镍氢电池的原理及与镍镉电池的比较
镍氢电池与镍镉电池在动力应用中的性能对比
镍氢电池与镍镉电池在动力应用中的性能对比随着科技的进步和对环境保护的关注，电动动力系统逐渐替代传统的燃油动力系统成为未来发展的趋势。
而在众多的电池类型中，镍氢电池和镍镉电池是两种常见的可充电电池。
本文将就这两种电池在动力应用中的性能进行对比，并分析其优点和缺点。
首先，我们来看看镍氢电池。
镍氢电池具有较高的能量密度，相对于镍镉电池来说，镍氢电池在相同体积和质量下可以存储更多的电能。
这使得镍氢电池在动力应用中可以提供更长的续航里程，使得电动车等设备能够更加持久地使用。
此外，镍氢电池的充放电效率较高，能够在充电和放电过程中减少能量损失。
镍氢电池还有较高的循环寿命，可以进行数千次的充放电循环，相对于镍镉电池来说更加耐用。
然而，镍镉电池也有其自身的优势。
首先，镍镉电池具有较高的储能密度，相对于镍氢电池来说，在相同体积和质量下可以存储更多的能量。
这使得镍镉电池在动力应用中可以提供更大的功率输出，适合用于一些对功率要求较高的设备，例如电动工具等。
此外，镍镉电池的电压稳定性较好，在高温和低温环境下仍然能够维持较稳定的电压输出。
镍镉电池还具有较低的内阻，能够提供较大的瞬态电流输出，满足某些特殊应用的需求。
然而，同时我们也不能忽视这两种电池存在的一些不足之处。
镍氢电池在高温下容易发生热失控现象，可能会引发安全隐患。
而镍镉电池中的镉元素对环境有一定的污染，使用和处置过程需要对镉元素进行特殊处理，以确保环境的安全。
此外，镍氢电池和镍镉电池在充电速度方面都存在一定的限制，相对于锂离子电池来说充电时间较长，这也在一定程度上限制了它们的应用。
综上所述，镍氢电池和镍镉电池在动力应用中各具优势。
对于需要长续航里程的应用，镍氢电池是一个不错的选择，而对于对功率要求较高的应用，镍镉电池则更为适合。
在实际应用中，我们需要充分考虑到实际需求，综合各种因素，选择合适的电池类型。
未来，随着科技的不断进步，电池技术也将得到进一步的创新和改进，为动力应用提供更加高效、环保的解决方案。
铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池
铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池是目前常见的几种蓄电池类型。
它们在应用领域、工作原理、性能特点等方面存在差异。
本文将分别介绍这四种电池的特点和应用。
一、铅酸电池铅酸电池是一种较为成熟的蓄电池技术，广泛应用于汽车、UPS （不间断电源）、太阳能系统等领域。
它的正极为过氧化铅，负极为纯铅，电解液为硫酸。
铅酸电池具有较低的能量密度、较低的自放电率和较长的使用寿命。
然而，它存在着较大的体积、重量和环境污染的问题。
二、镍镉电池镍镉电池是一种高性能的蓄电池，常用于无人机、通信设备、医疗器械等领域。
它的正极为氢氧化镍，负极为氢氧化镉，电解液为氢氧化钾。
镍镉电池具有较高的能量密度、较低的自放电率和较长的使用寿命。
然而，它存在着有毒金属镉的使用、记忆效应和高成本的问题。
三、镍氢电池镍氢电池是一种环保型的蓄电池，被广泛应用于电动汽车、电动工具、太阳能系统等领域。
它的正极为氢氧化镍，负极为储氢合金，电解液为氢氧化钾。
镍氢电池具有较高的能量密度、较低的自放电率和较长的使用寿命。
相比于镍镉电池，镍氢电池的环境友好性更好。
然而，它存在着较高的成本和较低的放电电压的问题。
四、锂离子电池锂离子电池是目前最为流行的蓄电池技术，广泛应用于手机、笔记本电脑、电动车等领域。
它的正极为氧化物（如钴酸锂、磷酸铁锂等），负极为石墨，电解液为锂盐溶液。
锂离子电池具有较高的能量密度、较低的自放电率和较长的使用寿命。
它的优点包括轻量化、高效率和无污染，但也存在着较高的成本、安全性风险和容量衰减的问题。
