镍氢充电电池的基本认识

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Ni-MH (镍氢)电池的原理演示文稿

2.4.4 比能量是指单位体积或重量的电池所给出的能量，称之为重量比通车或体积比能量。 2.4.5 比容量比能量区别在于比能量引进了电池的电压的参考。镍氢电池的比容量高于锂离子电池，比能量低于锂离子电池，是因为镍氢电池的电压为1.2V而锂离子电池的电压为3.6V 的缘故。
2.4.6 电池容量的单位有：Ah, mAh ( 1Ah= 1000mAh) 注：容量的计算方法：C (PWJG)= I (电流) × T (时间) 例：一只50AA2000电池用1C放电54分钟，放电容量： 2000mAh * 54/60小时＝1800mAh. 2.5 什么是电池的放电残余容量？当对可充电电池用大电流（如1C或以上电流）放电时，由于电流过大使内部扩散速率存在的“瓶颈效应”，致使电池在容量未能完全放出时已到达终点电压（1.0V），再用小电流如0.2C还能继续放电，直到 1.0V/支时所放出的容量称为残余容量。
Ni-MH 电池的原理 1.1 什么叫电池？电池：是一种能量转化与储存的装置，它通过反应将化学能或物理能转化为电能。
1.1
什么是化学电源？
将化学能直接转化为电能的一种装置，与化学电源相对应的是通常的交流电源，直流电源，即物理电源。物理电源通常不具有可移动性，化学电源通常有可移动性，因此化学电源能适应现代社会高流动性，便携性的要求。
什么是电池的标称电压、 2.7 什么是电池的标称电压、开路电终止电压和中点电压？压、终止电压和中点电压？

镍氢电池基础知识

1 掌握镍氢电池的工作原理和性质
教学要求
2 掌握Ni/MH正极材料Ni(OH)2 的晶体结构、电化学性能和制备方法。 3 掌握Ni/MH正极材料负极材料，掌握储氢合金的电化学性能。
4.1 镍氢电池概述 4.2 镍氢电池的工作原理及性能
4.3 镍氢电池正极材料 4.4 镍氢电池负极材料 4.5镍氢电池制备及充放电
镍氢电池不同温度下的放电曲线
DF-LT44AAA600 Discharging curves with various temperature at 0.2C 1.5 1.4
Voltage(V)
1.3 1.2 1.1 1 0.9 0.8 0 25℃ 0℃ -20℃ -40℃ 20 40 60 capacity discharged(%)
80
100
镍氢电池不同温度充电曲线
DF-HT44AAA600 Charging curves with various temperature at 0.05C
1.5 1.4 1.3
Voltage(V)
1.2 1.1 1 0.9 0.8 0 50 100 150 200
60℃ 70℃ 80℃
250
H 2 2OH 2e 2H 2O
过放电时，电池的总反应的净结果为零，由于在正极上产生的氢气会在负极上新化合，同样也保持了电池体系的稳定。

镍氢电池知识

发展前景-?镍氢电池是继镉镍电池之后的新一代高能二次电-池，由于它具有高容量、大功率、无污染等点-而倍受人们的青睐，是当今二次电池重要的发展-方向之一。
第三节、储氢合金负极
储氢合金定义-储氢合金：顾名思义就是可以储存氢气的合-金。氢是化学周期表内最小最活泼的元素，同的金属元素与氢之间有着不同的亲和力-Affinity。-将与氢之间有强亲和力的A金属元素与另一与氢之间有弱亲和力的B金属元素依一定比-例熔成AB合金，若AB,合金内A原子与B原子-排列得常规则，且介于A原子与B原子间的-空隙也排列得很规则，则这些空隙很容易让-氢原子进出。当氢原子入后形成ABH,的三-元合金，也就是AB的氢化物，此AB合金（主-要包括AB、AB、AB2、A 3、AB5、A2B,即称为-储氢合金。
1、电池的定义-电池通常来说是指一种化学电源，是一种直接把-化学能转变成电能的装置。它由两种不成分的-电化学活性电极分别组成正负极，两电极浸泡在-能提供媒体传导作用的电解质中，当连接在某一外部载体上时，通过转换其内部的化学能来提供-电能。
2、电池的分类-A.按工作性质分类：-1原电池：又称一次电池。如：锌-锰干电池、-锌-汞电池、电池-2蓄电池：又称二次电池，如：铅酸电池、镉-镍电池、氢一镍电池、锂离子电池-3贮备电池：又 “激活电池”，使用前临时注-入电解液或用其它方法使电池激活。如：镁-银电-池、铅-高氯酸电池燃料电池：该类电池又称“连续电池”，即将-活性物质连续注入电池，使其连续放电的电池。-如：氢一燃料电池、肼-空气燃料电池

