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  • 镍氢电池

    镍氢电池是一种性能良好的蓄电池。镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。镍氢电池正极活性物质为Ni(OH)2(称NiO电极),负极活性物质为金属氢化物,也称储氢合金(电极称储氢电极),电解液为6mol/L氢氧化钾溶液。镍氢电池作为氢能源应用的一个重要方向越来越被人们注意。

    编辑摘要

    目录

    镍氢电池出现/镍氢电池 编辑

    由于化石燃料在人类大规模开发利用的情况下越来越少,近年来,氢能源的开发利用日益受到重视。镍氢电池作为氢能源应用的一个重要方向越来越被人们注意。虽然镍氢电池确实是一种性能良好的蓄电池,但航天用镍氢电池是高压镍氢电池(氢压可达3.92MPa,即40kg/cm ),这样的高压力氢气贮存在薄壁容器内使用容易爆炸,而且镍氢电池还需要贵金属做催化剂,使它的成本变得很贵,这就很难为民用所接受,因此,国外自70年代开始探索民用的低压镍氢电池。镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。高压镍氢电池是20世纪70年代初由美国的M.Klein和J.F.Stockel等首先研制。用镍氢电池代替镉镍电池并应用于各种卫星上的趋势已经形成。

    结构与原理/镍氢电池 编辑

    镍氢电池正极活性物质为Ni(OH)(称NiO电极),负极活性物质为金属氢化物,也称储氢合金(电极称储氢电极),电解液为6mol/L氢氧化钾溶液。活性物质构成电极极片的工艺方式主要有烧结式、拉浆式、泡沫镍式、纤维镍式及嵌渗式等,不同工艺制备的电极在容量、大电流放电性能上存在较大差异,一般根据使用条件不同的工艺生产电池。通讯等民用电池大多采用拉浆式负极、泡沫镍式正极构成电池。充放电化学反应如下   :

    正极:Ni(OH)+OH =NiOOH+HO+e

    负极:M+HO+e =MH+OH

    总反应:Ni(OH)+M=NiOOH+MH

    注:M:氢合金;H:吸附氢;反应式从左到右的过程为充电过程;反应式从右到左的过程为放电过程。

    充电时正极的Ni(OH)和OH 反应生成NiOOH和HO,同时释放出e 一起生成MH和OH ,总反应是Ni(OH)和M生成NiOOH,储氢合金储氢;放电时与此相反,MH释放H ,H 和OH 生成HO和e ,NiOOH、HO和e 重新生成Ni(OH)和OH 。电池的标准电动势为1.319V。  

    分类/镍氢电池 编辑

    镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。

    低压镍氢电池具有以下特点:(1)电池电压为1.2~1.3V,与镉镍电池相当;(2)能量密度高,是镉镍电池的1.5倍以上;(3)可快速充放电,低温性能良好;(4)可密封,耐过充放电能力强;(5)无树枝状晶体生成,可防止电池内短路;(6)安全可靠对环境无污染,无记忆效应等。  

    高压镍氢电池具有如下特点:(1)可靠性强。具有较好的过放电、过充电保护,可耐较高的充放电率并且无枝晶形成。具有良好的比特性。其质量比容量为60A·h/kg,是镉镍电池的5倍。(2)循环寿命长,可达数千次之多。(3)全密封,维护少。(4)低温性能优良,在-10℃时,容量没有明显改变。  

    使用时的维护/镍氢电池 编辑

    镍氢电池在使用时应注意维护。

    (1)使用过程忌过充电。在循环寿命之内,使用过程切忌过充电,这是因为过充电容易使正、负极发生膨胀,造成活性物脱落和隔膜损坏,导电网络破坏和电池欧姆极化变大等问题。

    (2)防止电解液变质。在镍氢电池循环寿命期,应抑制电池析氢。

    (3)镍氢电池的存放。保存镍氢电池应在充足电后,如果在电池中没有储存电能的情况下长期保存电池,将使电池负极储氢合金的功能减弱,并导致电池寿命减短。

    (4)电量用尽后充电。镍氢电池和镍镉电池相同,都有“记忆效应”,即如果放电途中在电池还残存电能的状态下反复充电使用,电池很快就不能用了。  

    发展趋势/镍氢电池 编辑

    镍氢电池已经是一种成熟的产品,目前国际市场上年生产镍氢电池数量约7亿只,日本镍氢电池产业规模和产量一直高居各国前列,美国和德国仅此于日本,在镍氢电池领域也开发和研制多年。我国制造镍氢电池原材料的稀土金属资源丰富,已经探明储量占世界已经探明总储量的80%以上。目前国内研制开发的镍氢电池原材料加工技术也日趋成熟。镍氢电池可以和锌锰电池、镉镍电池互换使用,今后圆形电池主要朝着产品规格的多样性和商业化方面发展,而方形电池的发展重点是作为动力车的动力源。  

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