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鎳氫電池中的“金屬”部分實(shí)際上是金屬氫化物。

用在鎳氫電池的制造上,它們主要分為兩大類。最常見(jiàn)的是AB5一類,A是稀土元素的混合物（或者）再加上鈦（Ti）；B則是鎳（Ni）、鈷（Co）、錳（Mn）,（或者）還有鋁（Al）。

而一些高容量電池的“含多種成分”的電極則主要由AB2構(gòu)成,這里的A則是鈦（Ti）或者釩（V）,B則是鋯（Zr）或鎳（Ni）,再加上一些鉻（Cr）、鈷（Co）、鐵（Fe）和（或）錳（Mn）。

所有這些化合物扮演的都是相同的角色：可逆地形成金屬氫化物。電池充電時(shí),氫氧化鉀（KOH）電解液中的氫離子（H+）會(huì)被釋放出來(lái),由這些化合物將它吸收,避免形成氫氣（H2）,以保持電池內(nèi)部的壓力和體積。

當(dāng)電池放電時(shí),這些氫離子便會(huì)經(jīng)由相反的過(guò)程而回到原來(lái)的地方。

以每一個(gè)單元電池的e額定電壓來(lái)看,鎳氫與鎳鎘都是1.2V,而鋰電池卻為3.7V,鋰電池的電壓是其他兩者的3倍。并且同型電池的重量鋰電池與鎳鎘電池幾乎相等,而鎳氫電池卻比較輕。可知,每一個(gè)電池本身重量不同,但鋰電池因3.7V高電壓,在輸出同等電壓的情況下使的單個(gè)電池組合時(shí)數(shù)目可減少3分之1而使成型后的電池重量和體積減小。

特性電壓 = 1.2V能量∕重量 = 30-80 Wh/kg （瓦特小時(shí)/千克） 即 108-880kJ/kg （千焦耳/千克）能量∕體積 = 140-300 Wh/L （瓦特小時(shí)/公升）即 504-1188kJ/kg （千焦耳/千克）自放電率 = 一般為每月 30%,低自放電型號(hào)為每年15-30%充放電循環(huán)次數(shù) = 500 -1000次記憶效應(yīng)　鎳氫電池與鎳鎘電池相同都有記憶效應(yīng)。因此,定期的放電管理也是必需的。這種定期放電管理屬于模糊狀態(tài)下被處理,甚至也有些在不正確的知識(shí)下進(jìn)行放電（每次放電或者使用幾次后進(jìn)行放電都因公司的不同而有所差異）這種煩瑣的放電管理在使用鎳氫電池時(shí)是無(wú)法避免的。相對(duì)的鋰電池而言因?yàn)橥耆珱](méi)有記憶效應(yīng),在使用上非常方便簡(jiǎn)單。它完全不必理會(huì)殘余電壓多少,直接可進(jìn)行充電,充電時(shí)間自然可以縮短。

當(dāng)快速充電時(shí),可以透過(guò)充電器內(nèi)的微電腦去避免電池過(guò)充的情況產(chǎn)生�，F(xiàn)今的鎳氫電池含有一種催化劑,可以及時(shí)的解除因?yàn)檫^(guò)充所造成的危險(xiǎn)。2H2 + O2 ——催化劑——> 2H2O

但是這個(gè)反應(yīng)只有從過(guò)充開(kāi)始的時(shí)間算起的 C ÷ 10 小時(shí)內(nèi)有效（C = 電池標(biāo)示的容量）。當(dāng)充電程序開(kāi)始后,電池的溫度會(huì)上升的很明顯,有些急速充電器（低于1小時(shí)）內(nèi)含風(fēng)扇來(lái)避免電池過(guò)熱。