镍氢电池知识点介绍

镍氢电池是一种性能良好的蓄电池。镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。镍氢电池作为氢能源应用的一个重要方向越来越被人们注意。下面小编为大家介绍下镍氢电池知识点。

一、镍氢电池的分类

镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。

低压镍氢电池具有以下特点：（1）电池电压为1.2~1.3V，与镉镍电池相当；（2）能量密度高，是镉镍电池的1.5倍以上；（3）可快速充放电，低温性能良好；（4）可密封，耐过充放电能力强；（5）无树枝状晶体生成，可防止电池内短路；（6）安全可靠对环境无污染，无记忆效应等。

高压镍氢电池具有如下特点：（1）可靠性强。具有较好的过放电、过充电保护，可耐较高的充放电率并且无枝晶形成。具有良好的比特性。其质量比容量为60A·h/kg，是镉镍电池的5倍。（2）循环寿命长，可达数千次之多。（3）与镍镉电池相比，全密封，维护少。（4）低温性能优良，在-10℃时，容量没有明显改变。

二、镍氢电池的结构原理

镍氢电池正极活性物质为Ni（OH）2（称NiO电极），负极活性物质为金属氢化物，也称储氢合金（电极称储氢电极），电解液为6mol/L氢氧化钾溶液。活性物质构成电极极片的工艺方式主要有烧结式、拉浆式、泡沫镍式、纤维镍式及嵌渗式等，不同工艺制备的电极在容量、大电流放电性能上存在较大差异，一般根据使用条件不同的工艺生产电池。通讯等民用电池大多采用拉浆式负极、泡沫镍式正极构成电池。充放电化学反应如下：

正极：Ni（OH）2+OH-=NiOOH+H2O+e-

负极：M+H2O+e-=MHab+OH-

镍氢电池的结构工作原理

镍氢电池是一种典型的二次电池，它由正极、负极、电解质和隔膜组成。

正极：正极由镍氢化合物制成，其中的活性物质是镍氢化物（NiMH）。这种材料可以与氢气发生反应，在充电时将氢气储存为氢氧根离子（OH-）。在放电时，氢氧根离子会转化为水。

负极：负极由金属氢化物制成，其中的活性物质是锑氢化物（SbH3）。在充电时，锑氢化物会释放出氢气，而在放电时则会接收氢气。

电解质：电解质一般使用氢氧化钾（KOH），它能够提供离子导电的环境。

隔膜：隔膜的作用是防止正负极直接接触，防止短路，并允许离子的交换。

工作原理：

1. 充电：在充电时，外部电源提供直流电，正极上的氢氧根离子（OH-）被氧化成氧气，负极上锑氢化物（SbH3）发生还原反应，释放出氢气。氧气和氢气会分别在正负极的表面反应，将氢氧根离子和氢气转化为氢氧根离子（OH-）和水，并储存在电池中。

