新能源汽车概论-QhxnyV030202 镍系电池

目录CONTENTS新能源汽车概论第一部分镍氢电池第二部分镍镉电池01镍氢电池新能源汽车概论1）镍氢电池的分类镍氢电池是一种性能良好的蓄电池。镍氢电池根据形状可分为方型镍氢电池和圆形镍氢电池，如图3-2-3所示。新能源汽车概论第一部分镍氢电池图3-2-3镍氢电池的类型新能源汽车概论镍氢电池由氢氧化镍正极，储氢合金负极，隔膜纸，电解液，钢壳，顶盖，密封圈等组成。在圆柱形电池中，正负极用隔膜纸分开卷绕在一起，然后密封在钢壳中。在方形电池中，正负极由隔膜纸分开后叠成层状密封在钢壳中。2）镍氢电池的结构第一部分镍氢电池新能源汽车概论镍氢电池的正极、隔膜、电解液、壳体、盖子等与镍镉电池相同，从外观上看也无明显区别，只是负极有所不同，镍氢电池用金属氢化物作负极，而镍镉电池用金属镉作负极。2）镍氢电池的结构第一部分镍氢电池新能源汽车概论此外，因电池的内压特点和综合性能要求不同，镍氢电池在电池参数设计(如安全阀动作压力、正负极活性物质的比例等)、材料的选择、电极的工艺等方面都与镍镉电池等有很大不同。镍氢电池由活性物质构成电极极片的工艺方式有多种，主要有烧结式、拉浆式、泡沫镍式、纤维镍式、嵌渗式等。2）镍氢电池的结构第一部分镍氢电池新能源汽车概论3）镍氢电池的工作原理在充电时，电解液中的水被分解为H和羟基，氢离子被负极吸收，负极的金属转化为金属氧化物。氢离子被负极吸收，负极的金属转化为金属氧化物。在放电时，氢离子离开负极，羟基离开正极，氢离子和羟基在电解液中结合生成水，而在正负电极之间通过外电路释放电能。第一部分镍氢电池图3-2-4镍氢电池的工作原理新能源汽车概论镍氢电池的工作状态可以划分为三种：正常工作状态、过充电状态和过放电状态。在不同工作状态下，电池内部发生的电化学反应是不同的,如图3-2-5所示。第一部分镍氢电池图3-2-5镍氢电池的在不同工作状态的化学反应02镍镉电池新能源汽车概论新能源汽车概论第二部分镍镉电池镍镉电池根据其结构形式分为袋式、靠口烧结式和密封式三种。1）镍镉电池的类型镍镉蓄电池的正极材料为氢氧化亚镍和石墨粉的混合物，负极材料为海绵状镉粉和氧化镉粉，电解液通常为氢氧化钠或氢氧化钾溶液，如图3-2-6所示。2）镍镉电池的结构图3-2-6镍镉电池的组成新能源汽车概论第二部分镍镉电池镍镉蓄电池充电后，正极板上的活性物质变为氢氧化镍（NiOOH），负极板上的活性物质变为金属镉；镍镉电池放电后，正极板上的活性物质变为氢氧化亚镍，负极板上的活性物质变为氢氧化镉。3）镍氢电池的工作原理镍镉电池的组成新能源汽车概论充电时，将蓄电池的正、负极分别与充电机的正极和负极相连，电池内部发生与放电时完全相反的电化学反应，即负极发生还原反应，正极发生氧化反应，如图3-2-7所示。（1）充电过程第二部分镍镉电池图3-2-7镍镉电池的充电过程新能源汽车概论负极反应负极反应负极反应负极反应负极反应充电时负极板上的Cd(OH)2（氢氧化镉），先电离成Cd2+(镉离子)和OH-(氢氧根离子)，然后镉离子从外电路获得2个e-(电子)，生成Cd(镉原子)附着在极板上，而OH-(氢氧根离子)进入溶液参与正极反应。第二部分镍镉电池新能源汽车概论②正极反应在外电源的作用下，正极板上的Ni(OH)2（氢氧化亚镍）晶格中，两个二价镍离子各失去一个电子生成三价镍离子。同时，晶格中两个OH-（氢氧根离子）各释放出一个氢离子，将氧负离子留在晶格上，释出的H+（氢离子）与溶液中的OH-（氢氧根离子）结合，生成H2O(水)分子。第二部分镍镉电池新能源汽车概论②正极反应然后，两个三价Ni3+(镍离子)与两个O2-(氧负离子)和剩下的二个OH-（氢氧根离子）结合，生成两个NiOOH(氢氧化