总结起来，铅酸电池适用于对能量密度要求不高的应用场景；镍镉电池适用于对性能要求较高的应用场景；镍氢电池适用于对环境友好性要求较高的应用场景；锂离子电池适用于对能量密度和轻量化要求较高的应用场景。
随着科技的不断进步，这些电池技术将不断改进和发展，以满足人们对于电能存储的需求。
手机电池的三个种类
手机电池的三个种类
手机电池目前主要分镍镉电池、镍氢电池和锂电池三大类，下面分别作具体介绍。
一、镍镉电池
每节镍镉电池都由两个极板组成: 一个极板用镍做成，另一个用镉做成。
镍镉两种金属在电池中发生可逆反应，使电池可以重新充电。
镍镉电地的最大特点是结实，而且通话时间长。
但它容量较低，有记忆效应，需要经常放电来维持容量，并且制造材料存在环境污染，目前这种电池已基本淘汰。
二、镍氢电池
镍氢电地不含镉金属，不会污染环境，因此又称环保电池。
镍氢电池的待机时间比镍镉电池长，而且记忆效应不明显，所以使用得比较广泛。
用户使用镍氢电池时要特别注意的是，应尽量在电量用完后再充电，这样才能延长电油的寿命。
三、锂离子电池
四、锂离子电池即锂电池，又称智能电池，是一种高能量的密度电池。
与同样大小的镍镉电池、镍氢电池相比，锂电池的电量储备更大，重量也更轻。
该电池没有记忆效应，且工作电压高、允许工作温度范围宽。
通常单体锂电池的电压为3.6V，可在-20~60℃之间工作，高温放电性能优于其他各类电池。
另外，锂电池还是一种智能电池，必须使用专用的智能充电器充
电，才能达到最短的充电时间和最长的寿命周期及最大的容量。
在一个非专用的充电器中，锂电池有可能无法充足电量或达不到最长的寿命周期。
因此，其制造成本相对较高，价格比较昂贵。
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。
镍氢电池
镍氢电池的定义常见二次电池性能对比镍氢电池的工作原理转变成NiOOH，负极则发生水分解反应，合金充电时，正极Ni(OH)2镍氢电池的电极反应过充电时，由于正极上的Ni(OH)2已全部转变成NiOOH，电极反应变成为电解水的析氧反应，O2扩散到负极，在储氢合金的催化作用下得到电子形成OH-。
过放电时，正极上的NiOOH已全部转变成Ni(OH)2，水在镍电极上被还原生成H2，生成的H2在储氢合金上消耗掉。
过充过放时的电极反应1. Ni(OH)2的晶型2. Ni(OH)2的制备方法化学沉淀法粉末金属法电解法树脂交换法3. Ni(OH)2的添加剂Co添加剂稀土添加剂4. 影响Ni(OH)2的因素5. 纳米Ni(OH)21.氢气的储存方法2.储氢合金的性能评价(1) 储氢合金的热力学性能氢与储氢合金接触时首先形成含氢固溶体(α相)，当氢的吸收达到饱和后，固溶体与氢反应生成金属氢化物(β相)。
横坐标表示固相中的储氢量，纵坐标表示氢压。
当温度T1不变时，随着氢压的增加，氢溶于金属的数量逐渐变大，金属吸氢，形成固溶体(α相)。
当达到氢在金属中的极限溶解度A点时，α相转变成β相，继续加氢，系统压力不变，氢在恒压下被金属吸收，所有α相都转变成β相，到达B点。
AB段为两相的共存区，这段曲线呈平直状，称为平台区，相应的压力称为平衡压力，该段横坐标代表了有效储氢量。
当温度升高时，平台上上方移动，平台变短。
因此，低温有利于吸氢，高温有利于放氢。
(2)储氢合金的电化学性能3. 储氢合金的类型是不是所有储氢合金都能用作用于MH-Ni电池的负极材料呢？显然不是，MH-Ni电池负极材料的储氢合金应满足以下条件：1. 电极基体材料2. 隔膜隔膜的性能指标有外观、厚度、电阻、吸碱率、干湿强度、耐腐蚀能力、吸液速度及杂质含量等，其中电阻是关键指标。
3. 电解液4. 导电剂5. 胶黏剂。
镍氢、镍镉电池、锂电池的区别
镍氢、镍镉电池、锂电池的区别镍氢电池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，无记忆效应。
