了解镍镉/镍氢电池：蓄电池参数及充电电流详解

了解镍镉/镍氢电池：蓄电池参数及充电电流详解

镍镉、镍氢电池的性能及应用前景

镍镉/镍氢电池

1.电池参数

电池的五个主要参数是：电池容量、标称电压、内阻、放电终止电压、充电终止电压。电池的容量通常用Ah（安培小时）表示，1Ah表示以1A电流放电1小时。电池单元中活性物质的量决定了电池单元所含电荷量，而活性物质的含量则由电池所用的材料和体积决定。因此，电池体积越大，容量越高。与电池容量有关的一个参数是电池充电电流。电池充电电流通常用充电速率C表示，其中C为电池的额定容量。例如，如果1Ah的电池以2A电流充电，则充电速率为2C；同样，如果电池以2A电流充电，则充电速率为4C。

电池刚出厂时，正负极之间的电位差称为电池的标称电压。标称电压由极板材料电极电位和内部电解液浓度决定。当环境温度、使用时间和工作状态发生变化时，单元电池的输出电压会有微小的变化。另外，电池的输出电压还与电池的剩余电量有关。单个镍镉电池的标称电压约为1.3V（但一般认为是1.25V），单个镍氢电池的标称电压为1.25V。

电池的内阻是由极板电阻和离子流的阻抗决定的，在充放电过程中，极板电阻保持不变，但离子流的阻抗会随着电解液浓度的变化和带电离子的增多或减少而变化。

当电池充满电后，极板上的活性物质已达到饱和状态，如果继续充电，电压就不会再上升，此时的电压称为充电终止电压。镍镉电池的充电终止电压为1.75~1.8V，镍氢电池的充电终止电压为1.5V。

放电终止电压是指电池放电时允许的最低电压。如果电池在低于放电终止电压后继续放电，电池两端的电压将迅速下降，形成深度放电。这样，极板上形成的产物在正常充电时不易恢复，从而影响电池的寿命。放电终止电压与放电速率有关。镍镉电池的放电终止电压与放电速率的关系列于表1-1。镍氢电池的放电终止电压一般规定为1V。

2、镍镉电池的工作原理

镍镉电池的正极材料为氢氧化镍和石墨粉的混合物，负极材料为海绵状镉粉和氧化镉粉，电解液通常为氢氧化钠或氢氧化钾溶液。环境温度较高时，使用密度为1.17-1.19（15℃时）的氢氧化钠溶液。环境温度较低时，使用密度为1.19-1.21（15℃时）的氢氧化钾溶液。温度低于-15℃时，使用密度为1.25-1.27（15℃时）的氢氧化钾溶液。为了兼顾低温性能和荷电保持能力，密封镍镉电池采用密度为1.40（15℃时）的氢氧化钾溶液。为了提高电池的容量和循环寿命，通常在电解液中加入少量的氢氧化锂（约1升电解液）。

15~20克）。

镍镉电池充电后，正极板上的活性物质变成氢氧化镍[NiOOH]，负极板上的活性物质变成金属镉；镍镉电池放电后，正极板上的活性物质变成氢氧化镍，负极板上的活性物质变成氢氧化镉。

1.放电过程中的电化学反应

（1）负极反应

负极上的镉失去两个电子，变成二价的镉离子Cd2+，后者随即和溶液中两个氢氧离子OH-结合生成氢氧化镉Cd(OH)2，沉积在负极板上。

（2）正极反应

正极板上的活性物质是氢氧化镍（NiOOH）晶体。镍是正三价离子（Ni3+），晶格中每两个镍离子可以从外电路获得从负极移过来的两个电子，生成两个二价离子2Ni2+。同时，溶液中每两个水分子电离出的两个氢离子进入正极板，与晶格上的两个氧负离子结合生成两个氢氧离子，氢氧离子再与晶格上原有的两个氢氧离子和两个二价镍离子结合生成两个氢氧化镍晶体。

2.充电过程中的化学反应

充电时，电池正极和负极分别与充电器的正极和负极相连。电池内部发生与放电时相反的电化学反应，即负极发生还原反应，正极发生氧化反应。（1）负极反应

充电时，负极板上的氢氧化镉首先电离成镉离子和氢氧离子，镉离子从外电路获得电子生成附着在极板上的镉原子，而氢氧离子则进入溶液中参与正极反应：

（2）正极反应

在外界电源作用下，正极板上的氢氧化镍晶格中，两个二价镍离子各失去一个电子，生成三价镍离子，同时晶格中的两个氢氧离子各释放出一个氢离子，晶格上留下氧负离子，释放出的氢离子与溶液中的氢氧离子结合生成水分子，然后两个三价镍离子再与两个氧负离子和剩下的两个氢氧离子结合生成两个氢氧化镍晶体。

当电池充满电时，充电电流会使电池内部发生水分解反应，在正极板和负极板上分别释放出大量的氧气和氢气。

氢氧化钠或氢氧化钾并不直接参与反应，只起导电作用。从电池反应的角度看，充电时会产生水分子，放电时会消耗水分子。因此，充放电过程中电解液浓度变化很小，无法用密度计来检测充放电程度。

3.端电压

充满电后应立即断开充电电路，镍镉电池的电动势能达到1.5V左右，但很快降至1.31-1.36V。

镍镉电池的端电压随充电和放电过程而变化，可用下式表示：

U 电荷 = E 电荷 + I 电荷 R

U 发布 = E 发布 - I 发布在 R

从上式可以看出，充电时电池的端电压比放电时高，且充电电流越大，端电压越高；放电电流越大，端电压越低。

镍镉电池以标准放电电流放电时，平均工作电压为1.2V，以8h的放电率，当电池端电压降至1.1V时，电池已完全放电。

4. 容量及影响容量的主要因素

电池充满电后，在一定的放电条件下，当达到规定的终止电压时，电池所放出的总容量称为电池的额定容量。容量Q用放电电流与放电时间的乘积来表示，表达式为：

Q=I·t(啊)