有的廠商認(rèn)為：使用一些簡(jiǎn)單的恒流（且電流要�。┏潆娖�,不管有沒(méi)有計(jì)時(shí)器,都可以安全地為鎳氫電池充電,允許的長(zhǎng)時(shí)間充電電流為 C/10h （電池的標(biāo)稱電量除以10小時(shí)）。實(shí)際上,一些造價(jià)低廉的無(wú)線電話基地臺(tái)和最便宜的電池充電器正是這樣工作的。盡管這可能是安全的,但對(duì)電池的壽命可能會(huì)有不良影響。根據(jù)松下公司（Panasonic）的《鎳氫電池充電指南》（鏈接在頁(yè)面底部）,長(zhǎng)期使用涓流方式（以很小的電流長(zhǎng)時(shí)間充電）充電有可能導(dǎo)致電池?fù)p壞；為了防止損傷電池,涓流充電的電流應(yīng)限制在 0.033×C每小時(shí) 到 0.05×C每小時(shí) 之間,最長(zhǎng)充電時(shí)間為20小時(shí)。

對(duì)于鎳氫電池的長(zhǎng)期保養(yǎng)來(lái)說(shuō),使用低頻脈沖-大電流的的充電方式要比使用涓流充電方式更能保持好電池狀態(tài)。

新買回來(lái)的,或者是長(zhǎng)時(shí)間未使用的鎳氫電池,需要一段“激活”時(shí)間來(lái)回復(fù)電池電量。因此,一些新的鎳氫電池需要經(jīng)過(guò)幾次充電-放電循環(huán)才能達(dá)到它們的標(biāo)稱電量。

在電池的使用過(guò)程中,也必須小心。對(duì)于串聯(lián)在一起的幾顆電池（比如數(shù)碼相機(jī)中4顆AA電池的通常排列方式）,要避免電池完全耗盡電能,進(jìn)而發(fā)生“反向充電”（Reverse charging）。這會(huì)對(duì)電池產(chǎn)生不可挽回的損害。不過(guò),通常這些設(shè)備（比如之前提到的數(shù)碼相機(jī)）能夠檢測(cè)串聯(lián)電池的放電電壓,當(dāng)它下降到一定程度時(shí),便自動(dòng)關(guān)閉,以保護(hù)電池。單顆電池并不會(huì)有以上的危險(xiǎn),只會(huì)一直放電,直到電壓為0。這不會(huì)對(duì)電池造成損害,實(shí)際上,周期性地將電放完然后再充滿有利于保持電池的容量與質(zhì)量。

鎳氫電池具有較高的自放電效應(yīng),約為每個(gè)月30%或更多。這要比鎳鎘電池每月20%的自放電速率高。電池充得越滿,自放電速率就越高；當(dāng)電量下降到一定程度時(shí),自放電速率又會(huì)稍微下降。電池存放處的溫度對(duì)自放電速率有十分大的影響。正因如此,長(zhǎng)時(shí)間不用的鎳氫電池最好是充到40%的“半滿”狀態(tài)。

低自放電效應(yīng)的鎳氫電池在2005年推出市面,生產(chǎn)商宣稱在20℃室溫存放一年后仍可保存70至85%電量,而且可以以一般的鎳氫電池充電機(jī)進(jìn)行充電。

某些低自放電效應(yīng)的鎳氫電池在低溫下有比堿性電池及鋰離子電池更佳的放電特性。

不同型號(hào)(特別是不同體積)的電池,他的容量越高,提供使用的時(shí)間越長(zhǎng).拋開(kāi)體積和重量的因素,當(dāng)然容量越高越好. 但是同樣的電池型號(hào),標(biāo)稱容量(比如600mAh)也相同,實(shí)際測(cè)的初始容量不同:比如一個(gè)為660mAh,另一個(gè)是605mAh,那么660mAh的就比605mAh的好嗎.

實(shí)際情況可能是容量高的是因?yàn)殡姌O材料中多了增加初始容量的材料,而減少了電極穩(wěn)定用的材料,其結(jié)果就是循環(huán)使用幾十次以后,容量高的電池迅速容量衰竭,而容量低的電池卻依然堅(jiān)挺.許多國(guó)內(nèi)的電芯廠家往往以這個(gè)方式來(lái)獲得高容量的電池.而用戶使用半年以后待機(jī)時(shí)間卻是差得一塌糊涂.

民用的那些AA鎳氫電池(就是五號(hào)電池),一般是1400mAh,卻也有標(biāo)超高容量的(1600mAh),道理也是一樣.

