3.5镍氢电池工作原理 (1)课件讲解

2020镍氢电池结构及原理赵海兰1.碱性电池1）镍-镉(Ni-Cd)电池镍-镉电池是以羟基氢氧化镍为正极，金属镉为负极，水溶性氧化钾溶液为电解质，在镍-镉电池充电和放电的化学反应过程中，电解液基本上不会被消耗。为了提高寿命和改善高温性能，通常在电解液中加入氧化锂。镍-镉电池的特点：快速充电，比能量高，循环使用寿命长。装备镍-镉电池的厂商：克莱斯勒、标致、雪铁龙、日产等。镍-镉电池的每个单体电池都是由正极板、负极板和装在正极板和负极板之间的隔板组成。将单体电池按不同的组合装置在不同塑料外壳中，可得到所需要的不同电压和不同容量的镍-镉电池总成（电池组），市场上有多种不同型号规格的镍-镉电池总成可供选择。在灌装电解液并经过充电后，就可以从电池的接线柱上引出电流。③镍镉电池的特点。镍镉电池的工作电压较低，单体电池的标称电压为1.2V，比能量为55W·h/kg，比功率可以超过225W/kg，循环使用寿命2000次以上。可以进行快速充电，充电15min可恢复50%的容量，充电1h可恢复100%的容量，但一般情况下完全充电需要6h。深放电达100%，自放电率低于0.5%/天。可以在-40~80℃的环境温度条件下正常工作。快速充电能力强，充电18min即可从40%达到80%容量。镍-镉电池有记忆效应，镍-镉电池中采用的镉(Cd)是一种有害的重金属，在电池报废后必须进行有效回收，这在国外已能实现。镍-镉电池的成本约为铅酸电池的4~5倍，初始购置费用较高，但镍-镉电池的比能量和循环使用寿命，都大大地高于铅酸电池，因此，在电动汽车实际使用时，总的费用不会超过铅酸电池的费用。由于镍-镉电池使用性能比铅酸电池好，在混合动力汽车上得到广泛使用。2、镍氢电池的结构镍氢电池主要由正极、负极、极板、隔板、电解液等组成。镍氢电池正极是活性物质氢氧化镍，负极是储氢合金，用氢氧化钾作为电解质，在正负极之间有隔膜，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。镍氢电池正极：氢氧化镍负极：储氢合金具有高比能量、高功率、适合大电流放电分类外形方形镍氢电池圆形镍氢电池。1-电池盒（-）2-绝缘衬垫3-盖帽（+）4-安全排气口5-封盘6-绝缘圈7-负极8-隔膜9-正极10-绝缘体充电时正、负极的电化学反应为:Ni(OH)2一e-+OH-====NiOOH+H202MH+2e—====2M—+H2放电时正、负极的电化学反应为

NiOOH+H20+e一====Ni(OH)2+OH—2M+H2====2MH+2e—

当镍氢电池以标准电流放电时，平均工作电压为1.2V。当电池以8C率放电时，端电压降至1.1V时，则认为放电已完成。电压1.1V称为8C率放电时的放电终止电压(0.6-0.8V)。3、镍氢电池的工作原理

(1)比功率高。目前商业化的镍氢功率型电池能做到1350W／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1000次以上，为铅酸蓄电池的3倍以上，100％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。(5)无记忆效应。

(6)使用温度范围宽。正常使用温度范围一30—55℃；储存温度