鎳氫電池的詳細(xì)資料
鎳氫電池是有氫離子和金屬鎳合成，電量?jī)?chǔ)備比鎳鎘電池多30%，比鎳鎘電池更輕，使用壽命也更長(zhǎng)，并且對(duì)環(huán)境無(wú)污染。鎳氫電池的缺點(diǎn)是價(jià)格比鎳鎘電池要貴好多，性能比鋰電池要差。
目錄
1 化學(xué)成分
2 重量
3 記憶效應(yīng)
4 充電
5 放電
6 容量
7 保養(yǎng)與使用
8 電化學(xué)原理
9 在中國(guó)的發(fā)展歷程
10 鎳氫電池和其它充電電池的對(duì)比
?鎳氫電池 化學(xué)成分???
鎳氫電池鎳氫電池中的“金屬”部分實(shí)際上是金屬互化物。許多種類的金屬互化物都已被運(yùn)用在鎳氫電池的制造上，它們主要分為兩大類。最常見(jiàn)的是AB5一類，A是稀土元素的混合物（或者）再加上鈦（Ti）；B則是鎳（Ni）、鈷（Co）、錳（Mn），（或者）還有鋁（Al）。而一些高容量電池的“含多種成分”的電極則主要由AB2構(gòu)成，這里的A則是鈦（Ti）或者釩（V），B則是鋯（Zr）或鎳（Ni），再加上一些鉻（Cr）、鈷（Co）、鐵（Fe）和（或）錳（Mn）。[1]
所有這些化合物扮演的都是相同的角色：可逆地形成金屬氫化物。電池充電時(shí)，氫氧化鉀（KOH）電解液中的氫離子（H+）會(huì)被釋放出來(lái)，由這些化合物將它吸收，避免形成氫氣（H2），以保持電池內(nèi)部的壓力和體積。當(dāng)電池放電時(shí)，這些氫離子便會(huì)經(jīng)由相反的過(guò)程而回到原來(lái)的地方。
鎳氫電池 重量???
鎳氫電池以每一個(gè)單元電池的電壓來(lái)看，鎳氫與鎳鎘都是1.2V，而鋰電池確為3.6V，鋰電池的電壓是其他兩者的3倍。并且同型電池的重量鋰電池與鎳鎘電池幾乎相等，而鎳鎳氫電池卻比較重。可知，每一個(gè)電池本身重量不同，但鋰電池因3.6V高電壓，在輸出同等電壓的情況下使的單個(gè)電池組合時(shí)數(shù)目可減少3分之1而使成型后的電池重量和體積減小。
鎳氫電池 記憶效應(yīng)???
鎳氫電池與鎳鎘電池相同都有記憶效應(yīng)。因此，定期的放電管理也是必需的。這種定期放電管理屬于模糊狀態(tài)下被處理，甚至也有些在不正確的知識(shí)下進(jìn)行放電（每次放電或者使用幾次后進(jìn)行放電都因公司的不同而有所差異）這種煩瑣的放電管理在使用鎳氫電池時(shí)是無(wú)法避免的。相對(duì)的鋰電池而言因?yàn)橥耆珱](méi)有記憶效應(yīng)，在使用上非常方便簡(jiǎn)單。它完全不必理會(huì)殘余電壓多少，直接可進(jìn)行充電，充電時(shí)間自然可以縮短。
鎳氫電池 充電???