镍氢电池的缺点是价格镍镉电池要贵好多，性能比锂电池要差。
锂离子电池以锂离子电池为材料的一种高能量密度电池。
锂离子电池还是一种智慧电池，它可以与专用原装智慧充电器配合，达到最短的充电时间、最大的寿命周期及最大的容量。
锂离子电池是目前性能最好的电池。
与同样大小的镍镉电池、镍氢电池相比，电量储备最大，重量最轻、寿命最长、充电时间最短，无记忆效应。
可充电电池主要有铅酸蓄电池和碱性蓄电池两种。
目前使用的镍镉(NiCd)、镍氢(NiMH)和锂离子(Li－Ion)电池都是碱性电池。
镍氢电池NiMH电池正极板材料为NiOOH，负极板材料为吸氢合金。
电解液通常用30％的KOH 水溶液，并加入少量的NiOH。
隔膜采用多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布等。
NiMH电池有圆柱形和方形两种。
NiMH电池具有较好的低温放电特性，即使在－20℃环境温度下，采用大电流(以1C放电速率)放电，放出的电量也能达到标称容量的85％以上。
但是，NiMH电池在高温(＋40℃以上)时，蓄电容量将下降5～10％。
这种由于自放电(温度越高，自放电率越大)而引起的容量损失是可逆的，几次充放电循环就能恢复到最大容量。
NiMH电池的开路电压为1.2V，与NiCd 电池相同。
NiCd/NiMH电池的充电过程非常相似，都要求恒流充电。
两者的差别主要在快速充电的终止检测方法上，以防止电池过充电。
充电器对电池进行恒流充电，同时检测电池的电压和其它参数。
当电池电压缓慢上升达到一个峰值，对NiMH电池快速充电终止，而NiCd电池则当电池电压第一次下降了一个－△V时终止快速充电。
为避免损坏电池，电池温度过低时不能开始快速充电，电池温度Tmin低于10℃时，应转入涓流充电方式。
而电池温度一旦达到规定数值后，必须立即停止充电。
镍氢、镍镉电池、锂电池之间的区别
镍氢、镍镉电池、锂电池之间的区别镍氢电池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，无记忆效应。
镍氢电池的缺点是价格镍镉电池要贵好多，性能比锂电池要差。
锂离子电池以锂离子电池为材料的一种高能量密度电池。
锂离子电池还是一种智能电池，它可以与专用原装智能充电器配合，达到最短的充电时间、最大的寿命周期及最大的容量。
锂离子电池是目前性能最好的电池。
与同样大小的镍镉电池、镍氢电池相比，电量储备最大，重量最轻、寿命最长、充电时间最短，无记忆效应。
可充电电池主要有铅酸蓄电池和碱性蓄电池两种。
目前使用的镍镉(NiCd)、镍氢(NiMH)和锂离子(Li－Ion)电池都是碱性电池。
镍氢电池NiMH电池正极板材料为NiOOH，负极板材料为吸氢合金。
电解液通常用30％的KOH水溶液，并加入少量的NiOH。
隔膜采用多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布等。
NiMH电池有圆柱形和方形两种。
NiMH电池具有较好的低温放电特性，即使在－20℃环境温度下，采用大电流(以1C放电速率)放电，放出的电量也能达到标称容量的85％以上。
但是，NiMH电池在高温(＋40℃以上)时，蓄电容量将下降5～10％。
这种由于自放电(温度越高，自放电率越大)而引起的容量损失是可逆的，几次充放电循环就能恢复到最大容量。
NiMH电池的开路电压为1.2V，与NiCd电池相同。
NiCd/NiMH电池的充电过程非常相似，都要求恒流充电。
两者的差别主要在快速充电的终止检测方法上，以防止电池过充电。
充电器对电池进行恒流充电，。
镍氢充电知识点总结
镍氢充电知识点总结一、镍氢电池的基本原理镍氢电池是一种环保的可充电电池，它采用了镍氢化物和氢氧化镍作为正负极材料，使用了一种碱性电解液。