2. 放电：在放电时，电池外部形成电路，氢氧根离子（OH-）在正极上发生还原反应，转化为水，同时释放出电子，电子通过外部电路流动至负极。负极上的

锑氢化物（SbH3）被氢气氧化，同时接收电子，转化为锑氢化物。

整个充放电过程中，镍氢电池通过氢气与氢氧根离子的转化，实现了电能与化学能的转换。镍氢电池的循环使用可重复多次，具有高能量密度、低自放电率、无污染等优点。

镍氢电池基础知识概论

无色透明液体，具有较强腐蚀性。
应用：
主要用于可充电镍氢电池的电解液。
规格：
溶质组成 KOH:LiOH:NaOH =40:1:3 （重量比）
溶剂组成：水
OH-浓度 7mol/l
质量指标：
密度（25℃）g/cm3 1. 3±0.03
电导率（25℃） cm
10.4±0.5 ms／
26
镍氢电池生产工艺流程
42
容量
电池在一定放电条件下所能给出的电量称为电池的容量，以符号C或It表示。常用的单位为安培小时，简称安时（Ah）或毫安时（mAh）。
电池的容量可以分为理论容量、额定容量、实际容量。
IEC容量测试方法
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电压
开路电压
电池在开路状态下的端电压称为开路电压。电池的开路电压等于电池的正极的还原电极电势与负极电极电势之差。
配料
上粉或拉浆
裁大片
切小片
化成
封口
注液
卷绕
包装
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配料工艺流程
正极正极干粉处理正极混干粉正极上粉
负极配P粘结剂加入导电剂加入合金粉负极搅拌负极拉浆
28
正极上粉工艺流程
正极粉料送带上粉碾压裁小片
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负极拉浆工艺流程
负极浆料送带上浆烘烤碾压

镍氢电池原理

镍氢电池是一种环保、高效的新型储能设备，其原理基于镍和

氢的化学反应。镍氢电池的工作原理主要包括充电和放电两个过程。

首先，我们来看镍氢电池的充电过程。当外部电源施加在镍氢

电池的正负极上时，电流会使负极上的氢气发生氧化反应，生成氢

离子并释放出电子。而在正极上，镍氢电池会吸收氢离子，同时电

子也会被吸收，从而形成氢气。这一过程中，电池内部的化学反应

会将电能转化为化学能，储存在电池中。

接下来是镍氢电池的放电过程。当外部负载连接到电池上时，

储存在电池中的化学能会转化为电能，从而驱动外部负载工作。在

放电过程中，正极上的氢气会发生还原反应，将氢离子和电子释放

出来。而负极上的氢离子和电子则会发生氧化反应，生成水和释放

出电子。这一过程中，电池会持续地释放电能，直到储存的化学能

全部转化为电能。

镍氢电池的原理其实就是利用镍和氢之间的化学反应来实现电

能的储存和释放。在充电过程中，电能被转化为化学能储存在电池中；而在放电过程中，储存的化学能又被转化为电能输出。这种原

理使得镍氢电池成为一种理想的储能设备，能够满足各种不同场景下的电能需求。

除了工作原理，镍氢电池的优点也是不言而喻的。首先，镍氢电池具有高能量密度和长循环寿命，能够持续地输出稳定的电能。其次，镍氢电池不含有重金属汞和铅等有害物质，对环境友好。此外，镍氢电池还具有较高的安全性和稳定性，不易发生燃烧爆炸等意外情况。因此，镍氢电池被广泛应用于电动汽车、储能设备、航天航空等领域。

总的来说，镍氢电池的原理是基于镍和氢之间的化学反应，通过充电和放电过程来实现电能的储存和释放。其优点包括高能量密度、长循环寿命、环保安全等特点，使得它成为一种理想的储能设备。随着科技的不断发展，相信镍氢电池将会在未来发挥越来越重要的作用。

镍氢电池特点

镍氢电池是一种充电电池，具有以下特点：

1. 镍氢电池具有高能量密度、高容量、长寿命的优点，可以满足高功率设备的需求。

2. 镍氢电池具有较高的充电效率，可以在较短时间内完成充电，并且不会出现记忆效应的问题。

3. 镍氢电池具有较低的自放电率，即使长时间不使用，也能够保持较高的电量。

4. 镍氢电池的环保性能优良，不含汞、铅等有毒物质，对环境没有污染。

5. 镍氢电池的成本相对较低，能够满足大规模应用的需要。

总之，镍氢电池具有高性能、环保、经济等优点，是现代电子科技发展中重要的能源选择之一。

- 1 -

镍氢电池基础知识

1.各种蓄电池的比较： (2)

2.Ni-MH 电池材料构成 (2)

3.Ni-MH 电池工作原理 (4)

4.镍氢动力电池的不足 (5)

1.各种蓄电池的比较：

2.Ni-MH 电池材料构成

镍氢电池的材料构成主要由电极材料、电解液、金属材料及隔膜组成，正负极

及电解液材料上不同工艺上的差异使电池有不同的性能，其中正极材料决定了电池的容量，负极材料决定了大电流或高温工作时，电池充放电的稳定性。目前正极材料多用高密度氢氧化镍，负极材料为贮氢合金粉。