提高容量的代價(jià)就是犧牲循環(huán)壽命,廠家不在電池材料的改性上下文章,是不可能真正"提高"電池容量的. 電池材料比表面積研究是非常重要的,電池材料比表面積檢測(cè)數(shù)據(jù)只有采用BET方法檢測(cè)出來(lái)的結(jié)果才是真實(shí)可靠的,國(guó)內(nèi)目前有很多儀器只能做直接對(duì)比法的檢測(cè),現(xiàn)在國(guó)內(nèi)也被淘汰了。目前國(guó)內(nèi)外比表面積測(cè)試統(tǒng)一采用多點(diǎn)BET法,國(guó)內(nèi)外制定出來(lái)的比表面積測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)都是以BET測(cè)試方法為基礎(chǔ)的,請(qǐng)參看中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 19587-2004）-氣體吸附BET原理測(cè)定固態(tài)物質(zhì)比表面積的方法。比表面積檢測(cè)其實(shí)是比較耗費(fèi)時(shí)間的工作,由于樣品吸附能力的不同,有些樣品的測(cè)試可能需要耗費(fèi)一整天的時(shí)間,如果測(cè)試過(guò)程沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化,那測(cè)試人員就時(shí)刻都不能離開(kāi),并且要高度集中,觀察儀表盤,操控旋鈕,稍不留神就會(huì)導(dǎo)致測(cè)試過(guò)程的失敗,這會(huì)浪費(fèi)測(cè)試人員很多的寶貴時(shí)間。F-Sorb 2400比表面積測(cè)試儀是真正能夠?qū)崿F(xiàn)BET法檢測(cè)功能的儀器（兼?zhèn)渲苯訉?duì)比法）,更重要的F-Sorb 2400比表面積測(cè)試儀是迄今為止國(guó)內(nèi)唯一完全自動(dòng)化智能化的比表面積檢測(cè)設(shè)備,其測(cè)試結(jié)果與國(guó)際一致性很高,穩(wěn)定性也很好,同時(shí)減少人為誤差,提高測(cè)試結(jié)果精確性。

1、一般情況下,新的鎳氫電池只含有少量的電量,大家購(gòu)買后要先進(jìn)行充電然后再使用。但如果電池出廠時(shí)間比較短,電量很足,推薦先使用然后再充電。

2、新買的鎳氫電池一般要經(jīng)過(guò)3-4次的充電和使用,性能才能發(fā)揮到最佳狀態(tài),很多朋友第一次充電碰到的小問(wèn)題,比方第一次充電后拍片數(shù)量沒(méi)有想象的那么多。在3-4次充電和使用后就都迎刃而解了。

3、雖然鎳氫電池的記憶效應(yīng)小,仍然推薦大家盡量每次使用完后再充電,并且是一次性充滿,不要充一會(huì)用一會(huì)然后再充。這可是“延年益壽”的重要一點(diǎn)噢。

4、電池充電時(shí),要注意充電器周圍的散熱,太刻意用什么風(fēng)扇吹沒(méi)有什么必要,但要注意的是充電器周圍不要放置太多雜物。普通用戶在使用電池的過(guò)程中,電池往往沒(méi)有專用的存放包；用戶在替換電池后,會(huì)習(xí)慣性的把電池隨手放好,而不管所放的地方是否干凈、潮濕。這樣的后果就是電池容易弄臟、觸點(diǎn)易與金屬?比如鑰匙　等接觸、容易受潮,而這些都是電池的大敵。建議：用戶應(yīng)該設(shè)置一個(gè)電池專用放置點(diǎn),并保持電池的清潔。為了避免電量流失等問(wèn)題發(fā)生,保持電池兩端的接觸點(diǎn)和電池蓋子的內(nèi)部干凈,必要時(shí)使用柔軟、清潔的干布輕擦。