镍氢电池的工作原理是在充放电过程中，正极的氢氧化镍和负极的镍氢化合物之间进行氧化还原反应，通过电化学反应来储存和释放电能。
二、镍氢电池的特点1. 高能量密度：镍氢电池的能量密度比铅酸电池和镍镉电池高，能够提供更长的续航里程。
2. 长寿命：镍氢电池具有长寿命，能够充放电数千次。
3. 环保：镍氢电池不含有铅和镉等有毒元素，对环境友好。
4. 安全性好：镍氢电池不会发生“记忆效应”，也不会因深度放电而损坏。
三、镍氢电池的充电特点1. 充电电压范围：镍氢电池的标称工作电压为1.2V，充电电压范围为1.41V~1.56V。
2. 充电过程：在正常充电过程中，电流逐渐减小，直至充电完全停止。
3. 充电时间：镍氢电池的充电时间根据电流的大小不同，充电时间也不同。
四、镍氢电池的充电方法1. 恒定电压充电：恒定电压充电是一种常用的充电方法，适用于镍氢电池的大容量充电时。
2. 恒流充电：在恒流充电过程中，电压逐渐增加，直至镍氢电池充满。
五、镍氢电池的充电注意事项1. 使用合适的充电器：应使用专门设计的镍氢电池充电器，以避免过充或过放。
2. 适当的充电模式：根据电池的实际情况，选择合适的充电模式。
3. 避免过充：充电时应注意控制电压和电流，避免过充，以免发生安全事故。
4. 避免过放：充电过程中应及时停止充电，避免过放，以免影响电池的使用寿命。
六、镍氢电池的充电管理系统镍氢电池的充电管理系统主要包括充电控制器、电池管理模块、充电接口等部件。
充电管理系统能够实现对电池的全面监控和管理，保证电池的安全充电和使用。
七、镍氢电池的充电技术发展趋势1. 高速充电技术：随着科技的不断发展，镍氢电池的充电速度也在不断提高，未来将会出现更高速的充电技术。
2. 高能量密度技术：目前，科研人员正在致力于提高镍氢电池的能量密度，以满足电动汽车等高功率需求。
镍在电池中的作用
镍在电池中的作用镍在电池中的作用随着科技的不断进步，电池已经成为我们日常生活中必不可缺的电力来源。
然而，大多数人可能并不知道电池中的各种金属元素都是怎样发挥作用的。
其中，镍在电池中起着非常重要的作用。
1. 镍氢电池首先，我们来看一下镍氢电池。
这种电池最初由欧洲航天局（ESA）于1960年代研制，如今已广泛应用于手机、笔记本电脑等电子设备中。
镍氢电池内部由两个电极、电解液和隔膜组成。
其中，正极由镍氢化合物（NiMH）制成，而负极通常由氢化钴（CoH2）制成，两者之间通过隔膜分隔。
镍氢电池的主要作用就是将化学能转化为电能，使电子设备得以持续供电。
2. 镍镉电池其次，还有一种常见的电池类型——镍镉电池。
该电池在20世纪早期被发明并广泛应用于各种电子设备中，但因其对环境和健康的不良影响，如今已经被逐渐淘汰。
不过，它的工作原理同样是将化学能转化为电能。
镍镉电池的正负极材料分别为氧化镉（CdO）和氢氧化镍（NiOOH），两者间同样通过隔膜隔开。
电池放电时，氢氧化镍的离子与水中的氢离子反应，产生电能。
3. 镍铁电池最后，还有一种比较少见但同样重要的电池类型——镍铁电池。
它的主要应用领域是储能系统，如太阳能、风能等可再生能源的储能。
镍铁电池的正负极分别是氢氧化镍和氢氧化铁（FeOOH），两者之间同样通过隔膜隔开。
镍铁电池的主要作用就是将电能转化为化学能，以便用于储存。
综上所述，镍在电池中扮演着至关重要的角色，它不仅可以将化学能转化为可用于日常生活的电能，还可以用于储能系统中的电能储存。
作为一名优秀的内容创作者，我们应该加强对镍以及其他重要金属元素在电池中的作用的研究，促进电池技术的发展，为人类的发展进步做出贡献。
镍氢电池的原理
镍氢电池（NiMH，Nickel-Metal Hydride Battery）是一种常见的可充电电池，广泛应用于各种便携式设备、电动工具和混合动力汽车等领域。
它们主要由镍氢蓄电池(Ni-MH)和金属氢化物(MH)制成。
镍氢电池的原理基于一个叫做氧化还原反应（Redox Reaction）的化学过程。
