镍镉镍氢电池的原理及充电方法

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镍镉电池

镍镉电池/镍氢电池的原理及充电方法详解

［作者：佚名转贴自：《IT大虾网》］

镍镉/镍氢电池的发展

1899年，Waldmar Jungner在开口型镍镉电池中，首先使用了镍极板，几乎与此同时，Thomas Edison 发明了用于电动车的镍铁电池。遗憾的是，由于当时这些碱性蓄电池的极板材料比其它蓄电池的村料贵得多，因此实际应用受到了极大的限制。

后来，Jungner的镍镉电池经过几次重要改进，性能明显改善。其中最重要的改进是在1932年，科学家在镍电池中开始使用了活性物质。他们将活性物质放入多孔的镍极板中，然后再将镍极板装入金属壳内。镍镉电池发展史上另一个重要的里程碑是1947年密封型镍镉电池研制成功。在这种电池中，化学反应产生的各种气体不用排出，可以在电池内部化合。密封镍镉电池的研制成功，使镍镉电池的应用范围大大增加。

密封镍镉电池效率高、循环寿命长、能量密度大、体积小、重量轻、结构紧凑，并且不需要维护，因此在工业和消费产品中得到了广泛应用。

随着空间技术的发展，人们对电源的要求越来越高。70年代中期，美国研制成功了功率大、重量轻、寿命长、成本低的镍氢电池，并且于1978年成功地将这种电池应用在导航卫星上，镍氢电池与同体积镍镉电池相比，容量可提高一倍，而且没有重金属镉带来的污染问题。它的工作电压与镍镉电池完全相同，工作寿命也大体相当，但它具有良好的过充电和过放电性能。近年来，镍氢电池受到世界各国的重视，各种新技术层出不穷。镍氢电池刚问世时，要使用高压容器储存氢气，后来人们采用金属氢化物来储存氢气，从而制成了低压甚至常压镍氢电池。1992年，日本三洋公司每月可生产200万只镍氢电池。目前国内已有20

镍镉-镍氢电池的原理及充电方法

镍镉/镍氢电池的原理及充电方法

一、镍镉/镍氢电池的发展

密封镍镉电池效率高、循环寿命长、能量密度大、体积小、重量轻、结构紧凑，并且不需要维护，因此在工业和消费产品中得到了广泛应用。

镍氢电池的工作原理

镍氢电池和同体积的镍镉电池相比，容量增加一倍，充放电循环寿命也较长，并且无记忆效应。镍氢电池正极的活性物质为NiOOH（放电时）和Ni(OH)2(充电时)，负极板的活性物质为H2（放电时）和H2O（充电时），电解液采用30%的氢氧化钾溶液，充放电时的电化学反应如下：

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从方程式看出：充电时，负极析出氢气，贮存在容器中，正极由氢氧化亚镍变成氢氧化镍（NiOOH）和H2O；放电时氢气在负极上被消耗掉，正极由氢氧化镍变成氢氧化亚镍。

过量充电时的电化学反应：

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从方程式看出，蓄电池过量充电时，正极板析出氧气，负极板析出氢气。由于有催化剂的氢电极面积大，而且氢气能够随时扩散到氢电极表面，因此，氢气和氧气能够很容易在蓄电池内部再化合生成水，使容器内的气体压力保持不变，这种再化合的速率很快，可以使蓄电池内部氧气的浓度，不超过千分之几。

从以上各反应式可以看出，镍氢电池的反应与镍镉电池相似，只是负极充放电过程中生成物不同，从后两个反应式可以看出，镍氢电池也可以做成密封型结构。镍氢电池的电解液多采用KOH水溶液，并加入少量的LiOH。隔膜采用多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布等。为了防止充电过程后期电池内压过高，电池中装有防爆装置。

电池充电特性

镍镉电池充电特性曲线如图1所示。当恒定电流刚充入放完电的电池时，由于电池内阻产生压降，所以电池电压很快上升（A点）。此后，电池开始接受电荷，电池电压以较低的速率持续上升。在这个范围内（AB之间），电化学反应以一定的速率产生氧气，同时氧气也以同样的速率与氢气化合，因此，电池内部的温度和气体压力都很低。