5、長(zhǎng)時(shí)間不用的時(shí)候,記得把電池從電池倉(cāng)中取出,置于干燥的環(huán)境中推薦放入電池盒中,可以避免電池短路。

6、長(zhǎng)期不用的鎳氫電池會(huì)在存放幾個(gè)月后,電池自然進(jìn)入一種“休眠”狀態(tài),電池壽命大大降低。如果鎳氫電池已經(jīng)放置了很長(zhǎng)的時(shí)候,建議你先用慢充進(jìn)行充電為宜。因?yàn)椋簱?jù)測(cè)試,鎳氫電池保存的最佳條件是帶電80%左右保存。這是因?yàn)殒嚉潆姵氐淖苑烹娸^大（一個(gè)月10%-15%左右）,如果電池完全放電后再保存,很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不使用,電池的自放電現(xiàn)象就會(huì)造成電池的過(guò)放電,會(huì)損壞電池。不信？那你想一想新買的鎳氫充電電池是不是都還有電的,其中就是這個(gè)道理。建議：多比較,糾正錯(cuò)誤的觀點(diǎn),從正確的方向入手保養(yǎng)電池,否則會(huì)事與愿違。

7、對(duì)鎳氫進(jìn)行放電。專家建議,盡量不要對(duì)鎳氫電池進(jìn)行過(guò)放電,過(guò)放會(huì)導(dǎo)致充電失敗,這樣做的危害遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鎳氫電池本身的記憶效應(yīng)！

8、萬(wàn)用表自檢電池充滿與否。一般鎳氫電池在充電前,電壓在1.2V以下,充滿后正常電壓在1.4V左右。大家以此判斷,也就很容易判斷電池的狀態(tài)了。

9、充電器主要分為快充和慢充。慢充電流小,通常在200mA左右,比如我們常見(jiàn)的充電電流是在160mA左右。她的充電時(shí)間長(zhǎng),充電1800mAh的鎳氫電池要16個(gè)小時(shí)左右。時(shí)間雖然是慢了些,可是充電會(huì)充的很足,并且不傷電池�？斐潆娏魍ǔ６荚�400mA以上,充電時(shí)間明顯減少很多,3-4個(gè)小時(shí)就可以搞定,也贏得了大家的喜愛(ài)。快充種類很多,價(jià)格不一。所以大家也常常有疑問(wèn),同是快充,價(jià)格為什么相差甚大呢？好的充電器特別是好的快充都帶有防過(guò)度充電保護(hù)功能的,比方我們常見(jiàn)的松下極品充電器BQ390在這方面表現(xiàn)尤為出色,優(yōu)秀的芯片軟件設(shè)計(jì)能力在對(duì)電池充電時(shí),也把快充對(duì)電池的傷害降到了最低。

10、矛盾出現(xiàn)：慢充不傷電池但是充電時(shí)間太長(zhǎng)；快充可以節(jié)省時(shí)間,但對(duì)電池有傷害,即使是目前世面上最好的松下極品充電器BQ390也只能很好的降低傷害程度,但不可完全避免。解決矛盾的方法就是要買一個(gè)快充和一個(gè)慢充。用快充充一段時(shí)間,比方5、10次之后,改用慢充充電一兩次。這

樣就又把電池的性能恢復(fù)到最佳狀態(tài)。 11.電池使用時(shí)一般都是電池組,就是4節(jié)或6節(jié)串聯(lián)起來(lái),這時(shí)候,保持每節(jié)電池的平衡就很重要了,否則因?yàn)槠渲械囊还?jié)電池問(wèn)題而影響整個(gè)電池組的工作。首先要保證電池容量一致,最好選擇相同牌子相同型號(hào)同時(shí)購(gòu)買的電池。然后,要保持電池內(nèi)部的電量一致,簡(jiǎn)單的說(shuō),就是電池組的電要么都是滿的,要么都是空的。如果有比較多的電池組成若干組電池組,可以試著“精選”一下。具體就是說(shuō),將容量、電壓等參數(shù)相近的電池單體串聯(lián)成一組電池組,由于條件不足,一般情況下測(cè)一下放完點(diǎn)后的電壓和沖好電的電壓就可以了。

