镍氢电池设计与制造工艺
镍氢动力电池第四章 镍氢电池制作工艺
（3） 合金粉拆封后最好一次性用完，否则仍需要真空贮存。 泡沫式贮氢电极厚度比拉浆法略厚一些，一般在0.4~0.5mm左右。
电池装配工艺
电池装配的主要技术关键：
制膜
调厚度
冲孔钢带湿法负极片必须解决的问题
1，选择合适的冲孔钢带厚度、面密度、孔径 及孔距等等； 2，负极的配方非常关键； 3，负极的粘接剂也非常重要； 4，负极混干粉特别要注意，混粉机转速、混 粉时间、混粉的步骤、保护措施等
5，负极浆的粘度要控制好； 6，负极浆的陈化时间控制； 7，负极的表面处理如何选择
第二节 贮氢电极制造工艺
衡量工艺的条件为： 1、 电极电性能高，且稳定； 2、 工艺简单、便于操作； 3、 工艺参数容易控制，适合工业化生
产，自动化程度高； 4、 成本低。
烧结法
工艺流程 贮氢合金+添加剂
烧结 辊压
和粉 冲切
干辊压 导电网架
镀镍钢带压膜法
工艺流程
配料 和膏
合膜
极片
i. 电 池 的 电 解 液 量 应 控 制 在 电 池 极 组 重 量的 16~20%范围内，既保证电池的密封又有稳定 的电性能。
ii.电池另部件尺寸的配合是保证电池质量稳定 和提高合格率的主要因素；
iii.电解液量确定以后，密封的关键是电池各漏 口处的密封和控制； ⅳ.电池的重量影响电池的容量，重量的一致性 可以解决电池容量的离散性。
泡沫式贮氢电极制造工艺
其连续上浆过程与镍电极制作方法相同，烘干温度控 制与拉浆法相同。但在工艺过程中需要注意，由于贮 氢合金粉在制备过程或贮存过程中会吸收一部分氢气， 所以在高温情况下或遇到明火时容易燃烧。
镍氢电池知识点介绍
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-总反应：Ni（OH）2+M=NiOOH+MH注：M：氢合金；Hab：吸附氢；反应式从左到右的过程为充电过程；反应式从右到左的过程为放电过程。
充电时正极的Ni（OH）2和OH-反应生成NiOOH和H2O，同时释放出e-一起生成MH和OH-，总反应是Ni（OH）2和M生成NiOOH，储氢合金储氢；放电时与此相反，MHab释放H+，H+和OH-生成H2O和e-，NiOOH、H2O和e-重新生成Ni （OH）2和OH-。
镍氢电池设计与制造工艺
镍氢电池设计与制造工艺引言镍氢电池作为一种新型的绿色环保电池，具有高能量密度、长寿命、低自放电率等优点，在电动车辆、储能系统等领域有着广泛的应用前景。
本文将介绍镍氢电池的设计原理，并详细探讨其制造工艺。
镍氢电池设计原理镍氢电池是以氢化镍和氧化镍为正负极材料，通过化学反应释放和储存电能的电池。
其电池反应方程式如下：正极反应：Ni(OH)2 + OH- → NiOOH + H2O + e-负极反应：MH + H2O + e- → M + OH- + H2O整体反应方程式：Ni(OH)2 + MH → NiOOH + M镍氢电池的设计目标是实现正极和负极之间的电荷转移，在正负极材料之间建立电化学反应，从而产生电能。
设计时需要考虑正负极材料的选择、电解质的配方、电池壳体的结构和密封性等因素，以确保电池的性能和安全性。
镍氢电池制造工艺步骤镍氢电池的制造过程包括正负极材料的制备、电池组装和封装等步骤。
以下将详细介绍制造工艺的每个步骤。
1. 正负极材料的制备正极材料一般采用氧化镍（Ni(OH)2），负极材料采用金属氢化物（MH），如钛镍合金。
首先，将合适比例的化学品溶解在适当的溶剂中，通过搅拌和加热反应，使化学物质充分混合。
然后，将混合物进行过滤、洗涤和干燥，得到所需的正负极材料。
2. 电解质的配制电解质是镍氢电池中起重要作用的液体介质，通常由钾氢氧化物（KOH）或锂氢氧化物（LiOH）溶解在水中制备而成。
配制电解质时，需要精确控制其浓度和酸碱度，以满足电池的要求。
3. 电池组装电池组装是将正负极材料、电解质和其他辅助材料按照一定的顺序组装在一起的过程。
首先，在电池壳体中放入负极材料，再在负极材料上涂覆一层聚丙烯膜以防止短路。
然后，将正极材料与导电片连接，并放置在负极材料上。
最后，将电解质注入电池壳体中，确保正负极材料和电解质的充分接触。
4. 封装封装是保护电池内部结构，并防止电解质泄漏的重要步骤。
将电池组装好的壳体进行密封，在密封过程中可以采用焊接、螺纹连接或其他方式，确保电池的完整性和稳定性。
镍产品种类及生产工艺
镍工业产品种类及其生产工艺与市场需求分析镍由于具有良好的机械强度、延展性和很高的化学稳定性而广泛应用于不锈钢、电镀、电池、化工等领域，基本涵盖了从民用产品到航天航空、导弹、潜艇、原子能反应堆等各个行业，成为发展现代航空工业、国防工业和建立人类高水平物质文化生活的现代化体系不可缺少的金属。
由于镍矿石和精矿具有品位低、成分复杂、伴生脉石多、属难熔物料等特点，因而使镍的生产方法比较复杂。
根据矿石的种类、品味和用户要求的不同，可以生产多种不同形态的产品。
通常有纯金属镍、工业镍（普通镍）、烧结氧化镍、镍铁合金、镍的盐类产品以及少量的特殊制品如泡沫镍、镍纤维、镍箔等。
在纯金属镍中又有电解镍、粉末镍、镍丸、镍块等。
目前世界镍产品的大致结构比例如表1所示。
表1. 世界镍产品的结构比例产品种类电解镍镍粉、镍丸工业镍镍铁合金氧化镍镍盐及其它比例/%4019 9 24 7 1 镍主要以合金元素的方式用于生产不锈钢、高温合金钢、高性能特种合金和镍基喷镀材料；镍钴合金是重要的磁性材料，镍基合金用于制造喷气机涡轮、发电涡轮机、轧钢机的轧辊；镍盐和镍的深加工产品广泛用于石油催化剂、充电电池等。
上述产品与市场需求、生产原料、生产的工艺和技术紧密联系。
随着市场需求的变化，生产原料的改变以及工艺技术的进步，这些产品所占的比例会发生较大的变化。
预计在未来5年内随氧化镍处理量的扩大，镍块、镍粉、镍丸、烧结氧化镍、镍铁合金等产品的比例会发生较大的变化。
一、电解镍电解镍产品具有纯度高、杂质含量低、熔点高、抗腐蚀性强，在冷、热状态下，压力加工等机械性能良好，同时还具有特殊物理性能：磁性、磁伸、缩性、高的电真空性能等特点，因而在工业上得到广泛应用。
电解镍的生产原料目前主要来自陆地的硫化镍矿和氧化镍矿。