鎳氫電池快速充電管理芯片當(dāng)快速充電時(shí)，可以透過(guò)充電器內(nèi)的微電腦去避免電池過(guò)充的情況產(chǎn)生。現(xiàn)今的鎳氫電池含有一種催化劑，可以及時(shí)的解除因?yàn)檫^(guò)充所造成的危險(xiǎn)。
2H2 + O2 --催化劑--> 2H2O
但是這個(gè)反應(yīng)只有從過(guò)充開(kāi)始的時(shí)間算起的 C ÷ 10 小時(shí)內(nèi)有效（C = 電池標(biāo)示的容量）。當(dāng)充電程序開(kāi)始后，電池的溫度會(huì)上升的很明顯，有些急速充電器（低于1小時(shí)）內(nèi)含風(fēng)扇來(lái)避免電池過(guò)熱。
有的廠商認(rèn)為：使用一些簡(jiǎn)單的恒流（且電流要小）充電器，不管有沒(méi)有計(jì)時(shí)器，都可以安全地為鎳氫電池充電，允許的長(zhǎng)時(shí)間充電電流為 C/10h （電池的標(biāo)稱電量除以10小時(shí)）。實(shí)際上，一些造價(jià)低廉的無(wú)線電話基地臺(tái)和最便宜的電池充電器正是這樣工作的。盡管這可能是安全的，但對(duì)電池的壽命可能會(huì)有不良影響。根據(jù)松下公司（Panasonic）的《鎳氫電池充電指南》（鏈接在頁(yè)面底部），長(zhǎng)期使用涓流方式（以很小的電流長(zhǎng)時(shí)間充電）充電有可能導(dǎo)致電池?fù)p壞；為了防止損傷電池，涓流充電的電流應(yīng)限制在 0.033×C每小時(shí) 到 0.05×C每小時(shí) 之間，最長(zhǎng)充電時(shí)間為20小時(shí)。
對(duì)于鎳氫電池的長(zhǎng)期保養(yǎng)來(lái)說(shuō)，使用低頻脈沖-大電流的的充電方式要比使用涓流充電方式更能保持好電池狀態(tài)。
新買回來(lái)的，或者是長(zhǎng)時(shí)間未使用的鎳氫電池，需要一段“激活”時(shí)間來(lái)回復(fù)電池電量。因此，一些新的鎳氫電池需要經(jīng)過(guò)幾次充電-放電循環(huán)才能達(dá)到它們的標(biāo)稱電量。
鎳氫電池 放電???
充電器在電池的使用過(guò)程中，也必須小心。對(duì)于串聯(lián)在一起的幾顆電池（比如數(shù)碼相機(jī)中4顆AA電池的通常排列方式），要避免電池完全耗盡電能，進(jìn)而發(fā)生“反向充電”（Reverse charging）。這會(huì)對(duì)電池產(chǎn)生不可挽回的損害。不過(guò)，通常這些設(shè)備（比如之前提到的數(shù)碼相機(jī)）能夠檢測(cè)串聯(lián)電池的放電電壓，當(dāng)它下降到一定程度時(shí)，便自動(dòng)關(guān)閉，以保護(hù)電池。
單顆電池并不會(huì)有以上的危險(xiǎn)，只會(huì)一直放電，直到電壓為0。這不會(huì)對(duì)電池造成損害，實(shí)際上，周期性地將電放完然后再充滿有利于保持電池的容量與質(zhì)量。
鎳氫電池具有較高的自放電效應(yīng)，約為每個(gè)月30%或更多。這要比鎳鎘電池每月20%的自放電速率高。電池充得越滿，自放電速率就越高；當(dāng)電量下降到一定程度時(shí)，自放電速率又會(huì)稍微下降。電池存放處的溫度對(duì)自放電速率有十分大的影響。正因如此，長(zhǎng)時(shí)間不用的鎳氫電池最好是充到40%的“半滿”狀態(tài)。
低自放電效應(yīng)的鎳氫電池在2005年推出市面，生產(chǎn)商宣稱在20℃室溫存放一年后仍可保存70至85%電量，而且可以以一般的鎳氫電池充電機(jī)進(jìn)行充電。某些低自放電效應(yīng)的鎳氫電池在低溫下有比鹼性電池及鋰離子電池更佳的放電特性。
鎳氫電池 容量???
鎳氫電池不同型號(hào)(特別是不同體積)的電池,他的容量越高,提供使用的時(shí)間越長(zhǎng).拋開(kāi)體積和重量的因素,當(dāng)然容量越高越好.
但是同樣的電池型號(hào),標(biāo)稱容量(比如600mAh)也相同,實(shí)際測(cè)的初始容量不同:比如一個(gè)為660mAh,另一個(gè)是605mAh,那么660mAh的就比605mAh的好嗎.