镍氢电池首次充电方法介绍

⒈镍氢电池的记忆效应

镍氢电池和镍镉电池一样都有记忆效应，但是要远小于镍镉电池。所以没有必要每次充电都进行放电操作（因为操作不当会损害电池），只需三个月一次完全充放电以缓解记忆效应。

⒉镍氢电池的自放电率

镍氢电池为25～35%（月），镍镉电池为15～30%（月），锂电池为2～5%（月）。镍氢电池的自放电率为最大，而锂电池与其他两类电池相比放电率极低。

⒊镍氢电池的充电方式

镍氢电池和锂电池都不能耐过充电。因此，镍氢电池以定电流充电的PICK CUT控制方式在充电电压达到最高时，停止继续充电为最好的充电方式。而锂电池则使用定电流、定电压方式充电最好，若以镍镉电池的充电器-DV控制方式进行充电的话对镍氢电池和锂电池会造成使用寿命的影响。

⒋镍氢电池容量越高越好吗

镍氢电池的原理及与镍镉电池的比较

镍氢电池无记忆效应 ,可随时充电 ,而且
图 6 充电过程中镍氢镍镉电池温度的变化规律
充电前不需要先放空电 ,使用非常方便。
2. 3 主要技术参数比较
镍氢、镍镉电池的主要技术参数比较如
表 2 所列。
咨询编号 :970504
表 2 镍氢、镍镉电池的主要技术参数比较
参数和特性
能量、重量密度 (kw/ kg) 能量、体积蜜度 (kw/ L) 500 次循环容量保持率 ( %) 1000 次循环容量保持率 (5) 大容量放大能力 ( %) 充电时间 (hour) 循环次数环境污染
从以上各反应式可以看出 , 镍氢电池的反应与镍镉电池相似 , 只是负极充放电过程中生成物不同 ,从后两个反应式可以看出 ,镍氢电池可以做成密封型结构。镍氢电池的电解液多采用 KO H 水溶液 , 并加入少量的 Li2 O H 。隔膜采用多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布等。为了防止充电过程后期电池内压过高 ,电池中装有防爆装置。 1. 2 密封镍氢电池的结构和规格型号
负极
:
H2O
+
充电
eΩ 放电
1 2
H2
+
OH
-
充电
总反应 : Ni (ON )2 Ω NiOO H + 放电
1 2
H2
从方程式看出 : 充电时 , 负极析出的氢气贮存在容器中 , 正极由氢氧化亚镍变成氢氧化镍 ( NiOO H) 和 H2 O ; 放电时氢气在负极被消耗掉 , 正极由氢氧化镍变成氢氧化亚镍。

镍镉电池工作原理

镍镉电池是一种常见的可充电电池类型，广泛应用于各种便携式电子设备，如手持电话、笔记本电脑和移动设备。了解镍镉电池的工作原理对于有效使用和维护电池具有重要意义。本文将重点介绍镍镉电池的工作原理及其基本构造。

一、基本构造

镍镉电池由正极（镍氢电极）、负极（镉电极）、电解质、隔膜和壳体组成。镍氢电极由镍氢活性材料、镍集（连）体、导电剂和粘结剂组成。镉电极由金属镉、镉集（连）体、导电剂和粘结剂组成。

二、电池的工作原理

1. 放电过程

当镍镉电池处于放电状态时，电解质中的OH-离子从负极（镉电极）向正极（镍氢电极）迁移。同时，镍氢活性材料的NiOOH 与OH-离子反应，释放出电子和水。电子通过外部负载流动，完成电池对外提供电能的过程。