根据原料的不同，电解工艺也不尽相同。
针对硫化镍矿，主要有硫酸选择性浸出-黑镍除钴-电解沉积法，磨浮-硫化镍电解精炼法，这是我国镍冶金目前采用的最典型的两种工艺流程，如图1所示。
镍氢电池的制造过程如何？
镍氢电池的制造过程如何？一、材料准备镍氢电池的制造过程首先需要准备各种原材料：正极材料、负极材料、隔膜材料和电解液。
其中，正极材料通常选择镍氢合金，负极材料则选用的是氢化物。
隔膜材料需要具有良好的离子通道，以保证电解液的流动。
电解液一般是由氢氧化钾和水组成的溶液。
二、正负极材料的制备正极材料的制备过程主要包括合金化、粉碎、筛选、干燥等步骤。
首先，将镍氢合金与其他添加剂进行合金化处理，获得具有良好结晶性和导电性的镍氢合金。
然后，将合金进行粉碎，并通过筛选，得到所需的颗粒粒径。
最后，对颗粒进行干燥，确保其无水分残留。
负极材料的制备过程相对简单，主要是将氢化物进行研磨和精炼，获得适合电池使用的颗粒。
三、电池组装电池的组装主要分为正负极材料的制备和隔膜的安装。
首先，将正负极材料按照一定比例进行混合，再加入电解液，使其充分浸润。
然后，将隔膜材料放置在正负极材料之间，形成三层结构。
最后，将负极和正极的导线连接，用密封材料将电池密封，确保电解液不外泄。
四、检测和包装制造完成的镍氢电池需要经过严格的检测和包装，以确保其质量和安全性。
检测主要包括电压、容量、内阻等参数的测试，以及外观和尺寸的检查。
合格的电池会进行包装，并附上使用说明书和安全警示信息。
五、产品质量控制在镍氢电池的制造过程中，质量控制是至关重要的一环。
生产过程中需要严格控制各个环节的参数，比如材料的配比、工艺参数的控制、设备的维护以及操作人员的技术水平等。
同时，对成品电池也要进行良好的质量跟踪和售后服务，确保产品能够达到顾客的使用需求。
通过以上的制造过程，镍氢电池得以从原材料到成品的转变。
制造过程中的每一个细节都与电池的性能和寿命有关，因此，科学的制造工艺和质量控制是确保电池品质的关键。
镍氢电池以其高能量密度、长寿命、低自放电率的优点，广泛应用于电动车、太阳能储能等领域，为人们的生活带来了便利和可持续发展的前景。
《镍氢电池知识》课件
阳极材料
采用金属氢化物，具有良好的电化学性 能和储存氢的能力。
隔膜
采用聚烯烃隔膜，具有良好的透气性、 离子导电性和化学稳定性。
制造流程
涂布
将浆料均匀涂布在隔膜上，经 过干燥后制成电极。
封装
将电芯放入电池外壳中，经过 பைடு நூலகம்接、注液、封口等工艺制成 电池。
配料
将各种原材料按照一定比例混 合，制成浆料。
组装
镍氢电池的优点
环保
镍氢电池在使用过程中不会产生有害物 质，废弃后可以回收再利用。
高能量密度
镍氢电池具有较高的能量密度，能够提 供较长的续航时间。
充电速度快
镍氢电池充电速度较快，减少了充电时 间。
安全可靠
镍氢电池相对稳定，不易发生爆炸或起 火等安全问题。
镍氢电池的应用领域
01
电动车领域
镍氢电池因其高能量密度和环 保特性，被广泛应用于电动车
领域。
02
混合动力车领域
镍氢电池也是混合动力车的首 选电池之一，如丰田普锐斯等
车型。
03
备用电源领域
由于镍氢电池的自放电率低， 可以长时间保存电量，因此也
被用于备用电源领域。
02
镍氢电池的工作原理
充电过程
总结词
充电过程中，正极材料吸收电子形成氢离子和镍离子，负极材料吸收电子形成 氢气。
详细描述
在充电过程中，正极材料中的氢离子和电子从电解液中分离出来，电子通过外 部电路传递到负极，而氢离子则通过电解液传递到负极。在负极上，氢离子与 电子结合形成氢气，同时释放出电子。
保持生产环境的清洁度和湿度，避 免外界因素对电池质量的影响。
04
镍氢电池的市场前景
镍氢电池工艺流程
镍氢电池工艺流程镍氢电池（Nickel-metal hydride battery，简称Ni-MH电池）是一种蓄电池，能够提供可靠的能源供应，广泛应用于电动工具、移动设备和混合动力汽车等领域。
下面将介绍一种常见的镍氢电池工艺流程。
首先，镍氢电池的制作从电极的制备开始。
通常使用的电极材料是锂离子电池中常用的锂镍锰酸锂（LiNiMnCoO2）。
将锂镍锰酸锂放入球磨机中进行球磨，使其达到细小的颗粒状态，然后将其混合于适当比例的粘结剂和导电剂中，形成电极浆料。
接下来，将制备好的电极浆料通过涂覆工艺涂覆在相应的电极集流体上。
电极集流体通常采用铜箔或镍箔，将电极浆料均匀涂覆在电极集流体上，并通过烘干工艺将电解液中的溶剂去除，使电极浆料固化。
随后，准备好的正负极电极分别与隔膜和电解液一起组装成电极组。
隔膜是一种具有微孔结构的材料，能够将正负电极隔开，同时又允许电解液中的离子传递。
电解液由溶剂、盐和添加剂组成，能够提供离子传输的通道，并维持正负极材料的稳定性和电化学反应。
在电极组装完成后，通过真空充液工艺将电解液注入电极组中，保证电极组成为湿润的状态，并确保电解液在电极组内得到均匀分布。
最后，将组装好的电极组放入电池壳体中，并通过密封工艺将电池完全密封。
电池壳体通常采用聚丙烯或金属材料制成，能够有效保护电池内部结构，并防止电解液泄漏。
密封工艺既能够保持电池内部环境的稳定，又能够阻止外部环境对电池结构和性能的影响。
以上就是镍氢电池的制作工艺流程。
在实际生产中，还需要进行质量控制、成品检测和充放电测试等环节，以确保电池的质量和性能。
随着技术的不断发展，镍氢电池制造工艺也在不断改进和优化，以提高电池的能量密度、循环寿命和安全性能，满足市场对高性能电池的需求。
