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镍氢电池简单介绍及工作原理

2020-08-14 11:53:00 

伴随着空间技术的发展壮大,人们对电源的要求变得越来越高。七十年代中后期,美国研制开发了输出功率大、重量相对来说比较轻、使用寿命长、成本费用低的镍氢电池,同时于1978年成功地将这一种电池应用在导航卫星上,镍氢电池与同体积镍镉电池相比,容量可不断提高一倍,而且没有重金属镉带来的污染问题。它的工作电压与镍镉电池基本差不多,工作寿命也大体相当,但它具备优良的过充电和过放电性能。近些年,镍氢电池备受世界各国的高度重视,各种各样前沿技术五花八门。镍氢电刚研制成功时,要使用高压容器储存氢气,随后人们采用金属氢化物来储存氢气,进而做成了低压乃至常压镍氢电池。1992年,日本三洋公司每月可生产200万只镍氢电池。目前国内已有20多个单位研制生产镍氢电池。


国产系列镍氢电池的综合性能已经达到国际现代化水平。


镍氢电池的工作原理:


镍氢电池和同体积的镍镉电池相比,容量多一倍,充放电循环寿命也较长,同时无记忆效应。镍氢电池正极的活性物质为NiOOH(放电时)和Ni(OH)2(充电时),负极板的活性物质为H2(放电时)和H2O(充电时),电解液采用30%的氢氧化钾溶液


充电时,负极进行析出氢气,存储在容器中,正极由氢氧化亚镍变成氢氧化镍(NiOOH)和H2O;放电时氢气在负极上被消耗掉,正极由氢氧化镍变成氢氧化亚镍。


蓄电池过量充电时,正极板进行析出氧气,负极板进行析出氢气。因为有催化剂的氢电极面积大,而且氢气能够随时扩散到氢电极表面,所以,氢气和氧气能够很容易在蓄电池内部再化合生成水,使容器内的气体压力维持不变,这一种再化合的速率迅速,可以使蓄电池内部氧气的浓度,不超过千分之几。


镍氢电池的充电特性与镍镉电池类似,充电终止时,镍镉电池电压下降比镍氢电池要大上许多。当电池容量达到额定容量的80%以前,镍镉电池的温度缓慢上升,当电池容量达到90%之后,镍镉电池的温度才迅速上升。当电池基本充足电时,镍镉/镍氢电池的温度上升幅度基本差不多。


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