镍镉电池的容量与以下因素有关：

①有效物质的量；

②放电率；

③电解质。

放电电流直接影响放电终止电压，在规定的放电终止电压下，放电电流越大，

电池的容量越小。

使用不同成分的电解液，对电池的容量和寿命都会产生一定的影响。通常在高温环境下，为了提高电池容量，常在电解液中加入少量氢氧化锂，形成混合溶液。实验表明，每升电解液中加入15-20g氢氧化锂水溶液，常温下可提高容量4%-5%，40℃下可提高容量20%。但电解液中锂离子含量过高，不仅会使电解液的电阻增大，还会使正极板上残留的锂离子（Li+）慢慢渗透到晶格中，对正极的化学变化产生有害影响。

电解液的温度对电池的容量有很大的影响。这是因为随着电解液温度的升高，极板上活性物质的化学反应逐渐改善。

电解液中有害杂质越多，电池的容量越小。主要有害杂质是碳酸盐和硫酸盐。它们能增加电解液的电阻，在低温下易结晶，堵塞极板的微孔，造成电池容量明显下降。另外，碳酸根离子还能与负极板发生反应，生成碳酸镉附着在负极板表面，造成导电性不良，使电池内阻增大，容量降低。

5. 内部阻力

镍镉电池的内阻与电解液的电导率、极板结构及其面积有关，而电解液的电导率则与密度、温度有关。电池的内阻主要由电解液的电阻决定。氢氧化钾、氢氧化钠溶液的电阻率随密度的不同而变化，在18℃时氢氧化钾、氢氧化钠溶液的电阻率最小。

6. 效率和寿命

在正常使用条件下，镍镉电池的容量效率ηAh为67%-75%，能量效率ηWh为55%~65%，循环寿命约为2000次。

7.记忆效应

镍镉电池在使用过程中，如果在电量放完前开始充电，下次放电时，将无法将电量全部放完。例如，镍镉电池只放出了80%的电量后开始充电，电池充满电后只能放出80%的电量。这种现象称为记忆效应。

电池完全放电后，极板上的结晶很小，电池部分放电后，氢氧化镍还未完全转化为氢氧化镍，剩余的氢氧化镍会结合在一起形成较大的结晶，结晶增大是镍镉电池产生记忆效应的主要原因。

3.镍氢电池的组成

在镍氢电池的组成中，除了正负极材料、电解液外，还有一些相关的高分子材料，如电池隔膜材料、密封材料、胶粘剂等，这些材料的品质对电池的自放电、充放电循环性能和使用寿命，以及电池的稳定性也起着至关重要的作用。

我们承担的研究任务包括镍氢电池隔膜材料、极板成型用胶粘剂、密封件等的研究及产业化开发，经过几年的努力，在电池相关高分子材料的研究和生产方面取得了一些重要成果，为我国镍氢电池的发展做出了贡献。

1. 隔膜材质

隔膜是组成电池的基础材料之一，为了提高电池的比容量、比能量，降低电池的内阻，必须尽量减小正负极之间的距离。电池隔膜置于正负极之间，既可以使两电极尽可能靠近，又可以避免正负极活性物质的接触和短路。好的镍氢电池隔膜要求具有电子绝缘性、离子电导率高、薄而均匀、机械强度好、耐碱性强、电化学稳定性好等特点。“九五”以前，我国对隔膜的研究很少，国内还没有专业的隔膜生产厂家，更没有镍氢电池专用的隔膜材料。尼龙无纺布主要从国外进口。这种尼龙无纺布隔膜具有良好的电池自放电、内压、充放电循环寿命、耐碱性和化学稳定性。

不够令人满意。

根据镍氢电池隔膜必须具备较高的机械强度、优良的亲水性和较高的离子电导率的基本要求，我们选取​​绝缘性、稳定性好的聚烯烃无纺布作为隔膜基材，通过亲水改性、改性提高机械强度、综合性能优化，开发出综合性能优异的镍氢电池隔膜材料。该隔膜在吸碱量、电解液浸润速度、力学性能等方面均优于或相当于国外同类产品。我们研发生产的隔膜基本性能指标为：吸碱量（g/g）≥200%；浸润速度（1min）≥20mm；拉伸强度≥150N/5cm。

在此基础上与该公司合作开展电池隔膜制备中试研究，设计了工艺流程及各工序要求、设备配置，建成了挤压熔铸镍氢电池专用隔膜生产线，设计规模为10万平方米/年，用该隔膜组装的镍氢电池性能可与用进口隔膜组装的电池媲美。