12、最后談?wù)劤浞烹姟?/P>

高檔的NI-MH充電器用的是-DELTAV檢測(cè)電池電壓來(lái)判斷電池是否充滿。電池充電時(shí)的電壓曲線和放電時(shí)有點(diǎn)相似,開(kāi)始時(shí)是比較快的上升,之后緩慢上升,等到充好的時(shí)候,電壓又開(kāi)始快速下降,只是下降的幅度不是很大。之前常用的鎳鎘電池也類似,只是下降的速度和幅度比NI-MH都大。而市場(chǎng)上最多的充電器（比較便宜的那種）常常用的就是衡壓充電,比如老GP充電寶就是1.4V衡壓,就是電池沖到1.4V時(shí)由于沒(méi)有電壓差了,充電就結(jié)束了。這樣的結(jié)果,往往就是電池?zé)o法充滿,特別是一些比較舊的電池,由于內(nèi)阻增大,真正加在電池上的電壓更低。而且這種充電器電流往往較小,充電往往要10多個(gè)小時(shí)。而用-DELTAV自動(dòng)切斷的充電器,由于能夠準(zhǔn)確地控制充電時(shí)間,因此可以比較可靠的使用大電流充電。大電流充電對(duì)于鎳氫電池的損害并沒(méi)有大家想象的利害,相反的時(shí),現(xiàn)在DC的使用狀況,更需要大電流充電。首先是時(shí)間問(wèn)題,不用講了。然后,鎳氫電池有個(gè)特性,就是你充的電流越大,它能放出的電流也就越大,現(xiàn)在DC都是“電老虎”,電流都不小,因此相對(duì)來(lái)說(shuō)使用相對(duì)來(lái)說(shuō)較大的電流充電是個(gè)明智的選擇,可以讓電池放得更加干凈。一般5號(hào)充電電流不能超過(guò)1.5C,C為電池容量,就是1000MAH的電池,不要超過(guò)1.5A。我一般用0.5C進(jìn)行充電（我的充電器可調(diào)電流）。放電方面,一般情況下,DC黑屏后拿去充就可以了,NI-MH記憶效應(yīng)很小。不過(guò)在一段時(shí)間使用后,以及要平衡電池、激活電池的時(shí)候,要控制好電池放電的終止電壓。NI-MH電池的終止電壓為0.9V,放電的時(shí)候注意不要過(guò)放電,放到每節(jié)電池0.9V時(shí)就可以停止放電了。NI-MH電池沒(méi)有鎳鎘電池強(qiáng)悍,對(duì)過(guò)充過(guò)放以及高溫都比較敏感。充放電溫度。一般來(lái)說(shuō),不要讓電池的溫度高于45度。電池充滿的時(shí)候,電池會(huì)發(fā)熱,大電流充滿時(shí)溫度應(yīng)該為42度左右,不要超過(guò)45度,否則壽命會(huì)很快降低,電池內(nèi)阻將會(huì)增大。還有,充電后電池溫度較高,等冷卻后才可對(duì)其充電,充電前也要等電池冷卻。長(zhǎng)時(shí)間不用后重新使用,最好充放幾遍重新激活電池。平時(shí)使用的時(shí)候要注意保持包裝皮的完整,不能有破損,以免短路。不要摔打沖擊電池,不要火燒等等 。

主要為KOH作電解液（電解質(zhì)7moL/LKOH+15g/LLiOH）

充電時(shí)

正極反應(yīng)：Ni(OH)2 + OH- → NiOOH + H2O + e-

負(fù)極反應(yīng)：M + H2O + e- → MH + OH-

總反應(yīng)：M + Ni(OH)2 → MH + NiOOH

正極：NiOOH + H2O + e- → Ni(OH)2 + OH-

負(fù)極：MH + OH- → M + H2O + e-

總反應(yīng)：MH + NiOOH → M + Ni(OH)2

以上式中M為儲(chǔ)氫合金,MH為吸附了氫原子的儲(chǔ)氫合金。最常用儲(chǔ)氫合金為L(zhǎng)aNi5。

用作電動(dòng)汽車電源的先進(jìn)電池必須滿足所有的最低性能要求。根據(jù)USABC的EV電池中期目標(biāo)及目前MH-Ni電池的實(shí)際性能,EV用鎳氫電池[1]的性能要求有：