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：电池标称电压：电池标称电压：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;下面就添加剂Co、电解液、隔膜以及化成工艺等对电池性能的影响这几方面进行一下简要的探讨;1、正极添加CoO对电极性能的影响将钴添加到NiOH2电极中,主要是以形成高导电性之CoOOH,在活化阶段充电过程中,被氧化成CoOOH,从而提高极片的导电性,由于此反应不可逆,因此添加Co对电极的容量并无贡献;在NiOH2电极中添加钴能增加其质子导电性和电子导电性,从而提高正极活性物质的利用率,改善充放电性能和增大析氧过电位,从而降低充电电压提高充电效率;但是过量的钴添加不但导致电池成本增加,还将降低放电电位;添加量对正极利用率的影响：添加极少量的2Wt%表面未经预氧化的CoO 即可获得较高的正极活性物质利用率,在5Wt%-10Wt%范围内可获得最佳的效果;在加入量高于10Wt%后,电池容量反而有所下降,这是由于添加量太高,减少了活性物质的填充量,则电池容量不可能提高,而且亦加大正极制作成本;钴加入量对电池大电流放电性能的影响：钴的加入对改善电池大电流放电性能具有很好的效果,加入量越多,大电流放电性能越好,但加入量过多,成本亦升高越多,且电池容量下降,合适的比例为5Wt%-10Wt%;钴在电活化期间第一次充电,由于CoOH2的氧化电位比NiOH2的氧化电位低,这导致在Ni OH2转化为NiOOH之前便形成稳定的CoOOH,既大大降低了颗粒之间的接触电阻,也大大提高了颗粒与基体的导电性;如果放电结束后电压不明显低于,则CoOOH不再参与电池后续反应,这样负极就获得了对应于提供的这一总电荷的预先充电;如果随后放电使正极的可用容量已耗尽,但由于预先充电的缘故,负极仍然有放电储备,它在一定程度上可以避免电池充电末期负极大量析氢,并保证氢气复合效率;电解液对电池性能的影响电解液作为电池的重要组成部分,它的组成、浓度、数量的多少以及杂质的种类和数量都将对电池的性能产生至关重要的影响;它直接影响电池的容电量、内阻、循环寿命、内压等性能;通过对比发现,电解液一般采用大约7mol/l的KOH溶液也有以一定NaOH 代替KOH的,当然电解液中也有加入少量其他成分如LiOH等的,但对一些杂质诸如碳酸盐、氯化物、硫化物等均要求较高;电池的正、负极片只有在电解液中才能发生电化学反应;对于一颗封口的成品电池来说,其中的空间是一定的;若电解液太多,会造成封口气室空间变小而使电池在充放电过程中的内压上升；另一方面,电解液太多造成堵塞隔膜孔,阻止了氧气的传导,不利氢气迅速复合,也会使电池的内压上升并可能氧化极片致使极片钝化容量下降,内压的上升可能造成电池漏液、爬碱、使得电池失效;但若电解液太少,会使得极片不能完全浸渍到电解液,从而电化学反应不完全或者说极片的某些部分不能发生电化学反应,使得电池容量达不到设计要求,内阻变大,循环寿命变短;应该注意电解液的浓度,以减少浓差电阻;为何电池在贮存和使用过程中循环会出现内阻升高和放电容量降低以及充电效率降低呢原因是多方面的：首先,添加剂Co在贮存和使用过程中会往极片的深层扩散或者说迁移,从而导致极片表面的Co含量降低,从而使得极片表面的接触电阻增大表现为内阻上升,从而降低充电效率和析氧过电位,最终导致放电容量下降;其次,在循环过程中,极片被电解液腐蚀,导致极片粉末松散、脱落或者说接触不好粒子与粒子、粒子与基材之间导致内阻升高,以及过度充/放电致使极片受到损伤;其三,可能是由于极片膨胀,把隔膜中的电解液挤干和吸出,由于电化学反应总是从表面开始进行而后再向深层发展,因此导致电化学反应不完全,导致放电容量下降；并由于电解液的匮乏,致使内阻升高浓差电阻和离子传导电阻/迁移电阻升高,充电电位升高,放电电位下降;其四,可能是由于电解液中的水份在循环或储存一段时间之后,以某种目前尚不清楚的形式存在,如结晶水、被范德华力束缚、被氢键等力所束缚,而不能参与电化学反应即升高了电解液的浓度,致使电化学过程中离子传导困难,内阻升高,充电电位升高,放电电位下降,最终导致放电容量下降;最后,也可能是由于电池在循环或储存过程中,电解液被重新分配、扩散和渗透到极片的深层中去,致使电极表面的电解液量下降,而电化学反应总是从表面开始进行而后再向深层发展,因此导致电化学反应不完全从而出现一系列的问题;当然,电池在使用过程中过度充/放电,致使电池洩压,氢气/氧气在洩出的同时带出电解液,从而使得电解液干涸,也是重要原因之一;解剖开贮存和使用过的电池,会发现电池内部的极板和隔膜纸干燥目视,也许是以上所述原因之一或几个因素共同作用的结果;隔膜对电池性能的影响隔膜作为电池的正、负极之间的隔离板,首先其必须具备良好的电绝缘性,其次由于它于电解液中处于浸湿状态,其必须具备良好的耐碱性；并且要有良好的透气性等;因此我们应当选用在较宽广温度范围内－55℃－85℃保持电子稳定性、体积稳定性和化学稳定性,对电子呈高阻,对离子呈低阻,便于气体扩散尽量薄的隔离板;隔膜性能的好坏在很大程度上将影响电池的循环寿命和自放电状况;隔膜在循环过程中逐渐干涸是电池早期性能衰退的主要原因;隔膜的吸碱量、保液能力和透气性是影响电池的循环寿命的关键因素;隔膜的亲水性可保证良好的吸碱量和保液能力；而憎水性可提高隔膜的透气性;隔膜变干与下列因素有关：1）隔膜本身性质的变化如：吸液速度和保液能力变差；2）极片在充放电过程中发生膨胀将隔膜中电解液挤出和吸出；3）电极表面活性和气体复合能力变差,电池过充时正极产生的氧气未能快速复合掉,造成电池内压升高,达到一定压力后从安全阀洩压而造成电解液损失;电池的自放电也与隔膜有关;有人认为：镍氢电池中镍电极的活性物质与氢气发生反应是MH-Ni电池自放电的主要原因微短路也是原因之一：NiOOH+1/2H2→NiOH2其中的氢气是由于过充电静置后,储氢合金释放出其中的部分氢原子复合而成,因此我们需要有较好透气性的隔膜板,此处的透气性并不是指通透气体而是指能通透协带氢或氧原子的离子的透气性;电池不过充或不充饱可降低漏电率,目前不少厂商的电池充饱电后静置30天持电率可超过70％常温常压状态;当然,隔膜纸除了以上所述的条件外,还应当具有足够的机械强度和韧性,以保证电池在卷绕和极片膨胀时不至于断裂;热和电活化对电池性能的影响采用封口化成工艺的镍氢电池在活化初期及大倍率充电时内压过高,造成电池漏液爬碱,容量下降,寿命缩短,安全性能变差,而且化成时间较长;对封口的镍氢电池进行热处理即热活化,可以对其性能进行改善,尤其是对内压的改善;其本质原因是：热处理的过程中,负极中的贮氢合金表面在强碱性电解液的作用下,较快地偏析出大量的镍原子族即形成富镍层,镍原子族均匀分散在其它疏松金属氧化物和氢氧化物或其水合物中,在镍原子族的催化作用下,过充时正极所产生的氧扩散到负极表面,并与贮氢合金中