2. 粘合材料

用于电极成型的胶粘剂对于电池的生产也非常重要，因为电极材料都是固体粉末，必须将它们粘结、压合在一起形成极板才能使用，这就需要使用胶粘剂。但胶粘剂​​本身一般是不活泼的，是电子的绝缘体，因此在实现极板成型的前提下，使用的胶粘剂越少越好。胶粘剂要求有较高的电化学稳定性（在电池充放电过程中保持稳定的性能）。对于镍氢电池电极用的胶粘剂，由于镍氢电池采用的是强碱性电解液，还需要具有耐强碱性。另外，胶粘剂最好是电子或离子导电性的。目前国内外普遍采用改性聚四氟乙烯乳液。但它存在用量大、电池内阻大、负荷平台太低、循环充放电过程中电极材料易散落、价格昂贵的缺点。 我们认为镍氢电池负极粘结剂应具有良好的亲水性以使电极与电解液相容，同时具有一定的疏水性以使电极具有良好的吸氢和渗透性能。为此我们采用多元聚合技术，合成了兼具亲疏水性、高粘度、高粘结性的镍氢电池粘结剂。该粘结剂在极片成型过程中形成交联网络，耐碱性好，韧性大大提高。此外，我们还合成了一种适用于镍氢电池的具有一定离子电导率的新型粘结剂，该粘结剂与主链梳状固体电解质混合，既能传输电解液，又能保持化学稳定性，其电导率达到10-6S/cm。

国家高技术新型储能材料工程开发中心采用我公司粘合剂，负极粘合剂用量可降低至2%（采用聚四氟乙烯时为7-8%），电池负极成膜率可达97%。项目已建立年产500吨粘合剂的生产装置。

3.密封材料

密封材料对镍氢电池的充放电性能和使用寿命也起着至关重要的作用，因为镍氢电池采用的是氢氧化钾水溶液，而为了提高电池的容量，电解液的用量被降到最低，这就要求电池在使用过程中电解液不能泄漏或者蒸发，否则会严重降低电池容量。另外，镍氢电池在充电时会产生氢气，这部分氢气一部分被吸收到储氢合金电极中，但另一部分以氢气的形式存在于电池中。当电池放电时，这部分氢气是负极处电化学反应的活性物质，如果发生氢气泄漏，也会严重影响电池的充放电性能和使用寿命。因此，镍氢电池产品需要严格的密封，这就需要高性能的密封材料。

电池密封材料主要是指电池密封时使用的密封圈和密封胶，目前国内普遍使用电池密封圈，为防止漏碱，需采用改性聚烯烃或尼龙。

我们采用性能优异的热弹性体替代聚烯烃、尼龙等塑料材料，并通过共聚、共混、合成稳定剂等方式提高基体材料的耐高温碱性，成功开发出满足镍氢电池密封要求的65℃级镍氢电池密封圈，该密封圈无需使用密封胶即可达到良好的密封效果。

设计配制了5升合成设备，加工了34孔全自动脱模模具，形成年产2000万只密封圈的生产能力。

我们采用性能优异的热弹性体替代聚烯烃、尼龙等塑料材料，并通过共聚、共混、合成稳定剂等方式提高基体材料的耐高温碱性，成功开发出满足镍氢电池密封要求的65℃级镍氢电池密封圈，该密封圈无需使用密封胶即可达到良好的密封效果。设计、制备了5升合成设备，加工了34孔全自动脱模模具，形成了年产2000万只密封圈的生产能力。

3.镍氢电池的工作原理

镍氢电池与同体积的镍镉电池相比，容量提高一倍，充放电循环寿命更长，无记忆效应。镍氢电池正极活性物质为NiOOH（放电时）和Ni(OH)2（充电时），负极板活性物质为H2（放电时）和H2O（充电时）。电解液采用30%氢氧化钾溶液。充电时，氢气从负极析出并储存在容器中，正极由氢氧化镍变为氢氧化镍（NiOOH）和H2O；放电时，负极处氢气被消耗，正极由氢氧化镍变为氢氧化镍。

1.过充电时的电化学反应：

从公式中可以看出，当电池过充时，正极板会放出氧气，负极板会放出氢气。由于加有催化剂的氢电极面积很大，氢气随时可以扩散到氢电极表面，所以氢和氧很容易在电池内部复合生成水，保持容器内气体压力恒定。复合速度很快，可以保持电池内部的氧气浓度不超过千分之几。

从以上反应方程式可以看出，镍氢电池的反应与镍镉电池类似，只是负极充放电过程中的生成物不同。从后两个反应方程式可以看出，镍氢电池也可以做成密封结构。镍氢电池的电解液多为KOH水溶液，另加少量LiOH。隔膜采用多孔维纶无纺布或尼龙无纺布。为了防止充电后期电池内压过高，电池内设有防爆装置。

2.电池充电特性

当恒定电流刚对放电的电池充电时，由于电池内阻引起的电压下降，电池电压很快上升（A点）。此后，电池开始接受充电，电池电压继续以较低的速率上升。在此范围内（AB之间），电化学反应以一定的速率产生氧气，氧气也以同样的速率与氢气结合。因此，电池内部的温度和气体压力都很低。

图1 镍镉电池充电曲线

在电池充电过程中，当产生的氧气量高于重新结合的氧气量时，电池内部的压力就会增加。电池内部的正常压力约为 1 psi。在过度充电期间，电池内部的压力可能会迅速升至 100 psi 或更高，具体取决于充电速率。

在研究电池各种充电方式时，镍镉电池中产生的气体是一个重要问题。气泡聚集在极板表面，会减少极板参与化学反应的表面积，使电池的内阻增大。过充电时，电池中会产生大量气体，若不能迅速复合，电池内部压力就会明显升高，对电池造成损害。另外，压力过大时，密封的电池会打开排气孔，使电解液逸出。如果电解液反复通过排气孔逸出，电解液粘度就会增大，极板间的离子传输就会变得困难，因此电池的内阻就会增大，容量就会下降。

经过一定时间后（C点），电解液中开始产生气泡，这些气泡聚集在极板表面，使极板的有效面积减小，因此电池的内阻增大，电池电压开始快速上升。这是电池接近充满电的信号。

充满电后，充入电池的电流并不转化为电池储能，而是在正极板上产生氧过电位。氧气是由电解液电解产生的，而不是由氢氧化镉还原成镉产生的。在氢氧化钾和水组成的电解液中，氢氧离子变成氧气、水和自由电子。