1、高比能量。要求達(dá)到70Wh/kg,商品電動(dòng)汽車?yán)m(xù)行里程達(dá)到320km,樣車?yán)m(xù)航里程達(dá)到560km；

2、高比功率。采用比功率為220W/kg的MH-Ni電池時(shí),商品電動(dòng)車的加速性能可與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)（ICE）驅(qū)動(dòng)的車輛相當(dāng)；

3、組合靈活。EV用[1]在AC320V或DC180V驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)下均能正常工作,并且電池由多種容量規(guī)格；

4、長(zhǎng)壽命。80%DOD下循環(huán)壽命達(dá)到600~1200次；

5、工作溫度：－30~65℃；

6、可快速充電,常規(guī)拆卸簡(jiǎn)單；

7、免維護(hù)。

8、低成本。

鎳氫電池是二十世紀(jì)九十年代發(fā)展起來(lái)的一種新型綠色電池,具有高能量、長(zhǎng)壽命、無(wú)污染等特點(diǎn),因而成為世界各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的高科技產(chǎn)品之一。

鎳氫電池的誕生應(yīng)該歸功于儲(chǔ)氫合金的發(fā)現(xiàn)。早在20世紀(jì)六十年代末,人們就發(fā)現(xiàn)了一種新型功能材料儲(chǔ)氫合金,儲(chǔ)氫合金在一定的溫度和壓力條件下可吸放大量的氫,因此被人們

形象地稱為“吸氫海綿”。 其中有些儲(chǔ)氫合金可以在強(qiáng)堿性電解質(zhì)溶液中,反復(fù)沖放電并長(zhǎng)期穩(wěn)定存在,從而為我們提供了一種新型負(fù)極材料,并在此基礎(chǔ)上發(fā)明了鎳氫電池。 儲(chǔ)氫合金的主要來(lái)源是稀土,而中國(guó)的稀土資源占世界總儲(chǔ)量的70%以上,發(fā)展鎳氫電池具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。因此中國(guó)鎳氫電池的研制與開(kāi)發(fā),受到了國(guó)家八六三計(jì)劃的大力支持,被列為“重中之重”項(xiàng)目。

在八六三計(jì)劃“鎳氫電池產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目的推動(dòng)下,中國(guó)的鎳氫電池及相關(guān)材料產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有,趕超世界先進(jìn)水平的奮斗目標(biāo)。

項(xiàng)目實(shí)施初期,中國(guó)的鎳氫電池產(chǎn)業(yè)還是一片空白。根據(jù)中國(guó)國(guó)情,中國(guó)的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)界攜手合作,集中優(yōu)勢(shì),聯(lián)合攻關(guān),依靠自己的力量完成了鎳氫電池中試生產(chǎn)示范線的全套生產(chǎn)工藝及相應(yīng)技術(shù)裝備的開(kāi)發(fā)。并在廣東、遼寧、天津等地先后建立了鎳氫電池的中試基地,產(chǎn)業(yè)化示范基地和一批相關(guān)材料的生產(chǎn)基地。為中國(guó)鎳氫電池的產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎(chǔ),使中國(guó)鎳氫電池的生產(chǎn)迅速趕上了世界水平。

在八六三計(jì)劃的支持下,科研人員攻克了儲(chǔ)氫合金制備等關(guān)鍵技術(shù),取得了一大批創(chuàng)新性成果,其中中遼三普電池有限公司開(kāi)發(fā)的“惰性氣體保護(hù)下的沖擊磨生產(chǎn)工藝”已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,生產(chǎn)的儲(chǔ)氫合金粉已達(dá)國(guó)際同類產(chǎn)品水平。鎳氫電池產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目在實(shí)施過(guò)程中共取得了15項(xiàng)發(fā)明和實(shí)用新型專利,制定了50余項(xiàng)鎳氫電池的標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法。為促進(jìn)中國(guó)電池產(chǎn)品的更新?lián)Q代和稀土資源的開(kāi)發(fā)利用做出了貢獻(xiàn)。

