镍氢电池-新能源汽车绿色环保电源！

2023-08-20 理论教育版权反馈

【摘要】：在正负极之间有隔板，共同组成镍氢单体电池。储氢合金的种类和性能，对镍氢电池的性能有直接的影响。松下电池公司用模拟混合动力汽车行驶工况对镍氢电池进行仿真试验，证实镍氢电池的特性几乎不发生变化，镍氢电池用于混合动力汽车是比较合适的。镍氢电池不含铅、镉等对人体有害的金属，为21 世纪“绿色环保电源”。镍氢电池的基本单元是单体电池，单体电压为1.2 V，按使用要求组合成不同电压和不同电荷量的镍氢电池总成。

镍氢电池属于碱性电池。20 世纪90 年代随着混合动力汽车的规模化而得到应用。镍氢电池由氢氧化镍［Ni（OH）2］正极、储氢合金负极、隔板、氢氧化钾电解质外壳、顶盖和密封圈等组成。在正负极之间有隔板，共同组成镍氢单体电池。在金属铂的催化作用下，完成充电和放电的可逆反应。圆柱形和方形镍氢电池的结构如图2-2-3 所示。

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图2-2-3　镍氢电池的结构

镍氢电池的正极，是球状氢氧化镍粉末与添加剂钴等金属、塑料和黏合剂等制成的涂膏，用自动涂膏机涂在正极板上，然后经过干燥处理成发泡的氢氧化镍正极板。在正极材料Ni（OH）2中添加Ca、C0、Zn 或稀土元素，对稳定电极的性能有明显的改进。采用高分子材料作为黏合剂或用挤压和轧制成的泡沫镍电极，并采用镍粉、石墨等作为导电剂，可以提高大电流时的放电性能。

镍氢电池负极的关键技术是储氢合金，要求储氢合金能够稳定地经受反复的储气和放气的循环。储氢合金是一种允许氢原子进入或分离的多金属合金的晶格基块。储氢合金的种类和性能，对镍氢电池的性能有直接的影响。负极在充电或放电过程中既不溶解，也不再结晶，电极不会有结构性的变化，在保持自身化学功能的同时，还能保证本身的机械坚固性。储氢合金一般需要进行热处理和表面处理，以增加储氢合金的防腐性能，这有利于提高镍氢电池的质量能量密度、比功率和使用寿命。

电解质是水溶性氢氧化钾和氢氧化锂的混合物。在电池充电过程中，水在电解质溶液中分解为氢离子和氢氧离子，氢离子被负极吸收，负极由金属转化为金属氢化物。在放电过程中，氢离子离开了负极，氢氧离子离开了正极，氢离子和氢氧离子在电解质氢氧化钾中结合成水并释放电能。

镍氢电池在深度放电时质量比功率的变化比较稳定，对混合动力汽车的动力性能的控制十分有利，镍氢动力电池的寿命可以达到100 000 km 以上。同时镍氢电池的充电接受性也很好，充电效率几乎达到100%，能够很好地接受混合动力汽车在制动时回收的电能。另外，由于能量损失较小，镍氢电池的发热量被抑制在最小范围内，可以有效地控制剩余电量，并用电流来显示电池的剩余电量。

混合动力汽车动力电池经常处于充电、放电状态，而且充电、放电是不规则地进行的，这对动力电池的寿命带来严重的影响。松下电池公司用模拟混合动力汽车行驶工况对镍氢电池进行仿真试验，证实镍氢电池的特性几乎不发生变化，镍氢电池用于混合动力汽车是比较合适的。

镍氢电池具有无污染、高比能、大功率快速充放电、耐用等许多优点。与铅酸蓄电池相比，镍氢电池具有比能量高、重量轻、体积小、循环寿命长的特点，具体表现如下。

① 比功率高。目前商业化的镍氢功率型电池能做到1 350 W/kg。

② 循环次数多。目前应用在电动汽车上的镍氢电池，80%放电深度（DOD）循环可以达1 000 次以上，为铅酸蓄电池的3 倍以上；100%放电深度（DOD）循环寿命也在500次以上，在混合动力汽车中可使用5 年以上。

③ 无污染。镍氢电池不含铅、镉等对人体有害的金属，为21 世纪“绿色环保电源”。

④ 耐过充过放, 无记忆效应。

⑤ 使用温度范围宽。正常使用温度范围-30 ℃～55 ℃，储存温度范围-40 ℃～70 ℃。

⑥ 安全可靠。短路、挤压、针刺、安全阀工作能力、跌落、加热、耐振动等安全性及可靠性试验，无爆炸燃烧现象。

镍氢电池的基本单元是单体电池，单体电压为1.2 V，按使用要求组合成不同电压和不同电荷量的镍氢电池总成。

镍氢电池-新能源汽车绿色环保电源！

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