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镍氢电池有哪一些缺点

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浏览:- 发布日期:2021-01-12 11:10:02【

镍氢电池(NIMH)是通过镍镉电池(NiCdbattery)的改良处理工艺制成的,用能够吸收氢气的金属(稀土合金或镍合金)取代镉(Cd),再循环再利用,这是一种环保电池。

镍氢电池


NIMH(NIMH)的优缺点如下:


在同等体积下,容量更大,例如普通的5号电池,镍氢电池的额定容量为2900mAh(毫安时),而镍镉电池的额定容量为1100mAh(毫安时)。


与碳锌电池和碱性电池相比,镍氢电池具有更大的输出电流,并且相对更适用于高耗电产品,某些特殊型号的电源输出电流比普通镍镉电池更大。


记忆效应不太明显,甚至许多品牌的镍氢电池都宣称没有记忆效应。


周期长,在正确的使用条件下,可以重复使用500次以上。


旧式镍氢电池的自放电率较高,满电常温储存时的自放电率为30~35%,而新一代镍氢电池的自放电率已经相当低。


耐热性差,尽量不让电池温度高于45度。另外,电池的使用寿命会迅速下降,内阻也会增加。


过长的充电时间会严重影响电池寿命,有一定的危险,因此当电池充满时要停止充电。


镍氢化物(NIMH)是通过镍镉电池(NiCdbattery)的改良处理工艺制成的,用能够吸收氢气的金属(稀土合金或镍合金)取代镉(Cd),可以回收再利用,这是一种环保电池。


NIMH(NIMH)的优缺点如下:


在同等体积下,容量更大,例如普通的5号电池,镍氢电池的额定容量为2900mAh(毫安时),而镍镉电池的额定容量为1100mAh(毫安时)。


与碳锌电池和碱性电池相比,镍氢电池具有更大的输出电流,并且相对更适用于高耗电产品,某些特殊型号的电源输出电流比普通镍镉电池更大。


记忆效应不太明显,甚至很多品牌的镍氢电池都宣称没有记忆效应。


周期长,在正确的使用条件下,可以重复使用500次以上。


旧式镍氢电池的自放电率较高,满电常温储存时的自放电率为30~35%,而新一代镍氢电池的自放电率已经相当低。


耐热性差,尽量不让电池温度高于45度。另外,电池的使用寿命会迅速下降,内阻也会增加。


过长的充电时间会严重影响电池寿命,有一定的危险,因此当电池充满时要停止充电。


镍氢化物蓄电池具有良好的性能。镍电池分为高电压镍氢电池和低电压镍氢电池。镍氢电池的正极活性物质是Ni(OH)2(称为NiO电极),负极活性物质是金属氢化物,也称为储氢合金(称为电极),电解液是6mol/L的氢氧化钾溶液。镍氢化物电池是氢能源应用的一个重要发展方向。


近年来,随着人类对化石燃料大规模开发利用,氢能源的开发利用越来越受到人们的重视。镍氢化物电池是氢能源应用的一个重要发展方向。尽管镍氢电池的确是一种性能良好的蓄电池,但航天用镍氢电池是一种高压镍氢电池(约为3.92MPa,或40kg/cm2),这种高压氢气储存在薄壁容器中容易爆炸,而且镍氢电池还需要贵金属作催化剂,成本昂贵,难以被民用接受,所以从70年代起,国外就开始研究民用的低压镍氢电池。镍电池分为高电压镍氢电池和低电压镍氢电池。1970年代初,高压镍氢电池由美国的M.Klein和J.F.Stockel等人首次开发。目前已形成了以镍氢电池取代镉镍电池用于各种卫星的发展趋势。


镍氢电池的正极活性物质是Ni(OH)2(称为NiO电极),负极活性物质是金属氢化物,也称为储氢合金(称为电极),电解液是6mol/L的氢氧化钾溶液。组成电极极片的活性物质主要有烧结、拉浆、泡镍、纤维镍和嵌渗镍等工艺形式,不同工艺制备的电极在容量和大电流放电性能方面有很大差别,电池的生产通常按不同使用条件进行。通信和其他民用电池主要是由拉浆负极、泡沫镍正极组成。充放化学反应[1]:


正极值:Ni(OH)2+OH-=NiOOH+H2O+


负极值:M+H2O+e-=MHab+OH-


总应答:Ni(OH)2+M=NOOH+MH。


注意:M:氢合金;Hab:吸附氢;反应式由左向右是充电过程;反应式由右向左是放电过程。


充电时,正极Ni(OH)2和OH-反应产生NiOOH和H2O,同时释放e-同时产生MH和OH-,总反应为Ni(OH)2和M产生NiOOH,储存氢气;放电时,MHab释放H+,H+和OH-产生H2O和e-,NiOOH、H2O和e-再生成Ni(OH)2和OH-。该电池的标准电动势为1.319伏特。


镍电池分为高电压镍氢电池和低电压镍氢电池。


低电压镍氢电池有如下特点:(1)电压在1.2~1.3V之间,相当于镉镍电池的电压;(2)能量密度高,比镉镍电池高出1.5倍;(3)充放电快,低温性能好;(4)能密封、耐过充放电;(5)不产生树枝状晶体,防止电池短路;(6)安全可靠,不会对环境造成污染,不会产生记忆效应等。[1]


高电压镍氢电池的特点是:1)可靠性高。过放电保护好,过充电保护好,抗高放电能力,无枝晶形成,性能优良。有很好的比例尺。重量比容量60A·h/kg,是镉镍电池重量的5倍。(2)循环寿命长,可达数千次。(3)完全密封,少维护。在-10℃条件下,低温性能良好,储能无明显变化。


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