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镍氢电池规格型号的详细介绍

镍氢电池

镍氢电池主要有的型号规格通常有A、AA、AAA、AAAA、AAAAA、SC、D、F等,民用电池5号为AA电池,7号为AAA电池,1号为D电池,2号为C电池。具体大小尺寸和容量如下图表:

镍氢电池规格尺寸大小

镍氢电池循环工作的原理

镍氢电池的电解质主要为KOH作电解液(电解质7moL/L KOH+15g/L LiOH)

镍氢电池充电时
正极反应:Ni(OH)2+OH-→NiOOH+H2O+e-
负极反应:M+H20+e-→MH+OH-
总反应:M+Ni(OH)2→MH+NiOOH

镍氢电池放电时

正极:NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-
负极:MH+OH-→M+H2O+e-
总反应:MH+NiOOH→M+Ni(OH)2

以上式中M为储氢合金,MH为吸附了氢原子的储氢合金。最常用储氢合金为LaNi5。

镍氢电池过放电:
氢氧化镍电极(正极)2H2O+2e->H2+2OH-
吸氢电极(负极)H2+20H-2e→2H20
过放电时,电池总反应的净结果为零,由于在正极上产生的氢气会在负极上新化合,同样也保持了电池体系的稳定。

镍氢电池过充电:
氢氧化镍电极(正极)OH-4e->2H2O+O2
吸氢电极(负极)H2O+O2+4e>4OH

氢氧化镍电极全充电态时产生的氧气,经过扩散在负极上重新化合为水。既保持了电池内压的恒定,同时又使电液浓度不致发生巨大变化。

镍氢电池由氢氧化镍正极,储氢合金负极,隔膜纸,电解液,钢壳,顶盖,密封圈等组成。在圆柱形电池中,正负极用隔膜纸分开卷绕在一起,然后密封在钢壳中的。在方形电池中,正负极由隔膜纸分开后叠成层状密封在钢壳中。

镍氢电池充放电曲线

镍氢电池充电曲线

镍氢电池充电曲线

镍氢电池放电曲线

镍氢电池放电曲线

镍氢电池不同温度下的放电曲线

镍氢电池不同温度下的放电曲线

镍氢电池不同温度下的放电容量

镍氢电池不同温度下的放电容量

容量保持特性

容量保持特性

镍氢电池循环寿命

镍氢电池循环寿命



镍氢电池特点

镍氢电池与密封的镍镉电池有关,但它们不同之处在于,氢被用作吸氢负电极(阳极)上的活性元素而不是镉。该电极由金属氢化物制成,通常是镧和稀土的合金,其作为还原氢的固体来源,可被氧化形成质子。电解质是碱性氢氧化钾。电池电压为1.2伏镍氢电池于1986年由Ovonics的创始人Stanford Ovshinsky获得专利。

镍氢电池负极的基本概念源自20世纪70年代用作替代能源的氢的储存研​​究。观察到某些金属合金形成氢化物,可以捕获(和释放)氢气,其体积可达自身体积的近千倍。通过仔细选择合金成分和比例,可以平衡热力学以允许吸收和释放过程在室温和压力下进行。现在该技术已经相当成熟,镍氢电池已经开始在高压汽车应用中得到应用。能量密度是铅酸的两倍以上,比镍镉电池高40%。它们同时接受更高的充电和放电速率以及微循环,从而实现以前没有用上的应用。镍氢电池的组件包括氢氧化镍的阴极,吸氢合金的阳极和氢氧化钾(KOH)电解质,它们比竞争对手的锂电池中使用的活性化学品更加良性。与镍镉电池一样,镍氢电池也容易受到“记忆效应”的影响,尽管程度较小。它们比铅酸和镍镉电池更贵,但它们被认为更环保。