虽然电解液产生的氧气能很快地在负极板表面的电解液中结合，但电池的温度仍然会明显上升。另外，由于充电电流用来产生氧气，电池内的压力也会上升。

由于大量的氢氧离子比少量的氢氧化镉更容易分解氧气，因此电池内部的温度急剧上升，导致电池电压下降。因此，电池电压曲线有一个峰值（D点）。

电解液中氧气的产生与复合是放热反应，当电池过充时（E点），就会不断产生氧气，使电池内部的温度和压力升高。若强行排出气体，会造成电解液减少，电池容量下降，电池损坏。若不能快速排出气体，电池就会爆炸。

当采用低倍率恒流涓流充电时，电池内部会产生枝晶，这些枝晶会透过隔膜扩散到极板之间，在扩散严重的情况下，这些枝晶会造成电池部分或全部短路。

镍氢电池的充电特性与镍镉电池相似，在终止充电时，镍镉电池的电压下降幅度远大于镍氢电池。在电池容量达到额定容量的80%之前，镍镉电池的温度上升比较缓慢，在电池容量达到90%之后，镍镉电池的温度上升较快。当电池基本充满电后，镍镉/镍氢电池的温升速度基本相同。

电池充电过程通常可分为预充电、快速充电、补足充电、涓流充电四个阶段。对长期未使用或新电池进行充电时，一开始就进行快速充电会缩短电池寿命。

因此，对此类电池要先用小电流进行充电，使其满足一定的充电条件，这个阶段称为预充电。

快充就是利用大电流快速恢复电池电量，快充速率一般在1C以上，快充时间由电池容量和充电速率决定。

为避免过度充电，有些充电器采用小电流充电。镍镉电池正常充电时，可以接受C/10或更低的充电率，因此充电时间在10小时以上。小电流充电时，电池内不会产生过多的气体，电池温度也不会过高。只要将电池连接到充电器上，低倍率恒流充电器就可以为电池提供非常小的涓流充电电流。当用小电流给电池充电时，电池内产生的热量可以自然消散。

涓流充电器的主要问题是充电速度太慢。例如，容量为 1Ah 的电池以 C/10 的充电速率充电需要 10 多个小时。此外，当电池反复以低充电速率充电时，会形成枝晶。大多数涓流充电器没有任何电压或温度反馈控制，因此无法保证在电池充满电后立即关闭充电器。

快速充电分为恒流充电和脉冲充电，恒流充电是用恒定的电流对电池进行充电，而脉冲充电则是先用脉冲电流对电池进行充电，然后让电池放电，如此反复。电池脉冲的幅度很大，宽度很窄，通常放电脉冲的幅度约为充电脉冲的3倍，放电脉冲的幅度虽然和电池容量有关，但是和充电电流幅度的比值是不变的。在充电过程中，镍镉电池中的氢氧化镍被还原为氢氧化镍，氢氧化镉被还原为镉。在这个过程中产生的气泡聚集在极板的两侧，会减少极板的有效面积，增加极板的内阻。随着极板的有效面积变小，充满电量所需的时间就会增加。

当施加放电脉冲时，气泡离开极板并与负极板上的氧气重新结合。这种去极化过程降低了电池的内部压力、温度和内阻。同时，充入电池的大部分电荷转化为化学能，而不是气体和热量。

电荷和排放脉冲宽度的选择应确保板恢复其原始晶体结构，从而消除采用排放去极化度量的记忆效应，可以提高充电效率并允许大量电流快速充电。

使用某些快速的充电方法，在快速充电后没有充满电。

在储存期间，镍粉电池的容量将以C/30的速度降低到C/50，以补偿由于自我释放而导致的电池损失，在较低的情况下，将自动转换为the the the the ，充电器和充电器连接到电源，在维护充电状态下，充电器将以一定的充电速率补充电池，以使电池始终充满电。

3.快速充电终止控制方法

使用快速充电方法时，充电的电流是充电后的几次，如果快速充电不会停止，电池的温度和内部压力将迅速上升，而内部压力则太高，密封电池将打开通风孔，从而导致电池效率增加电池的粘度。

从镍 - 瓦斯电池的快速充电特性中，我们可以看到，电池电压开始下降，电池温度和内部压力迅速上升，以确保电池充满电，而无需过度充电，例如定时控制和温度控制的各种方法。

（1）计时控制

当充电速度为1.25℃时，当充电速率为2.5c时，可以在30分钟内充满电。 （2）电压控制

在电压控制方法中，最容易检测的是电池的最大电压。电压控制方法是从充电特征曲线中的最大电压（VMAX），当电池电压达到最大电池时，电池最大电量是在电池中充满电的。充满电的电池随着环境温度和充电速率而变化，电池组中每个单元的最大充电电压也不同。

负电压增加（-ΔV），由于电池电压的负增量与电池组的绝对电压无关，并且不受环境温度和充电速率等因素的影响，因此可以更准确地判断电池是否充满了电池，这是电池电量越来越高的电池量。电池电压将需要很长时间才能获得负增量，因此充电更为严重。

在NIMH电池充电器的零内存（0δV）中，通常使用0ΔV控制方法来避免损坏电池，以使负电压增加，这是在充满电的情况下，电池电压在一定时间内可能会在一定的时间内发生很小的变化，从而导致电池快速播放。年龄略有下降，快速充电立即停止。

