鎳氫電池

鎳氫電池是近年來才出現(xiàn)的新型電池，又稱儲(chǔ)氫電池。20世紀(jì)70年代，荷蘭飛利浦實(shí)驗(yàn)室在研究第一代稀土永磁合金時(shí)，測(cè)試了LaNi5的磁性能，意外發(fā)現(xiàn)其儲(chǔ)氫性能良好。然而，深入研究發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)氫合金由于平衡壓力高、循環(huán)壽命短，不適合用于電池。進(jìn)一步的研究和改進(jìn)發(fā)現(xiàn)，這些缺點(diǎn)是可以克服的，從而為氫電池的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。在20世紀(jì)80年代后期，人們發(fā)現(xiàn)了適用于電池的儲(chǔ)氫合金。典型材料為MmNi3.55Co0.75mn0.4al0.3，其中Mm為混合稀土。采用混合稀土代替鑭有利于降低成本。用貯氫合金代替鎘鎳電池中的鎳電極。鎳氫電池與鎘鎳電池具有相同的工作電壓(1.2v)，因此兩者具有良好的互換性。

鎳氫電池具有高能量，是鎘鎳電池的1.8~2倍，鉛酸電池的3倍。鎳氫電池具有良好的充放電性能，可隨時(shí)充電，快速充電深度大，無記憶效應(yīng)，無鎘、鉛、汞等有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境無污染，被稱為綠色電池。

鎳氫電池儲(chǔ)氫材料有兩種:一種是AB5系列，分別為日本松下、三洋、荷蘭飛利浦和我國(guó)使用。另一款是AB2系列，美國(guó)的Ovonic和Gates以及德國(guó)的Varta都在使用。通過對(duì)儲(chǔ)氫合金的組成、制備工藝、電極修飾及電極成形工藝的研究，使鎳氫電池的性能不斷提高。

鎳氫電池與鎘鎳電池的相似之處在于，它們的形式多種多樣，從方形電池(用作容量為10至20Ah的動(dòng)力鋰電池)，到小圓柱形扁平電池，再到紐扣電池。三洋生產(chǎn)的AA鎳氫電池容量為1100mAh，尺寸為14.2mm×50.0mm，重量為27g。AAA型容量650mAh，尺寸10.5mm×44.5mm，重量13g。

鎳金屬氫化物電池有一個(gè)由NiOOH制成的正極片和一個(gè)由吸氫合金制成的負(fù)極片。電解質(zhì)通常是加入少量NiOH的30%KOH溶液。隔膜由多孔的維尼綸無紡布或尼龍無紡布制成。

鎳氫電池具有良好的低溫放電特性，即使在-20℃的環(huán)境溫度下，具有大電流(1C放電率)放電，所釋放的電量可達(dá)到公稱容量的85%以上。但是在高溫(+40℃以上)下，電池的存儲(chǔ)容量會(huì)下降5-10%。自放電引起的容量損失(溫度越高，自放電速率越大)是可逆的，可以通過幾個(gè)充放電周期恢復(fù)到最大容量。

鎘鎳電池和鎳氫電池的充電過程非常相似，都要恒流充電。兩者的重要差別在于在快速充電時(shí)，防止電池過充的檢測(cè)方法。充電器以恒定的電流給電池充電，并檢測(cè)電池的電壓和其他參數(shù)。當(dāng)電池電壓緩慢上升到某一峰值時(shí)，nimh電池的快速充電過程停止。以鎘鎳電池為例，當(dāng)電池電壓首次下降時(shí)，快速充電過程就終止了。為了防止電池?fù)p壞，電池溫度太低，不能快速充電。當(dāng)電池溫度低于10℃時(shí)，應(yīng)采用滴流充電。當(dāng)電池溫度達(dá)到規(guī)定值后，必須立即停止涓流充電，進(jìn)入快速充電階段。