镉电极反应方程：Cd + 2OH- -> Cd(OH)2 + 2e-

镍氢电极反应方程：NiOOH + H2O + e- -> Ni(OH)2 + OH-

2. 充电过程

当镍镉电池处于充电状态时，电子从外部电源流向电池，通过

外部电源施加的电压和环境温度的影响，电解质中的OH-离子从正

极（镍氢电极）向负极（镉电极）迁移。同时，镉电极上的金属镉

与OH-离子反应形成金属镉和水，而镍氢电极则将电子和水还原为

镍氢活性材料。

镉电极反应方程：Cd(OH)2 + 2e- -> Cd + 2OH-

镍氢电极反应方程：Ni(OH)2 + OH- -> NiOOH + H2O + e-

3. 超过充电和过放电

超过充电和过放电是镍镉电池常见的问题，可能会影响电池寿

镉镍蓄电池工作原理

镉镍蓄电池是一种可充电电池，其工作原理主要包括以下几个步骤：

1. 充电：当外部直流电源连接到蓄电池时，正极的氢氧化镉（Cd(OH)2）会被还原成金属镉（Cd），同时负极的氢氧化镍（Ni(OH)2）会被氧化成氢氧化镍（NiOOH）。

2. 放电：当需要使用电能时，蓄电池会被连接到负荷电路，正负极之间产生电流。在放电过程中，金属镉正极的镉被氧化成氢氧化镉，而氢氧化镍负极的氢氧化镍会被还原成氢氧化镍。

3. 反应：在充放电过程中，氢氧化镍和氢氧化镉之间的离子交换反应是主要的电化学反应。在放电过程中，氢氧化镉负极释放氢离子（H+）到电解质中，同时氧化镍正极吸收电解质中的氢离子，并产生水。在充电过程中，这些反应逆转，氢氧化镉正极吸收氢离子，氧化镍负极释放氢离子。

4. 电解质：电解质通常是氢氧化钠（NaOH）溶液，它提供了离子传输的媒介，同时参与了反应过程中的离子交换。

通过反复的充放电过程，镉镍蓄电池能够实现电能的储存与释放，以满足电力需求。

镍氢电池如何充电镍氢电池充电方法

采取浅充浅放的使用方法。不要过充过放，会严重缩短镍氢电池寿命。关于“镍氢电池如何充电镍氢电池充电方法”的详细说明。

1.镍氢电池如何充电

1.采取浅充浅放的使用方法。不要过充过放，会严重缩短镍氢电池寿命。

2.镍氢电池和镍镉电池相同都有记忆效应，但是要远小于镍镉电池。所以没有必要每次充电都进行放电操作(因为操作不当会损害电池)，只需三个月一次完全充放电以缓解记忆效应。

3.一般情况下，新的镍氢电池只有很少的电量，购买后要先进行充电然后再使用。假如电池出厂时间短，电量很足，可以使用再充电。新的镍氢电池一般要经过3-4次的充电和使用，性能才能发挥到最佳状态。

4.镍氢电池的记忆效应虽然小，最好还是每次使用完再充电，并且是一次性充满，不要充一会用一会然后再充，这样会导致镍氢电池使用寿命变短。

5.充电最好使用配套的充电器，因为一个不匹配的充电器，可能造成电池过充，缩短电池寿命。

6.镍氢电池充电应在环境温度0℃至45°℃之间进行。

7.长期存放前最好充满电，存放在阴凉干燥处。

8.电池循环寿命在正确使用的条件下可循环使用500次以上。当电池的使用时间变得极短时表明电池寿命已至。

9.充电时间必须按着说明书上的时间严格控制，告诉你是8个小时，就充电8个小时，偏差不要超过1个小时，超出这个范围会使电池的电粒子性能严重下降。

10.在镍氢电池循环寿命期，应防止电解液变质，抑制电池析氢。

2.镍氢电池充电方法

1. 标准充电

给密封镍氢电池完全充电的方法是在限定的时间内使用标称恒定电流（0.1 CA）进行充电。定时器应经调整在达到150-160% 容量输入时（15-16 小时）停止充电以防止长时间过充电。这种充电方法适用的温度范围为0 至+45摄氏度。最大电流为0.1 CA 室温下电池的过充时间不应超过1000小时。

