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简单介绍一下镍氢电池的前世今身及应用前景

       镍氢电池是才生产了几年的新电池,又称为储氢电池。20世纪70年代,荷兰飞利浦实验室在研究第一代稀土永磁合金时,试验了LaNi5的磁性能,竟意外地发现其有很好的储氢性能,但深入研究发现储氢合金不适用于电池,因为其平衡压太高,循环寿命太短。进一步研究和改进发现,这些缺点都可克服,从面为发展储氢电池莫定了技术基础。20世纪80年代末,已找到了适用于电池的储氢合金,典型材料为MmNi3. 55Co0.75Mn0.4A10.3,这里的Mm为混合稀土,应用混合稀土替代镧,有利于降低成本。用储氢合金替代镉镍电池中的镍电极, 由此形成镍氢电池。镍氢电池和镉镍电池具有相同的工作电压(1.2V), 因此这两种电池在应用中有着良好的互换性。                                              

        镍氢电池的能量高,为镉镍电池的1.8-2倍,为铅酸电池的3倍。镍氢电池具有良好的充放电性能,可随充随放、快充深放,无记忆效应,不含镉、铅、汞等有害物质,对环境无污染,被称为绿色电池。

       用于镍氢电池的储氢材料有两大类:一类为AB5系列,日本的松下公司、三洋公司以及荷兰的飞利浦公司和我国都采用这种材料;另一类为AB2系列,美国的Ovonic公司、Gates公司以及德国的Varta公司等都使用这种材料。 通过对储氢合金的组成、制备工艺、电极改性、电极成型工艺等的研究, 镍氢电池的性能不断得以提高。

       镍氢电池与镍操电池类似,多种多样,有方形蓄电池组 (作为动力电池用, 其容量为10-20Ah),有圆柱形和扁平形的小型电池,也有纽扣式电池。日本三洋公司生产的AA型镍氢电池的容量为1100mAh,尺寸为14.2mmX50.0mm,重量为27g;AAA型的容量为650mAh,尺寸为10.5mmX44.5mm ,重量为13g。                    

       镍氢电池的正极板材料为 NiOOH,负极板材料为吸氢合金,电解液通常用30%的KOH水溶液,并加入少量的NiOH。隔膜采用多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布等。

       镍氢电池具有较好的低温放电特性,即使在-20°C环境温度下,采用大电流(以1C放电速率)放电, 放出的电量也能达到标称容量的85%以上。但是, 在高温(+40°C以上)时,这种电池的蓄电容量将下降5%-10%。这种由于自放电(温度越高,自放电率越大)而引起的容量损失是可逆的,通过几次充放电循环就能恢复到最大容量。

       镉镍电池和镍氢电池的充电过程非常相似,都要求恒流充电,两者的差别主要在快速充电时为防止电池过充电而采用的检测方法上。充电器对电池进行恒流充电,同时检测电池的电压和其他参数。当电池电压缓慢上升达到某个峰值时,镍氢电池的快速充电过程终止;而对于镉镍电池来说, 则当电池电压第一次下降-△V时终止快速充电过程。为避免损坏电池,电池温度过低时不能进行快速充电。电池温度低于10°C时,应采用涓流充电方式给电池充电。待电池温度一旦达到规定数值后,必须立即停止涓流充电而进入快速充电阶段 。

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