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鎳氫電池規格型號的詳細介紹

鎳氫電池

鎳氫電池主要有的型號規格通常有A、AA、AAA、AAAA、AAAAA、SC、D、F等,民用電池5號為AA電池,7號為AAA電池,1號為D電池,2號為C電池。具體大小尺寸和容量如下圖表:

鎳氫電池規格尺寸大小

鎳氫電池循環工作的原理

鎳氫電池的電解質主要為KOH作電解液(電解質7moL/L KOH+15g/L LiOH)

鎳氫電池充電時
正極反應:Ni(OH)2+OH-→NiOOH+H2O+e-
負極反應:M+H20+e-→MH+OH-
總反應:M+Ni(OH)2→MH+NiOOH

鎳氫電池放電時

正極:NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-
負極:MH+OH-→M+H2O+e-
總反應:MH+NiOOH→M+Ni(OH)2

以上式中M為儲氫合金,MH為吸附了氫原子的儲氫合金。最常用儲氫合金為LaNi5。

鎳氫電池過放電:
氫氧化鎳電極(正極)2H2O+2e->H2+2OH-
吸氫電極(負極)H2+20H-2e→2H20
過放電時,電池總反應的凈結果為零,由于在正極上產生的氫氣會在負極上新化合,同樣也保持了電池體系的穩定。

鎳氫電池過充電:
氫氧化鎳電極(正極)OH-4e->2H2O+O2
吸氫電極(負極)H2O+O2+4e>4OH

氫氧化鎳電極全充電態時產生的氧氣,經過擴散在負極上重新化合為水。既保持了電池內壓的恒定,同時又使電液濃度不致發生巨大變化。

鎳氫電池由氫氧化鎳正極,儲氫合金負極,隔膜紙,電解液,鋼殼,頂蓋,密封圈等組成。在圓柱形電池中,正負極用隔膜紙分開卷繞在一起,然后密封在鋼殼中的。在方形電池中,正負極由隔膜紙分開后疊成層狀密封在鋼殼中。

鎳氫電池充放電曲線

鎳氫電池充電曲線

鎳氫電池充電曲線

鎳氫電池放電曲線

鎳氫電池放電曲線

鎳氫電池不同溫度下的放電曲線

鎳氫電池不同溫度下的放電曲線

鎳氫電池不同溫度下的放電容量

鎳氫電池不同溫度下的放電容量

容量保持特性

容量保持特性

鎳氫電池循環壽命

鎳氫電池循環壽命



鎳氫電池特點

鎳氫電池與密封的鎳鎘電池有關,但它們不同之處在于,氫被用作吸氫負電極(陽極)上的活性元素而不是鎘。該電極由金屬氫化物制成,通常是鑭和稀土的合金,其作為還原氫的固體來源,可被氧化形成質子。電解質是堿性氫氧化鉀。電池電壓為1.2伏鎳氫電池于1986年由Ovonics的創始人Stanford Ovshinsky獲得專利。

鎳氫電池負極的基本概念源自20世紀70年代用作替代能源的氫的儲存研??究。觀察到某些金屬合金形成氫化物,可以捕獲(和釋放)氫氣,其體積可達自身體積的近千倍。通過仔細選擇合金成分和比例,可以平衡熱力學以允許吸收和釋放過程在室溫和壓力下進行。現在該技術已經相當成熟,鎳氫電池已經開始在高壓汽車應用中得到應用。能量密度是鉛酸的兩倍以上,比鎳鎘電池高40%。它們同時接受更高的充電和放電速率以及微循環,從而實現以前沒有用上的應用。鎳氫電池的組件包括氫氧化鎳的陰極,吸氫合金的陽極和氫氧化鉀(KOH)電解質,它們比競爭對手的鋰電池中使用的活性化學品更加良性。與鎳鎘電池一樣,鎳氫電池也容易受到“記憶效應”的影響,盡管程度較小。它們比鉛酸和鎳鎘電池更貴,但它們被認為更環保。