镍氢电池主要由正极（镍氧化物氢化物，NiOOH）、负极（金属氢化物，MH）以及电解质（通常是氢氧化钾KOH溶液）构成。
在充电过程中，电流通过电池，使负极的金属氢化物（MH）中的氢气得到释放，同时生成MH₂和电子，MH₂进一步氧化为M和2H+。
这个过程释放出电子，从而使电池能储存能量。
正极镍氧化物氢化物（NiOOH）在此过程中被还原为镍氢氧化物
（Ni(OH)₂）。
在放电过程，正、负极之间的化学反应相反。
这时候，负极金属离子（M）和氢离子结合生成金属氢化物（MH），同时释放电子。
正极镍氢氧化物被氧化为镍氧化物氢化物（NiOOH），电子通过外部电路被消耗，供给设备所需能量。
镍氢电池具有较高的能量密度、充放电效率和较长的循环寿命等优点，相较于镍镉电池（Ni-Cd），具有更好的环保性。
不过，它们也存在一些缺点，例如自放电速率较高和不适应高温环境等。
随着锂离子电池除了优越的储能性能和环保性以外，在许多应用场景中逐渐取代了镍氢电池。
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。
镍镉电池与镍氢电池的比较分析动力电池产品
镍镉电池与镍氢电池的比较分析动力电池产品随着科技的发展和人们对环境保护的意识提高，动力电池作为新能源车辆的重要组成部分，受到了越来越多的关注。
在众多的动力电池产品中，镍镉电池和镍氢电池是两种常见的类型。
本文将对这两种动力电池进行比较分析，以帮助读者更好地了解它们的特点和优劣势。
一、功率表现方面镍镉电池和镍氢电池在功率表现方面存在一定的差异。
镍镉电池具有较高的比功率，可以在短时间内释放出较高的电流，适合用于一些高功率的应用场景，如电动工具等。
而镍氢电池相对来说功率较低，但具有较高的能量密度和较长的使用寿命，适合用于一些对能量密度和使用时间要求较高的场景，例如电动汽车。
二、环境友好性方面在环境友好性方面，镍氢电池明显优于镍镉电池。
镍镉电池中含有有毒的镉元素，对环境和人体健康都存在一定的危害。
而镍氢电池不含有镉元素，对环境的污染较小，造成的负面影响较少。
这也是为什么在现代社会，随着环保意识的提升，镍氢电池逐渐取代了镍镉电池的主要原因之一。
三、循环寿命方面循环寿命也是衡量动力电池产品好坏的一个重要指标。
镍镉电池通常具有较长的循环寿命，可以经受更多次的充放电循环，使用寿命较长。
而镍氢电池虽然比镍镉电池的使用寿命稍短，但仍然能够达到较高的使用寿命，一般可以使用几百到一千次的循环。
四、经济性方面从经济性角度来看，镍镉电池相对便宜，制造成本低，但在使用寿命和环境友好性方面存在着一定的劣势。
在现代社会注重环保和可持续发展的背景下，镍氢电池越来越受到青睐，其价格虽然相对较高，但是在长期使用和维护成本上相对较低。
总体来说，镍镉电池和镍氢电池在不同方面有着各自的特点和优劣势。
根据具体的应用需求，可以选择适合的电池类型。
随着科技的进步和技术的不断发展，相信未来动力电池将会更加高效、环保和经济，为推动新能源发展发挥更加重要的作用。
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;。
镍氢电池的原理及与镍镉电池的比较_张鹏
2 .1 充电特性比较 镍氢电池的充电特性与镍镉电池类似 , 充
电过程中二者的电压和温度曲线如图 5 和图6 所示 。可以看出 , 充电终止时 , 镍镉电池的电压 下降比镍氢电池要大得多 。当电池容量达到额
表 1 密封镍氢电池的型号和技 术参数
型号
电压(V)
容量
典型
(m Ah) 标准
最小 电流(mA)
充电 快速
时间(h) 电流(mA)
充电 尺寸
时间(m i n) 23
(m m)
高
重量(g)
A AA 1 .2 4 40 4 00 80 7～ 8 4 00 70 直径 44 .5 13