的氢反应,重新化合成水,改善贮氢合金的消氧机能,降低电池内压;另外,热处理时可降低电解液的表面张力,促成电解液的均匀分布,有利于电化学反应的均匀进行;热活化的时间、温度不同对电池性能的影响也不同,时间太短达不到预期效果；时间太长则浪费时间,效率太低;温度太低反应速度过慢,温度太高可能会导致电池短路,极片膨胀厉害,影响电池性能;一般以50－80℃为宜,2－8小时比较合适;电活化过程初期,首先发生的反应是CoO+OH-＝CoOOH此反应为不可逆反应,由此使得正极片的导电性大大增强因NiOH2基本不导电而且NiOOH的导电性也较差,从而降低电池的内阻和充电电压,提高充电效率和放电容量;因此可以让负极预先充电,具有充电储备;而后期的电活化只是对电极进行充放电即NiOH2与NiOOH之间来回转化,通过这种来回转化晶型转换,在极片表面不断产生新鲜表面,使得电化学不断反应进行下去;在后期的电活化中,只要电池电压不低于,钴就不参与反应;为提高化成效率,一般以三个充/放电循环为好,充/放电电流应由小逐渐变大为佳;三、镍氢电池内压高与自放电的分析镍氢电池内压高原因分析镍氢电池内压高是指电池在充电过程中尤以大电流快充电时明显电池内部产生很多气体,造成电池内部压力升高;内压高会引起很多不好结果出现;比如：漏液气、爬碱、隔膜干枯、电池寿命缩短;镍氢电池在充电时的电化学反应为：正极：6NiOH2 –6e + 6OH-→ 6NiOOH + 6H2O ①负极：LaNi5 + 6H++6e→ L aNi5H6②正极在充电过程中到充电末期会发生析氧的反应2H2O+ 4e → O2+4H+ ③产生的游离氧透过隔膜与负极的LaNi5H6发生水合反应2LaNi5H6 + 3O2+6e → 2LaNi5+ 6H2O ④这样正极产生的氧气被负极复合成水,电池内部总的气压不会上升,维持平衡;为防止电池充电过程中内压升高,有利于反应④式有效进行,在设计电池时一般将负极容量设计成正极的倍,同时在正极中添加5 Wt %~10 Wt %的CoO粉,达到维持电池内压均衡的目的;尽管如此,由于追求高容量和大功率等性能,电池设计时不可避免的尽量在有限的空间内填充过多的活性物质,使多孔电极的孔隙率不同程度的降低,影响隔膜的透气性能,使氧气不能快速的透过隔膜与负极复合,因而电池内压升高;负极的合金粉材料也是影响镍氢电池内压的一个主要因素;主要原因是MH 合金的压力平台不穩定,需調整組分及P-C-T曲線;镍氢电池的自放电分析自放电又称荷电保持能力,它是指在开路状态下,电池储存的电量在一定环境条件下的保持能力;一般而言,自放电主要受制造工艺、材料、储存条件的影响,自放电是衡量电池性能的主要参数之一;通常电池储存温度越低,自放电率也越低,但也应注意温度过低或过高均有可能造成电池损坏无法使用; 一般地说,常规电池要求储存温度范围为-20至45℃;电池充满电开路搁置一段时间后,一定程度的自放电属于正常现象;IEC标准规定的镍镉及镍氢电池的自放电检测方法为,将充满电的电池在温度为20±5℃,湿度为65±20%条件下,开路搁置28天后,以电流放电到只,其放电容量与电池容量的比值即为荷电保持率电池自放电的基本类型：1、物理自放电；2、化学自放电;1、物理自放电：指由物理原因引起的自放电,电池发生自放电时,电子从电池负极流向电池正极形成电子电流与电解液中的离子电流形成电流回路;物理自放电的特点：①受温度影响小；②能导致电池最终开路电压为零;2、化学自放电：指由化学原因引起的自放电,电池发生自放电时,在电池的正极和负极之间没有电流形成;化学自放电的特点：①受温度影响较大；②受电池荷电状态影响较大；③化学自放电不能导致电池电压为零;引起电池自放电的原因及其特点1、隔膜①隔膜的隔离性能差●抗拉强度差●均匀性差②电子绝缘性能差③隔膜自放电的特点●物理自放电或化学自放电●整批出现●自放电程度接近2、极片①极片掉粉●极片掉粉自放电的特点A、物理自放电B、整批出现C、自放电程度接近D、拆开电池脱粉明显②卷绕错位3、集流体①集流体有毛刺②极耳焊接处有批锋③集流体自放电特点●物理自放电●个别出现●自放电程度严重●出现短路电池●拆开电池现象不明显4、杂质①电解液中杂质②极片活性物质中有杂质●正极活性物质自分解●负极活性物质自分解●极片活性物质自放电特点A、化学自放电B、整批出现C、自放电程度与荷电态有关③隔膜溶出物④杂质自放电特点●化学自放电●整批出现●自放电程度接近●拆开电池现象不明显5、其它原因①外部微短路②隔膜沉积导电物质自放电的危害1、自放电导致电池使用时间缩短;2、自放电导致电池寿命的提前终止3、自放电导致电池组内部各电池荷电量不等,对电池组的使用寿命极为不利五、MH-Ni电池的主要性能参数的定义额定容量：指在一定放电条件下,电池放电至终止电压时放出的电量；IEC 标准规定MH-Ni电池在20±5℃环境下,以充电16小时后以放电至时所放出的电量为电池的额定容量;倍率：指电池以1个单位额定容量下的电流为基准,当用某一个电流进行充电或放电时,与之对应的电流比值,我们就叫这个电流为XC；例如：AA2000mAh电池,1个单位额定容量下的电流是2000mA, 当用400mA、2000mA、4000mA进行充电或放电时,与之对应的电流比值为、1、2,我们就叫这个电流为C、1 C、2C;内阻：指电池充放电时,电池遇到的来自电池内部的阻抗；电池的内阻包括欧姆内阻和极化电阻；欧姆内阻是各组成部分的电子导电阻力,离子导电阻力及接触阻力,与电极结构和装配工艺有关；极化电阻是电极反应形成的,与电极反应的本质及电池材料有关；电池的内阻越小,电池工作输出电流时,造成电池内部的压降就越小,电池将输出较高的工作电压和较大的电流,输出能量和容量就越多;自放电：电池充足电后,在放置一段时间未使用的情况下,容量降低或损失的现象叫做“自放电”;循环寿命：充电电池经历一次充电和放电过程,称为一个循环或叫一个周期,在一定的充放电制度下,电池容量下降到某一规定值之前,电池所能耐受的循环次数,称之为充电电池的循环寿命;六、电池生产、使用的注意事项及问答1、电池充电：一般在0°C至40°C的环境温度下进行电池充电；充电过程的环境温度会影响电池的充电效率,所以在20°C至30°C下充电会达到最好的充