ninguna llevada a inversión por un vecino débil.
• Capacidad al corte 1,0 V/celda a corriente nominal al comparar; mAh sin condición no son comparables.
• Almacenamiento — fresco a carga parcial preserva red y electrodo mejor que lleno caliente.

Weijiang Power: química bajo control, lote tras lote

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