鎳氫電池是一種性能良好�蓄電��鎳氫電池分為高壓鎳氫電池和低壓鎳氫電�。鎳氫電池正極活性物�(zhì)為Ni(OH�2(稱NiO電極�,負(fù)極活性物�(zhì)為金屬氫化物,也稱儲氫合金(電極稱儲氫電極),電解液�6mol/L氫氧化鉀溶液。鎳氫電池作為氫能源�(yīng)用的一個重要方向越來越被人們注��
由于化石燃料在人類大�(guī)模開�(fā)利用的情況下越來越少,近年來,氫能源的開�(fā)利用日益受到重視。鎳氫電池作為氫能源�(yīng)用的一個重要方向越來越被人們注�。雖然鎳氫電池確�(shí)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�(dá)3.92MPa,即40kg/cm2�,這樣的高壓力氫氣貯存在薄壁容器內(nèi)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�,國外自70年代開始探索民用的低壓鎳氫電�。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(jì)70年代初由美國的M.Klein和J.F.Stockel等首先研�。用鎳氫電池代替鎘鎳電池并應(yīng)用于各種�(wèi)星上的趨勢已�(jīng)形成
鎳氫電池正極活性物�(zhì)為Ni(OH�2(稱NiO電極�,負(fù)極活性物�(zhì)為金屬氫化物,也稱儲氫合金(電極稱儲氫電極),電解液�6mol/L氫氧化鉀溶液。活性物�(zhì)�(gòu)成電極極片的工藝方式主要有燒�(jié)�、拉漿式、泡沫鎳�、纖維鎳式及嵌滲式等,不同工藝制備的電極在容�、大電流放電性能上存在較大差異,一般根�(jù)使用條件不同的工藝生�(chǎn)電池。通訊等民用電池大多采用拉漿式�(fù)極、泡沫鎳式正極構(gòu)成電�。充放電化學(xué)反應(yīng)如下�
正極:Ni(OH�2+OH-=NiOOH+H2O+e-
�(fù)極:M+H2O+e-=MHab+OH-
總反�(yīng):Ni(OH�2+M=NiOOH+MH
注:M:氫合金;Hab:吸附氫;反�(yīng)式從左到右的過程為充電過程;反應(yīng)式從右到左的過程為放電過��
充電時正極的Ni(OH�2和OH-反應(yīng)生成NiOOH和H2O,同時釋放出e-一起生成MH和OH-,總反應(yīng)是Ni(OH�2和M生成NiOOH,儲氫合金儲�;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�(biāo)�(zhǔn)電動勢為1.319V�
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(diǎn)�
?�?)電池電壓為1.2~1.3V,與鎘鎳電池相當(dāng)�
�2)能量密度高,是鎘鎳電池�1.5倍以��
?�?)可快速充放電,低溫性能良好�
�4)可密封,耐過充放電能力強(qiáng)�
?�?)無樹枝狀晶體生成,可防止電池�(nèi)短路�
�6)安全可靠對�(huán)境無污染,無記憶效應(yīng)等�
高壓鎳氫電池具有如下特點(diǎn)�
?�?)可靠性強(qiáng)。具有較好的過放�、過充電保護(hù),可耐較高的充放電率并且無枝晶形�。具有良好的比特性。其�(zhì)量比容量�60A·h/kg,是鎘鎳電池�5��
?�?)循�(huán)壽命長,可達(dá)�(shù)千次之多�
�3)全密封,維�(hù)少�
?�?)低溫性能�(yōu)�,在-10℃時,容量沒有明顯改��
鎳氫電池在使用時�(yīng)注意維護(hù)�
?�?)使用過程忌過充電。在循環(huán)壽命之內(nèi),使用過程切忌過充電,這是�?yàn)檫^充電容易使正、負(fù)極發(fā)生膨�,造成活性物脫落和隔膜損壞,�(dǎo)電網(wǎng)�(luò)破壞和電池歐姆極化變大等問題�
?�?)防止電解液變質(zhì)。在鎳氫電池循環(huán)壽命�,應(yīng)抑制電池析氫�
?�?)鎳氫電池的存放。保存鎳氫電池應(yīng)在充足電�,如果在電池中沒有儲存電能的情況下長期保存電�,將使電池負(fù)極儲氫合金的功能減弱,并�(dǎo)致電池壽命減��
?�?)電量用盡后充電。鎳氫電池和鎳鎘電池相同,都有“記憶效�(yīng)�,即如果放電途中在電池還殘存電能的狀�(tài)下反�(fù)充電使用,電池很快就不能用了�
鎳氫電池已經(jīng)是一種成熟的�(chǎn)品,目前國際市場上年生產(chǎn)鎳氫電池?cái)?shù)量約7億只,日本鎳氫電池產(chǎn)�(yè)�(guī)模和�(chǎn)量一直高居各國前�,美國和德國僅此于日本,在鎳氫電池領(lǐng)域也開發(fā)和研制多�。我國制造鎳氫電池原材料的稀土金屬資源豐富,已經(jīng)探明儲量占世界已�(jīng)探明總儲量的80%以上。目前國�(nèi)研制開發(fā)的鎳氫電池原材料加工技�(shù)也日趨成熟。鎳氫電池可以和鋅錳電池、鎘鎳電池互換使用,今后圓形電池主要朝著�(chǎn)品規(guī)格的多樣性和商業(yè)化方面發(fā)�,而方形電池的�(fā)展重�(diǎn)是作為動力車的動力源