（3）温度控制

为了避免损坏电池，一旦电池温度升高到指定的值时，就无法启动快速充电。

在电池温度达到45°C时，应立即停止电池温度，可以通过电池的缺点来检测到电池温度。充满电后°C。

温度升高（ΔT）为了消除环境影响，当电池温度上升达到指定的值时，可以使用温度上升控制方法。

温度变化速率（ΔT/ΔT）在NIMH和NICD电池充满电之后，电池温度迅速上升，并且在电池温度上升的速度差异为ΔT/ΔT基本上是相同的。准确性，应努力减少热敏电阻的非线性影响。

当电池温度低于10°C时，使用高电流的快速充电将影响电池寿命。

（4）全面控制

上述控制方法具有自己的优势和缺点，以确保在任何情况下进行准确和可靠的控制

为了控制电池的充电状态，通常在当前快速充电器中采用了一种全面的控制方法，包括正时控制，电压控制和温度控制。

4.充电器的选择

镍电池充电器可以根据其技术复杂性分为许多类别，这是慢速充电器，通常是带有固定输出电压的DC变压器。

缓慢的充电对NIMH或NICD电池不利，因为充电期间产生的热量会加速电池老化。

对NIMH和NICD电池进行优化的快速充电器在技术方面的设计更为复杂。

当前有两种标准算法来确定电池是否充满电，通常称为“负电压方法”（-ΔV）和“温度方法”（ΔT）。

有些人修改了传统的NICD电池充电器，以充电NIMH电池和/或锂离子电池。

但是，将充电器适应三种电池并不容易。

由于其向后兼容性，该设计概念已被广泛使用。

5.开发NICD/NIMH电池

1.镍金属氢化物电池开发的现状

1899年，镍板首先用于开放式镍粉电池，几乎同时发明了电动汽车的镍铁电池，因为这些碱性电池的板块材料比当时的其他电池贵得多，因此它们的实际应用非常有限。

后来，镍粉电池进行了几项重要的改进，其性能显着改善，最重要的是在1932年，科学家开始在镍电池中使用活跃物质，然后将活性物质放入多孔镍板中。化学反应产生的各种气体不需要排放，但可以在电池内成功开发密封的镍粉电池。

镍氢电池已成为全球各国的新能源，因为自1990年代以来，Ni-H电池已经进入工业化国家，例如日本，美国，美国和德国，因此，由于其高能量密度，快速充电和发射速度，轻量级，长寿，长寿，长寿，长寿，长寿，长寿，长时间。

镍型电池主要是A型和AA类型，并且在笔记本电脑，相机，便携式手机等中都使用，Ni-H电池是一个重要的开发方向。几年，所有具有矿物质的石油资源将逐渐疲惫。世界各地的城市环境污染都非常重视这一问题，并投入了大量的人力和物质资源。 日本的丰田汽车在1998年推出了215万日元的混合动力汽车，该汽车使用高性能的镍氢电池，它基本上保持了汽车的优势，但具有低成本和长期的寿命，但还原了80％至90％的污染国家。

随着空间技术的开发，与镍级电池相比，镍金属电池的需求越来越高。到目前为止，年龄甚至是镍级的氢化物（）近来的镍级（）近20次（）的技术水平较高。

2.镍金属电池的优点和缺点

（1）镍 - 氢气电池的优势

镍电池类似于镍级电池，而镍氢化物电池的正极电池基本上与镍含量相同，镍氢电池可以完全替换镍 - 加速电池，而无需进行任何设备的转换。

镍金属氢化物电池的主要特征：

①镍金属电池的能量是镍含量的两倍；

②，可以达到500个全圆形充电和排放；

③用特殊充电器充电可以在一个小时内迅速收取；

④自我放电特性比镍含量好，并且在充电后可以保留更长的时间。

⑤连续效率高3次；

镍是一个正电极，具有高能氢储存合金作为负极，高能氢储存合金材料使镍 - 金属氢化物电池具有更大的能量。

（2）镍 - 氢气电池的缺点

充电时间比镍粉电池的充电时间更长，并且自我释放现象与温度的增加（15％-20％）（100％））和30％-35％（20％-30％）的Ni-MH（100％）（100％）（100％）（100％）（100％）。

镍的特征是“强大”，镉金属被环境污染，小电池容量和短期寿命，因此，使用镍的人比镍量较短，而不是镍级的票房。最昂贵的，也是充电器的选择性。

3.小型电池市场应用

（1）

根据2006年日本在日本使用新材料的统计数据，镍金属电池的量逐渐被2006年日本便携式设备中的锂离子电池替换。

国国转移贮氢合金伴随着着混合动力动力动力扩大扩大扩大扩大扩大扩大而而扩大扩大而而扩大而而的扩大扩大的的的的的的扩大扩大的的的的的的的的的扩大的的扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大而扩大扩大而扩大而而扩大扩大而扩大的而扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大，1600吨为用量而而而而扩大扩大扩大而扩大而而而而而扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大扩大而扩大而而扩大扩大约2500吨吨