實(shí)際情況可能是容量高的是因?yàn)殡姌O材料中多了增加初始容量的東西,而減少了電極穩(wěn)定用的東西,其結(jié)果就是循環(huán)使用幾十次以后,容量高的電池迅速容量衰竭,而容量低的電池卻依然堅(jiān)挺.許多國(guó)內(nèi)的電芯廠家往往以這個(gè)方式來(lái)獲得高容量的電池.而用戶使用半年以后待機(jī)時(shí)間卻是差得一塌糊涂.
民用的那些AA鎳氫電池(就是五號(hào)電池),一般是1400mAh,卻也有標(biāo)超高容量的(1600mAh),道理也是一樣.
提高容量的代價(jià)就是犧牲循環(huán)壽命,廠家不在電池材料的改性上下文章,是不可能真正"提高"電池容量的. 電池材料比表面積研究是非常重要的，電池材料比表面積檢測(cè)數(shù)據(jù)只有采用BET方法檢測(cè)出來(lái)的結(jié)果才是真實(shí)可靠的，國(guó)內(nèi)目前有很多儀器只能做直接對(duì)比法的檢測(cè)，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)也被淘汰了。目前國(guó)內(nèi)外比表面積測(cè)試統(tǒng)一采用多點(diǎn)BET法，國(guó)內(nèi)外制定出來(lái)的比表面積測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)都是以BET測(cè)試方法為基礎(chǔ)的，請(qǐng)參看中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 19587-2004）-氣體吸附BET原理測(cè)定固態(tài)物質(zhì)比表面積的方法。比表面積檢測(cè)其實(shí)是比較耗費(fèi)時(shí)間的工作，由于樣品吸附能力的不同，有些樣品的測(cè)試可能需要耗費(fèi)一整天的時(shí)間，如果測(cè)試過(guò)程沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，那測(cè)試人員就時(shí)刻都不能離開(kāi)，并且要高度集中，觀察儀表盤(pán)，操控旋鈕，稍不留神就會(huì)導(dǎo)致測(cè)試過(guò)程的失敗，這會(huì)浪費(fèi)測(cè)試人員很多的寶貴時(shí)間。F-Sorb 2400比表面積測(cè)試儀是真正能夠?qū)崿F(xiàn)BET法檢測(cè)功能的儀器（兼?zhèn)渲苯訉?duì)比法），更重要的F-Sorb 2400比表面積測(cè)試儀是迄今為止國(guó)內(nèi)唯一完全自動(dòng)化智能化的比表面積檢測(cè)設(shè)備，其測(cè)試結(jié)果與國(guó)際一致性很高，穩(wěn)定性也很好，同時(shí)減少人為誤差，提高測(cè)試結(jié)果精確性。
鎳氫電池 保養(yǎng)與使用???
鎳氫電池1.一般情況下，新的鎳氫電池只含有少量的電量，大家購(gòu)買后要先進(jìn)行充電然后再使用。但如果電池出廠時(shí)間比較短，電量很足，推薦先使用然后再充電。
2.新買的鎳氫電池一般要經(jīng)過(guò)3-4次的充電和使用，性能才能發(fā)揮到最佳狀態(tài)，很多朋友第一次充電碰到的小問(wèn)題，比方第一次充電后拍片數(shù)量沒(méi)有想象的那么多。在3-4次充電和使用后就都迎刃而解了。
3.雖然鎳氫電池的記憶效應(yīng)小，仍然推薦大家盡量每次使用完后再充電，并且是一次性充滿，不要充一會(huì)用一會(huì)然后再充。這可是“延年益壽”的重要一點(diǎn)噢。
