
鎳氫電池鎳氫電池出現
由于化石燃料在人類大規模開發利用的情況下越來越少 , 近年來,氫能源的開發利用日益受到重視 。鎳氫電池作為氫能源應用的一個重要方向越來越被人們注意 。雖然鎳氫電池確實是一種性能良好的蓄電池,但航天用鎳氫電池是高壓鎳氫電池(氫壓可達3.92MPa,即40kg/cm2) , 這樣的高壓力氫氣貯存在薄壁容器內使用容易爆炸,而且鎳氫電池還需要貴金屬做催化劑 , 使它的成本變得很貴,這就很難為民用所接受,因此 , 國外自70年代開始探索民用的低壓鎳氫電池 。鎳氫電池分為高壓鎳氫電池和低壓鎳氫電池 。高壓鎳氫電池是20世紀70年代初由美國的M.Klein和J.F.Stockel等首先研制 。用鎳氫電池代替鎘鎳電池并應用于各種衛星上的趨勢已經形成 。
鎳氫電池結構與原理
鎳氫電池正極活性物質為Ni(OH)2(稱NiO電極),負極活性物質為金屬氫化物,也稱儲氫合金(電極稱儲氫電極),電解液為6mol/L氫氧化鉀溶液 。活性物質構成電極極片的工藝方式主要有燒結式、拉漿式、泡沫鎳式、纖維鎳式及嵌滲式等 , 不同工藝制備的電極在容量、大電流放電性能上存在較大差異 , 一般根據使用條件不同的工藝生產電池 。通訊等民用電池大多采用拉漿式負極、泡沫鎳式正極構成電池 。充放電化學反應如下:
【鎳氫電池和鋰電池哪個好 鎳氫電池】
正極:Ni(OH)2 OH-=NiOOH H2O e-
負極:M H2O e-=MHab OH-
總反應:Ni(OH)2 M=NiOOH MH
注:M:氫合金;Hab:吸附氫;反應式從左到右的過程為充電過程;反應式從右到左的過程為放電過程 。
充電時正極的Ni(OH)2和OH-反應生成NiOOH和H2O,同時釋放出e-一起生成MH和OH-,總反應是Ni(OH)2和M生成NiOOH,儲氫合金儲氫;放電時與此相反,MHab釋放H ,H 和OH-生成H2O和e- , NiOOH、H2O和e-重新生成Ni(OH)2和OH- 。電池的標準電動勢為1.319V 。
鎳氫電池分類
鎳氫電池分為高壓鎳氫電池和低壓鎳氫電池 。
低壓鎳氫電池具有以下特點:(1)電池電壓為1.2~1.3V,與鎘鎳電池相當;(2)能量密度高,是鎘鎳電池的1.5倍以上;(3)可快速充放電,低溫性能良好;(4)可密封,耐過充放電能力強;(5)無樹枝狀晶體生成,可防止電池內短路;(6)安全可靠對環境無污染 , 無記憶效應等 。
高壓鎳氫電池具有如下特點:(1)可靠性強 。具有較好的過放電、過充電保護 , 可耐較高的充放電率并且無枝晶形成 。具有良好的比特性 。其質量比容量為60A·h/kg,是鎘鎳電池的5倍 。(2)循環壽命長,可達數千次之多 。(3)全密封,維護少 。(4)低溫性能優良,在-10℃時,容量沒有明顯改變 。
鎳氫電池使用時的維護
鎳氫電池在使用時應注意維護 。
(1)使用過程忌過充電 。在循環壽命之內,使用過程切忌過充電,這是因為過充電容易使正、負極發生膨脹,造成活性物脫落和隔膜損壞,導電網絡破壞和電池歐姆極化變大等問題 。
(2)防止電解液變質 。在鎳氫電池循環壽命期,應抑制電池析氫 。
(3)鎳氫電池的存放 。保存鎳氫電池應在充足電后,如果在電池中沒有儲存電能的情況下長期保存電池,將使電池負極儲氫合金的功能減弱,并導致電池壽命減短 。
(4)電量用盡后充電 。鎳氫電池和鎳鎘電池相同,都有“記憶效應”,即如果放電途中在電池還殘存電能的狀態下反復充電使用,電池很快就不能用了 。