电效率；在低于0°C下充电时,电池内的气体吸收反应将不正常,结果导致电池内压升高,这会促使电池排气阀启动释放出碱性气体,最终致使电池性能不断下降；在高于40°C下充电时,电池充电效率将下降,电池充电不完全并会缩短电池工作时间,而且会导致电池漏碱；严禁对电池进行反向充电对电池进行反向充电会引起电池内部气压急剧上升,这会促使电池排气阀启动释放碱性电解液,导致电池性能快速下降,还会出现电池膨胀和电池破裂的现象；应避免过充电,反复的过充电会导致电池性能下降；过充电是指对是已经充満电的电池再继续充电;2、电池放电：电池放电应在0°C至45°C的环境温度下；放电电流的大小将影响电池的放电效率,电池在至2CmA范围内电池的放电效率会比较理想；在温度低于0°C和高于45°C时,电池的放电容量将会下降,容量的下降会导致电池性能降低；应避免过放电,因为过放电深度放电会损坏电池的特性,所以在放电过程中要记住关闭电源开关,同时要避免电池长期与用电设备连接,在运输过程中不要将电池放入设备中一起运输;3、电池贮存：电池应贮存在干燥、低湿度、没有腐蚀性气体和温度在－20°C 至45°C的地方；当电池贮存在高湿度、温度低于－20°C或高于45°C的地方时,电池的金属部件会被侵蚀,电池还会因内部有机部件的膨胀和收缩导致碱液泄漏；因为长期贮存会加速电池的自放电和降低反应活性,所以长期贮存温度还应严格控制在10°C至30°C比较适合长期贮存；当在长期贮存后对电池进行第一次充电时,由于电池内部反应活性的降低会导致电池电压偏高和容量减少；为了使电池回复原始容量,应对这种情况下的电池进行反复多次的小电流充电和放电；当电池需要贮存一年以上时,要保证至少每一年对电池进行一次充放电,这样可防止电池漏碱和因电池自放电而导致的电池性能下降;4、不同容量的电池组合在一起使用会出现什么问题如果将不同容量或新旧电池混在一起使用,有可能出现漏液,零电压等现象；这是由于充电过程中,容量差异导致充电时有些电池被过充,有些电池未充满电,放电时有容量高的电池未放完电,而容量低的则被过放；如此恶性循环,电池受到损害而漏液或低零电压;5、电池出现零电压或低电压的可能原因是什么1) 电池遭受外部短路或过充,反充强制过放；2) 电池受高倍率大电流连续过充,导致电池极芯膨胀,正极直接接触短路；3) 电池内部短路,或微短路,如：正负极片有毛刺穿透隔膜纸接触短路,正负极片放置不当,造成极片接触短路,或正极片接触钢壳短路,负极掉料进隔膜纸,隔膜纸本身有缺陷,正极极耳接触负极片短路;6、电池对环境有什么影响现今几乎所有电池均不含汞,但重金属仍然是汞电池,可充电镍镉电池,铅酸电池的必要组成部分；如果处置不当,且数量较多的话,这些重金属将对环境产生有害的影响;7、电池鼓底凸肚甚至漏液的可能原因时什么1) 电池被过充,特别是高倍率大电流连续过充2) 电池被强制过放8、电池使用时有哪些注意事项1) 仔细阅读电池说明书,使用所推荐的电池；2) 检查电器及电池的接触件是否清洁,必要时用湿布擦干净,干燥后按正确极性方向装入；3) 无成人监护时,不要让儿童更换电池,小型电池如AAA应放在儿童不能拿到的地方；4) 不要将新,旧电池或不同型号电池混用；5) 不要试图用加热,充电或其它方法使一次电池再生；6) 不要将电池短路；7) 不要加热电池或将电池丢入水中；8) 不要拆卸电池；9) 用电器使用后应断开开关；10) 应当从长期不使用的用电器具中取出电池；11) 电池应保存在阴凉,干燥无阳光直射处;9、环境温度对电池性能有何影响在所有的环境因素中,温度对电池的充放电性能影响最大,在电极/电解液界面上的电化学反应与环境温度有关,电极/电解液界面被视为电池的心脏；如果温度下降,电极的反应率也下降,假设电池电压保持恒定,放电电流降低,电池的功率输出也会下降；如果温度上升则相反,即电池输出功率会上升,温度也影响电解液的传送速度温度上升则加快,传送温度下降,传送减慢,电池充放电性能也会受到影响；但温度太高,超过45,会破坏电池内的化学平衡,导致副反应;镍镉镍氢电池的放电效率在低温会有显著的降低如低于-15,而在-20时,碱液达到起凝固点,电池充电速度也将大大降低；在低温充电低于0会增大电池内压并可能时安全阀开启；为了有效充电,环境温度范围应在530之间,一般充电效率会随温度的升高而升高,但当温度升到45以上,高温下充电电池材料的性能会退化,电池的循环寿命也将大大缩短;10、什么是短路,对电池性能有何影响11、12、电池外两端连接在任何导体上都会造成外部短路,电池类型不同,短路有可能带来不同严重程度的后果；如：电解液温度升,内部气压升高,等气压值如果超过电池盖帽耐压值,电池将漏液；这种情况严重损坏电池；如果安全阀失效,甚至会引起爆炸；因此切勿将电池外部短路;。
镍氢电池制作工艺
镍氢电池制作工艺镍氢电池是一种常见的二次电池，其制作工艺主要包括以下步骤：1.配料：将正极活性物质（如镍氧化物或镍钴氧化物）与铝箔、聚合物粘合剂混合，形成正极浆料。
将负极活性物质（如氢化物）与碳材料、聚合物粘合剂混合，形成负极浆料。
2.涂布：将正极浆料均匀地涂布在铝箔上，形成正极片。
将负极浆料均匀地涂布在铜箔上，形成负极片。
3.碾压：通过碾压将正、负极片上的浆料压实，增加其密度，提高电池的能量密度和寿命。
4.分切：将正、负极片按照一定的尺寸分切成小片，方便后续的卷绕和组装。
5.卷绕：将正、负极片按照一定的顺序卷绕在一起，形成电池的雏形。
6.注入：将适量的电解质（如氢氧化钾）注入到电池中，起到传输氢气和导电的作用。
7.封口：将电池的开口处封住，防止氢气泄漏。
8.检测：通过电池检测设备对电池进行性能检测，如电压、内阻、容量等方面的测试。
9.包装：对检测合格的电池进行包装，以保护电池并提高其安全性。
在制作过程中，还需要注意以下几点：1.在配料过程中，要控制好各成分的粒度和比例，以保证电池的性能和稳定性。
2.在涂布过程中，要保证涂布的均匀性和一致性，防止出现电极片上的活性物质分布不均的现象。
3.在碾压过程中，要控制好压力和温度，以保证电极片的密度和结构稳定性。
4.在分切过程中，要采用高精度的切割设备，保证切割尺寸的准确性和一致性，从而保证电池组装时的稳定性和一致性。