4.電池充電時(shí)，要注意充電器周圍的散熱，太刻意用什么風(fēng)扇吹沒(méi)有什么必要，但要注意的是充電器周圍不要放置太多雜物。普通用戶在使用電池的過(guò)程中，電池往往沒(méi)有專用的存放包；用戶在替換電池后，會(huì)習(xí)慣性的把電池隨手放好，而不管所放的地方是否干凈、潮濕。這樣的后果就是電池容易弄臟、觸點(diǎn)易與金屬?比如鑰匙 等接觸、容易受潮，而這些都是電池的大敵。建議：用戶應(yīng)該設(shè)置一個(gè)電池專用放置點(diǎn)，并保持電池的清潔。為了避免電量流失等問(wèn)題發(fā)生，保持電池兩端的接觸點(diǎn)和電池蓋子的內(nèi)部干凈，必要時(shí)使用柔軟、清潔的干布輕擦。
5.長(zhǎng)時(shí)間不用的時(shí)候，記得把電池從電池倉(cāng)中取出，置于干燥的環(huán)境中推薦放入牌電池盒中，可以避免電池短路。
6.長(zhǎng)期不用的鎳氫電池會(huì)在存放幾個(gè)月后，電池自然進(jìn)入一種“休眠”狀態(tài)，電池壽命大大降低。如果鎳氫電池已經(jīng)放置了很長(zhǎng)的時(shí)候，建議你先用慢充進(jìn)行充電為宜。、因?yàn)椋簱?jù)測(cè)試，鎳氫電池保存的最佳條件是帶電80%左右保存。這是因?yàn)殒嚉潆姵氐淖苑烹娸^大（一個(gè)月10%-15%左右），如果電池完全放電后再保存，很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不使用，電池的自放電現(xiàn)象就會(huì)造成電池的過(guò)放電，會(huì)損壞電池。不信？那你想一想新買的鎳氫充電電池是不是都還有電的，其中就是這個(gè)道理。建議：多比較，糾正錯(cuò)誤的觀點(diǎn)，從正確的方向入手保養(yǎng)電池，否則會(huì)事與愿違。
7.對(duì)鎳氫進(jìn)行放電。專家建議。盡量不要對(duì)鎳氫電池放電，過(guò)放會(huì)導(dǎo)致充電失敗，這樣做的危害遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鎳氫電池本身的記憶效應(yīng)！
8.萬(wàn)用表自檢電池充滿與否。一般鎳氫電池在充電前，電壓在1.2V以下，充滿后正常電壓在1.4V左右。大家以此判斷，也就很容易判斷電池的狀態(tài)了。
9.充電器主要分為快充和慢充。慢充電流小，通常在200mA左右，比如我們常見(jiàn)的充電電流是在160mA左右。她的充電時(shí)間長(zhǎng)，充電1800mAh的鎳氫電池要16個(gè)小時(shí)左右。時(shí)間雖然是慢了些，可是充電會(huì)充的很足，并且不傷電池。快充電流通常都在400mA以上，充電時(shí)間明顯減少很多，3-4個(gè)小時(shí)就可以搞定，也贏得了大家的喜愛(ài)。快充種類很多，價(jià)格不一。所以大家也常常有疑問(wèn)，同是快充，價(jià)格為什么相差甚大呢？好的充電器特別是好的快充都帶有防過(guò)度充電保護(hù)功能的，比方我們常見(jiàn)的松下極品充電器BQ390在這方面表現(xiàn)尤為出色，優(yōu)秀的芯片軟件設(shè)計(jì)能力在對(duì)電池充電時(shí)，也把快充對(duì)電池的傷害降到了最低。
10.矛盾出現(xiàn)：慢充不傷電池但是充電時(shí)間太長(zhǎng)；快充可以節(jié)省時(shí)間，但對(duì)電池有傷害，即使是目前世面上最好的松下極品充電器BQ390也只能很好的降低傷害程度，但不可完全避免。解決矛盾的方法就是要買一個(gè)快充和一個(gè)慢充。用快充充一段時(shí)間，比方5、10次之后，改用慢充充電一兩次。這樣就又把電池的性能恢復(fù)到最佳狀態(tài)。