（2）

2006年，我的国家生产了13亿镍的电池，出口了9.13亿美元，并创造了近6.60亿美元，它超过了日本，成为世界上第一个最大的镍电池电池。

电动工具，机器人和潜艇，电动汽车以及通信储备电源设施以及其他领域逐渐扩大了其应用程序范围。

4.电力镍 - 氢电池市场前景

（1）随着世界能源的张力日益增加，高油价使混合动力汽车成为不可避免的汽车开发趋势。

销售将每天增加，为大型镍镍电池开放应用市场空间。

（2）由于对未来几年进口镍含量电池的限制，此外，生产中国生产的生产制造商将逐渐减少镍加速电池的产量，并转向生产镍氢气电池。

（3）用镍定量的电池生产技术

成熟度和节能的增加和减排量适合100AH，80AH，80AH和80AH，以及

40AH和15AH系列密封镍金属电池是第一个成功申请中国电动三轮车和电动汽车的人。

（4）由于镍金属电池具有高比例，高功率，适用于较大的电流，回收和排放以及非污染，因此被称为“绿色功率调节器”测试镍金属氢化物电池。

5.镍级电池在电动自行车市场中的应用

镍金属电池的电动自行车在日本和美国的电动自行车中占主导地位。

随着电池行业的发展，铅酸电池的状况将被打破，并且在最大的电动自行车市场中逐渐下降的电力自行车领域。

从上面的系统中的全面性能来看，这两个绿色电源供应比铅酸电池更好。

总的来说，电动自行车实际上是针对老年人和妇女的人。

在竞争中，它已经开发出来。

镍 - 加德米镍 - 氢气电池的原理和充电方法

镍级/镍级电池和充电方法的原理在开发的镍/镍级电池中已经开发了镍板电池。 1932年，科学家开始在镍电池中使用活跃的物质。 IUM电池和工作寿命大致相同，但是充电和放电性能良好。 即使是镍氢电池也可以在1992年每月每月生产200万镍金属电池。电压通常由AH（AH）表示，即1AH可以在1A的电流下1小时排出1小时。

各种电池性能比较

锂离子电池的安全特性2010-8-24 15:40:21对于锂离子电池安全性能的评估指标，它以非常严格的标准在国际上规定。 合格的锂离子电池应在安全性能方面符合以下条件：（1）无火，没有爆炸（2）火，没有爆炸，热箱测试（（00）（°C恒温恒温10min）（4）（4）（4）不爆炸（不爆炸）（没有爆炸量（毫升）（毫升）（5毫米）（5毫米）（5毫米）（5）exply（5）exply firs（5）exply firs（5）exply（5）exply firs（5）exply（5） sound，sound（5） ）焚化：没有爆炸（燃气烧烤电池）几种类型的数码相机电池简介1.碱性电池（Zinc-mno2）。 ，镜头变焦和连续拍摄需要很多电力通常会导致某些用户使用新购买的碱性电池。

电动警报2，镍镉电池是镍的，它使用镍氧化物作为正电极，氧化镉和碱（主要是氢氧化钾）作为电解的能力。当然，我们可以降低“记忆效果”，但总体上，镍的数量是300-700次，电池容量将在充电后减少约20％。早期镍含量电池的产物。 与镍含量电池相比，镍氢电池具有更大的捕捉优势。

镍 - 氢气电池特性曲线

目录1.充电电压和温度特性（1）2。在不同室温环境中充电曲线（2）3。充电温度和效率曲线（3）4。放电能力与排放电流之间的关系（4）5。排放能力和环境温度之间的关系（5）6。电池的存储特性（5）（6）7。

即使利基 - 金属电池电池不可靠，即使是Sanyo，和其他品牌电池，镍金属的电池特性曲线也不可靠。

2.在不同的室温环境中，充电曲线的室温越低，将来的电压越高。

3.充电温度和效率曲线约为27摄氏度，充电最饱和，充电/放电效率最高。

4.排放能力和排放电流之间的关系为0.2c的电流较小，放电比1C的大电流，最终排放能力的关系可能高约10％。

5.排放能力和环境温度之间的关系以1C电流排放。

镍氢化电池的市场和开发前景

近年来，镍金属电池的市场和开发前景，我所在国家的镍氢充电电池的开发变得越来越快，它进入了镍金属级电池的排列，使电池的电力镍对电池的电池越来越多。锂电池占57％，占小型次级电池的大部分市场份额，并保持了快速增长的势头。

镍电池具有成熟度，良好的安全性和可靠性，高流通利用率，低成本等。由于环境保护因素，镍型和金属氢化物电池已广泛用于各种电气电子产品中继续扩大电力电池的电力电池逐渐占据了市场的主要位置。温暖的电池行业；镍金属电池是具有较高开发前景和强大竞争力的电池之一。 将来，混合动力汽车（HEV）的快速开发将促进镍金属氢化物电池的跨越增长。

2.在能源与技术研究所的高级工程师Wei 博士的发展方向上根据他的说法，镍的未来是氢化盐，日本的sanyo公司为消费者产品的储存率提供了75％的尼斯，日本的Sanyo 为消费者产品提供了一个较低的镍。预计将取代一次性干电池。 据了解，在2007年和2008年，Sanyo公司的镍金属电池的供应量分别为2500万和300万，并且逐年增加了CHI开发研讨会。 350亿美元的销售收入为1330亿元人民币，出口量超过245亿美元，出口价值为81亿美元。