镍氢电池组
镍氢电池


镍氢电池最近的发展

自引入锂基电池化学品以来,镍氢电池化学一直受到严重影响。然而,镍氢电池技术并未停滞不前。镍氢电池在消费类应用不同,几乎完全被锂离子电池取代,但是镍氢电池仍然在汽车应用中得到应用,它是为HEV供电的首选技术,并且已经积累了超过10年的无故障服务,因此可以持续使用。镍氢电池的工作温度范围已扩展到100°C以上(-30°C至+ 75°C),远远超过锂电池目前可实现的温度范围,使镍氢电池技术成为汽车应用的理想选择。镍氢电池可以处理EV应用中典型的高功率水平,有源化学品本质上比锂基电池更安全,相比锂电池,镍氢电池不需要复杂的电池管理系统(BMS)。早期电池易受记忆效应的影响,并也容易高自放电,比铅酸电池或锂电池差十倍,但这两个弱点都已被克服,据称最近的电池可以保持一年的电量。


镍氢电池的优点

1.高能量密度(W / kg)。 2.内部阻抗低,但不如镍镉电池低。 3.典型的循环寿命为3000次循环。 4.可以深度循环。 5.使用镍氢电池,已经证明在100%放电深度(DOD)下有超过3000次循环。在较低的放电深度,例如4%DOD,可以预期超过350.000个循环。 6.坚固耐用 – 镍氢电池还可以承受过充电和过放电条件,从而简化了电池管理要求。 7.扁平放电特性(但在循环结束时迅速下降) 8.广阔的工作温度范围 9.可在1小时内快速充电 10.涓流充电通常不能与镍氢电池一起使用,因为过度充电会导致电池老化。因此,充电器应配备一个计时器,以防止过度充电。 11.由于放气可能会产生压力,因此它们通常包含可重复密封的排气阀。 12.可以进行修复。 13.环保(无镉,汞或铅) 14.由于使用更多良性活性化学品而在事故或滥用情况下比锂基电池更安全,这是高功率和汽车应用中特别重要的特性。


镍氢电池的缺点

1.自放电率高。 2.可无限期存储,无论是完全充电还是完全放电。 3.虽然不像镍镉电池那样明显,但会受到记忆效应的影响 4.长时间存放时电池会老化。这个问题可以通过在重新使用之前对电池充电和放电几次来解决。这种修复还有助于克服“记忆”效应的问题。 5.高倍率放电不如镍镉电池 6.比镍镉电池更不容忍过度充电 7.与镍镉电池一样,电池必须包含安全通风口,以便在产生气体时保护电池。 8.镍氢电池的库仑效率可高达85%,但通常仅为65%左右,并且电荷越快,尽管预计会有所改善。 9.虽然电池可能具有高容量,但它不一定全部可用,因为它可能仅根据应用提供低至50%DOD的全功率。 10.电池电压仅为1.2伏特,这意味着需要许多电池来组成高压电池。竞争的锂电池通常具有3倍的电池电压(3.2伏特至3.7伏特)和更高的能量密度。 11.比碱性原电池更低的容量和电池电压。 12.稀土元素镧资源有限。主要是在中国。   镍氢电池


镍氢电池充电事项

1。每月完全耗尽充电一次以避免记忆效应。 2。请勿将电池留在充电器中。 3。慢充电方法:恒流然后涓流充电。 4。快速充电方法使用dT / dt充电终止。 5。使用定时器切断以避免长时间的涓流充电。


镍氢电池的应用

1。低成本的消费应用,然而锂电池正在占领这个市场。 2。电动剃须刀 3。牙刷 4。相机 5。摄像机 6。手机 7。寻呼机 8。医疗器械和设备 9。汽车电池 10。高功率静态应用(电信,UPS和智能电网)。


镍氢电池的成本

最初比镍镉电池更贵,但随着镍氢电池产量的增加以及有毒的镉基电池的使用被弃用,价格现在更加符合要求。大约一半的锂离子电池成本。


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关键词镍氢电池
 
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