镍氢电池原理
镍氢电池 过放电
镍氢电池过放电过放电是指电池在使用过程中,因为负载的需求或其他原因,导致电池内部储存的电能被释放出来。
对于镍氢电池来说,过放电是一种常见的现象,但过度的过放电会对电池的寿命和性能产生不良影响。
我们来了解一下镍氢电池的基本原理。
镍氢电池是一种高性能的蓄电池,它的正极由氢氧化镍组成,负极由一种金属氢化物组成。
在放电时,正极的氢氧化镍会释放出氢离子,而负极的金属氢化物则会释放出氢原子,两者在电解质中相遇后会发生化学反应,产生电子和水。
这样,就完成了电池内部的电荷转移过程。
但是,当电池过度放电时,它内部的化学反应会发生变化,这会影响电池的寿命和性能。
具体来说,过度放电会导致电池内部的化学反应不完全,产生大量的氢气和氧气,这会增加电池内部的压力和温度,从而导致电池的热失控,甚至爆炸。
过度放电还会导致电池的容量下降,电池的工作电压下降,从而影响电池的输出能力。
同时,过度放电还会加速电池的老化过程,缩短电池的使用寿命。
因此,为了保证镍氢电池的性能和寿命,我们需要控制电池的过放电。
具体来说,可以通过以下方法来减少电池的过放电:1.控制电池的负载。
电池的过放电与负载的需求有关,因此,我们可以通过控制电池的负载来降低过放电的发生。
在实际使用中,可以根据需要选择合适的电池容量和电池组件,避免超载或低载的情况。
2.安装保护电路。
保护电路是一种专门设计的电路,它可以监测电池的电压和温度等参数,一旦发现电池的过放电情况,就会及时切断电池的输出,从而保护电池的安全和性能。
3.定期维护电池。
定期维护电池可以保证电池的性能和寿命。
具体来说,可以定期检查电池的电压和内阻,清洗电池连接器和终端,更换电池组件等。
过放电是一种常见的电池问题,对于镍氢电池来说也是如此。
为了保证电池的性能和寿命,我们需要控制电池的过放电,采取相应的措施来保护电池的安全和性能。
镍氢电池和锂电池的区别
镍氢电池和锂电池的区别镍氢电池和锂电池是目前市场上比较常见的两种充电电池。
虽然它们都是可充电电池,但两者在工作原理、性能特点和应用领域等方面存在一些明显的差异。
在本文中,我们将探讨镍氢电池和锂电池之间的区别。
首先,让我们来了解一下镍氢电池(Ni-MH电池)和锂电池(Li-ion电池)的工作原理。
镍氢电池利用氢气储存和释放电能,其中正极由氧化镍(NiOOH)组成,负极由氢化合物储氢合金(如LaNi5, MmNi3.6Co0.85Al0.30等)构成。
锂电池则利用锂离子在正负极之间的迁移来储存和释放电能,其中正极通常由钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)或磷酸铁锂(LiFePO4)等材料构成。
在性能特点方面,首先来看看电池的能量密度。
锂电池的能量密度相对较高,通常为150-200Wh/kg。
相比之下,镍氢电池的能量密度较低,一般为60-100Wh/kg。
这意味着在相同体积条件下,锂电池可以储存更多的能量。
另一个重要的性能指标是电池的自放电率。
锂电池的自放电率相对较低,即使在长期存放的情况下,电池损失的电量也很小。
然而,镍氢电池的自放电率较高,这意味着在存放一段时间后,电池会自行放电,导致电量的损失。
充电和放电效率也是两种电池之间的一个明显差异。
锂电池的充电和放电效率相对较高,在充电和放电过程中能量损失较小。
而镍氢电池的充电和放电效率相对较低,在充电和放电过程中会有一定的能量损失。
这也意味着,相同容量的锂电池比镍氢电池充放电次数更多。
此外,两种电池在循环寿命方面也存在一些差异。
一般情况下,锂电池的循环寿命要略高于镍氢电池。
这意味着锂电池相对更耐用,可以经受更多的充放电循环而不损失电量。
对于应用领域来说,由于其较高的能量密度和较低的自放电率,锂电池更常用于便携式电子设备、电动工具和电动汽车等领域。
而镍氢电池由于其较低的能量密度和相对较短的循环寿命,在较小的电力需求和离散循环的应用中更为常见,如无线电话、手电筒、无线麦克风等。
镍氢电池的工作原理
镍氢电池的工作原理
镍氢电池(Nickel-Metal Hydride,NiMH)是一种高性能充电电池,也是目前应用最广泛的可重复使用电池之一。
它的核心部件是电化学反应中的正极、负极及电解液等。
镍氢电池的工作原理是通过正极的氢化物和负极的氢氧化物在电解液中进行氧化还原反应,从而实现电能的储存和释放。
镍氢电池的正极采用的是氧化镍,负极则以贮氢合金为主,电解液为氢氧化钾或氢氧化锂等。
在放电过程中,电解液中的离子会通过正极和负极之间的隔膜向对方移动,发生氧化还原反应。
正极的氧化镍会释放出电子,生成氢化镍,而负极的贮氢合金则会吸收电子,放出氢气,生成氢化物。