鎳氫電池11.電池使用時(shí)一般都是電池組，就是4節(jié)或6節(jié)串聯(lián)起來(lái)，這時(shí)候，保持每節(jié)電池的平衡就很重要了，否則因?yàn)槠渲械囊还?jié)電池問(wèn)題而影響整個(gè)電池組的工作。首先要保證電池容量一致，最好選擇相同牌子相同型號(hào)同時(shí)購(gòu)買的電池。然后，要保持電池內(nèi)部的電量一致，簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是電池組的電要么都是滿的，要么都是空的。如果有比較多的電池組成若干組電池組，可以試著“精選”一下。具體就是說(shuō)，將容量、電壓等參數(shù)相近的電池單體串聯(lián)成一組電池組，由于條件不足，一般情況下測(cè)一下放完點(diǎn)后的電壓和沖好電的電壓就可以了。
12.最后談?wù)劤浞烹姟?br>高檔的NI-MH充電器用的是-DELTAV檢測(cè)電池電壓來(lái)判斷電池是否充滿。電池充電時(shí)的電壓曲線和放電時(shí)有點(diǎn)相似，開(kāi)始時(shí)是比較快的上升，之后緩慢上升，等到充好的時(shí)候，電壓又開(kāi)始快速下降，只是下降的幅度不是很大。之前常用的鎳鎘電池也類似，只是下降的速度和幅度比NI-MH都大。而市場(chǎng)上最多的充電器（比較便宜的那種）常常用的就是衡壓充電，比如老GP充電寶就是1.4V衡壓，就是電池沖到1.4V時(shí)由于沒(méi)有電壓差了，充電就結(jié)束了。這樣的結(jié)果，往往就是電池?zé)o法充滿，特別是一些比較舊的電池，由于內(nèi)阻增大，真正加在電池上的電壓更低。而且這種充電器電流往往較小，充電往往要10多個(gè)小時(shí)。而用-DELTAV自動(dòng)切斷的充電器，由于能夠準(zhǔn)確地控制充電時(shí)間，因此可以比較可靠的使用大電流充電。大電流充電對(duì)于鎳氫電池的損害并沒(méi)有大家想象的利害，相反的時(shí)，現(xiàn)在DC的使用狀況，更需要大電流充電。首先是時(shí)間問(wèn)題，不用講了。然后，鎳氫電池有個(gè)特性，就是你充的電流越大，它能放出的電流也就越大，現(xiàn)在DC都是電老虎，電流都不小，因此相對(duì)來(lái)說(shuō)使用相對(duì)來(lái)說(shuō)較大的電流充電是個(gè)明智的選擇，可以讓電池放得更加干凈。一般5號(hào)充電電流不能超過(guò)1.5C，C為電池容量，就是1000MAH的電池，不要超過(guò)1.5A。我一般用0.5C進(jìn)行充電（我的充電器可調(diào)電流）。放電方面，一般情況下，DC黑屏后拿去充就可以了，NI-MH記憶效應(yīng)很小。不過(guò)在一段時(shí)間使用后，以及要平衡電池、激活電池的時(shí)候，要控制好電池放電的終止電壓。NI-MH電池的終止電壓為0.9V，放電的時(shí)候注意不要過(guò)放電，放到每節(jié)電池0.9V時(shí)就可以停止放電了。NI-MH電池沒(méi)有鎳鎘電池強(qiáng)悍，對(duì)過(guò)充過(guò)放以及高溫都比較敏感。充放電溫度。一般來(lái)說(shuō)，不要讓電池的溫度高于45度。電池充滿的時(shí)候，電池會(huì)發(fā)熱，大電流充滿時(shí)溫度應(yīng)該為42度左右，不要超過(guò)45度，否則壽命會(huì)很快降低，電池內(nèi)阻將會(huì)增大。還有，充電后電池溫度較高，等冷卻后才可對(duì)其充電，充電錢也要等電池冷卻。長(zhǎng)時(shí)間不用后重新使用，最好充放幾遍重新激活電池。平時(shí)使用的時(shí)候要注意保持包裝皮的完整，不能有破損，以免短路。不要摔打沖擊電池，不要火燒等等 。
鎳氫電池 電化學(xué)原理???
