鎳氫電池技術培訓：鎳氫電池性能與技術要求

鎳金屬氫化物電池是由貯氫合金負極，鎳正極，氫氧化鉀電解液以及隔板等組成的可充電電池，它與鎳鎘電池的本質(zhì)區(qū)別只是在于負極材料的不問。這種電池的電壓和鎳鎘電池完全相同，為12伏。它可以直接用在使用鎳鎘電池有器械件上。鎳氫電池的設想在七十年代開始有人提及，大量的研究集中在九十年代，工業(yè)化生產(chǎn)從20世紀最后10年的初期開始。作為負極材料的貯氫合金是由A和B兩種金屬形成的合金，其中A金屬(La，TI，Zr等)可以大量吸進氫氣，形成穩(wěn)定的氫化物。而B金屬(Ni,Co,Fe,Mn等)不能形成穩(wěn)定的氫化物，但氫很容易在其中移動。也就是說，A金屬控制著氫的吸藏量，而B金屬控制著吸放氫氣的可逆性。按照合金的晶體結(jié)構(gòu)，貯氫合金可分為AB5型、AB2型、AB型、固溶體型等，其中主要使用稀土金屬的是AB5型合金。AB5型貯氫合金主要由銅鑭糸元素和鎳組成，同時少量添加鋁，錳，鈷等。不是所有的貯氫合金都能作鎳氫電池的負極材料。日本生產(chǎn)鎳金屬氫化物電池主要是用稀土金屬和混合稀土金屬作負極，生產(chǎn)的電池占全世界該種電池產(chǎn)最的90％以上，美國主要使用鈦銀基合金作負極，生產(chǎn)的電池約占全世界產(chǎn)量的5％，生產(chǎn)公司有奧芬尼克和杜拉塞樂等幾個公司。

1．鎳金屬氫化物電池的優(yōu)越性。

Ni-MH電池具有能量密度高、功率密度高、可快速充放電、循環(huán)壽命長以及無記憶效應、無污染、可兔維護、使用安全等特點，被稱為綠色電池。該種電池同鎳鍋電池相比，性能指標普遍高于鎳鎘電池；Ni-MH電池的比能量是鎳鎘電池的1.5—2倍。電流充放電時，無記憶效應、低溫特性好、綜合性能優(yōu)于鎳鎘電池，同時鎳鎘電池廢電池處理復雜，在能源緊張，環(huán)境污染嚴重的今天，Ni—MH電池顯示出廣闊的應用前景。因為極鎳電極同鎳鎘電池完全一樣，所以凡是能使用鎳鎘電池的電器都可以使用鎳金屬氫化電池；它無毒，利于環(huán)保且綜合性能優(yōu)于鎳鎘電池，它也不會象鋰高子電池那樣遇潮易爆炸。因此，近五年來生產(chǎn)發(fā)展速度遠高于鎳鎘電池。

2，鎳金屬氫化物電池水平現(xiàn)狀

鎳金屬氫化物電池與鎳鎘電池相同點是電壓一樣。不同點是自放電率約高。其它各項性能指標有高有低，有些高于鎳鎘電池，有些低于鋰離子電池。表1詳細列出了日本鎳金屬氫化物電池的性能水平現(xiàn)狀。

日本小型貯氫電池性能水平現(xiàn)狀

性能參數(shù)鎘／鎳電池鎳金屬氫化物電池

放電電壓(V)1.—1.01.2—1.0

重量比能量(WH/Kg)50一6060—80

體積比能量(WH/|)140一180240—300

價格($／次)0.060.1

能量價格($／WH)0.3O.4

低溫性能(-2O度，放電%)5O5O

自放電(%／月)1520

快速充電(倍率C)43—20

功率密度(W／I)1OOO1OOO

工作溫度(攝氏度)-4O—45-40—45

使用壽命(年)4—84一8

充電控制極限(V)1.41.4

放電控制電壓(V)臨界0.8臨界0.8