这样在整个电池中就形成了一种反应链,电子在正负极之间流动,离子在电解液中循环,从而释放出电能。
在充电过程中,电池与放电过程相反,其核心原理是反向反应,即电池正负极所发生的反应被逆转。
通过外源电源施加电压,将电子从负极移动到正极,使负极的贮氢合金重新吸收氢气并氧化生成氢氧化钾或氢氧化锂等离子体,而正极的氢化物则被还原成氧化镍。
这个过程是一个可逆的过程,可以循环多次,实现电能的储存和释放。
总之,镍氢电池的工作原理是通过电解液中的反应链,将正负极之间的氧化还原反应与电子的流动结合起来,实现电能的储存和释放。
它具有高能量密度、长寿命、低自放电率等优点,是电子产品、电动汽车、储能系统等领域的重要应用之
一。
镍氢电池的化学原理及工艺流程
镍氢电池的化学原理及工艺流程镍氢电池的化学原理镍氢电池采用Ni的氧化物作为正极,储氢金属作为负极,碱液(主要为KOH)作为电解液.圆柱形和方形镍氢电池电化学原理和化学反应相同:充电时,正极:Ni(OH)2– e-+OH-→NiOOH+H2O负极:MHn+ne-→M+n/2 H2放电时,正极:NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-负极:M+n/2 H2→MHn+ne-。
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使安全阀开启。
为了有效充电,环境温度范围应在5-30℃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。
圆柱形Ni-MH电池只采用金属电池槽,一是因为电池槽本身与金属氢化物负极连接在一起,可以作为负极极端;二是因为许多应用要求能够快速充电,气体发生复合反应时,电池的内压很高,只有金属容器可以承受这种压力,而且不会发生太大的变形。
最后金属电池槽聚砜密封环翻边与电池盖密封,这种方法成本低,易于生产,而且可靠。
工艺流程:(以SC型为例1.配方1.1正极:氢氧化镍(2.1.1和2.2.3)氧化钴(可以形成导电网络,弥补氢氧化镍与金属集流体间较大的间距以及氢氧化镍本身电导率较低的不足)添加剂1.2负极:贮氢合金粉(3.1有具体讨论)添加剂1.3电解质:30%的KOH水溶液17g/L的LiOH NaOH(为提高高温充电效率,将部分KOH替换为NaOH,但是会加重对金属氢化物活性物质的腐蚀,降低循环寿命)2.正极制备2.1烧结式2.1.1调浆:纤维镍+导电剂CoO+CMC(2.5%)或MC+PVB造孔剂2.1.2拉浆:将膏状物涂覆到基板(如冲孔镍带)2.1.3烘干(挥发黏结剂)(75℃)2.1.4在氮气/氢气环境下高温煅烧(880℃,烧结速度90m/h)2.1.5化学浸渍或电化学浸渍(将NiOH沉积到烧结骨架中)Ni(NO3)2浸渍密度1.62-1.65g/c㎡,含3%-5%Co(NO3)2增重[(1.72-1.80)±0.007]g/cm2 2.1.6浸渍后的电极用电化学充/放电工艺进行预活化2.1.7逆向水洗2.1.8烘干(75℃)2.1.9电极软化(成型厚0.58±0.05mm)2.1.10极耳点焊主要设计参数:纤维镍骨架的强度和孔径氢氧化镍活性物质的化学组成活性物质的载入有害物质(硝酸盐、碳酸盐等)的含量2.2涂膏式2.2.1泡沫镍基板制备用电沉积或化学蒸汽沉积工艺。
镍氢电池的化学原理及工艺流程
镍氢电池的化学原理及工艺流程镍氢电池的化学原理镍氢电池采用Ni的氧化物作为正极,储氢金属作为负极,碱液(主要为KOH)作为电解液.圆柱形和方形镍氢电池电化学原理和化学反应相同:充电时,正极:Ni(OH)2– e-+OH-→NiOOH+H2O负极:MHn+ne-→M+n/2 H2放电时,正极:NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-负极:M+n/2 H2→MHn+ne-。
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使安全阀开启。
为了有效充电,环境温度范围应在5-30℃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。
圆柱形Ni-MH电池只采用金属电池槽,一是因为电池槽本身与金属氢化物负极连接在一起,可以作为负极极端;二是因为许多应用要求能够快速充电,气体发生复合反应时,电池的内压很高,只有金属容器可以承受这种压力,而且不会发生太大的变形。
最后金属电池槽聚砜密封环翻边与电池盖密封,这种方法成本低,易于生产,而且可靠。