镍氢电池的化学原理和过程

The and flow of -metal The of -metal of - are used as of Ni, and are used as , and ( KOH) is used as . The of and ; OH+H2O pole: MHN+NE- → M+N/2 H2 , the pole: NIOOH+H2O+E- → Ni (OH) 2+OH-: M+N/2 H2 → MHN+NE-. At the same time, the a boost point, and the speed will also be . In order to , the range be 5-30 ° C. , the will with the in . , when the rises above 45 ° C, the of the at high will , and the Ni-MH will be . The can be used as the ; the is many can be . When the gas is , the inner of the is very high. Only metal can this and will not cause too much . 1.1 : (2.1.1 and 2.2.3)

oxide (can form a , make up for a large and metal sets, as well as with ) 1.2 pole: alloy (3.1 ) 1.3 : 30%KOH of 17g/L Li (to high , some KOH to NaOH, but it will the of metal , the cycle life) 2. 2.1 2.1.1 : fiber + COO+CMC (2.5%) or mc+PVB pores 2.1.2 the paste to the (such as Bring) 2.1.3 ( ) (75 ° C) 2.1.4 High - burn (880 ° C, speed of 90m/h) in a / (90m/h) 2.1.5 or ( NIOH in the ) Ni (NO3) 2 is 1.62-1.65g/c㎡, 3%-5%CO (NO3) 2 gain [(1.72-1.80) ± 0.007] G/CM2 2.1.6 / 2.1.7 2.1.8 Dry (75 ° C) 2.1.9 Soft (0.58 ± 0.05mm )

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- use and 1. Under , the new -metal only a small of . After you buy it, you must it you buy. The of films after the first is not as much as . There is no need for the heat of the , but it is not to blow it too , but it be noted that too many be the . This is that the is prone to , the are easy to get metal? For , the key is , and these are the enemy of the . It is that the user set up a - point and keep the clean. 5. When you do n't need it for a long time, to the from the and place it in a dry and put it in a box to avoid short of the . It is . to , the best for of -metal is to be at about 80%. This is the self- of -metal is large (about 10%-15%a month). If the is after the is , the self- of the will cause the to and the ? Then you think about the new - has . This is the . The of the ! The 8 - - meter self - is full. , the is below 1.2V , and the is about 1.4V after full.

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The and of -metal In years, the of -metal in my has and , and it has the ranks of -metal . The of the power of power -metal and are . The total sales of were about 7.979 , of which -metal and for 57%, for most of the share of small , and a rapid . the - still a large share at the time, their share was by - due to their . (2) The to and grow. have the of , and , high , low cost, and low cost. In to , and are being to types of such as tools, toys, and . In the of and , the of rope -free and for such as and tools are more and more , and the field of has to . - are the in the field of , in the field of high -power power .In the , the three major will the rapid and of the for : ① With the of and the of the , -metal will the - and the of the -metal . The rapid of the warm ; ③ -metal is one of the power with high and . The rapid of (HEV) in the will in -metal power .

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镍氢电池性能与技术要求2007-07-03 15:56 作者：来源：eNet硅谷动力[摘要] 镍金属氢化物电池是由贮氢合金负极，镍正极，氢氧化钾电解液以及隔板等组成的可充电电池，它与镍镉电池的本质区别只是在于负极材料的不镍金属氢化物电池是由贮氢合金负极，镍正极，氢氧化钾电解液以及隔板等组成的可充电电池，它与镍镉电池的本质区别只是在于负极材料的不问。这种电池的电压和镍镉电池完全相同，为1 2伏。它可以直接用在使用镍镉电池有器械件上。镍氢电池的设想在七十年代开始有人提及，大量的研究集中在九十年代，工业化生产从20世纪最后10年的初期开始。作为负极材料的贮氢合金是由A和B两种金属形成的合金，其中A金属(La，Ti，Zr 等)可以大量吸进氢气，形成稳定的氢化物。而B金属(Ni,Co,Fe,Mn等)不能形成稳定的氢化物，但氢很容易在其中移动。也就是说，A金属控制着氢的吸藏量，而B金属控制着吸放氢气的可逆性。按照合金的晶体结构，贮氢合金可分为AB5型、AB2型、AB型、固溶体型等，其中主要使用稀土金属的是AB5型合金。 AB5型贮氢合金主要由铜镧糸元素和镍组成，同时少量添加铝，锰，钴等。不是所有的贮氢合金都能作镍氢电池的负极材料。

日本生产镍金属氢化物电池主要是用稀土金属和混合稀土金属作负极，生产的电池占全世界该种电池产最的90％以上，美国主要使用钛银基合金作负极，生产的电池约占全世界产量的5％，生产公司有奥芬尼克和杜拉塞乐等几个公司。 1．镍金属氢化物电池的优越性。 Ni-MH电池具有能量密度高、功率密度高、可快速充放电、循环寿命长以及无记忆效应、无污染、可兔维护、使用安全等特点，被称为绿色电池。该种电池同镍锅电池相比，性能指标普遍高于镍镉电池；Ni-MH电池的比能量是镍镉电池的1.5—2倍。电流充放电时，无记忆效应、低温特性好、综合性能优于镍镉电池，同时镍镉电池废电池处理复杂，在能源紧张，环境污染严重的今天，Ni—MH电池显示出广阔的应用前景。因为极镍电极同镍镉电池完全一样，所以凡是能使用镍镉电池的电器都可以使用镍金属氢化电池；它无毒，利于环保且综合性能优于镍镉电池，它也不会象锂高子电池那样遇潮易爆炸。因此，近五年来生产发展速度远高于镍镉电池。 2，镍金属氢化物电池水平现状镍金属氢化物电池与镍镉电池相同点是电压一样。不同点是自放电率约高。其它各项性能指标有高有低，有些高于镍镉电池，有些低于锂离子电池。表1 详细列出了日本镍金属氢化物电池的性能水平现状。 日本小型贮氢电池性能水平现状性能参数镉／镍电池镍金属氢化物电池放电电压(V) 1.—1.0 1.2—1.0 重量比能量(WH/Kg) 50一60 60—80 体积比能量(WH/ ) 140一180 240—300 价格($／次) 0.06 0.1