镍镉电池使用说明书

镍镉电池的电芯，正极为镍，负极为镉。镍镉电池的优点：便宜、结实、荷电保持能力比氢电好，而比锂电差；但是镉电容量小、有记忆效应而且对环境有污染

以EB-KNB14A电池为例，下面简述一下镍镉电池的使用说明

一、电池性能:（电池充放电电压、电流、时间和环境温度）

1、电池型号：EB-KNB14A

2、电池规格：NI-CD AA1100

3、标称电压：7.2V

4、标称容量：1100mAh

5、充电电流：

标准充电方式0.2 C（以220mA恒流电流充电7小时）

快速充电方式 1.0C（以1100mA恒流电流充电1.2小时）

6、放电电流：0.2C放电（2200mA电流放电到终止电压6.0V）

7、放电终止电压：6.0V

8、充、放电控制：充电最高电压为9.6V，放电终止电压为6.0V

9、充放电环境温度：

充电：充电应该在20±5℃的环境温度下进行,否则可能充不满额定电量;

标准充电方式可可适应在0~50℃下进行。快速充电方式可适应在10～50℃放电：温度为20℃时的放电特性，以220mA电流放电至6V，放电容量≥1100MAH 可在-18～55℃，的环境温度下进行放电

二、电池搁置、贮存的环境和时间注意事项：

1、电池贮存应该在阴凉干燥的环境中，环境温度-20～35℃；

2、电池在初次使用前要做一次完全充放电预循环，以便激活电池；

3、搁置或存放的电池至少三个月进行一次完全充放电循环激活

4、电池应该开路状态搁置，电池不用时应该从机器上取下来，以防止电池长时间处于过放状态而引起损坏

三、电池对应配置及充电说明

自制镍氢充电器原理

随着移动设备的普及和电子产品的不断更新换代，人们对于电池寿命和充电速度的要求也越来越高。而镍氢电池作为一种常见的充电电池，其充电效率和容量相对较高，因此受到了广泛的应用。本文将介绍自制镍氢充电器的原理，帮助读者了解其工作原理和制作过程。

一、镍氢电池的特点

镍氢电池是一种充电电池，具有容量大、循环寿命长、稳定性好等特点。相比于镍镉电池，镍氢电池无汞、无镉，因此更环保。此外，镍氢电池的自放电率低，即使长时间不使用也能保持较高的电量。这些特点使得镍氢电池成为了大多数便携式电子设备的首选电池。二、镍氢充电器的工作原理

自制镍氢充电器的原理主要分为两个部分：电源部分和控制电路部分。

1. 电源部分

电源部分通常采用变压器来提供所需的电源电压。变压器将市电的交流电转换为所需的直流电。通过变压器的绕组比例，可以实现将市电的高电压转换为适合充电的低电压。此外，为了保证安全性，充电器通常还会加入过流保护、过压保护和过温保护等功能。

2. 控制电路部分

控制电路部分是镍氢充电器的核心部分，它通过对电池的充电状态进行监测和控制，实现对电池的恰当充电。控制电路通常由电压检测电路、电流控制电路和温度控制电路组成。

（1）电压检测电路

电压检测电路用于监测电池的电压，确保充电电压在合适的范围内。当电池电压低于设定的电压阈值时，充电器会自动启动充电过程。当电池电压达到设定的充满电压时，充电器会自动停止充电，以防止电池过充。

（2）电流控制电路

电流控制电路用于控制充电电流的大小。充电器根据电池的容量和充电需求，控制充电电流在合适的范围内。一般情况下，充电电流的大小与电池容量成正比，较大容量的电池需要较大的充电电流。（3）温度控制电路