如图：镍氢电池材料构成

正极性能可通过添加制剂来改善。影响氢氧化镍电池正极性能的主要因素有：

1）稳定高比容量（>500mAh/cm3）Ni(OH)2 正极的制备；

2）宽温度（大电流）使用范围（− 20 ~ 50oC ）下电池性能的稳定性，特别是较高温度下，氢氧化镍正极上氧的过电位下降而引起充电过程内压过高，效率降低；

3）由于极片膨胀使隔膜电液干涸，电液内阻加大，引起电池性能衰退。针对这些因素，一般通过增加添加剂、导电剂、粘合剂等来改善其性能。

4）如图：实用添加剂导电剂和粘合剂

贮氢合金是影响电池容量和充放电性能的关键材料，也是发展镍氢动力电池的主要技术瓶颈。电动车用MH-Ni 电池要求贮氢合金必须具备高比容量、长寿命、高电压平台、良好的催化活性(包括构成电极后所形成的气、固、液三相催化层)及低成本等性能，技术门槛也体现

在贮氢合金的配方、纯度、粒度、表面处理、活性催化、容量与寿命，以及充放电控制、温度控制等方面。目前已经商业化的Ni-MH 电池负极材料有两种：AB5 型混合稀土类和AB2 型锆基贮氢合金。AB5 型受其理论容量的限制，很难满足电动汽车对动力电池的要求，而AB2 型合金吸氢量大，电化学理论容量高，与氢反应速度快，活化容易，没有滞后反应，抗电解液的腐蚀氧化性强，电化学循环稳定性高，是镍氢动力电池最主要应用的新型贮氢材料。

镍氢电池知识

镍氢电池基本知识及特点简介

一：镍氢电池的特点和二次电池的简介

镍氢电池是以镍氧化物作为正极,储氢金属作为负极,碱液主要为氢氧化钾作为电解液制成的电池;这种电池是早期镍镉电池的替代产品,相对于镍镉电池来说,镍氢电池具有更加引人注目的优势;它大大减少了镍镉电池中存在的“记忆效应”,这使镍氢电池的使用更加方便,循环使用寿命更加长久;此外,镍氢电池还具有电容量高、放电深度大、耐过充和过度放电、充电时间短等明显的优点;下面列出目前使用的四种可充电池化学反应式;

电池标称电压：

上述电池中,铅酸电池的电解液为硫酸H2SO4,镍镉与镍氢电池的电解液均为氢氧化钾KOH,锂离子电池的电解液则为含有锂盐的有机液体或固态高分子电解质；镍镉与镍氢电池使用相同的正电极,即氧化镍的氢氧化物NiOOH；镍氢电池的负极为镧系元素A与镍B形成的储氢材料,有AB5和AB2两种化学物;镍氢电池的充放电反应可视为氢离子H+在正、负电极间的来回运动;锂离子电池的正电极材料在上面反应式中以锂钴氧化物LixCoO2为例的,事实上,这类材料的发展方兴未艾,包括锂锰、锂镍、锂锡及锂钒等氧化物,而锂离子电池的充放电反应则是锂离子Li+在正、负电极间的来回运动;总言之,二次电池均靠氧化还原反应来实现,在充电时将电能储存为化学能,然后在放电时将化学能转换为电能;

二、影响镍氢电池性能的几个因素

影响镍氢电池性能的因素有很多,包括正/负极板的基材,贮氢合金的种类,活性物质的颗粒度,添加剂的类别和数量,以及制作工艺、电解液、隔膜、化成工艺等许多方面;