镍氢电池充电方案参考

镍氢电池组充电方案参考方案一、充电电路可以采用恒压串联一个限流电阻给镍氢电池组充电。恒压一般需要根据电路中的直流恒压来选定，但是该电压一定要大于电池充满时的电压。限流电阻的大小可以采用如下示例来计算。 例如：现在需要给一组标称4.8V 的镍氢电池组充电，假设电路中外加直流恒压为12V，那限流电阻的大小可按如下a、b、c步骤计算：a.由于单颗镍氢电池充满时的电压约为1.45V，如果是4颗一组的镍氢电池，那充满时电池的电压约为1.45V × 4 = 5.80V。 b.当电池组充满电时，我们希望继续给电池组充电的电流大小不要超过电池本身标称容量的0.03-0.05倍，这时电池就处于涓流充电状态，也即浮充状态。 c.现在示例电池组的标称容量为，4颗一组的镍氢电池组，所以当该4.8V 电池组充满电时，电池组的电压约为1.45V ×4 = 5.80V,如要继续给电池组充电，那么只能进行涓流充电，（涓流充电电流范围为大于300× 0.03= 9mA，小于300× 0.05= 15mA），考虑电路中的波动，我们一般选其中值12mA,那么限流电阻的大小R=（外加恒压12V - 电池电压5.80V）÷12mA = 517Ω。即如果采用外加12V 的恒压串联一个517Ω的限流电阻给该4.8V 镍氢电池组充电，那么当该电池组充满电时，继续给电池组充电的电流大小自动降到12mA的涓流充电水平。镍氢电池在涓流充电状态下可以连续长期充电，对电池没有损伤。该方案的优点是价格便宜，缺点是电池放完

电后，再充满时需要的时间较长。 方案二、采用充电管理芯片给电池组充电。例如：现在需要给一组标称4.8V 的镍氢电池组充电，可以考虑当电池组电压被充到5.6V-5.8V时，充电管理芯片发出指示停止充电；当电池组电压下降到4.7-4.8V，充电管理芯片发出指示启动充电。充电电流的大小建议采用电池标称容量的0.1倍。该方案的优点是电池没电时能较快充满，同时电池也不容易发生过度充电和过度放电。 注意：过度放电容易导致可充电池损坏。因此建议单颗镍氢电池的电压下降到1.0V时（如果是4颗一组的镍氢电池，那就是电池电压下降到4.0V 时）就要关断电路，不要再让电池放电。

镍氢电池知识

镍氢电池基本知识及特点简介一：镍氢电池的特点和二次电池的简介镍氢电池是以镍氧化物作为正极，储氢金属作为负极，碱液（主要为氢氧化钾）作为电解液制成的电池。这种电池是早期镍镉电池的替代产品，相对于镍镉电池来说，镍氢电池具有更加引人注目的优势。它大大减少了镍镉电池中存在的“记忆效应”，这使镍氢电池的使用更加方便，循环使用寿命更加长久。此外，镍氢电池还具有电容量高、放电深度大、耐过充和过度放电、充电时间短等明显的优点。下面列出目前使用的四种可充电池化学反应式。 电池标称电压：1.2V 电池标称电压：1.2V 电池标称电压：3.6V 电池标称电压：2.0V 上述电池中，铅酸电池的电解液为硫酸（H2SO4），镍镉与镍氢电池的电解液均为氢氧化钾（KOH），锂离子电池的电解液则为含有锂盐的有机液体或固态高分子电解质；镍镉与镍氢电池使用相同的正电极，即氧化镍的氢氧化物（NiOOH）；镍氢电池的负极为镧系元素（A）与镍（B）形成的储氢材料，有AB5和AB2两种化学物。镍氢电池的充放电反应可视为氢离子（H+）在正、负电极间的来回运动。锂离子电池的正电极材料在上面反应式中以锂钴氧化物（）为例的，事实上，这类材料的发展方兴未艾，包括锂锰、锂镍、锂锡及锂钒等氧化物，而锂离子电池的充放电反应则是锂离子（Li+）在正、负电极间的来回运动。总言之，二次电池均靠氧化还原反应来实现，在充电时将电能储存为化学能，然后在放电时将化学能转换为电能。 二、影响镍氢电池性能的几个因素影响镍氢电池性能的因素有很多，包括正/负极板的基材，贮氢合金的种类，活性物质的颗粒度，添加剂的类别和数量，以及制作工艺、电解液、隔膜、化成工艺等许多方面。 下面就添加剂（Co）、电解液、隔膜以及化成工艺等对电池性能的影响这几方面进行一下简要的探讨。 1、正极添加CoO对电极性能的影响

NiMH

镍氢电池的现状与发展程天国摘要：镍氢电池于1988年进入实用化阶段，1990年在日本开始规模生产，此后产量成倍增加。目前在日本，三洋、松下和东芝形成了三足鼎立的局面，所占市场份额分别为40%、30%和20% ，生产能力已达到1500万只/月。最近报道，三洋公司出资9000万美元购买了东芝镍氢电池生产线，使三洋公司镍氢电池的生产能力占日本总生产能力的60%以上。 关键词：小型化；低电压；高容量；新品种化

1.镍氢电池的性能状况一、能量密度体积比能量：提高材料性能和增加电池内填充密度，镍氢电池体积能量密度从1990年的180W h/L 增长到1997年的360Wh/L，与锂离子电池相当。镍氢电池的高比能量使其在移动电话、笔记本电脑等领域内具有非常大的竞争力。 质量比能量：从开始的55Wh/kg上升到77Wh/kg，但电池的单位质量仍然是锂离子电池的1.5倍。目前轻型贮氢合金如V-Ni基和Mg-Ni基合金正在开发研究之中