镍氢电池基础知识

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1、目录1.各种蓄电池的比较：22.Ni-MH电池材料构成23.Ni-MH电池工作原理44.鎳氢动力电池的不足51•各种蓄电池的比较:铅酸电池银氢电池锂离子电池—燃料电池液态锂离子电池

2、聚合物锂离子电池比能*35-4075-80110155500(wh/kg>比功率50160-230300315100h/L)80100-200200-280>3201000电压(v)21.23.73.70.6-0.8工作温度-20-601：20-60V0〜60X?20-60V20-105V自放电率4-5%30-35%<5%<0.5%极低循环寿

3、命800次1000次以h1000次以h1000次以卜高倍率放电性好能量密度髙能址密度高.寿命长比能fit启】耐充放电能力强平均辑出电压髙口放电車最低能量转换率耐过充放能力强输出功率大安全性好不易燃烧高flRtJrj±*ttn竝寿命长，高低沮自放电小不需冷联就可制成大电池性能稳定性能好无记忆效应不需使用传统隔膜材料安全性好安全性好可快充，寿命长更易T大规模【业化生产环保比能量低成本高，须保护电路成本很尚kh占寿命短，耐防止过充放成本赢寿命短，电流过充放差fl放电率烏热不稳定性,可能发弱低温性能小,比功率污染环境生燃爆，安全性低小,难充电2.Ni-MH

4、电池材料构成银氢电池的材料构成主要由电极材料、电解液、金属材料及隔膜组成,正负极及电解液材料上不同工艺上的差异使电池有不同的性能，其中止极材料决定了电池的容量，负极材料决定了大电流或高温工作时，电池充放电的稳定性。目前正极材料多用高密度氢氧化镰，负极材料为贮氢合金粉。如图：磔氢电池材料构成正扱胡科：却包化鏡隔匝:无纺聚丙備负扱村料：佬氢合金电解质：氢毎化钾正极性能可通过添加制剂來改善。影响氢氧化银电池正极性能的主要因素有：1)稳定高比容量(>500mAh/cm3)Ni(0H)2正极的制备;2)宽温度(大电流)使用范围(-20'50兀)下电池性能的稳

5、定性，特别是较高温度下，氢氧化银正极上氧的过电位下降而引起充电过程内压过高，效率降低；3)由于极片膨胀使隔膜电液干涸，电液内阻加大，引起电池性能衰退。针对这些因素，一般通过增加添加剂、导电剂、粘合剂等来改善其性能。4)如图：实用添加剂导电剂和粘合剂添加剂导电剂粘合剂CmCo.Zn及某些稀土元素铿粉、乙块您.石墨CMC.P»PTFEfrNi(OH)2制备期间和探电极制备过程屮加入相结介从大电流放电性能贮氢合金是影响电池容量和充放电性能的关键材料，也是发展镰氢动力电池的主要技术瓶颈。电动车用MH-Ni电池要求贮氢合金必须具备高比容量、长寿命、高电压平

6、台、良好的催化活性(包括构成电极后所形成的气、固、液三相催化层)及低成本等性能，技术门槛也体现在贮氢合金的配方、纯度、粒度、表面处理、活性催化、容量与寿命,以及充放电控制、温度控制等方面。目前已经商业化的Ni-MH电池负极材料有两种：AB5型混合稀土类和AB2型错基贮氢合金。AB5型受其理论容量的限制，很难满足电动汽车对动力电池的要求，而AB2型合金吸氢量大，电化学理论容量高，与氢反应速度快，活化容易，没有滞后反应，抗电解液的腐蚀氧化性强，电化学循环稳定性高，是操氢动力电池最主耍应用的新型贮氢材料。2.Ni-MH电池工作原理电池屮的反应方程式是：正

7、极：Ni(OH)2二NiOOH+H++c—负极：M+(II)20+e—二Mil+Oil—电池总反应：Ni(OH)2+M=NiOOH+MH,苴中M为贮氢合金，MH为吸附了氢原子的贮氢合金。卜'图：Ni-MH电池工作原理——MH+OfT^Oa+2MHO±^2H2O*4e——4OHHa+2OH2H2O2^-京电发鱼电盘整尺血宝玳倍個件#W7

8、的；♦外尹衣偉塔*金宣抵上込床点虫眾子吐放电时/*珏每成处吒・铲./又底低宴吉全电贋上加凫械*2H.O+2e-H严2OH镰氢电池具有较强的耐过充放电性能。对密闭电池而言，通常电池设计负极容量比正极容量大，电池在过充电时，正极所产生的氧气能与负极贮氢合金中的氢结合形成水：MH0MHH0x2x42+=+2—,过放电产生的氢气又能被贮氢合金吸收，从而抑制了电池内压的上升，故鎳氢电池有较好的耐过充、过放电性能。2.镰氢动力电池的不足镰氢电池具有可大电流快速充放电、耐过充放电能力强、低温性能好、比功率高等优点，是目前技术最为成熟、应用最为广泛的动力电池。同时

9、，银氢电池也存在着以下不足：自放电率高，常温下30天不使用时，电池的放电容量只有额定容量的65~70%；比能量较小，极限值