AA 1 .2 1 150 1 100 2 20 7～ 8 1 100 70 1 0 .5 5 0 .5 26
圆柱型密封镍氢电池的结构如图 1 所 示 。 它由正极板 、负极板 、隔板 、安全排气孔 等部分驵成 。正极板的材料为 NiOOH , 负极 板的材料为贮氢合金 。当镍氢电池过充电 时 , 金属壳内的气体压力将逐渐上升 。 当该 压力达到一定数值后 , 顶盖上的限压安全排 气孔打开 , 因此可以避免电池因气体压力过 大而爆炸 。
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
镍氢电池 镍镉电池 Ni-M H N i-Cd
镍氢电池的工作电压与镍镉电池完全相 同 , 均为 1 .2V , 因此完全可以取代镍镉电 池。
阅读材料：镍镉和镍氢电池简介
镍镉和镍氢电池简介镍镉/镍氢电池的发展1899年，WaldmarJungner在开口型镍镉电池中，首先使用了镍极板，几乎与此同时，ThomasEdison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多个单位研制生产镍氢电池，国产镍氢电池的综合性能已经达到国际先进水平。
氢镍电池的结构蓄电池参数蓄电池的五个主要参数为：电池的容量、标称电压、内阻、放电终止电压和充电终止电压。
电池的容量通常用Ah安时表示，1Ah就是能在1A的电流下放电1小时。
单元电池内活性物质的数量决定单元电池含有的电荷量，而活性物质的含量则由电池使用的材料和体积决定，因此，通常电池体积越大，容量越高。
(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200万只镍氢电池。
目前国内已有20多个单位研制生产镍氢电池，国产镍氢电池的综合性能已经达到国际先进水平。
蓄电池参数蓄电池的五个主要参数为：电池的容量、标称电压、内阻、放电终止电压和充电终止电压。
电池的容量通常用Ah(安时)表示，1Ah就是能在1A的电流下放电1小时。
单元电池内活性物质的数量决定单元电池含有的电荷量，而活性物质的含量则由电池使用的材料和体积决定，因此，通常电池体积越大，容量越高。
镍氢电池与镍镉电池有什么区别
近来发现有很多朋友询问电池问题，尤其是新手，对相机使用的电池不是很了解。
为此，特将自己对电池的理解与掌握的电池知识写出来与广大DX们分享。
数码相机常用的电池分为锂离子电池、镍氢电池、镍铬电池、碱性电池等…由于大多数数码相机采用AA型镍氢电池做电源，所以本文章以AA型镍氢电池为讲述重点。
1、镍氢电池的特点：镍氢电池（NIMH）是现代电子产品中使用最为广泛的绿色环保电池之一，具有单体容量大、放电特性平稳、通用性强、发热量小等优点。
缺点是体积大、自身重量大。
2、镍氢电池的特性：镍氢电池标称电压1.2V，在充足电的情况下可达1.35V，与普通AA类碱性电池电压相近，基本上可以通用，镍氢电池的放电特性非常好，放电曲线也非常平滑，到电力快要消耗完时，电压突然跌落，这一点接近于镍铬电池，但是瞬间放电电流不如镍铬电池。
另外，镍氢电池采用无汞设计，这对于环境保护具有重大意义。
3、镍氢电池的结构：AA型镍氢电池与普通AA电池外形一样。
同镍铬电池一样，镍氢电池也采用化学物质的可逆反应来实现充电与放电过程。
所以在充放电过程中，电池内部会产生大量气体，电池内部的压力相对较大，因此，镍氢电池都设计有排气用的排气孔，防止因内部压力过大发生爆炸。
目前我们所接触到的GP系列电池，之所以看不到排气孔，是因为电池顶部安装有一个圆形的塑料片，用来防止异物堵塞排气孔和防止正极帽同负极的外壳短路。
4、电池的记忆效应：所谓记忆效应，是指电池在充放电过程中，由电池内部化学成分所决定的、在某一区域产生无法继续发生化学反应的现象。
具个例子：当一节电池充满电后，它可以对某电器连续放电60分钟。