《镍氢电池基本知识》课件

2
镍氢电池的优点和缺点
优点：高能量密度、长寿命、无污染；缺点：价格高、自放电率稍高。
3
镍氢电池的应用领域
广泛应用于电动车、消费电子产品、太阳能等领域。
镍氢电池的未来发展趋势
未来，镍氢电池将继续提高能量密度、延长寿命，应用范围将扩展到更多领域，如储能技术和航空航天。
Biblioteka Baidu氢电池的安全性
采用水溶液型电解液，相对于其他电池类型更安全，低火灾和爆炸风险。
总结和要点
镍氢电池是一种高性能的充电式电池，具有广泛的应用领域和较高的安全性。
《镍氢电池基本知识》 PPT课件
镍氢电池是一种先进的充电式电池，使用镍氢化物作为负极活性材料，并采用水溶液型电解液。
镍氢电池是什么？
镍氢电池是一种高容量、高性能的充电式电池，常用于电动车和便携式电子设备。
1
镍氢电池的工作原理
通过化学反应将氢与氢化镍在正、负极之间进行转移，从而实现电能的储存和释放。

镍氢电池基本知识

.... .
27.跌落测试
将电池或者电池组充满电后三次从1m高处跌落至混凝土（或者水泥）地面上，以此获得随机方向的冲击。
内阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。是衡量电池性能的一个重要参数。
注：一般以充电态内阻为标准。测量电池的内阻需用专用内阻仪测量，而不能用万用表欧姆档测量。
.... .
7.电池电压
7.1 标称电压电池的标称电压指的是在正常工作过程中表现出来的电压，
二次镍镉镍氢电池标称电压为1.2V；二次锂电池标称电压为 3.6V。
.... .
18.充电效率
充电效率是指电池在充电过程中所消耗的电能转化成电池所能储蓄的化学能程度的量度。主要受电池工艺及电池的工作环境温度影响，一般环境温度越高，则充电效率要低。
一般情况下衡量的标准有两个： 1、放电容量/充电容量*100%； 2、充进容量/电池实际容量*100%（目前我司用来衡量充电器与电池
.... .
15.镍氢电池充电方式
• 01）恒流充电：整个充电过程个中充电电流为一定值，这种方法最常见；
• 02）恒压充电：充电过程中充电电源两端保持一恒定值，电路中的电流随电池电压升高而逐渐减小；
• 03）恒流恒压充电：电池首先以恒流充电（CC），当电池电压升高至一定值时，电压保持不变（CV），电路中电流降至很小，最终趋于0。

镍氢可充电池概述

镍氢充电电池概述

镍氢充电电池是以碱液为电解液的二次电池,正极为氢氧化镍,负极为储氢合金.这种类型电池是由IEC (国际电工委员会)定义的,是碱性密封圆柱形可充电电池。

结构

可充电镍氢电池的组成有以下几个部分：由镍的氢氧化物为主要材料的正极板、由储氢合金为主要材料的负极板、具有保液能力和良好透气性的隔膜、碱性电解液、金属壳体、具有自动密封的安全阀的盖帽及其他部件。被隔膜相互隔离开的正、负极板程螺旋状卷绕在壳体内，壳体用盖帽进行密封，在壳体和盖帽之间用绝缘材质的密封圈隔开。

电池反应

通常，在可充电电池内部发生三种不同的电化学反应：向电池负载提供能量的放电反应、储存电能的充电反应，过充电反应，过放电反应。

充放过程的电池总反应

电池在设计时负极容量高于正极容量，在正极上产生的气体和未反应的负极物质进行反应而被吸收掉，因此，使电池的完全密封得以实现。

过充电时，两极上的反应为：

氧化镍电极上

吸氢电极上

当电池过放电时，电极反应为：

氧化镍电极上

镍氢电池的主要特性

镍氢电池的主要特性：充电特性放电特性、循环寿命特性、贮存特性和安全特性

1、充电特性

镍氢电池的充电特性受充电电流、充电时间、充电温度及其他因素的影响。增大充电电流和降低充电温度导致电池充电电压上升。充电的效率会随充电电流、充电时间和充电温度而变化。一般采用不大于1C的恒定电流充电，充电时环境温度一般在0℃～40℃之间，在10℃～30℃之间充电能获得较高的充电效率。如果经常在高温或低温环境中对电池充电，会导致电池性能的降低，另外，反复的过充电也会降低电池的性能。对于快速充电，充电控制系统是必不可少的。

5号镍氢充电电池原理

引言：

5号镍氢充电电池是一种常见的可充电电池，具有较高的能量密度和长寿命，广泛应用于移动电子设备、电动工具和电动车辆等领域。本文将从电池结构、工作原理和充电过程等方面介绍5号镍氢充电电池的原理。