5.在卷绕过程中，要采用先进的设备和技术，保证卷绕的精度和质量，防止出现电极片错位、断裂等问题。
6.在注入过程中，要保证注入的量和均匀性，防止出现电解质分布不均或局部过量等现象。
7.在封口过程中，要采用可靠的密封技术和材料，保证电池的气密性和安全性。
8.在检测过程中，要采用先进的测试设备和标准化的检测方法，以保证电池的性能和质量符合要求。
9.在包装过程中，要根据电池的类型和用途选择合适的包装材料和技术，保证电池的安全性和可靠性。
总之，镍氢电池制作工艺需要多方面的技术和设备的支持，只有在各个制作环节都得到充分保障的情况下，才能制造出高性能、高稳定性和长寿命的镍氢电池产品。
电解镍工艺及其应用
目 录
• 电解镍工艺简介 • 电解镍的应用领域 • 电解镍的优势与局限性 • 电解镍的生产成本与市场分析 • 电解镍的环保问题与解决方案
01 电解镍工艺简介
电解镍工艺的定义
01
电解镍工艺是一种通过电解方法 将镍从其化合物中提取出来的过 程。
02
它是一种重要的金属提取技术， 广泛应用于镍矿资源的开发利用 。
电解镍生产过程中需要大量的电力， 能源成本也是生产成本的重要组成部 分。
人工成本
随着劳动力市场价格的上涨，人工成 本在电解镍生产成本中的占比也逐渐 增加。
环保成本
为了满足环保法规要求，电解镍生产 企业需要投入一定的资金用于环保设 施建设和运行。
电解镍的市场需求
电池行业需求
随着电动汽车、混合动力 汽车等新能源汽车市场的 快速发展，电池行业对电 解镍的需求量不断增长。
展方向。
扩大规模
扩大生产规模，满足更大市场需求 ，也是电解镍发展的重要趋势。
环保要求
随着环保要求的提高，更加环保的 电解镍工艺将会得到更广泛的应用 。
04 电解镍的生产成 本与市场分析
电解镍的生产成本
原材料成本
电解镍生产所需的主要原材料是硫化 镍矿石，其成本占据了生产总成本的 较大比重。
能源成本
不锈钢行业需求
不锈钢生产过程中需要使 用大量的镍，因此不锈钢 行业对电解镍的需求也较 大。
其他行业需求
除电池和不锈钢行业外， 电解镍在化学制品、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ空 航天、医疗器械等领域也 有广泛应用。
电解镍的市场竞争
国内市场竞争
我国电解镍生产企业众多，市场竞争激烈，企业间价格战频发。
国际市场竞争
影响镍氢电池性能的因素及制作技术探讨
物质填充量 的减少 ， 因此镍氢电池容量没有办法提高 ， 而
且 也 加 大正 极 制作 成 本 。
个 比较低的速率（ 对于 Ｄ ２ １而言是 ２ ％） Ｓ７ １ ５ 。
除监控功能外 ， Ｓ７ １ Ｓ ７２ 电器还带有 内部计 Ｄ ２ １／ ２ １ 充 Ｄ ④钴加入量对镍氢 电池大 电流放 电性 能的影 响 。 加 时器 ，通过连接到 Ｔ Ｒ脚 的外部 电阻设定最 大充 电时 Ｍ 入钴 对改善镍 氢 电池大 电流放 电性 能具 有非常 好 的效 间 ， 可将快速充 电时间设置为 ０５ ０ 。 ． ～１ｈ 浮充 时间可设定 果 ，一般来说是加人的量越多 ，其大 电流放 电性能就越 为最大充 电时间 的一 半 （． ５ ）根据 所要求 的充 电 ０ ５～ ｈ 。 ２ 好， 不过 ， 假如加入量过多 ， 那一方面会造 出成本升高 ， 另
大 口年 吴合 卜
（ 深圳市三俊 电池有限公 司， 广东 深圳 ５ ８０ ） １１９
摘 要 ： 氢 电池 是 当前 广 泛应 用的 一 种 ， 电池 行 业 中有 着较 高 的 比 重 。 而 关 于其 制 作 技 术 和 性 能 影 响 因 镍 在
素 的 控 制 ， 成 了保 证 产 品质 量 的关 键 。 文章 将 就 影 响 镍 氢 电池 性 能 的 因素 及 制 作技 术进 行 探 讨 。 就
氧过电位 ， 并可以降低充 电电压 ， 最终实现充 电效率 的提 防止颗粒增大 ， 使其保持高度分散状态 。 加入 ＬＯ 但 ｉＨ不 否则会影响 电活化进程 。 一般认为铁会 降低析氧 高。 但是 ， 其也有一定 的缺点 ， 比如说添加过量的钴 ， 就可 宜过多 ，
能不导致镍氢电池成本增加 ， 而且还将降低放电电位。 过电压 ， 使镍氢 电池充 电效率下 降 ， 碳酸盐在电极表面会 使镍氢 电池 内阻增大 ； 硫化物会形 成树枝状生 ①不 同钴添加剂对容电量 的影响 。 一般来说或 ， 表面 生成薄膜 ， 部分氧化 的 Ｃ Ｏ将会显示 出很好 的活性 ，而那些表 面没 成物 ， ｏ 造成镍 氢 电池短路 ； 酸盐可使 电极 容量损 失 ； 硅 氯 化物则造成电极腐蚀 ；而有机化合物却会增 加 自放 电效 有 经 预 氧 化 的 Ｃ Ｏ（ Ｓ Ｃ Ｏ）虽 然 也 会 表 现 出 一 定 的 ｏ 即 －ｏ ， 活性 ， 因为其在空气 中不稳定 ， 以和氧气接触深度氧 应及 发 生 副 反应 等 ， 但 所 因此 必 须 控 制 。 化， 最终会导致其 活性降低。 ２ 镍氢 电池充 电控制技术 ②不同氧化度 的影响 。 一般来说 ， 随着表面氧化度 的 虽然 镍氢 Ｄ ２ １／Ｓ ７２充 电器 与镍镉 充 电器 相 Ｓ７ １ ２ １ Ｄ 加深 ，ｏ Ｃ Ｏ的活性会随之逐渐降低 ，不过在 ２ ％以前 ， ０ 其 下 降不会 很明显 ， 而当氧化度超过 ２ ％时 ， 活性将会 似 ， ０ 其 但是镍氢充 电器采用 △Ｔ ｒ ／ 方法终止充 电， ｄ 这种方法 迅速 而急剧 的下降 。这是 主要是 因为其 表面高 价态 的 是当前镍氢电池充 电的最佳方式。由于镍氢电池充 电结 Ｃ ３ ４ 多 而 影 响 到 Ｃ Ｏ在 化 成 时 的转 变 。 ｏ０ 太 ｏ 束时 ，其 电压下降幅度不大 ，因此在低充电速率 （ 低于 ③ 添 加 量对 正 极 利 用 率 的 影 响 。 般 而 言 ， 一 添加 极 少 ０ Ｃ 这取于温度 ） ． ， ５ 之下 ， 往往不会 出现电压下降。 量 的（Ｗｔ 表面未经预氧化的 Ｃ Ｏ， ２ ％） ｏ 都可 以获得较 高的 Ｄ ２ １ 采用线性控制结构 ， Ｓ７ ２ Ｓ ７ １ Ｄ ２ １ 采用开关控制结
电池生产工艺流程
CHENLI