现在我们就用这节电池对这个电器进行放电，放电到30分钟时停止，再对这节电池进行充电，充好电后继续放电30分钟，每次都不进行完全放电，经过N次重复操作，这节电池就有了记忆效应，在以后的使用过程中，当电池放电30分钟后，就不再输出电流了，也就是说，这节电池的容量减少了一半。
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200万只镍氢电池。
目前国内已有20多个单位研制生产镍氢电池，国产镍氢电池的综合性能已经达到国际先进水平。
蓄电池参数蓄电池的五个主要参数为：电池的容量、标称电压、内阻、放电终止电压和充电终止电压。
电池的容量通常用Ah(安时)表示，1Ah就是能在1A的电流下放电1小时。
单元电池内活性物质的数量决定单元电池含有的电荷量，而活性物质的含量则由电池使用的材料和体积决定，因此，通常电池体积越大，容量越高。
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镍氢电池与同体积的镍镉电池相比 , 容 量可以增加一倍 , 并且充放电循环次数达到 500 次以后 , 镍氢电池的容量并无明显减 少 。通常充放电循环次数可达到 1000 次 。
镍氢电池中 ,不用价格很昂贵的有毒物质 —金属镉 ,因此 ,镍氢电池生产 、使用以及废弃 后 ,均不会污染环境 ,因此被称为绿色电池 。
4/ 5A 1. 2 1450 1400 280 7～8 1400 70 17. 5 43 34
SC 1. 2 2400 2200 450 7～8 2200 70 17. 5 43 53
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.第 5 期 1997 年 5 月
图 3 镍氢电池的放电特性曲线
图 5 镍氢 、镍镉电池充电电压比较
图 4 镍氢电池低温放电特性
定容量的 80 %以前 , 镍镉电池的温度缓慢上 升 , 当电池容量达到 90 %以后 , 镍镉电池的温 度才很快上升 。当电池基本充足电时 ,镍镉/ 镍 氢电池的温度上升率基本相同 。 2. 2 应用特点比较
国产密封镍氢电池的型号和主要技术参 数如表 1 所列 。 1. 3 镍气电池的主要特性
在常温 (20 ℃) 下 , 采用 1C 、0. 2C 和 0. 5C 充电率时 ,电池电压随充入电量的变化
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1 、镍氢电池
1. 1 基本工作原理 镍氢电池正极的活性物质为 NiOO H (放
电时) 和 Ni (O H) 2 (充电时) , 负极板的活性物 质为 H 2 (放电时) 和 H 2O (充电时) ,电解液采 用 30 %的氢氧化钾溶液 ,电化学反应如下 :
充电
正极 : Ni (ON )2 + O H - - e ΩNiOO H + H2O 放电
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
圆柱型密封镍氢电池的结构如图 1 所 示 。它由正极板 、负极板 、隔板 、安全排气孔 等部分驵成 。正极板的材料为 NiOO H ,负极 板的材料为贮氢合金 。当镍氢电池过充电 时 , 金属壳内的气体压力将逐渐上升 。当该 压力达到一定数值后 , 顶盖上的限压安全排 气孔打开 , 因此可以避免电池因气体压力过 大而爆炸 。
负极
:
H2O
+
充电
eΩ 放电
1 2
H2
+
OH
-
总反应 : Ni
充电
(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。
过量充电时的电化学反应 :
正极 : 2O H -
-
2e
→1 2
O2
+
H2 O
负极 : 2 H2 O + 2e →H2 + 2O H -
总反应 :
H2 O