工艺流程:(以SC型为例1.配方1.1正极:氢氧化镍(2.1.1和2.2.3)氧化钴(可以形成导电网络,弥补氢氧化镍与金属集流体间较大的间距以及氢氧化镍本身电导率较低的不足)添加剂1.2负极:贮氢合金粉(3.1有具体讨论)添加剂1.3电解质:30%的KOH水溶液17g/L的LiOH NaOH(为提高高温充电效率,将部分KOH替换为NaOH,但是会加重对金属氢化物活性物质的腐蚀,降低循环寿命)2.正极制备2.1烧结式2.1.1调浆:纤维镍+导电剂CoO+CMC(2.5%)或MC+PVB造孔剂2.1.2拉浆:将膏状物涂覆到基板(如冲孔镍带)2.1.3烘干(挥发黏结剂)(75℃)2.1.4在氮气/氢气环境下高温煅烧(880℃,烧结速度90m/h)2.1.5化学浸渍或电化学浸渍(将NiOH沉积到烧结骨架中)Ni(NO3)2浸渍密度1.62-1.65g/c㎡,含3%-5%Co(NO3)2增重[(1.72-1.80)±0.007]g/cm2 2.1.6浸渍后的电极用电化学充/放电工艺进行预活化2.1.7逆向水洗2.1.8烘干(75℃)2.1.9电极软化(成型厚0.58±0.05mm)2.1.10极耳点焊主要设计参数:纤维镍骨架的强度和孔径氢氧化镍活性物质的化学组成活性物质的载入有害物质(硝酸盐、碳酸盐等)的含量2.2涂膏式2.2.1泡沫镍基板制备用电沉积或化学蒸汽沉积工艺。
镍氢电池的工作原理
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(0H)2(充电时),负极板的活性物质为H2 (放电时)和H20(充电时),电解液采用30%勺氢氧化钾溶液,充放电时的电化学反应如下:javascript:=picsize(this,600) border=0 dypop=" 按此在新窗口浏览图片">从方程式看岀:充电时,负极析岀氢气,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:按此在新窗口浏览图片">javascript:=picsize(this,600) border=0 dypop="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岀,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岀,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LiOHo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。
金属氢化物镍氢电池
金属氢化物镍氢电池
金属氢化物镍氢电池是一种高性能的可充电电池,其工作原理是利用镍氢化物正极和金属氢化物负极之间的反应来存储和释放能量。
这种电池具有高能量密度、长寿命、低自放电率和绿色环保等优点,在电动汽车、移动通信、太阳能和风能储能等领域得到广泛应用。
金属氢化物镍氢电池由正极、负极、电解质和隔膜等组成。
正极采用镍氢化物,负极采用稀土金属氢化物。
电解质一般采用碱性溶液,隔膜则用于隔离正负极,防止短路。
在充电过程中,外加电压使负极上的氢气离子向正极迁移,反应生成氧气和水,同时正极上的镍氢化物也被氢气离子还原成镍和水。
在放电过程中,正极上的镍通过反应与氢气离子生成氢气,同时负极上的金属氢化物也被氢气离子还原成金属和氢气。
这样,金属氢化物镍氢电池就可以将化学能转化为电能,实现能量的存储和释放。
与传统的铅酸电池和镍镉电池相比,金属氢化物镍氢电池具有更高的能量密度和更长的寿命,同时也不含重金属、无污染、无记忆效应等优点。
因此,金属氢化物镍氢电池在未来的能源领域中有着广阔的应用前景。
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镍氢电池的工作原理
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:javascript:=picsize(this,600) border=0 dypop="按此在新窗口浏览图片">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:javascript:=picsize(this,600) border=0 dypop="按此在新窗口浏览图片">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。
饱和标准电池
饱和标准电池
饱和标准电池是一种常见的可充电电池,也被称为镍氢电池。
它具有高能量密度、长寿命和环保等优点,在各种电子设备中得到广泛应用。
