深圳市睿禹能科技有限公司欢迎您 咨询电话:0755-82714900

镍氢电池和锂电池的区别吗

作者:    来源:    发布时间:2019-08-23 14:25    浏览量:

可充电主要有铅酸蓄电池和碱性蓄电池两种。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。

 

铅酸电池阀控式免维护铅酸电池的基本结构如图1所示。它由正负极板、隔板、电解液、安全阀、气塞、外壳等部分组成。正极板上的活性物质是二氧化铅(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配制而成。电池槽中装入一定密度的电解液后,由于电化学反应,正、负极板间会产生约为2.1V的电动势。

 

新铅酸电池初次使用时,必须先充满电。如采用0.1C充电速率充电,大约需要55~75小时。蓄电池正常使用放完电后,应立即充电。通常采用的方法有:(1)分级定流充电法;(2)低压恒压充电法(带负载充电);(3)快速充电法。快速充电的初充时间不超过5小时,正常充电时间可缩短到1小时左右。

 

镍镉电池NiCd电池正极板上的活性物质由氧化镍粉和石墨粉组成,石墨不参加化学反应,其主要作用是增强导电性。负极板上的活性物质由氧化镉粉和氧化铁粉组成,氧化铁粉的作用是使氧化镉粉有较高的扩散性,防止结块,并增加极板的容量。活性物质分别包在穿孔钢带中,加压成型后即成为电池的正负极板。极板间用耐碱的硬橡胶绝缘棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板隔开。电解液通常用氢氧化钾溶液。与其它电池相比,NiCd电池的自放电率(即电池不使用时失去电荷的速率)适中。NiCd电池在使用过程中,如果放电不完全就又充电,下次再放电时,就不能放出全部电量。比如,放出80%电量后再充足电,该电池只能放出80%的电量。这就是所谓的记忆效应。当然,几次完整的放电/充电循环将使NiCd电池恢复正常工作。由于NiCd电池的记忆效应,若未完全放电,应在充电前将每节电池放电至1V以下。

 

镍氢电池NiMH电池正极板材料为NiOOH,负极板材料为吸氢合金。电解液通常用30%的KOH水溶液,并加入少量的NiOH。隔膜采用多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布等。NiMH电池有圆柱形和方形两种。圆柱形密封NiMH电池的结构如图2所示。

 

镍氢电池是一种性能良好的蓄电池。镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。镍氢电池正极活性物质为Ni(OH)2(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。镍氢电池作为氢能源应用的一个重要方向越来越被人们注意。

 

由于化石燃料在人类大规模开发利用的情况下越来越少,近年来,氢能源的开发利用日益受到重视。镍氢电池作为氢能源应用的一个重要方向越来越被人们注意。虽然镍氢电池确实是一种性能良好的蓄电池,但航天用镍氢电池是高压镍氢电池(氢压可达3.92MPa,即40kg/cm2),这样的高压力氢气贮存在薄壁容器内使用容易爆炸,而且镍氢电池还需要贵金属做催化剂,使它的成本变得很贵,这就很难为民用所接受,因此,国外自70年代开始探索民用的低压镍氢电池。镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。高压镍氢电池是20世纪70年代初由美国的M.Klein和J.F.Stockel等首先研制。用镍氢电池代替镉镍电池并应用于各种卫星上的趋势已经形成。

 

镍氢电池正极活性物质为Ni(OH)2(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。充放电化学反应如下[1]:

 

正极:Ni(OH)2+OH-=NiOOH+H2O+e-

 

负极:M+H2O+e-=MHab+OH-

 

总反应:Ni(OH)2+M=NiOOH+MH

 

注:M:氢合金;Hab:吸附氢;反应式从左到右的过程为充电过程;反应式从右到左的过程为放电过程。

 

充电时正极的Ni(OH)2和OH-反应生成NiOOH和H2O,同时释放出e-一起生成MH和OH-,总反应是Ni(OH)2和M生成NiOOH,储氢合金储氢;放电时与此相反,MHab释放H+,H+和OH-生成H2O和e-,NiOOH、H2O和e-重新生成Ni(OH)2和OH-。电池的标准电动势为1.319V。

 

镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。

 

低压镍氢电池具有以下特点:(1)电池电压为1.2~1.3V,与镉镍电池相当;(2)能量密度高,是镉镍电池的1.5倍以上;(3)可快速充放电,低温性能良好;(4)可密封,耐过充放电能力强;(5)无树枝状晶体生成,可防止电池内短路;(6)安全可靠对环境无污染,无记忆效应等。[1]

 

高压镍氢电池具有如下特点:(1)可靠性强。具有较好的过放电、过充电保护,可耐较高的充放电率并且无枝晶形成。具有良好的比特性。其质量比容量为60A·h/kg,是镉镍电池的5倍。(2)循环寿命长,可达数千次之多。(3)全密封,维护少。(4)低温性能优良,在-10℃时,容量没有明显改变。

 

镍氢电池在使用时应注意维护。

 

(1)使用过程忌过充电。在循环寿命之内,使用过程切忌过充电,这是因为过充电容易使正、负极发生膨胀,造成活性物脱落和隔膜损坏,导电网络破坏和电池欧姆极化变大等问题。

 

(2)防止电解液变质。在镍氢电池循环寿命期,应抑制电池析氢。

 

(3)镍氢电池的存放。保存镍氢电池应在充足电后,如果在电池中没有储存电能的情况下长期保存电池,将使电池负极储氢合金的功能减弱,并导致电池寿命减短。

 

(4)电量用尽后充电。镍氢电池和镍镉电池相同,都有“记忆效应”,即如果放电途中在电池还残存电能的状态下反复充电使用,电池很快就不能用了。

 

欢迎访问睿禹能锂电池http://www.rypower.cn/想了解更多请咨询客服

相关新闻推荐

关注官方微信

锂电池厂家
Copyright ©深圳市睿禹能科技有限公司 粤ICP备14050378号-1 网站地图 www.rypower.cn 锂电池厂家 三元锂电池组 锂电池组 聚合物锂离子电池