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大致談談鎳氫電池

2022-11-06 07:59:20
  鎳氫電池是20世紀80年代末在鎳鎘電池的基礎上發展起來的新產品。除采用貯氫合金電極代替鎘電極外,其他方面與鎳鎘電池基本相同。作為綠色環保二次電池的鎳金屬氫化物(nickelmetalhydride)二次電池,一般簡稱為鎳氫(Ni-MH)電池。鎳氫二次電池以Ni(OH)2作正極活性物質,貯氫合金(M)作負極活性物質,電解液采用KOH水溶液。鎳氫電池經充電后,正極Ni(OH)2轉變為NiOOH,負極貯氫合金吸氫后成為金屬氫化物,因而實現了可逆充放電使用。與鎳鎘電池相比:鎳氫電池具有比容量高、高低溫性能好、大功率放電好、無污染、安全性高以及較低的記憶效應等優點。

電池廠家

鎳氫電池的原理

鎳氫電池是一種堿性電池,正極采用氫氧化鎳(簡稱鎳電極),負極采用由貯氫材料作為活性物質的氫化物電極,電解質為氫氧化鉀水溶液,其化學式可表示為:

(-)M∕MH|KOH(6mol/L)|Ni(OH)2∕NiOOH(+)

鎳氫電池在進行正常的充放電時,Ni-MH電池正、負極上發生的電化學反應及整個電池成流反應可表示如下:

正極:Ni(OH)2+OH-→NiOOH+H2O+e

負極:M+H2O+e→MH+OH-

電池總反應:Ni(OH)2+M→NiOOH+MH

上述反應為充電反應,放電反應為充電反應的逆反應,放電過程正好是充電過程的逆過程。


鎳氫電池的結構

  鎳氫電池的主要組成包括:正極、負極、隔膜、電解液,鋼殼、蓋帽等。如下圖所示:

鎳氫電池

上圖是圓柱形鎳氫電池的結構圖,鎳氫電池也有方形、扣式等結構。

為了與鋰離子電池競爭,Ni-MH電池正在向高容量化方向發展。目前,AA電池高容量已達2500-2700mAh,AAA電池高容量達到900-1000mAh。就單體電池而言,同型號的鎳氫電池單體容量已經超過目前鋰離子電池產品。

  與鋰離子電池相比,鎳氫電池的劣勢在能量密度。這個是受限于電化學體系,鎳氫電池電壓是1.2V,鋰離子電池是3.6V/3.7V。其次是鎳氫電池的成本,鎳氫電池高速發展的時期,相比較于鋰離子電池,成本有點優勢,但是隨著鋰離子電池材料國產化,原材料成本下降非常明顯,二者成本方面出現反轉,鋰電池的成本更有競爭力,這也是造成鎳氫電池市場萎縮的原因之一。

作為一種成熟的化學電源,鎳氫電池有其自身的電化學性能特性優勢:

(1)安全性,耐過充過放,耐濫用。

(2)比較寬的使用溫度范圍區間,-40度--85度。

(3)倍率性能方面,尤其是快充性能,可以達到10C以上快速充電;高倍率放電性能優異,可以達到30C以上倍率放電。

電池生產

圓柱形鎳氫電池的應用

無繩家用電器(吸塵器/須刨/理發器/修剪器/保健器)、電動車(電動自行車、電動滑板車,電動休閑車)、電動工具(沖擊鉆/割草機/螺絲刀/電鋸)、后備電源(野外應急/監控電源/軍事便攜電源)、充電玩具(R/C賽車/)、照明系統(太陽能燈/工程燈/礦燈/應急燈/電筒)、音像數碼(無繩麥克風/便攜音像/游戲機)。

  目前,國內鎳氫電池市場規模,技術研究,新的應用領域開拓,于前些年相比在走下坡路。

  國外鎳氫電池,有幾個方面做的很好,國內企業可以借鑒。

電池生產廠家

一個是高端的民品應用,一個是混動HEV,豐田prius混動使用的7.2v方形鎳氫電池就是非常成功的案例。

據了解,國內有些廠家也開始做方形7.2V鎳氫電池的研究、批量化生產的工作,并且取得了不錯的成績。


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