本文将对饱和标准电池的工作原理、优缺点以及使用注意事项进行介绍。
首先,让我们来了解一下饱和标准电池的工作原理。
饱和标准电池内部主要由正极、负极和电解液组成。
充电时,正极会释放氢气,而负极则会吸收氢气,形成氢化镍。
放电时,氢化镍又会释放氢气,并将电能转化为电流输出。
这种电池在充放电过程中不会产生氧气,因此具有较高的安全性。
其次,让我们来看一下饱和标准电池的优缺点。
首先是优点,饱和标准电池具有高能量密度和长寿命。
它能够存储大量的电能,并且经过多次充放电循环后仍能保持较高的性能。
其次是环保性能好,不含有有害物质,对环境友好。
但是,饱和标准电池也存在一些缺点,比如充电时间较长、价格较高以及容量衰减等问题。
最后,我们来谈谈饱和标准电池的使用注意事项。
首先是充电问题,使用专用充电器进行充电,不要使用不合适的充电器,以免
损坏电池。
其次是温度控制,饱和标准电池在充放电过程中会产生一定的热量,因此在使用过程中要注意避免过热,以免影响电池寿命。
另外,还要避免过度放电,及时充电以保持电池性能。
综上所述,饱和标准电池作为一种常见的可充电电池,在各种电子设备中得到广泛应用。
它具有高能量密度、长寿命和环保等优点,但也存在一些缺点。
在使用过程中,我们需要注意充电、温度控制和避免过度放电等问题,以保证电池的性能和安全性。
希望本文能够帮助大家更好地了解和使用饱和标准电池。
镍氢电池原理
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。
镍氢电池原理
镍氢电池 - 简介镍氢电池是有氢离子和金属镍合成,电量储备比镍镉电池多30%,比镍镉电池更轻,使用寿命也更长,并且对环境无污染。
镍氢电池的缺点是价格比镍镉电池要贵好多,性能比锂电池要差。
镍氢电池 - 化学成分镍氢电池中的“金属”部分实际上是金属互化物。
许多种类的金属互化物都已被运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。
镍氢电池 - 重量以每一个单元电池的电压来看,镍氢与镍镉都是1.2V,而锂电池确为3.6V,锂电池的电压是其他两者的3倍。
并且同型电池的重量锂电池与镍镉电池几乎相等,而镍镍氢电池却比较重。
可知,每一个电池本身重量不同,但锂电池因3.6V 高电压,在输出同等电压的情况下使的单个电池组合时数目可减少3分之1而使成型后的电池重量和体积减小。
镍氢电池 - 记忆效应镍氢电池与镍镉电池相同都有记忆效应。
因此,定期的放电管理也是必需的。
这种定期放电管理属于模糊状态下被处理,甚至也有些在不正确的知识下进行放电(每次放电或者使用几次后进行放电都因公司的不同而有所差异)这种烦琐的放电管理在使用镍氢电池时是无法避免的。
相对的锂电池而言因为完全没有记忆效应,在使用上非常方便简单。
它完全不必理会残余电压多少,直接可进行充电,充电时间自然可以缩短。
镍氢电池原理
一、镍氢电池原理镍氢电池正极活性物质为氢氧化镍(称氧化镍电极),负极活性物质为金属氧化物,也称贮氢合金(电极称贮氢电极),电解液为6N氢氧化钾,在电池充放电过程中的电池反应为:氧化电极上:NIOOH+H2o+e ==== Ni(OH)2+OH。
贮氢电极上:MH十oH-e ===== M+H2O电池总反应:MH + NiOOH ==== M+Ni(OH),其中,M表示贮氢合金材料。
电池的开路电压为:1.2V~1.3V、因贮氢材料和制备工艺不同而有所不同。
过充电时,两极上的反应为:氧化镍电极上: 4OH-4e一2H2O十O2贮氢电极上; 2H2O+O2+4e一4OH电池过充电时的总反应:O电池在设计中一般采米用负极过量的办法,氧化镍电极全充电态时产生氧气,经过扩散在负极重新化合成水,这样,既保持了电池内压的恒定,同时义使电解液浓度不致发生巨人变化。
当电池过放电时,电极反应为:氧化镍电极上:2H2O+2e H2+2OH贮氢电极上;H2+2OH-2e 2H2O电池过放电时的总反应:O虽然过放电时,电池总反应的净结果为零,但要出现反极现象。
由于在正极上产生的氢气会在负极上新化合,同样也保持了体系的稳定。
另外,负极活性物质氢以氢原子态能以相当高的密度吸附干贮氢合金中,在这样的电极上,吸放氢反应能平稳地进行,放电性能较镉-镍电池而言得以提高。
二、组成与结构如上所述,镍氢电池正极活性物质为氢氧化镍(称氧化镍电极),负极活性物质为金属氢化物,也称贮氢合金(电极称贮氢电极),电解液为6N氢氧化钾。
由活性物质构成电极极片的工艺方式主要有饶结式、拉浆式、泡沫镍式、纤维镍式、嵌渗式等工艺方式,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,一股依据使用条件的不同,采用不同的工艺构成电池。