通過(guò)該項(xiàng)目的實(shí)施,使中國(guó)鎳氫電池的裝備水平得到了大大的提高,由過(guò)去的手工操作跨越到連續(xù)化,自動(dòng)化大規(guī)模生產(chǎn),明顯地提高了電池的均勻性和綜合性,滿足了移動(dòng)通訊,便攜式電腦,電動(dòng)工具以及電動(dòng)車輛對(duì)電池的需要。同時(shí),通過(guò)該項(xiàng)目的實(shí)施,促進(jìn)了中國(guó)鎳氫電池與材料、設(shè)備、檢測(cè)儀器,下游產(chǎn)品等相關(guān)企業(yè)的相互協(xié)作,明顯提高了總體產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)能力,技術(shù)水平和競(jìng)爭(zhēng)能力,為鎳氫電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和產(chǎn)品打入國(guó)際市場(chǎng)鋪平了道路。目前中國(guó)已開(kāi)發(fā)成功九個(gè)系列,32個(gè)規(guī)格的鎳氫電池產(chǎn)品,形成了年產(chǎn)3000噸儲(chǔ)氫合金材料和3億安時(shí)鎳氫電池的生產(chǎn)規(guī)模,年產(chǎn)值約30億元人民幣的鎳氫電池產(chǎn)業(yè)。帶動(dòng)了一個(gè)年產(chǎn)值超百億元的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群。

我們相信,在八六三計(jì)劃的支持下,中國(guó)的鎳氫電池產(chǎn)業(yè)在新世紀(jì)將書寫出更輝煌的篇章。

可充電電池主要有鉛酸蓄電池和堿性蓄電池兩種。目前使用的鎳鎘NiCd)、鎳氫(NiMH)和鋰離子(Li－Ion)電池都是堿性電池。

鉛酸電池閥控式免維護(hù)鉛酸電池的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。它由正負(fù)極板、隔板、電解液、安全閥、氣塞、外殼等部分組成。正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛(PbO2),負(fù)極板上的活性物質(zhì)為海綿狀純鉛(Pb)。電解液由蒸餾水和純硫酸按一定比例配制而成。電池槽中裝入一定密度的電解液后,由于電化學(xué)反應(yīng),正、負(fù)極板間會(huì)產(chǎn)生約為2.1V的電動(dòng)勢(shì)。 新鉛酸電池初次使用時(shí),必須先充滿電。如采用0.1C充電速率充電,大約需要55～75小時(shí)。蓄電池正常使用放完電后,應(yīng)立即充電。通常采用的方法有：(1)分級(jí)定流充電法；(2)低壓恒壓充電法(帶負(fù)載充電)；(3)快速充電法�？焖俪潆姷某醭鋾r(shí)間不超過(guò)5小時(shí),正常充電時(shí)間可縮短到1小時(shí)左右。

鎳鎘電池NiCd電池正極板上的活性物質(zhì)由氧化鎳粉和石墨粉組成,石墨不參加化學(xué)反應(yīng),其主要作用是增強(qiáng)導(dǎo)電性。負(fù)極板上的活性物質(zhì)由氧化鎘粉和氧化鐵粉組成,氧化鐵粉的作用是使氧化鎘粉有較高的擴(kuò)散性,防止結(jié)塊,并增加極板的容量。活性物質(zhì)分別包在穿孔鋼帶中,加壓成型后即成為電池的正負(fù)極板。極板間用耐堿的硬橡膠絕緣棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板隔開(kāi)。電解液通常用氫氧化鉀溶液。與其它電池相比,NiCd電池的自放電率(即電池不使用時(shí)失去電荷的速率)適中。NiCd電池在使用過(guò)程中,如果放電不完全就又充電,下次再放電時(shí),就不能放出全部電量。比如,放出80%電量后再充足電,該電池只能放出80%的電量。這就是所謂的記憶效應(yīng)。當(dāng)然,幾次完整的放電/充電循環(huán)將使NiCd電池恢復(fù)正常工作。由于NiCd電池的記憶效應(yīng),若未完全放電,應(yīng)在充電前將每節(jié)電池放電至1V以下。