→H2
+
1 2
O2
再化合 :
H2
+
1 2
O2
→H2 O
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 , 而且氧气能够随时扩散 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 以使蓄电池的内部氧气的浓度 , 不超过千分 之几 。
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《国外电子元器件》1997 年第 5 期 1997 年 5 月
●新特器件应用
镍氢电池的原理及与镍镉电池的比较
西安通信学院 张鹏 孟进 许英
摘要 : 镍氢电池是一种性能非常优异的新型电池 , 在不久的将来 , 它一定会取代目前 大量应用的镍镉电池 。本文详细介绍了镍氢电池的基本工作原理 、结构和特性 ,还从 多个方面对镍氢与镍镉电池进行了比较 。 关键词 :镍氢电池 镍镉电池 充电速率 放电速率
镍氢电池 镍镉电池
Ni2MH Ni2Cd
67
27
180 70～80
95
90
90
84
80
60～70
0. 521
1
> 1000 无
400 严重
记忆效应
无
有
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2 、镍氢电池与镍镉电池比较
2. 1 充电特性比较 镍氢电池的充电特性与镍镉电池类似 ,充
电过程中二者的电压和温度曲线如图 5 和图6 所示 。可以看出 ,充电终止时 ,镍镉电池的电压 下降比镍氢电池要大得多 。当电池容量达到额
表 1 密封镍氢电池的型号和技术参数
型号
电压 (V)
容量
典型
( mA h)
在常温 ( 20 ℃) 下 , 采用 3C 、1C 和 0. 2C 放电速率时镍氢电池的电压随放电容量的 变化规律如图 3 所示 。由图可以看出 , 采用 0. 2C 放电速率时 , 电压下降到 1. 2V 时 , 镍 氢电池已放出标称容量的 90 %以上 。采用 大电流 (放电速率为 1C) 放电时 , 电池电压 降到 1. 2V 时 , 放出的容量也已达到 70 %以 上。
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
镍氢电池的原理及与镍镉电池的比较
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图 1 密封镍氢电池的结构
规律如图 2 所示 。镍氢电池充足电后 ,电压基 本保持不变 ,开始过充电后 ,电池电压出现很 小负增量 。通常 ,采用 1C 充电速率时 ,70 分 钟以内 ,镍氢电池可以充足电 。采用 0. 2C 充 电速率时 ,充电时间约为 7 小时 。
最小
标准
电流 (mA)
充电
时间 (h)
快速
电流 (mA)
充电
时间 (min)
尺寸
23
( mm)
高
重量 (g)
AAA 1. 2 440 400 80 7～8 400 70 直径 44. 5 13
AA 1. 2 1150 1100 220 7～8 1100 70 10. 5 50. 5 26
A 1. 2 1800 1700 340 7～8 1700 70 14. 5 50. 5 37
镍氢电池具有较好的低温放电特性 。当
图 2 镍氢电池的充电特性曲线
环境温度为 - 20 ℃时 ,镍氢电池的放电特性 如图 4 所示 。采用 0. 2C 放电速率时 , 镍氢 电池放出容量可达到标称容量的 90 % , 采 用大电流 (放电速率为 1C) 放电时 , 镍氢电 池放出的容量也能达到标称容量的 85 %以 上 。应当说明 , 镍氢电池的自放电率很小 , 在常温下 , 镍氢电池充足电后 , 放置 28 天 , 电池容量仍能保持在标称容量的 75～85 % 之间 。