通讯等民用电池人多采用拉浆式负极、泡沫镍式正极构成电池。
常见的圆柱型镍氢电池组成与结构如图1所示。
图1、圆柱密封镍氢电池结构示意图三、性能与技术要求镍金属氢化物电池是由贮氢合金负极,镍正极,氢氧化钾电解液以及隔板等组成的可充电电池,它与镍镉电池的本质区别只是在于负极材料的不问。
镍氢电池成本
镍氢电池成本随着能源危机的日益严峻,清洁能源的开发和利用成为全球的共同关注。
在各种新能源技术中,镍氢电池因其高能量密度、长寿命等诸多优势而备受青睐。
然而,伴随着环保行业的不断壮大,人们对于镍氢电池成本的关注也日益增强。
本文就镍氢电池的成本问题进行探讨。
一、镍氢电池的基本原理镍氢电池,是一种采用镍氢化物作为正极、金属氢化物作为负极、氢氧化钾为电解质的电化学电池。
其基本原理是,在外部电路的作用下,电池的正极进行氢化作用,将氢离子转化为氢气,并捕捉并储存电子;负极则进行脱氢反应,将负载上来的氢气转化为离子,释放出电子。
而电解液中则进行离子的流动,实现了电池内电荷平衡。
二、镍氢电池的成本分析(一)材料成本作为一种高能量密度电池,镍氢电池其成本首先受到材料成本的影响。
其中,制造正负极用的镍氢化物和金属氢化物是镍氢电池的两个核心材料。
目前,全球主要的镍氢电池生产商多采用中国贵州茅台电解氢化镍、国内其他金属氢化物、日本邦达电磁氢化物等进口材料,导致材料成本成为了制约其发展的主要因素之一。
(二)研发成本作为一种新型电池,镍氢电池在研发上需要不断探索以及进行各项相关测试,其研发成本也不容忽视。
这不仅涵盖了开发新材料、提高电池性能等方面的费用,还包括了研究和测试新技术、提高生产工艺等方面的费用。
(三)生产成本镍氢电池的生产成本主要体现在生产工艺、制造设备以及劳动力成本等方面。
而生产设备的投入、技术成本的提高、人工费用的增加都会对于电池的生产成本造成影响。
而针对环保行业的严格要求,生产厂家需要进行更多、更严格的环保投入以及质检程序,也会导致生产成本的增加。
(四)市场需求最终,镍氢电池的成本还得与市场需求相匹配。
随着环保意识的不断提高,人们对于新能源、清洁能源的需求不断扩大。
而在未来的市场前景中,电池的基础价格、生产成本、销售量等因素都将直接影响其市场地位与价值。
三、降低镍氢电池成本的途径(一)改善制造材料的协议以及贸易政策。
镍氢电池工作原理
镍氢电池工作原理
镍氢电池是一种高效、环保的新型储能电池,它具有高能量密度、长寿命、无
污染等优点,因此在电动汽车、储能系统等领域得到了广泛的应用。
那么,镍氢电池是如何工作的呢?接下来,我们将从原理的角度来详细解析镍氢电池的工作过程。
镍氢电池是一种化学电池,其工作原理是通过电化学反应来实现能量转换。
镍
氢电池的正极是氢气化合物的金属氢化物,负极是氢气化合物的镍氢化物,电解液是碱性电解质溶液。
在放电过程中,正极的氢化物会脱氢生成氢气,同时释放出电子,电子在外部电路中流动,完成电能输出;负极的镍氢化物会吸收氢气,同时吸收外部电路中的电子,完成电化学反应。
在充电过程中,上述反应过程将会逆转。
这就是镍氢电池的基本工作原理。
镍氢电池的工作原理可以进一步解释为,在放电过程中,正极的氢化物(MH)被氢气化,同时释放出氢离子(H+)和电子(e-);负极的镍氢化物(Ni(OH)2)
吸收了氢离子和电子,生成氢气化合物。
而在充电过程中,上述反应过程将会逆转,正极的氢气化物会释放氢气,同时吸收氢离子和电子,负极的镍氢化物会吸收氢气,同时释放氢离子和电子。
镍氢电池的工作原理决定了其具有很高的循环寿命。
由于镍氢电池采用了氢气
化物和镍氢化物作为正负极材料,这些材料具有良好的稳定性和可逆性,因此镍氢电池可以进行数千次的充放电循环,具有较长的使用寿命。
总的来说,镍氢电池的工作原理是基于氢气化物和镍氢化物之间的电化学反应
来实现能量转换的。
其高能量密度、长寿命等优点使得它成为了一种理想的储能电池,受到了广泛的关注和应用。
希望通过本文的介绍,能够让大家对镍氢电池的工作原理有更深入的了解。
镍氢电池工作原理
镍氢电池工作原理
镍氢电池是一种新型的可充电电池,其工作原理基于镍与氢之间的电化学反应。
镍氢电池由正极、负极和电解质组成。
正极由镍氢化物组成,负极由金属氢化物组成。
电解质是一种导电的溶液,通常是碱性溶液。
在充电过程中,电流从外部电源通过电解质流向电池,镍氢化物底部的镍离子脱去电子,成为Ni2+离子。
同时,氢
气离子从中间的电解质中游离出来,通过负极上的金属氢化物,氢气离子结合电子形成氢气,其化学式为2H+ + 2e- → H2↑。
