镍氢电池的结构工作原理

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。