镍氢动力电池基础知识讲座资料

2.1，表征电池的基本性能参数： 2.1.1，电池电压：通常具有开路电压和工作电压之分； 电池开路电压与温度和电池状态等因素有关。 电池工作电压又称作放电电压或者负载电压， 工作电压与工作电流有关。
2.1.2，电池容量 ：电池容量是指在一定放电条件下从电池 中获得的电能的多少。 分理论容量、实际容量、额定容量 理论容量是按照活性物质的理论化学能计算； 实际容量是电池在一定条件下实际能够放出的电能； 额定容量是规定电池在一定的放电条件下应该放出的 最低限度的电量。
在正常的充放电过程中H2O并没有参与电池反应。 过充电过程： 正极：4OH2H2O + O2 + 4e 负极： 2H2O + O2 + 4e 4OH过放电过程： 正极：2H2O + 2e H2 + 2OH负极：合金被氧化、氢气被氧化等反应
4.2，镍氢电池充放电基本特征： (1)，电池内正极和负极属于串联式结构； (2)，通常负极设计容量高于正极，电池的放电容量 以正极总放电容量为准。
2.1.3 ，电池内阻：电池内阻是电池(尤其是功率型电池)非 常重要的参数之一。 通常包括三部分： 欧姆电阻、电化学极化电阻，浓差极化电阻。
2.1.4，电池能量： 电池在一定条件下对外做功所能输出的电能， W=C×U 2.1.5，电池的功率： 电池的功率是指在一定放电制度下，单位时间内电 池输出的电量。 P=W/t 表示电池承受工作电流的大小。
……………………………
1.3，电池基本术语
CC：恒流充电，恒定电流的充电过程； CV：恒压充电，恒定电压的充电过程； Discharge：放电（一般用恒流放电表示）； Capacity：容量（电流对时间的积分）； DOD：放电深度 Depth of discharge; SOC：荷电状态 State of charge; Cut off Voltage：放电截止电压； Energy density：能量密度； In Volumetric，体积能力密度 In Gravimetric，重量能力密度
自放电：镍氢电池具有比铅酸、锂离子电池更大的自 放电。
4.1，镍氢电池充放电原理
Discharge process： 正极：NiOOH + H2O+e Ni(OH)2 + OH负极：MH + OH--e M + H2O 电池反应：MH + NiOOH M+Ni(OH)2
Charge process: 正极：Ni(OH)2 + OH--e NiOOH + H2O 负极：M + H2O+e MH + OH电池反应：M + Ni(OH)2 MH + NiOOH
3.2，镍氢电池构成及特点： 3.2.1， 镍氢电池主要由五部分构成： (1)，氢氧化镍以及辅助材料构成正极； (2)，储氢合金以及辅助材料构成负极； (3)，电池隔膜；(4)，电解液；(5)，电池外壳。
电池太极示意图
3.2.2，电池基本组成部分及作用： 正极片构成：活性材料为氢氧化镍，导电添加剂为Co类 材料，粘接剂，泡沫镍等； 负极片构成：AB5型储氢合金为活性材料，导电添加剂为 Ni类材料，粘接剂，泡沫镍或镀镍钢带等； 电池隔膜：阻止正负极之间直接电子导电，吸收电解液使 得正负极之间形成离子导电通道； 电解液：主要是强碱性水溶液，腐蚀性强，在正负极之间 提供荷电粒子，在电极表面荷电粒子得失电子而 发生电化学反应，产生电流。 电池外壳：常用金属壳和塑料壳两种。需要耐碱腐蚀，易 于加工等
Power density：功率密度; In Volumetric，体积功率密度 In Gravimetric，重量功率密度 C-rate：倍率充放电； HT/LT-charge/discharge performance： 高低温充电/放电能力； Cycling：循环； Self-discharge：自放电； Over-charge：过充电； Short Circuit：短路。 Pulse-charge/discharge：脉冲充电/放电
镍氢动力电池基础知识讲座
湖南神舟科技股份有限公司
研发中心 2009.10.28
内容提要
1，电池的定义、分类和基本术语 2，电池的基本性能参数 3，镍氢电池的发展历史、构成及特点 4，镍氢电池充放电原理及基本特征 5，电动汽车基本知识以及对电池的要求 6，神舟镍氢动力电池基本电化学特征
1.1，电池定义：
3.2.3，镍氢电池基本特点：
电压：标称电压为1.2V， 工作电压一般在1～1.45V之间， 大电流放电工作电压范围：0.8V ～1.7V之间， 放电最低电压不能低于0.2V， 充电最高电压不能高于1.8V。 容量：根据需要可以设计成不同容量的电池，但是受 材料自身导电性能的限制，目前技术水平似乎 无法实现容量超过100Ah的电池。
？
电 能
化学能
电池是通过电化学氧化还原反应将活性材料内存 储的化学能直接转化为电能的装置。 本质上为一个能量转化器 通常在电池的能量转化过程中伴随着热能的产生。
1.2电池分类
1.2.1，从电极反应的可逆性而言可分为一次电池 和二次电池(蓄电池)； 1.2.2，从电池的形状讲可分为圆形电池、方形电 池、扣式电池等； 1.2.3，根据电池体系不一样可分为碱性电池、酸 性电池等； 1.2.4，根据电池用途不一样可分为常用电池、备 用电池等； 1.2.5，根据能量功率的不同可分为能量型电池和 功率型电池；
Fra Baidu bibliotek
2.1.6，电池寿命： 电池的寿命与电池的使用方式密切相关。
3.1，镍氢电池的发展历史： 主要分为3个阶段： (1)，上世纪60年代未至70年代末为可行性研究阶段； (2)，上世纪70年代末至80年代末为实用性研究阶段； 1984年开始，荷兰、美国、日本研究开发储氢合金电极、 1988年Ovonic公司，1989年日本等先后开发成功镍氢电池 (3)，上世纪90年至今的产业化阶段； 中国上世纪80年代末研制成功电池用储氢合金，1990 年研制成功AA型镍氢电池。 通过国家“863”(国家高技术研究发展计划)计划的支持 目前镍氢电池正逐步应用于电动汽车领域，并且发展速度 较快。