鎳氫電池主要為KOH作電解液（電解質(zhì)7moL/LKOH+15g/LLiOH）
充電時(shí)
正極反應(yīng)：Ni(OH)2 + OH- → NiOOH + H2O + e-
負(fù)極反應(yīng)：M + H2O + e- → MH + OH-
總反應(yīng)：M + Ni(OH)2 → MH + NiOOH
放電時(shí)
正極：NiOOH + H2O + e- → Ni(OH)2 + OH-
負(fù)極：MH + OH- → M + H2O + e-
總反應(yīng)：MH + NiOOH → M + Ni(OH)2
以上式中M為儲(chǔ)氫合金，MH為吸附了氫原子的儲(chǔ)氫合金。最常用儲(chǔ)氫合金為L(zhǎng)aNi5。
鎳氫電池 在中國(guó)的發(fā)展歷程???
鎳氫蓄電池鎳氫電池是二十世紀(jì)九十年代發(fā)展起來(lái)的一種新型綠色電池，具有高能量、長(zhǎng)壽命、無(wú)污染等特點(diǎn)，因而成為世界各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的高科技產(chǎn)品之一。
鎳氫電池的誕生應(yīng)該歸功于儲(chǔ)氫合金的發(fā)現(xiàn)。早在20世紀(jì)六十年代末，人們就發(fā)現(xiàn)了一種新型功能材料儲(chǔ)氫合金，儲(chǔ)氫合金在一定的溫度和壓力條件下可吸放大量的氫，因此被人們形象地稱為“吸氫海綿”。 其中有些儲(chǔ)氫合金可以在強(qiáng)堿性電解質(zhì)溶液中，反復(fù)沖放電并長(zhǎng)期穩(wěn)定存在，從而為我們提供了一種新型負(fù)極材料，并在此基礎(chǔ)上發(fā)明了鎳氫電池。
儲(chǔ)氫合金的主要來(lái)源是稀土，而中國(guó)的稀土資源占世界總儲(chǔ)量的70％以上，發(fā)展鎳氫電池具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。因此中國(guó)鎳氫電池的研制與開(kāi)發(fā)，受到了國(guó)家八六三計(jì)劃的大力支持，被列為“重中之重”項(xiàng)目。
在八六三計(jì)劃“鎳氫電池產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目的推動(dòng)下，中國(guó)的鎳氫電池及相關(guān)材料產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有，趕超世界先進(jìn)水平的奮斗目標(biāo)。
項(xiàng)目實(shí)施初期，中國(guó)的鎳氫電池產(chǎn)業(yè)還是一片空白。根據(jù)中國(guó)國(guó)情，中國(guó)的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)界攜手合作，集中優(yōu)勢(shì)，聯(lián)合攻關(guān)，依靠自己的力量完成了鎳氫電池中試生產(chǎn)示范線的全套生產(chǎn)工藝及相應(yīng)技術(shù)裝備的開(kāi)發(fā)。并在廣東、遼寧、天津等地先后建立了鎳氫電池的中試基地，產(chǎn)業(yè)化示范基地和一批相關(guān)材料的生產(chǎn)基地。為中國(guó)鎳氫電池的產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ)，使中國(guó)鎳氫電池的生產(chǎn)迅速趕上了世界水平。
在八六三計(jì)劃的支持下，科研人員攻克了儲(chǔ)氫合金制備等關(guān)鍵技術(shù)，取得了一大批創(chuàng)新性成果，其中中遼三普電池有限公司開(kāi)發(fā)的“惰性氣體保護(hù)下的沖擊磨生產(chǎn)工藝”已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，生產(chǎn)的儲(chǔ)氫合金粉已達(dá)國(guó)際同類產(chǎn)品水平。鎳氫電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中共取得了15項(xiàng)發(fā)明和實(shí)用新型專利，制定了50余項(xiàng)鎳氫電池的標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法。為促進(jìn)中國(guó)電池產(chǎn)品的更新?lián)Q代和稀土資源的開(kāi)發(fā)利用做出了貢獻(xiàn)。