鎳氫電池組
鎳氫電池


鎳氫電池最近的發展

自引入鋰基電池化學品以來,鎳氫電池化學一直受到嚴重影響。然而,鎳氫電池技術并未停滯不前。鎳氫電池在消費類應用不同,幾乎完全被鋰離子電池取代,但是鎳氫電池仍然在汽車應用中得到應用,它是為HEV供電的首選技術,并且已經積累了超過10年的無故障服務,因此可以持續使用。鎳氫電池的工作溫度范圍已擴展到100°C以上(-30°C至+ 75°C),遠遠超過鋰電池目前可實現的溫度范圍,使鎳氫電池技術成為汽車應用的理想選擇。鎳氫電池可以處理EV應用中典型的高功率水平,有源化學品本質上比鋰基電池更安全,相比鋰電池,鎳氫電池不需要復雜的電池管理系統(BMS)。早期電池易受記憶效應的影響,并也容易高自放電,比鉛酸電池或鋰電池差十倍,但這兩個弱點都已被克服,據稱最近的電池可以保持一年的電量。


鎳氫電池的優點

1.高能量密度(W / kg)。 2.內部阻抗低,但不如鎳鎘電池低。 3.典型的循環壽命為3000次循環。 4.可以深度循環。 5.使用鎳氫電池,已經證明在100%放電深度(DOD)下有超過3000次循環。在較低的放電深度,例如4%DOD,可以預期超過350.000個循環。 6.堅固耐用 – 鎳氫電池還可以承受過充電和過放電條件,從而簡化了電池管理要求。 7.扁平放電特性(但在循環結束時迅速下降) 8.廣闊的工作溫度范圍 9.可在1小時內快速充電 10.涓流充電通常不能與鎳氫電池一起使用,因為過度充電會導致電池老化。因此,充電器應配備一個計時器,以防止過度充電。 11.由于放氣可能會產生壓力,因此它們通常包含可重復密封的排氣閥。 12.可以進行修復。 13.環保(無鎘,汞或鉛) 14.由于使用更多良性活性化學品而在事故或濫用情況下比鋰基電池更安全,這是高功率和汽車應用中特別重要的特性。


鎳氫電池的缺點

1.自放電率高。 2.可無限期存儲,無論是完全充電還是完全放電。 3.雖然不像鎳鎘電池那樣明顯,但會受到記憶效應的影響 4.長時間存放時電池會老化。這個問題可以通過在重新使用之前對電池充電和放電幾次來解決。這種修復還有助于克服“記憶”效應的問題。 5.高倍率放電不如鎳鎘電池 6.比鎳鎘電池更不容忍過度充電 7.與鎳鎘電池一樣,電池必須包含安全通風口,以便在產生氣體時保護電池。 8.鎳氫電池的庫侖效率可高達85%,但通常僅為65%左右,并且電荷越快,盡管預計會有所改善。 9.雖然電池可能具有高容量,但它不一定全部可用,因為它可能僅根據應用提供低至50%DOD的全功率。 10.電池電壓僅為1.2伏特,這意味著需要許多電池來組成高壓電池。競爭的鋰電池通常具有3倍的電池電壓(3.2伏特至3.7伏特)和更高的能量密度。 11.比堿性原電池更低的容量和電池電壓。 12.稀土元素鑭資源有限。主要是在中國。 ? 鎳氫電池


鎳氫電池充電事項

1.每月完全耗盡充電一次以避免記憶效應。 2.請勿將電池留在充電器中。 3.慢充電方法:恒流然后涓流充電。 4.快速充電方法使用dT / dt充電終止。 5.使用定時器切斷以避免長時間的涓流充電。


鎳氫電池的應用

1.低成本的消費應用,然而鋰電池正在占領這個市場。 2.電動剃須刀 3.牙刷 4.相機 5.攝像機 6.手機 7.尋呼機 8.醫療器械和設備 9.汽車電池 10.高功率靜態應用(電信,UPS和智能電網)。


鎳氫電池的成本

最初比鎳鎘電池更貴,但隨著鎳氫電池產量的增加以及有毒的鎘基電池的使用被棄用,價格現在更加符合要求。大約一半的鋰離子電池成本。


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關鍵詞鎳氫電池
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