镍氢电池原理

镍氢电池
以下是关于镍氢电池的介绍
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[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]
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。
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。
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。
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.
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.
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
12.最后谈谈充放电。
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 。
[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
正极反应：
NiOOH + H2O + e → Ni(OH)2 + OH-
负极反应：
M + n/2H2 → MHn + ne