通過(guò)該項(xiàng)目的實(shí)施，使中國(guó)鎳氫電池的裝備水平得到了大大的提高，由過(guò)去的手工操作跨越到連續(xù)化，自動(dòng)化大規(guī)模生產(chǎn)，明顯地提高了電池的均勻性和綜合性，滿足了移動(dòng)通訊，便攜式電腦，電動(dòng)工具以及電動(dòng)車輛對(duì)電池的需要。同時(shí)，通過(guò)該項(xiàng)目的實(shí)施，促進(jìn)了中國(guó)鎳氫電池與材料、設(shè)備、檢測(cè)儀器，下游產(chǎn)品等相關(guān)企業(yè)的相互協(xié)作，明顯提高了總體產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)能力，技術(shù)水平和競(jìng)爭(zhēng)能力，為鎳氫電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和產(chǎn)品打入國(guó)際市場(chǎng)鋪平了道路。目前中國(guó)已開(kāi)發(fā)成功九個(gè)系列，32個(gè)規(guī)格的鎳氫電池產(chǎn)品，形成了年產(chǎn)3000噸儲(chǔ)氫合金材料和3億安時(shí)鎳氫電池的生產(chǎn)規(guī)模，年產(chǎn)值約30億元人民幣的鎳氫電池產(chǎn)業(yè)。帶動(dòng)了一個(gè)年產(chǎn)值超百億元的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群。
我們相信，在八六三計(jì)劃的支持下，中國(guó)的鎳氫電池產(chǎn)業(yè)在新世紀(jì)將書(shū)寫(xiě)出更輝煌的篇章。
鎳氫電池 鎳氫電池和其它充電電池的對(duì)比???
可充電電池主要有鉛酸蓄電池和堿性蓄電池兩種。目前使用的鎳鎘NiCd)、鎳氫(NiMH)和鋰離子(Li－Ion)電池都是堿性電池。
鉛酸電池閥控式免維護(hù)鉛酸電池的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。它由正負(fù)極板、隔板、電解液、安全閥、氣塞、外殼等部分組成。正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛(PbO2)，負(fù)極板上的活性物質(zhì)為海綿狀純鉛(Pb)。電解液由蒸餾水和純硫酸按一定比例配制而成。電池槽中裝入一定密度的電解液后，由于電化學(xué)反應(yīng)，正、負(fù)極板間會(huì)產(chǎn)生約為2.1V的電動(dòng)勢(shì)。
新鉛酸電池初次使用時(shí)，必須先充滿電。如采用0.1C充電速率充電，大約需要55～75小時(shí)。蓄電池正常使用放完電后，應(yīng)立即充電。通常采用的方法有：(1)分級(jí)定流充電法；(2)低壓恒壓充電法(帶負(fù)載充電)；(3)快速充電法。快速充電的初充時(shí)間不超過(guò)5小時(shí)，正常充電時(shí)間可縮短到1小時(shí)左右。
鎳氫電池
鎳鎘電池NiCd電池正極板上的活性物質(zhì)由氧化鎳粉和石墨粉組成，石墨不參加化學(xué)反應(yīng)，其主要作用是增強(qiáng)導(dǎo)電性。負(fù)極板上的活性物質(zhì)由氧化鎘粉和氧化鐵粉組成，氧化鐵粉的作用是使氧化鎘粉有較高的擴(kuò)散性，防止結(jié)塊，并增加極板的容量。活性物質(zhì)分別包在穿孔鋼帶中，加壓成型后即成為電池的正負(fù)極板。極板間用耐堿的硬橡膠絕緣棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板隔開(kāi)。電解液通常用氫氧化鉀溶液。與其它電池相比，NiCd電池的自放電率(即電池不使用時(shí)失去電荷的速率)適中。NiCd電池在使用過(guò)程中，如果放電不完全就又充電，下次再放電時(shí)，就不能放出全部電量。比如，放出80％電量后再充足電，該電池只能放出80％的電量。這就是所謂的記憶效應(yīng)。當(dāng)然，幾次完整的放電/充電循環(huán)將使NiCd電池恢復(fù)正常工作。由于NiCd電池的記憶效應(yīng)，若未完全放電，應(yīng)在充電前將每節(jié)電池放電至1V以下。