鎳氫電池NiMH電池正極板材料為NiOOH,負(fù)極板材料為吸氫合金。電解液通常用30%的KOH水溶液,并加入少量的NiOH。隔膜采用多孔維尼綸無(wú)紡布或尼龍無(wú)紡布等。NiMH電池有圓柱形和方形兩種。圓柱形密封NiMH電池的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

NiMH電池具有較好的低溫放電特性,即使在－20℃環(huán)境溫度下,采用大電流(以1C放電速率)放電,放出的電量也能達(dá)到標(biāo)稱容量的85%以上。但是,NiMH電池在高溫(+40℃以上)時(shí),蓄電容量將下降5～10%。這種由于自放電(溫度越高,自放電率越大)而引起的容量損失是可逆的,幾次充放電循環(huán)就能恢復(fù)到最大容量。NiMH電池的開(kāi)路電壓為1.2V,與NiCd電池相同。

NiCd/NiMH電池的充電過(guò)程非常相似,都要求恒流充電。兩者的差別主要在快速充電的終止檢測(cè)方法上,以防止電池過(guò)充電。充電器對(duì)電池進(jìn)行恒流充電,同時(shí)檢測(cè)電池的電壓和其它參數(shù)。當(dāng)電池電壓緩慢上升達(dá)到一個(gè)峰值,對(duì)NiMH電池快速充電終止,而NiCd電池則當(dāng)電池電壓第一次下降了一個(gè)－△V時(shí)終止快速充電。為避免損壞電池,電池溫度過(guò)低時(shí)不能開(kāi)始快速充電,電池溫度Tmin低于10℃時(shí),應(yīng)轉(zhuǎn)入涓流充電方式。而電池溫度一旦達(dá)到規(guī)定數(shù)值后,必須立即停止充電。

鋰離子電池液態(tài)電解質(zhì)圓柱型鋰離子電池基本構(gòu)造如圖3所示。用LiCoO2復(fù)合金屬氧化物在鋁板上形成陽(yáng)極,用鋰碳化合物在銅板形成陰極,極板間插入有亞微米級(jí)微孔的聚烯烴薄膜隔板,電解液為有機(jī)溶劑。為避免使用不當(dāng)造成電池?fù)p壞,在鋰離子電池內(nèi)設(shè)有3種安全機(jī)構(gòu)：(1)正溫度系數(shù)元件(PTC)。當(dāng)電池內(nèi)的溫度過(guò)高,PTC的阻值隨之上升,會(huì)自動(dòng)將陰極引線與陰極之間電路切斷；(2)特殊材料的隔板。當(dāng)電池內(nèi)溫度上升到一定數(shù)值時(shí),隔板上微孔會(huì)自動(dòng)溶解掉,從而使電池內(nèi)的反應(yīng)停止；(3)安全閥。當(dāng)電池內(nèi)部壓力升高到一定數(shù)值時(shí),安全閥將自動(dòng)打開(kāi)。

鋰電池易受到過(guò)充電、深放電以及短路的損害。單體鋰離子電池的充電電壓必須嚴(yán)格限制。充電速率通常不超過(guò)1C,最低放電電壓為2.7～3.0V,如再繼續(xù)放電則會(huì)損壞電池。鋰離子電池以恒流轉(zhuǎn)恒壓方式進(jìn)行充電。采用1C電流充電至4.1V時(shí),充電器應(yīng)立即轉(zhuǎn)入恒壓充電,充電電流逐漸減小,當(dāng)電池充足電后,進(jìn)入涓流充電過(guò)程。為避免過(guò)充電或過(guò)放電,鋰離子電池不僅在內(nèi)部設(shè)有安全機(jī)構(gòu),充電器也必須采取安全保護(hù)措施,以監(jiān)測(cè)鋰離子電池的充放電狀態(tài)。

隨著新材料、新工藝的出現(xiàn),更為先進(jìn)耐用的可再充電電池也在不斷出現(xiàn)。國(guó)外最新開(kāi)發(fā)的固態(tài)聚合物(電解質(zhì))Li離子電池、Li金屬電池,不僅解決了漏液?jiǎn)栴},而且電池的容量更大,體積更小,更為安全可靠。它們必將成為極有潛力的新一代電池產(chǎn)品。