鎳氫電池技術培訓：鎳氫電池性能與技術要求

鎳金屬氫化物電池是由貯氫合金負極，鎳正極，氫氧化鉀電解液以及隔板等組成的可充電電池，它與鎳鎘電池的本質區別只是在于負極材料的不問。這種電池的電壓和鎳鎘電池完全相同，為1 2伏。它可以直接用在使用鎳鎘電池有器械件上。鎳氫電池的設想在七十年代開始有人提及，大量的研究集中在九十年代，工業化生產從20世紀最后10年的初期開始。作為負極材料的貯氫合金是由A和B兩種金屬形成的合金，其中A金屬(La，Ti，Zr等)可以大量吸進氫氣，形成穩定的氫化物。而B金屬(Ni,Co,Fe,Mn等)不能形成穩定的氫化物，但氫很容易在其中移動。也就是說，A金屬控制著氫的吸藏量，而B金屬控制著吸放氫氣的可逆性。按照合金的晶體結構，貯氫合金可分為AB5型、AB2型、AB型、固溶體型等，其中主要使用稀土金屬的是AB5型合金。 AB5型貯氫合金主要由銅鑭糸元素和鎳組成，同時少量添加鋁，錳，鈷等。不是所有的貯氫合金都能作鎳氫電池的負極材料。日本生產鎳金屬氫化物電池主要是用稀土金屬和混合稀土金屬作負極，生產的電池占全世界該種電池產最的90％以上，美國主要使用鈦銀基合金作負極，生產的電池約占全世界產量的5％，生產公司有奧芬尼克和杜拉塞樂等幾個公司。

1．鎳金屬氫化物電池的優越性。

Ni-MH電池具有能量密度高、功率密度高、可快速充放電、循環壽命長以及無記憶效應、無污染、可兔維護、使用安全等特點，被稱為綠色電池。該種電池同鎳鍋電池相比，性能指標普遍高于鎳鎘電池；Ni-MH電池的比能量是鎳鎘電池的1.5—2倍。電流充放電時，無記憶效應、低溫特性好、綜合性能優于鎳鎘電池，同時鎳鎘電池廢電池處理復雜，在能源緊張，環境污染嚴重的今天，Ni—MH電池顯示出廣闊的應用前景。因為極鎳電極同鎳鎘電池完全一樣，所以凡是能使用鎳鎘電池的電器都可以使用鎳金屬氫化電池；它無毒，利于環保且綜合性能優于鎳鎘電池，它也不會象鋰高子電池那樣遇潮易爆炸。因此，近五年來生產發展速度遠高于鎳鎘電池。

2，鎳金屬氫化物電池水平現狀

鎳金屬氫化物電池與鎳鎘電池相同點是電壓一樣。不同點是自放電率約高。其它各項性能指標有高有低，有些高于鎳鎘電池，有些低于鋰離子電池。表 1 詳細列出了日本鎳金屬氫化物電池的性能水平現狀。

日本小型貯氫電池性能水平現狀

性能參數?????????? 鎘／鎳電池?????????? 鎳金屬氫化物電池

放電電壓 (V)??????? 1.—1.0???????????? 1.2—1.0

重量比能量(WH/Kg)??? 50一60????????????? 60—80

體積比能量 (WH/|)?? 140一180??????????? 240—300

價格 ($／次)???????? 0.06????????????????? 0.1

能量價格 ($／WH)????? 0.3????????????????? O.4

低溫性能 (-2O度，放電%) 5O????????????????? 5O

自放電 (%／月)??????? 15??????????????????? 20

快速充電 (倍率C)????? 4??????????????????? 3—20

功率密度 (W／I)????? 1OOO????????????????? 1OOO

工作溫度 (攝氏度)??? -4O—45????????????? -40—45

使用壽命 (年)??????? 4—8????????????????? 4一8

充電控制極限 (V)????? 1.4?????????????????? 1.4

放電控制電壓 (V)???? 臨界0.8?????????????? 臨界0.8
?