当电池放电时,反应方向发生改变。
底部的镍离子结合电子重新形成镍金属,其化学式为Ni2+ + 2e- → Ni。
同时,金属氢
化物中的氢气分子分解成两个氢离子和两个电子,其化学式为H2 → 2H+ + 2e-。
这些离子和电子在电池中移动,从而产生电流。
通过充放电过程中的电化学反应,镍氢电池能够转化化学能为电能,并实现反复充放电。
相比于传统的镍镉电池,镍氢电池具有更高的能量密度、更长的使用寿命和更低的环境污染。
因此,镍氢电池在航空航天、电动车辆和可再生能源储存等领域具有广泛的应用前景。
镍氢蓄电池的工作原理
镍氢蓄电池的工作原理
镍氢蓄电池是一种可以多次充电的蓄电池,它是以镍氢电池为动力的二次电源,具有质量轻、寿命长、电压稳定、无记忆效应、可进行快速充电等优点。
镍氢电池的工作原理是:镍氢电池工作时,以一个电极为正极,另一个电极为负极,以氢离子的形式进入两极之间的液面,由于金属氢化物镍在正负极之间是不连续的,所以,在负极上生成了一层金属镍(Ni)和氢离子(H)所构成的化学键。
这层化学键比一般的化学键更牢固。
金属镍与氢离子发生反应生成镍氢电池中使用的活性物质——镍氢化合物(NiMH)。
在碱性溶液中,由于镍氢化合物的存在,使金属镍表面发生氧化反应生成一层黑色的氧化膜(NiO)。
金属镍被氧化后,它内部所含的氢离子就不能再被还原成镍离子了。
但是,在碱性溶液中,金属镍表面上生成的氧化物层非常薄。
这些薄层可以被电解液中的氢氧根离子(OH-)迅速溶解掉。
由于金属镍表面上生成了一层薄氧化物层(NiO),所以它仍然可以在电解液中发生电化学反应。
—— 1 —1 —。
镍氢电池的工作原理
镍氢电池的工作原理
首先,镍氢电池由正极、负极、电解液和隔膜组成。
正极通常
采用氢氧化镍作为活性物质,负极采用金属氢化物作为活性物质,
电解液则是氢氧化钾或氢氧化锂溶液,隔膜则用于隔离正负极,防
止短路。
在充放电过程中,镍氢电池的工作原理如下,首先是充电过程。
当外部电源施加电压,电流从外部电源流入电池,使得正极的氢氧
化镍发生氧化反应,负极的金属氢化物发生还原反应,同时电解液
中的阳离子和阴离子在电场作用下向正负极移动,充满电池。
其次是放电过程。
当外部电源断开,电池开始放电。
正极的氢
氧化镍发生还原反应,负极的金属氢化物发生氧化反应,释放出电子,电子在外部电路中流动,产生电流,完成电能的转换。
在整个充放电过程中,镍氢电池的工作原理主要是基于正负极
活性物质之间的氧化还原反应和电解液中离子的移动。
通过这些化
学反应,镍氢电池能够将化学能转化为电能,实现能量的存储和释放。
除了充放电过程,镍氢电池的工作原理还涉及到一些其他因素,如温度、压力和循环次数等。
在实际应用中,需要根据这些因素来
设计和控制电池的工作条件,以确保其性能和安全性。
总之,镍氢电池的工作原理是基于化学反应和离子运动的,通
过充放电过程将化学能转化为电能。
了解镍氢电池的工作原理有助
于我们更好地使用和维护电池,同时也为电池的研发和应用提供了
理论基础。
希望本文能够帮助读者更深入地了解镍氢电池的工作原理,谢谢!。
镍氢电池简介
10Leabharlann 1.1 MH-Ni 电池的基本原理
1.1.4 MH-Ni电池过充电时内部气体与物质的循环
在上面的反应中,假设镍氢电池本身过充电时负极是不析出氢气的。但 是如果电池化成不好,或储氢合金本身质量不好,使得金属氢化物电极表面 催化性能差,充电效率与充电容量将受到很大影响。充电量达到一定程度时, 负极产生氢气,氢气在正极上消耗或者被负极吸收的速度慢,这样,电池过 充时,电池内压就会增大,最终使电池漏液失效。 对于理想的镍氢电池,必须有性能非常好的金属氢化物电极以降低电池 的内压,增强负极符合氧气的能力。
Re(OH)3的形成: 正极析出的氧气 与合金粉末形成 Re(OH)3
Re(OH)3的增长: 随着充放电次数 的增加, Re(OH)3不 断增加,合金吸氢量 减少,电池内氢压增 大。
氢气泄漏和电解质溶 液损失: 氢压增加到一定 程度之后,氢气泄漏, 电解液损失,电池容 量减小。
18
储氢合金
在MH-Ni电池中,负极材料以储氢合金为活性物质, 因而负极又称为储氢电极(MH电极)。储氢合金在充电 和放电过程中,伴有吸氢和放氢反应,设计电极表面电化 学及体相扩散过程。特别是在大电流或高温工作时,储氢 电极对电池的综合性能有着极为重要的影响。
MH x xOH
0 0.49V
充电 放电
负极:
0 = 0.829V
xNi(OH )2 M
充电 放电
电池总反应:
MH x xNiOOH
4
0 1.319V
1.1 MH-Ni 电池的基本原理
从上述公式中得到什么?