鎳氫電池NiMH電池正極板材料為NiOOH，負(fù)極板材料為吸氫合金。電解液通常用30％的KOH水溶液，并加入少量的NiOH。隔膜采用多孔維尼綸無(wú)紡布或尼龍無(wú)紡布等。NiMH電池有圓柱形和方形兩種。圓柱形密封NiMH電池的結(jié)構(gòu)如圖2所示。
NiMH電池具有較好的低溫放電特性，即使在－20℃環(huán)境溫度下，采用大電流(以1C放電速率)放電，放出的電量也能達(dá)到標(biāo)稱容量的85％以上。但是，NiMH電池在高溫(＋40℃以上)時(shí)，蓄電容量將下降5～10％。這種由于自放電(溫度越高，自放電率越大)而引起的容量損失是可逆的，幾次充放電循環(huán)就能恢復(fù)到最大容量。NiMH電池的開(kāi)路電壓為1.2V，與NiCd電池相同。
NiCd/NiMH電池的充電過(guò)程非常相似，都要求恒流充電。兩者的差別主要在快速充電的終止檢測(cè)方法上，以防止電池過(guò)充電。充電器對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，同時(shí)檢測(cè)電池的電壓和其它參數(shù)。當(dāng)電池電壓緩慢上升達(dá)到一個(gè)峰值，對(duì)NiMH電池快速充電終止，而NiCd電池則當(dāng)電池電壓第一次下降了一個(gè)－△V時(shí)終止快速充電。為避免損壞電池，電池溫度過(guò)低時(shí)不能開(kāi)始快速充電，電池溫度Tmin低于10℃時(shí)，應(yīng)轉(zhuǎn)入涓流充電方式。而電池溫度一旦達(dá)到規(guī)定數(shù)值后，必須立即停止充電。
鋰離子電池液態(tài)電解質(zhì)圓柱型鋰離子電池基本構(gòu)造如圖3所示。用LiCoO2復(fù)合金屬氧化物在鋁板上形成陽(yáng)極，用鋰碳化合物在銅板形成陰極，極板間插入有亞微米級(jí)微孔的聚烯烴薄膜隔板，電解液為有機(jī)溶劑。為避免使用不當(dāng)造成電池?fù)p壞，在鋰離子電池內(nèi)設(shè)有3種安全機(jī)構(gòu)：(1)正溫度系數(shù)元件(PTC)。當(dāng)電池內(nèi)的溫度過(guò)高，PTC的阻值隨之上升，會(huì)自動(dòng)將陰極引線與陰極之間電路切斷；(2)特殊材料的隔板。當(dāng)電池內(nèi)溫度上升到一定數(shù)值時(shí)，隔板上微孔會(huì)自動(dòng)溶解掉，從而使電池內(nèi)的反應(yīng)停止；(3)安全閥。當(dāng)電池內(nèi)部壓力升高到一定數(shù)值時(shí)，安全閥將自動(dòng)打開(kāi)。
鋰電池易受到過(guò)充電、深放電以及短路的損害。單體鋰離子電池的充電電壓必須嚴(yán)格限制。充電速率通常不超過(guò)1C，最低放電電壓為2.7～3.0V，如再繼續(xù)放電則會(huì)損壞電池。鋰離子電池以恒流轉(zhuǎn)恒壓方式進(jìn)行充電。采用1C電流充電至4.1V時(shí)，充電器應(yīng)立即轉(zhuǎn)入恒壓充電，充電電流逐漸減小，當(dāng)電池充足電后，進(jìn)入涓流充電過(guò)程。為避免過(guò)充電或過(guò)放電，鋰離子電池不僅在內(nèi)部設(shè)有安全機(jī)構(gòu)，充電器也必須采取安全保護(hù)措施，以監(jiān)測(cè)鋰離子電池的充放電狀態(tài)。
隨著新材料、新工藝的出現(xiàn)，更為先進(jìn)耐用的可再充電電池也在不斷出現(xiàn)。國(guó)外最新開(kāi)發(fā)的固態(tài)聚合物(電解質(zhì))Li離子電池、Li金屬電池，不僅解決了漏液?jiǎn)栴}，而且電池的容量更大，體積更小，更為安全可靠。它們必將成為極有潛力的新一代電池產(chǎn)品。
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