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电池基础知识
一．电池的定义 将各种能量直接转化为直流电能的发电装置，皆
可称之为电池。 二．电池的分类 可按电池所转化的能量来源，工作性质、形状、
电解性质及活性物质的保存方式来分类。 1.按转化能量的来源不同分类 化学电池 化学能 电能（如锂离子电池） 物理电池 光能、热能 电能（如太阳能电池）
CHENLI
12
手机电池制造的工艺介绍
1、电池的工艺主要是由保护板、电芯、电池框（胶壳）， 另加一些必要的辅助材料相应组合而成。
保护板 1.保护板的参数 过充保护电压
4.27±0.0
CHENLI
5
过放保护电压
3.0±0.05V
内阻
≤60mΩ
静态电流
3~6uA
过流保护
2~5A
外观：元件贴放整齐美观，锡点应牢固、均衡明亮光
滑，外型尺寸公差小，线路布置合理，装
配方便。（保护板上有金手指（五金）的五金面不能
有表面划伤、退色、斑点等不良现象）
电也就得到了相应的
控制。
CHENLI
10
d.各电芯特性介绍
(1)镍氢电芯:( Ni-MH)镍氢电芯是氢氧化镍为正极高
能贮氢合金为负极
标准电压:1.2V
内阻: ≤30 mΩ
尺寸规格:如44AAA(圆柱形) 44代表电芯的高度
AAA代表直径
(2)锂离子电芯:( Li-ion)锂离子电芯使用金属氧化物
护板的静态电态的大
小是有很大的关联，成品电池内阻、及保护板的静态电流超出范围时
电池的自放电也就越快，
如电池的容量高保护板的静态电流偏大自放电也就更快，电池电压快速
放完的情况下容量高
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MH NiOOH M Ni(OH )2
《化学电源设计与制造工艺学》-第五章 镍氢电池设计与制造工艺
5.1 镍氢电池的工作原理、结构与特点
工作原理（过放电）
2 H O 2 e H 2 OH 氢氧化镍电极（正极） 2 2
吸氢电极（负极）
H 2 2OH 2e 2H 2O
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正极
焊点：（约4～8个) 正极物质：球镍+亚钴+PTFE
正极基体：发泡镍（约1.6--1.7mm厚)，或冲孔镀镍 （0.06--0.08mm厚） 正极集流体：镍带（约0.1mm厚）
钢带
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5.1 镍氢电池的工作原理、结构与特点
结构
由氢氧化镍正极，储氢合金 负极，隔膜纸，电解液，钢壳 ，顶盖，密封圈等组成。在圆 柱形电池中，正负极用隔膜纸 分开卷绕在一起，然后密封在 钢壳中的。在方形电池中，正 负极由隔膜纸分开后叠成层状 密封在钢壳中。
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5.1 镍氢电池的工作原理、结构与特点
结构
正极: 活性物质（Ni（OH）2) 、溶剂、粘结剂、基体 。
剂、溶剂、导电剂、基体
、导电剂
粘合
负极： 活性物质（储氢合金粉)、 隔膜：PP+PE 电解液：KOH+LiOH 外壳：钢壳、盖帽、极耳
《化学电源设计与制造工艺学》-第五章 镍氢电池设计与制造工艺
《化学电源设计与制造工艺学》-第五章 镍氢电池设计与制造工艺
第五章 镍氢电池设计与制造工艺
彭文杰
冶金与环境学院
中南大学 2013年
《化学电源设计与制造工艺学》-第五章 镍氢电池设计与制造工艺
目录
5.1 镍氢电池的工作原理、结构与特点 5.2 镍氢电池关键电极材料设计与制造工艺
5.3 镍氢电池设计与制造工艺
5.2 镍氢电池关键电极材料设计与制造工艺
从狭义上讲，储氢材料是一种能与氢反应生成金属氢化物的物质； 但是它与一般金属氢化物有明显的差异。即储氢材料必须具备高度的反 应可逆性，而且，此可逆循环的次数必须足够多，循环次数超过5000次。 实际上，它必须是能够在适当的温度、压力下大量可逆的吸收和释放氢 的材料。 目前，用于镍氢电池负极储氢材料的主要是金属(或合金)储氢材料， 氢几乎可以同周期表中的各种元素反应，生成各种氢化物或氢化合物。 但并不是所有金属氢化物都能做储氢材料，只有那些能在温和条件下大 量可逆的吸收和释放氢的金属或合金氢化物才能做储氢材料用。 储氢合金材料在镍氢电池中有着重要地位，因此研究储氢材料对提 高镍氢电池性能有着举足轻重的作用。
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镍氢电池应用
民用通讯电源，各种便携式设备电源、电动工具 、动力电源等。小型绿色电源，替代镉镍电池。
电动工具
矿灯
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镍氢电池应用
应急灯
网标灯
民用电信产品
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5.1 镍氢电池的工作原理、结构与特点
优点:
1. 2. 3. 4. 5. 能量密度高，是镍镉电他的1.5倍； 电池电压为1．2v—1．3v，与镍镉电池相当； 无记忆效应，循环寿命长 ； 可大电流放电，承受过充电、过放电能力强 ； 无污染，绿色环保电池 。
缺点:
1. 价格高于镍镉电池，负极材料为稀土合金材料； 2. 自放电速度大。
镍氢各型号电池尺寸(圆柱型)与容量
系列 AAAA AAA 光身直径 8.2 10.0 10.1 13.9 标准高度 (mm) 40.0 43.0 43.0 49.0 44.5-0.5 尖头高度(mm) 容量范围(mAh) 300以下 700以下 1000以下 1500以下
AA A SC C D F
14.1
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5.2 镍氢电池关键电极材料设计与制造工艺
