鎳氫電池的簡介和與鎳鎘電池和Ni-H2電池的對比!
鎳鎘電池已被廣泛使用了數(shù)十年,但由于其高生產(chǎn)毒性,不得不尋找替代技術(shù)。結(jié)果,鎳氫電池已經(jīng)生產(chǎn)出來,現(xiàn)在正在廣泛使用。盡管鎳氫電池的開發(fā)始于20世紀(jì)70年代,但僅在十年后就發(fā)現(xiàn)了可以結(jié)合大量氫的穩(wěn)定金屬氫化物。第一個(gè)用作金屬氫化物電極主要是活性材料的鎳氫電池于1975年獲得威爾的專利。在金屬氫化物合金的早期實(shí)驗(yàn)中,鎳氫電池不穩(wěn)定并且不能達(dá)到所需的電池容量。因此,鎳氫電池的工業(yè)應(yīng)用始于80年代中期拉鎳鈷合金生產(chǎn)后,使氫的電化學(xué)可逆吸收超過100倍。從那時(shí)起,鎳氫電池的設(shè)計(jì)在增加能量密度的方向上不斷改進(jìn)。
鎳氫電池類似于鎳鎘電池,類似于電化學(xué)過程中的Ni-H2電池。但鎳氫電池的比能量顯然高于鎳鎘和Ni-H2電池的比能量具體參數(shù)如下表:
參數(shù) | 鎳鎘電池 | NI-H2電池 | 鎳氫電池 |
電壓(V) | 1.2 | 1.2 | 1.2 |
能源特定: h / kg h / dm3 | 20 – 40kg h | 40 – 55kg h | 50 – 80kg h |
60 – 120dm3 | 60 – 80dm3 | 100 – 270dm3 | |
功率(W / kg) | 50 – 400 | 50 – 100 | 50 – 1100 |
使用壽命: | 1 – 5 | 2 – 7 | 1 – 5 |
500 – 1000次 | 2000 – 3000次 | 500 – 2000次 | |
自放電(%) | 20 – 30(28天) | 20 – 30(白天) | 20 – 40(28天) |
工作溫度℃ | – 50 – +60 | – 20 – +30 | – 40 – +60 |
有害物質(zhì) | 有 | 無 | 無 |
表1中一些參數(shù)的重要變化與電池的不同用途(設(shè)計(jì))有關(guān)。鎳氫電池的特征在于高容量,高功率特性(通過高電流的充電和放電能力),過度充電和承受超精確放電(極性反轉(zhuǎn))的能力。鎳氫電池相對于鎳鎘電池的一個(gè)非常重要的優(yōu)點(diǎn)是沒有對環(huán)境有害的元素鎘。在電壓,尺寸,設(shè)計(jì)和技術(shù)方面,鎳氫蓄電池對應(yīng)于鎳鎘蓄電池,可以在生產(chǎn)和運(yùn)行中互換。
更換負(fù)極可以使正極活性材料片的容量增加1.3-2倍。因此,鎳氫電池具有比鎳鎘電池明顯有更高的內(nèi)在能量特性。鎳氫電池能應(yīng)用在尋呼機(jī),無線電話,掃描儀,手電筒,廣播電臺,電動自行車,電動汽車,混合動力汽車,電子計(jì)時(shí)器,備份存儲設(shè)備(MBU)和計(jì)算機(jī)以及中央處理單元(CP),煙火檢測系統(tǒng),安全報(bào)警系統(tǒng),水和空氣的設(shè)備和電子控制塊機(jī)床,收音機(jī)和錄音,計(jì)算器,電動剃須刀,助聽器,電動玩具等。
與鎳鎘電池不同,吸收氫的金屬合金被認(rèn)為是陽極。基于電極之間的氫離子轉(zhuǎn)移,堿性電解質(zhì)仍未參與反應(yīng)。在充電期間,氫氧化鎳Ni(OH)2轉(zhuǎn)化為NiOOH羥基氧化物以在陽極合金中產(chǎn)生氫。由于氫吸收不是等溫反應(yīng),因此總是選擇合金金屬,使得當(dāng)氣體結(jié)合時(shí),其中一種發(fā)展并且熱量沿相反方向吸收。從理論上講,它應(yīng)該提供熱平衡,但鎳氫電池比鎳鎘電池更容易加熱。鎳氫電池的供應(yīng),成功確保了生產(chǎn)中使用的材料的高能量密度和無毒性。
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