镍镉镍氢电池的原理及充电方法

镍镉/镍氢电池的原理及充电方法

镍镉/镍氢电池的发展

1899年，Waldmar Jungner在开口型镍镉电池中，首先使用了镍极板，几乎与此同时，Thomas Edison 发

明了用于电动车的镍铁电池。遗憾的是，由

于当时这些碱性蓄电池的极板材料比其它蓄电池的村料贵得多，因此实际应用受到了极大的限制。

后来，Jungner的镍镉电池经过几次重要改进，性能明显改善。其中最重要的改进是在1932年，科学家在

镍电池中开始使用了活性物质。他们将活性

物质放入多孔的镍极板中，然后再将镍极板装入金属壳内。镍镉电池发展史上另一个重要的里程碑是1947

年密封型镍镉电池研制成功。在这种电池中

，化学反应产生的各种气体不用排出，可以在电池内部化合。密封镍镉电池的研制成功，使镍镉电池的应

用范围大大增加。

密封镍镉电池效率高、循环寿命长、能量密度大、体积小、重量轻、结构紧凑，并且不需要维护，因此在

工业和消费产品中得到了广泛应用。

随着空间技术的发展，人们对电源的要求越来越高。70年代中期，美国研制成功了功率大、重量轻、寿命

长、成本低的镍氢电池，并且于1978年成功

地将这种电池应用在导航卫星上，镍氢电池与同体积镍镉电池相比，容量可提高一倍，而且没有重金属镉

带来的污染问题。它的工作电压与镍镉电池

完全相同，工作寿命也大体相当，但它具有良好的过充电和过放电性能。近年来，镍氢电池受到世界各国

的重视，各种新技术层出不穷。镍氢电池刚

问世时，要使用高压容器储存氢气，后来人们采用金属氢化物来储存氢气，从而制成了低压甚至常压镍氢

电池。1992年，日本三洋公司每月可生产

(整理)镍镉镍氢电池的原理及充电方法

镍镉/镍氢电池的原理及充电方法

镍镉/镍氢电池的发展

1899年，Waldmar Jungner在开口型镍镉电池中，首先使用了镍极板，几乎与此同时，Thomas Edison 发

明了用于电动车的镍铁电池。遗憾的是，由

于当时这些碱性蓄电池的极板材料比其它蓄电池的村料贵得多，因此实际应用受到了极大的限制。

后来，Jungner的镍镉电池经过几次重要改进，性能明显改善。其中最重要的改进是在1932年，科学家在

镍电池中开始使用了活性物质。他们将活性

物质放入多孔的镍极板中，然后再将镍极板装入金属壳内。镍镉电池发展史上另一个重要的里程碑是1947

年密封型镍镉电池研制成功。在这种电池中

，化学反应产生的各种气体不用排出，可以在电池内部化合。密封镍镉电池的研制成功，使镍镉电池的应

用范围大大增加。

密封镍镉电池效率高、循环寿命长、能量密度大、体积小、重量轻、结构紧凑，并且不需要维护，因此在

工业和消费产品中得到了广泛应用。

随着空间技术的发展，人们对电源的要求越来越高。70年代中期，美国研制成功了功率大、重量轻、寿命

长、成本低的镍氢电池，并且于1978年成功

地将这种电池应用在导航卫星上，镍氢电池与同体积镍镉电池相比，容量可提高一倍，而且没有重金属镉

带来的污染问题。它的工作电压与镍镉电池

完全相同，工作寿命也大体相当，但它具有良好的过充电和过放电性能。近年来，镍氢电池受到世界各国

的重视，各种新技术层出不穷。镍氢电池刚

问世时，要使用高压容器储存氢气，后来人们采用金属氢化物来储存氢气，从而制成了低压甚至常压镍氢

电池。1992年，日本三洋公司每月可生产

镍镉电池原理及充电方法

镍镉/镍氢电池的原理及充电方法

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镍镉/镍氢电池的发展

密封镍镉电池效率高、循环寿命长、能量密度大、体积小、重量轻、结构紧凑，并且不需要维护，因此在工业和消费产品中得到了广泛应用。

镍镉镍氢电池的原理及充电方法

镍镉电池

镍镉-镍氢电池的原理及充电方法

镍氢电池的工作原理

镍氢电池首次充电方法介绍

镍氢电池的原理及与镍镉电池的比较

镍镉电池工作原理

镉镍蓄电池工作原理

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镍镉电池使用说明书

自制镍氢充电器原理

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