镍氢电池中的“金属”部分实际上是金属氢化物。 用在镍氢电池的制造上，它们主要分为两大类。最常见的是AB5一类， A是稀土元素的混合物（或者）再加上钛（Ti）；B则是镍（Ni）、钴 （Co）、锰（Mn），（或者）还有铝（Al）。而一些高容量电池的 “含多种成分”的电极则主要由AB2构成，这里的A则是钛（Ti）或者 钒（V），B则是锆（Zr）或镍（Ni），再加上一些铬（Cr）、钴 （Co）、铁（Fe）和（或）锰（Mn）。所有这些化合物扮演的都是相 同的角色：可逆地形成金属氢化物。电池充电时，氢氧化钾（KOH） 电解液中的氢离子（H+）会被释放出来，由这些化合物将它吸收，避 免形成氢气（H2），以保持电池内部的压力和体积。当电池放电时， 这些氢离子便会经由相反的过程而回到原来的地方。
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5.2 镍氢电池关键电极材料设计与制造工艺
对于理想的金属储氢材料应具备以下条件：
（1)合金贮氢容量高，不小于1wt%； （2）吸放氢电催化活性好, （3）在氢的阳极氧化电位范围内应具有较强的抗氧化能力; （4）在强碱性电解质溶液中，化学性质相对稳定; （5）反复充放电过程中，合金不易粉化; （6）充放电效率高; （7）循环使用寿命长； （8）具有良好的电和热的传导性; （9) 原材料成本低廉。
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电解液
性质：
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
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5.1 镍氢电池的工作原理、结构与特点
工作原理
()MHx KOH (6M ) NiOOH()
氢氧化镍电极（正极）：NiOOH H 2O e Ni (OH )2 OH
吸氢电极（负极）：
电池池总反应：
MH OH e M H 2O
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发明人
Stanford Ovshinsky
Stanford Ovshinsky 可能并不是家喻户晓的名字，但确是改变历史的人， 他发明的镍金属氢化物电池已经改变了我们的生活。在他50年的工作生 涯中，共为美国提供了400多项技术专利，涵盖镍 Stanford Ovshinsky 氢电池，氢燃料电池，和薄膜太阳能电池等各方面。 1960年，斯坦福和他的妻子艾丽斯成立了能量转化设备公司（ECD），专 门致力于开发能源相关的东西，而所有的产品都被关于Ovonics的标签。 当然，在斯坦福所有的发明中，最优秀的莫过于镍氢反应电池。这是一 款可用于为混合型汽车充电的便携电池，同时它也非常地环保。通用EV1 汽车就采用了这种电池。
H 2 O O2 4e 4OH
氢氧化镍电极全充电态时产生的氧气，经过扩散在负极上 重新化合为水。既保持了电池内压的恒定，同时又使电液 浓度不致发生巨大变化。
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5.1 镍氢电池的工作原理、结构与特点 工作原理
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16.5 22.0 25.2 32.2 32.2
50.0
50.0 43.0 49.0 60.0 90.0
50.5-0.5
2500以下
2500以下 3500以下
50.0-0.5 61.5-0.5
4500以下 9000以下 13000以下
电池高度可以根据客户的要求进行设计，直径一般不能更改。
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过放电时，电池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。
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5.1 镍氢电池的工作原理、结构与特点
工作原理（过充电）
OH 4e 2H 2 O O2 氢氧化镍电极（正极）
吸氢电极（负极）
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5.2 镍氢电池关键电极材料设计与制造工艺
典型Ni/MH负极材料及特征
合金类型 AB5 AB2 AB A2B 固溶体 典型氢化物 LaNi5H6 ZrMn2H3 TiFeH2 Mg2NiH4 V0.8Ti0.2H0.8 吸氢质量 /% 1.3 1.8 2.0 3.6 3.8 电化学容量 mAh/g 348 482 536 965 1018 330 420 350 500 500
镍氢电池应用
动力电池
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镍氢电池型号尺寸
通常有A、AA、AAA、AAAA、AAAAA、SC、D、F等， 民用电池5号为AA电池，7号为AAA电池，1号为D 电池，2号为C电池。
AA大，AAA小
D型电池
SC电池
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氢镍电池采取恒电流充电方式充电，根据电池对电流的接受
能力可采用不同的电流对电池充电，充电过程中无需对电池单体 的电压进行限制，同时，可以实现快速充电。
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镍氢电池
镍氢电池的设计源於镍镉电池，但在改善镍镉电池的记忆效应上， 有极大的进展。其主要的改变，在以储氢合金取代负极原来使用之镉， 因此镍氢电池说是材料革新的典型代表。 1982 年美国 OVONIC 公司请求储氢合金用於电极制造之专利 ,使 得此一材料受到重视,继之为 1985 年荷兰飞利浦公司突破了储氢合金 在充放电过程中容量衰减的问题，终使镍氢电池脱颖而出。目前在日 本有 8 家以上镍氢电池制造厂，德国，美国，香港，台湾亦有镍氢电 池生产,市场反应良好。而且镍氢电池所造成之污染，会比含有镉之镍 镉电池小很多，因此，目前镍镉电池已逐渐被镍氢电池取代。