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镍氢电池有哪些优点和缺点?镍氢电池工作原理是怎么样的?

2020-08-28

导读:本文主要向大家先容镍氢电池有哪些优点和缺点以及镍氢电池的工作原理是怎么样的。


镍氢电池是一种性能良好的蓄电池。镍氢电池已经是一种成熟的产品,国际市场上年生产镍氢电池数量约7亿只,日本镍氢电池产业规模和产量一直高居各国前列,美国和德国仅次于日本,在镍氢电池领域也开发和研制多年。那么镍氢电池有哪些优点和缺点呢?镍氢电池工作原理是怎么样的呢?


镍氢电池有哪些优点和缺点?


1、镍氢电池优点


功率性能好。镍氢电池内部使用了大量的金属材料,导电性能良好,可以适应大功率放电,目前比功率达到1500W/kg以上。


低温性能好。采用的为无机电解液体系,低温性能相对比锂系列电池要好。


应用等比较成熟 目前商业化的混合电动 如丰田的Prius、本田的Insight 混合电动汽车使用的均为镍氢电池。


管理系统相对简单 电池耐过充电和过放电能力比较强,没必要监测到每只单体电池的电压。电池在充电过程中可以通过和消耗气体(氧气)的副反应来实现自均衡,不必要采用特别的均衡电路。


循环寿命高,无污染,耐过充过放,具有较高的回收价值。


2、镍氢电池缺点


电池的热效应 镍氢电池在电动汽车应用中遇到的主要问题为热问题。主要原因有两个,一是镍氢电池本身的充电反应是一个放热反应,充电过程中产生的热量达到一949J(A·h);二是充电效率低,镍氢电池即使在空态下,充电效率也达不到100%,充电量超过80%后,副反应速度很快增加,产热速度迅速上升。严重会带来热失控问题。充电电流越大,充电效率越低,产生的热量会更多。


电池比能量较低 一般在50~70W·hkg。虽然是铅酸电池的23倍,但与锂系列电池相比较,相差较大。


标称电压低 1.2V的标称电压,组合成数百伏的车用动力电源系统,就需要更多的电池串联,对电池的一致性、可靠性要求更高。


高温充电性能差。高温下充电效率降低,反应效率的降低推动电池温度的进一步升高,最终可能会出现热失控,而出现安全问题。


镍氢电池



自放电大。在常用的铅酸、镍氢、锂系列动力电池当中,镍氢电池的自放电是比较大的。一般充满电常温搁置28天自放电达到10%30%


材料成本高。镍氢电池中使用了大量较贵重的金属如镍、钴等,使电池原材料成本比较高。


镍氢电池工作原理


一般来说镍氢电池就是通过电池里面的化学物质进行反应而得来电能,所以要看镍氢电池的工作原理就要先看懂电池的反应方程式。反应方程式如下:


电解质:主要为KOH作电解液(电解质7moL/LKOH+15g/LLiOH


充电时:

阳极反应: Ni(OH) 2 + OH - NiOOH + H 2O + e -

阴极反应:M + H 2O + e - MH + OH -

总反应:M + Ni(OH) 2 MH + NiOOH


放电时:

正极:NiOOH + H 2O + e - Ni(OH) 2 + OH -

负极:MH + OH - M + H 2O + e -

总反应:MH + NiOOH M + Ni(OH) 2


镍氢电池正极活性物质为NiOH2(称NiO电极),负极活性物质为金属氢化物,也称储氢合金(电极称储氢电极),电解液为6mol/L氢氧化钾溶液。活性物质构成电极极片的工艺方式主要有烧结式、拉浆式、泡沫镍式、纤维镍式及嵌渗式等。


不同工艺制备的电极在容量、大电流放电性能上存在较大差异,一般根据使用条件不同的工艺生产电池。通讯等民用电池大多采用拉浆式负极、泡沫镍式正极构成电池。


以上就是镍氢电池定制厂家格瑞普为大家带来的镍氢电池有哪些优点和缺点以及镍氢电池工作原理是怎么样的先容。


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