资源描述：
《镍氢电池的原理及与镍镉电池的比较》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、-16-《国外电子元器件》1997年第5期1997年5月●新特器件应用镍氢电池的原理及与镍镉电池的比较西安通信学院张鹏孟进许英摘要:镍氢电池是一种性能非常优异的新型电池,在不久的将来,它一定会取代目前大量应用的镍镉电池。本文详细介绍了镍氢电池的基本工作原理、结构和特性,还从多个方面对镍氢与镍镉电池进行了比较。关键词:镍氢电池镍镉电池充电速率放电速率剂的氢电极面积大,而且氧气能够随时扩散1、镍氢电池到氢电极表面,因此氢气和氧气能够很容易1.1基本工作原理在蓄电池内部再化合生成水,使容器内的气镍氢电
2、池正极的活性物质为NiOOH(放体压力保持不变,这种再化合的速率很快,可电时)和Ni(OH)2(充电时),负极板的活性物以使蓄电池的内部氧气的浓度,不超过千分质为H2(放电时)和H2O(充电时),电解液采之几。用30%的氢氧化钾溶液,电化学反应如下:从以上各反应式可以看出,镍氢电池的充电反应与镍镉电池相似,只是负极充放电过程-正极:Ni(ON)2+OH-eWNiOOH+H2O放电中生成物不同,从后两个反应式可以看出,镍充电1氢电池可以做成密封型结构。镍氢电池的电-负极:H2O+eWH2+OH放电
3、2解液多采用KOH水溶液,并加入少量的Li2充电1OH。隔膜采用多孔维尼纶无纺布或尼龙无总反应:Ni(ON)2WNiOOH+H2放电2纺布等。为了防止充电过程后期电池内压过从方程式看出:充电时,负极析出的氢高,电池中装有防爆装置。气贮存在容器中,正极由氢氧化亚镍变成氢1.2密封镍氢电池的结构和规格型号氧化镍(NiOOH)和H2O;放电时氢气在负圆柱型密封镍氢电池的结构如图1所极被消耗掉,正极由氢氧化镍变成氢氧化亚示。它由正极板、负极板、隔板、安全排气孔镍。等部分驵成。正极板的材料为NiOOH,负
4、极过量充电时的电化学反应:板的材料为贮氢合金。当镍氢电池过充电-1时,金属壳内的气体压力将逐渐上升。当该正极:2OH-2e→O2+H2O2压力达到一定数值后,顶盖上的限压安全排-负极:2H2O+2e→H2+2OH气孔打开,因此可以避免电池因气体压力过1大而爆炸。总反应:H2O→H2+O22国产密封镍氢电池的型号和主要技术参1数如表1所列。再化合:H2+O2→H2O21.3镍气电池的主要特性从方程式看出,蓄电池过量充电时,正极在常温(20℃)下,采用1C、0.2C和板析出氧气,负极板析出氢气。由于
5、有催化0.5C充电率时,电池电压随充入电量的变化©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.镍氢电池的原理及与镍镉电池的比较-17-图2镍氢电池的充电特性曲线环境温度为-20℃时,镍氢电池的放电特性图1密封镍氢电池的结构如图4所示。采用0.2C放电速率时,镍氢规律如图2所示。镍氢电池充足电后,电压基电池放出容量可达到标称容量的90%,采本保持不变,开始过充电后,电池电压出现很用大电流(放电速率为1C)放电时,镍氢电
6、小负增量。通常,采用1C充电速率时,70分池放出的容量也能达到标称容量的85%以钟以内,镍氢电池可以充足电。采用0.2C充上。应当说明,镍氢电池的自放电率很小,电速率时,充电时间约为7小时。在常温下,镍氢电池充足电后,放置28天,在常温(20℃)下,采用3C、1C和0.2C电池容量仍能保持在标称容量的75～85%放电速率时镍氢电池的电压随放电容量的之间。变化规律如图3所示。由图可以看出,采用2、镍氢电池与镍镉电池比较0.2C放电速率时,电压下降到1.2V时,镍氢电池已放出标称容量的90%以上。采
7、用2.1充电特性比较大电流(放电速率为1C)放电时,电池电压镍氢电池的充电特性与镍镉电池类似,充降到1.2V时,放出的容量也已达到70%以电过程中二者的电压和温度曲线如图5和图6上。所示。可以看出,充电终止时,镍镉电池的电压镍氢电池具有较好的低温放电特性。当下降比镍氢电池要大得多。当电池容量达到额表1 密封镍氢电池的型号和技术参数型号AAAAAA4/5ASC电压(V)1.21.21.21.21.2容量典型4401150180014502400(mAh)最小4001100170014002200标
8、准电流(mA)80220340280450充电时间(h)7～87～87～87～87～8快速电流(mA)4001100170014002200充电时间(min)7070707070尺寸23直径10.514.517.517.5(mm)高44.550.550.54343重量(g)1326373453©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.-18-《国外电子元器件》1997年第5期1997年5月图3镍氢电池的放电特性曲
