镍氢电池：记忆效应、自放电率及充电方式全解析

镍氢电池：记忆效应、自放电率及充电方式全解析

在介绍镍氢电池的充电方法之前，我们先来了解一下镍氢电池的相关知识。

1、镍氢电池的记忆效应

镍氢电池和镍镉电池具有相同的记忆效应，但它们比镍镉电池小得多。因此，无需每次充电都放电（因为操作不当会损坏电池），只需要每三个月完全充电和放电一次即可缓解记忆效应。

2.镍氢电池的自放电率

镍氢电池为25~35%（月），镍镉电池为15~30%（月），锂离子电池为2~5%（月）。镍氢电池具有最高的自放电率，而与其他两种类型的电池相比，锂离子电池的放电率极低。

3、镍氢电池的充电方法

镍氢电池和锂离子电池都不能抵抗过度充电。因此，最好的充电方法是在充电电压达到最高水平时停止并继续充电。另一方面，锂离子电池最好使用恒流和恒压进行充电，但如果采用镍镉电池的充电器-DV控制方法进行充电，则会影响镍氢电池和锂离子电池的使用寿命。

4.镍氢电池的容量是否越高越好

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不同型号的电池，容量越高，使用时间越长。当然，除了体积和重量的因素外，容量越高越好

但是，相同的电池型号，标称容量（例如）也相同，实际的初始容量不同：例如，一个是，另一个是，那么比较是否更好

实际情况可能是，高容量是由于电极材料中增加了新的初始容量，降低了电极稳定性，结果是经过数十次循环后，高容量的电池容量迅速耗尽，而低容量的电池仍然很强。许多国内电芯制造商经常使用这种方式来获得高容量电池。但是，用户使用半年后的待机时间却是一团糟

那些民用的AA镍氢电池（即5号电池）一般都有，但也有标准的超高容量（），原因是一样的

增加容量的代价是牺牲循环寿命，制造商如果不修改电池材料，就不可能真正“提高”电池容量

镍氢电池充电方法

科学的充电方法可以延长镍氢电池的使用寿命。

（1）一般来说，新的镍氢电池只有少量的电量，购买后应在使用前进行充电。

但是，如果电池短时间出厂且电量充足，建议先使用后再充电。新的镍氢电池通常需要充电并使用 3-4 次，才能发挥最佳性能。

（2）虽然镍氢电池的记忆效应小，但最好在每次使用后再充电，一次充满电，不要一会儿充电再充电。这是“长寿”的重要一点。

（3）充电时，要注意充电器周围的散热情况。不使用时保持电池清洁，尤其是两端的触点，必要时用柔软的干布轻轻擦拭。如果长时间不使用，请从电池仓中取出电池并将其置于干燥的环境中。

（4）存放几个月后，镍氢电池将进入“休眠”状态，电池寿命将大大降低。如果镍氢电池放置时间长，建议先慢充充电。一般来说，镍氢电池的电压在充电前在1.2V以下，充满后正常电压在1.4V左右。这使您可以判断电池是否充满电。

镍氢电池与其他可充电氢储能网-----------------------------------------的比较

可充电电池有两种重要类型：铅酸电池和碱性电池。目前使用的镍镉 （NiCd）、镍氢 （NiMH） 和锂离子 （Li-Ion） 电池都是碱性电池。

铅酸蓄电池的基本结构：气压式、免维护铅酸蓄电池。它由正负极板、隔膜、电解液、安全阀、气闸、壳体等部分组成。正极板上的活性物质为二氧化铅（PbO2），负极板上的活性物质为海绵状纯铅（Pb）。电解液由蒸馏水和纯硫酸按一定比例制备而成。当将一定密度的电解质填充到电池箱中时，由于电化学反应，正极板和负极板之间会产生约 2.1 V 的电动势。

首次使用新的铅酸电池时，必须先充满电。如果使用0.1C的充电速率，大约需要55~75小时。电池在正常使用过程中放电后应立即充电。常用的方法有：（1）分级和固定电流充电法;（2）低压恒压充电法（带负载充电）;（3）快速充电法。快充的初始充电时间不超过5小时，正常充电时间可缩短至1小时左右。