一、电池结构：

5号镍氢充电电池通常由外壳、正极、负极、电解质和分隔膜等组成。

1. 外壳：外壳是保护电池内部结构的壳体，通常由金属材料制成，具有良好的导电性和机械强度。

2. 正极：正极由氢氧化镍（Ni(OH)2）等化合物组成，具有较高的比容量和较好的充放电性能。

3. 负极：负极由金属氢化物（MH）等材料构成，可储存和释放氢气。

4. 电解质：电解质是连接正负极的介质，通常使用氢氧化钾（KOH）溶液，具有良好的离子导电性。

5. 分隔膜：分隔膜位于正负极之间，防止两极直接接触，同时允许

离子传输。

二、工作原理：

5号镍氢充电电池的工作原理可以分为充电和放电两个过程。

1. 充电过程：

在充电过程中，外部电源将正极与负极之间的电流进行逆向输送，使电池内的氢气重新与负极的金属氢化物反应生成金属和氢氧化镍。同时，负极上的氢气会被氧化成水，这个过程是可逆的。

2. 放电过程：

在放电过程中，电池内部将金属氢化物与氢氧化镍之间的反应逆转，产生电流。负极上的金属氢化物会释放出氢气，与氢氧化镍反应生成水。这个过程是可逆的。

三、充电过程：

5号镍氢充电电池的充电过程需要通过充电器进行控制。充电器提供一个恒定的电流，将电流输送到电池内部，使电池的正负极之间的化学反应逆转。充电过程中，充电器的电流将氢气重新吸附到负极的金属氢化物中，同时将负极上的氢气氧化成水。当电池充满时，充电器会自动停止充电，以防止电池过充。

镍氢电池简介

H2O H2O OH放电
e-
3
1.1 MH-Ni 电池的基本原理
1.1.2 MH-Ni电池的电极反应
(1) 正常充放电反应
电池在进行正常从放电时，MH-Ni电池正负极上发生的电化学反应及整个电池的成流反应可表示如下：
正极：
Ni(OH )2 OH
M xH 2O xe
充电放电
NiOOH H 2O e
（1）充电反应过程 MH-Ni电池充电时，正极上的Ni(OH)2转变为NiOOH，水分子在储氢合金负极M上放电，分解出氢原子吸附在电极表面上形成吸附态的Mhad，再扩散到储氢合金内部而被吸收形成氢化物Mhab。具体反应过程如以下方程式所示：
M H 2O e MH ad OH MH ad MH ab
过充电时：
过放电时：正极上析出的氢气通过隔膜扩散到负极表面可以被储氢合金迅速吸收，否则，在电池过放电时，MH电极上会析出氧，使 MH合金氧化。
正极上析出的氧气可以通过隔膜扩散到负极表面与氢复合，还原为H2O和OH-进入电解液，避免电池内压升高。
7
1.1 MH-Ni 电池的基本原理
1.1.3 MH-Ni电池的电极反应过程
5
1.1 MH-Ni 电池的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ本原理
(2)过充放电反应电池在进行过充放电时，MH-Ni电池正负极反应可表示如下。正极 4 OH 2H 2O O2 4e 过充电（析出氧气）：过放电（析出氢气）： 2 H O 2e H 2OH 2 2 负极： 2 H O O 4 e 4 OH 过充电（消耗氧气）： 2 2 过放电（消耗氢气）：H 2OH 2H O 2e

镍氢电池简介

镍氢电池是一种重要的新型电池，又称为Ni-MH电池，由正极、

负极、隔膜和电解液组成。其正极材料为氢化物，负极材料为氧化镍，电解液采用钾羟化钾溶液，隔膜则为聚丙烯膜。

相比于传统的镍镉电池，镍氢电池具有更高的电压、更大的容量、更低的自放电率和更长的使用寿命。此外，镍氢电池对环境更加友好，因为其所使用的材料均为可重复利用的材料，不含重金属和有害物质，更加符合环保要求。

镍氢电池广泛应用于无线电话、存储型光伏系统、动力工具、电

动自行车、电动汽车等领域。尽管其成本相对较高，但是由于其优越

的性能和环保特点，镍氢电池正在逐渐替代传统电池，成为一种更加

适合现代社会需求的电池类型。