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高档的NI-MH充电器用的是-DELTAV检测电池电压来判断电池是否充满。电池充电时的电压曲线和放电时有点相似,开始时是比较快的上升,之后缓慢上升,等到充好的时候,电压又开始快速下降,只是下降的幅度不是很大。之前常用的镍镉电池也类似,只是下降的速度和幅度比NI-MH都大。而市场上最多的充电器(比较便宜的那种)常常用的就是衡压充电,比如老GP充电宝就是1.4V衡压,就是电池冲到1.4V时由于没有电压差了,充电就结束了。这样的结果,往往就是电池无法充满,特别是一些比较旧的电池,由于内阻增大,真正加在电池上的电压更低。而且这种充电器电流往往较小,充电往往要10多个小时。而用-DELTAV自动切断的充电器,由于能够准确地控制充电时间,因此可以比较可靠的使用大电流充电。大电流充电对于镍氢电池的损害并没有大家想象的利害,相反的时,现在DC的使用状况,更需要大电流充电。首先是时间问题,不用讲了。然后,镍氢电池有个特性,就是你充的电流越大,它能放出的电流也就越大,现在DC都是电老虎,电流都不小,因此相对来说使用相对来说较大的电流充电是个明智的选择,可以让电池放得更加干净。一般5号充电电流不能超过1.5C,C为电池容量,就是1000MAH的电池,不要超过1.5A。我一般用0.5C进行充电(我的充电器可调电流)。放电方面,一般情况下,DC黑屏后拿去充就可以了,NI-MH记忆效应很小。不过在一段时间使用后,以及要平衡电池、激活电池的时候,要控制好电池放电的终止电压。NI-MH电池的终止电压为0.9V,放电的时候注意不要过放电,放到每节电池0.9V时就可以停止放电了。NI-MH电池没有镍镉电池强悍,对过充过放以及高温都比较敏感。充放电温度。一般来说,不要让电池的温度高于45度。电池充满的时候,电池会发热,大电流充满时温度应该为42度左右,不要超过45度,否则寿命会很快降低,电池内阻将会增大。还有,充电后电池温度较高,等冷却后才可对其充电,充电钱也要等电池冷却。长时间不用后重新使用,最好充放几遍重新激活电池。平时使用的时候要注意保持包装皮的完整,不能有破损,以免短路。不要摔打冲击电池,不要火烧等等 。
镍氢电池
以下是关于镍氢电池的介绍
[1]
[编辑本段]镍氢电池-化学成分
镍氢电池中的“金属”部分实际上是金属互化物。许多种类的金属互化物都已被运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)。[1]
3.虽然镍氢电池的记忆效应小,仍然推荐大家尽量每次使用完后再充电,并且是一次性充满,不要充一会用一会然后再充。这可是“延年益寿”的重要一点噢。
4.电池充电时,要注意充电器周围的散热,太刻意用什么风扇吹没有什么必要,但要注意的是充电器周围不要放置太多杂物。普通用户在使用电池的过程中,电池往往没有专用的存放包;用户在替换电池后,会习惯性的把电池随手放好,而不管所放的地方是否干净、潮湿。这样的后果就是电池容易弄脏、触点易与金属比如钥匙 等接触、容易受潮,而这些都是电池的大敌。建议:用户应该设置一个电池专用放置点,并保持电池的清洁。为了避免电量流失等问题发生,保持电池两端的接触点和电池盖子的内部干净,必要时使用柔软、清洁的干布轻擦。
实际情况可能是容量高的是因为电极材料中多了增加初始容量的东西,而减少了电极稳定用的东西,其结果就是循环使用几十次以后,容量高的电池迅速容量衰竭,而容量低的电池却依然坚挺.许多国内的电芯厂家往往以这个方式来获得高容量的电池.而用户使用半年以后待机时间却是差得一塌糊涂.
民用的那些AA镍氢电池(就是五号电池),一般是1400mAh,却也有标超高容量的(1600mAh),道理也是一样.