这

镍镉电池正极板上的活性物质由氧化镍粉和石墨粉组成，石墨不参与化学反应，其重要用途是增强导电性。负极板上的活性物质由氧化镉粉和氧化铁粉组成，氧化铁粉的目的是使氧化镉粉具有高扩散性，防止结块，增加极板的容量。活性材料被封装在穿孔钢带中，并在压力下形成，成为电池的正负极板。板材由耐碱硬质橡胶绝缘棒或穿孔PVC波纹板隔开。电解质通常是氢氧化钾的溶液。与其他电池相比，镍镉电池具有适度的自放电率（即电池在不使用时失去电荷的速率）。镍镉电池在使用过程中，如果它们没有完全放电，它们将再次充电，下次它们放电时，它们将无法释放所有电量。例如，如果电池在 80% 的电池放电后充满电，则电池只能以 80% 的容量放电。这就是所谓的记忆效应。当然，几个完整的放电/充电周期将使镍镉电池恢复正常工作。由于镍镉电池的记忆效应，如果它们没有完全放电，则每个电池应放电至1V以下后再充电。

镍氢电池的正极板材料为NiOOH，负极板材料为吸氢合金。电解质通常由 30% KOH 在水中加入少量 NiOH 制成。隔板由多孔维纶无纺布或尼龙无纺布等制成。镍氢电池有圆柱形和方形两种形状。圆柱形密封镍氢电池的结构如图 2 所示。

镍氢电池具有良好的低温放电特性，即使在-20°C环境温度下，大电流放电（放电率为1C）时，放电量也可以达到标称容量的85%以上。但是，当镍氢电池处于高温（+40°C或更高）时，存储容量会下降5~10%。这种由于自放电导致的容量损失（温度越高，自放电率越大）是可逆的，并且可以在几次充电/放电循环后恢复到最大容量。镍氢电池的开路电压为1.2V，与镍镉电池相同。

镍镉/镍氢电池的充电过程非常相似，需要恒流充电。两者的重要区别在于快速充电的终止检测方法，以防止电池过度充电。充电器以恒定电流为电池充电，并同时检测电池的电压和其他参数。镍氢电池的快速充电在电池电压缓慢上升到峰值时终止，而当电池电压首次下降-△V时，快速充电终止。为防止电池损坏，当电池温度过低时不能开始快充，当电池温度Tmin低于10°C时，应切换到涓流充电。一旦电池温度达到规定值，必须立即停止充电。

图 3 显示了锂离子电池、液体电解质和圆柱形锂离子电池的基本结构。阳极在铝板上形成复合金属氧化物，阴极在铜板上形成锂碳化合物，极板之间插入具有亚微米微孔的聚烯烃膜隔膜器，电解液是有机溶剂。为了防止因使用不当造成电池损坏，锂离子电池中有三种安全机制：（1）正温度系数元件（PTC）。当电池内的温度过高时，PTC的电阻值会升高，阴极引线和阴极之间的电路会自动切断。 （2）特殊材料制成的隔膜。当电池内的温度上升到一定值时，隔膜上的微孔会自动溶解，从而使电池中的反应停止;（3）安全阀。当电池内部压力上升到一定值时，安全阀会自动打开。

锂离子电池容易因过度充电、深度放电和短路而损坏。必须严格限制单个锂离子电池的充电电压。充电速率通常不超过1C，最低放电电压为2.7~3.0V，如果继续放电，会损坏电池。锂离子电池以恒定电流和恒定电压模式充电。当以1C电流充电到4.1V时，充电器应立即切换到恒压充电，充电电流会逐渐减小，当电池充满电时，将进入涓流充电过程。为了防止过充或过放电，锂离子电池不仅要配备内部安全机构，而且充电器还必须采取安全保护措施，对锂离子电池的充放电状态进行监控。

随着新材料、新工艺的出现，更先进、更耐用的充电电池也不断涌现。新开发的固态聚合物（电解质）锂离子电池和锂金属电池不仅解决了漏电问题，而且容量更大，体积更小，更加安全可靠。它们必将成为具有巨大潜力的新一代电池产品。