镍氢电池:价格相对便宜,性能逊于锂离子电池,但安全性良好

2024-07-18 14:07:24发布    浏览56次    信息编号:79296

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镍氢电池:价格相对便宜,性能逊于锂离子电池,但安全性良好

动力电池的基本功能是储能。在电池市场上,除了我们熟知的铅酸电池和锂离子电池外,还有镍镉电池和镍氢电池。其中镍氢电池受到丰田、本田等青睐,用于混合动力汽车的储能,而新能源汽车则选择锂离子电池作为动力电池。

镍氢电池与镍铬电池相比,具有记忆效应小、环境性能好、使用寿命长等优点,蓄电量比镍镉电池高出30%左右。不过镍氢电池的成本比镍镉电池要贵很多。

相对于锂离子电池来说,镍氢电池唯一的优势就是价格相对便宜,但是性能却远不如锂离子电池。

镍氢电池的优点:

(1)安全性好

第一是安全性。镍氢电池的电解液为不易燃的水溶液,比热容较大,吸收热量较多时,温升相对较低。另外,当出现短路等异常情况时,电池也不易燃烧。

(2)适合浅充电和放电

混合动力汽车都具有浅充电的特点,即充电频率较高,但幅度不大。这样的工作特性其实非常适合镍氢电池。国产第八代凯美瑞混动的电池容量比纯电动车要小很多,镍氢电池的能量密度明显不如锂电池,因此对安全防护的要求较低。

(3)性能衰减缓慢

锂离子电池虽然能量密度高,但在大电流过充、过放电等复杂使用环境下,其寿命容易缩短。锂离子电池中的有机电解液在0摄氏度时性能会大打折扣,这也是很多纯电动汽车车主在冬季会出现严重里程焦虑的原因。

(4)镍氢电池更容易回收

相较于锂离子电池,镍氢电池更加环保。镍氢电池的主要成分是镍和稀土,这两种元素都具有很高的回收价值。使用水作为电解质溶液,不易污染环境,因此比较环保。

动力电池对新能源汽车的续驶里程、制造成本、使用寿命、安全性能等都有重要影响,其中作为新能源汽车技术水平主要体现的续驶里程,根本上是由动力电池决定的。

新能源汽车行驶环境复杂,对功率输出要求高,决定了动力电池需要更高的电压平台,镍氢电池电压只有1.2V,而锂离子电池电压可以达到3.7-4.2V,锂离子电池电压平台更高。

镍氢电池充放电曲线:

镍氢电池充电曲线

镍氢电池放电曲线

不同温度下镍氢电池的放电曲线

不同温度下镍氢电池的放电容量

容量保持特性

镍氢电池循环寿命

目前锂离子电池在其生命周期内充电次数可达1000次以上(三元锂电池),磷酸铁锂电池可达200​​0次以上,而镍氢电池的充电次数仅为500次左右,使用寿命远低于锂离子电池。

由于锂离子活性高,所以充电速度很快,一块锂离子电池大约需要3个小时就能充满电,而镍氢电池的充电速度则要慢得多。

在能量密度方面,锂离子电池更有优势,目前锂离子电池的能量密度可以达到300Wh/kg,而镍氢电池最高能量密度也只有140Wh/kg,如果使用镍氢电池作为动力电池,新能源汽车的续驶里程会很短,不过较低的能量密度使得镍氢电池比锂离子电池更安全。

镍氢电池的自放电率比锂离子电池高得多,每月可达25%-35%,而锂离子电池的自放电率仅为2%-5%。

镍氢电池能量密度低、使用寿命短、记忆效应等问题是其被排除在新能源汽车动力电池之外的根本原因。对于对储能要求不高的混合动力汽车来说,选择镍氢电池作为动力电池的根本原因还是成本。

但随着锂离子电池成本的逐年下降,本田的混合动力汽车已经放弃使用镍氢电池。目前镍氢电池基本都用在应急灯、遥控器、玩具等对储能没有特殊要求的领域,使用量也在逐年减少。

镍氢电池使用时应注意保养:

(1)使用过程中避免过充电。在循环寿命期间,使用过程中应避免过充电,因为过充电易引起正负极膨胀,造成活性物质脱落及隔膜损伤,导电网络被破坏,电池欧姆极化增大。

(2)防止电解液劣化。在镍氢电池的循环寿命期间,应抑制氢气的析出。

(3)镍氢电池的贮存。镍氢电池应充满电,如果长时间不储存电能而贮存,负极储氢合金的作用会减弱,缩短电池寿命。

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