10.矛盾出现:慢充不伤电池但是充电时间太长;快充可以节省时间,但对电池有伤害,即使是目前世面上最好的松下极品充电器BQ390也只能很好的降低伤害程度,但不可完全避免。解决矛盾的方法就是要买一个快充和一个慢充。用快充充一段时间,比方5、10次之后,改用慢充充电一两次。这样就又把电池的性能恢复到最佳状态。
正极反应:
NiOOH + H2O + e → Ni(OH)2 + OH-
负极反应:
M + n/2H2 → MHn + ne
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5.长时间不用的时候,记得把电池从电池仓中取出,置于干燥的环境中推荐放入牌电池盒中,可以避免电池短路。
6.长期不用的镍氢电池会在存放几个月后,电池自然进入一种“休眠”状态,电池寿命大大降低。如果镍氢电池已经放置了很长的时候,建议你先用慢充进行充电为宜。这里涉及到另一个关键问题:对于镍氢电池,电池是应该完全放电后再保存,还是带电保存?这两种截然不同的观点,应该采用哪种呢?许多人都认为应采用前者,但笔者却认为电池带电保存比较合理。因为:据测试,镍氢电池保存的最佳条件是带电80%左右保存。这是因为镍氢电池的自放电较大(一个月10%-15%左右),如果电池完全放电后再保存,很长时间内不使用,电池的自放电现象就会造成电池的过放电,会损坏电池。不信?那你想一想新买的镍氢充电电池是不是都还有电的,其中就是这个道理。建议:多比较,纠正错误的观点,从正确的方向入手保养电池,否则会事与愿违。
9.充电器主要分为快充和慢充。慢充电流小,通常在200mA左右,比如我们常见的充电电流是在160mA左右。她的充电时间长,充电1800mAh的镍氢电池要16个小时左右。时间虽然是慢了些,可是充电会充的很足,并且不伤电池。快充电流通常都在400mA以上,充电时间明显减少很多,3-4个小时就可以搞定,也赢得了大家的喜爱。快充种类很多,价格不一。所以大家也常常有疑问,同是快充,价格为什么相差甚大呢?好的充电器特别是好的快充都带有防过度充电保护功能的,比方我们常见的松下极品充电器BQ390在这方面表现尤为出色,优秀的芯片软件设计能力在对电池充电时,也把快充对电池的伤害降到了最低。
7.有很多朋友发帖子询问,如何对镍氢进行放电?在询问了诸多电池专家后,得出了一致的结论提醒朋友们。尽量不要对镍氢电池放电,过放会导致充电失败,这样做的危害远远大于镍氢电池本身的记忆效应!
8.万用表自检电池充满与否。一般镍氢电池在充电前,电压在1.2V以下,充满后正常电压在1.4V左右。大家以此判断,也就很容易判断电池的状态了。
三、自放电率
镍镉电池为15~30%(月)。镍氢电池为25~35%(月),锂电池为2~5%(月)。以上镍氢电池的自放电率为最大,而锂电池的特长与其他两类电池相比放电率极低。
四、充电方式
镍氢电池及锂电池无法耐过充电。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。
提高容量的代价就是牺牲循环寿命,厂家不在电池材料的改性上下文章,是不可能真正"提高"电池容量的.
六、镍氢电池保养与使用
1.一般情况下,新的镍氢电池只含有少量的电量,大家购买后要先进行充电然后再使用。但如果电池出厂时间比较短,电量很足,推荐先使用然后再充电。
2.新买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,很多朋友第一次充电碰到的小问题,比方第一次充电后拍PP数量没有想象的那么多呀?在3-4次充电和使用后就都迎刃而解了。
11.电池使用时一般都是电池组,就是4节或6节串联起来,这时候,保持每节电池的平衡就很重要了,否则因为其中的一节电池问题而影响整个电池组的工作。首先要保证电池容量一致,最好选择相同牌子相同型号同时购买的电池。然后,要保持电池内部的电量一致,简单的说,就是电池组的电要么都是满的,要么都是空的。如果有比较多的电池组成若干组电池组,可以试着“精选”一下。具体就是说,将容量、电压等参数相近的电池单体串联成一组电池组,由于条件不足,一般情况下测一下放完点后的电压和冲好电的电压就可以了。
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。
一、重量
以每一个单元电池的电压来看,镍氢与镍镉都是1.2V,而锂电池确为3.6V,锂电池的电压是其他两者的3倍。并且同型电池的重量锂电池与镍镉电池几乎相等,而镍氢电池却比较重。可知,每一个电池本身重量不同,但锂电池因3.6V高电压,在输出同等电压的情况下使的单个电池组合时数目可减少3分之1而使成型后的电池重量和体积减小。
[编辑本段]镍氢电池-电化学原理
镍氢电池采用与镍镉电池相同的Ni氧化物作为正极,储氢金属作为负极,碱液(主要为KOH)作为电解液,镍氢电池充电时
正极反应:
Ni(OH)2 –e + OH- → NiOOH + H2O
负极反应:
MHn + ne → M + n/2H2
放电时
二、记忆效应
镍氢电池与镍镉电池相同都有记忆效应,但远小于镍镉电池,大于锂离子电池。每次充电前没有必要进行放电操作(反而可能因为不规范放电损害电池),每3个月进行一次完全充放电可以缓解记忆效应(实际上记忆效应并不明显,不太在乎的可以无视)。相对的锂电池而言因为几乎没有记忆效应,在使用上非常方便简单。它完全不必理会残余电压多少,直接可进行充电,充电时间自然可以缩短。
五、容量越高越好吗 ?
不同型号(特别是不同体积)的电池,他的容量越高,提供使用的时间越长.抛开体积和重量的因素,当然容量越高越好.
但是同样的电池型号,标称容量(比如600mAh)也相同,实际测的初始容量不同:比如一个为660mAh,另一个是605mAh,那么660mAh的就比605mAh的好吗.