镍氢电池是由氢离子和金属镍合成,电量储备比镍镉电池多30%,比镍镉电池更轻,使用寿命也更长,并且对环境无污染。镍氢电池的缺点是价格比镍镉电池要贵好多,性能比锂电池要差。

1.镍氢电池的工作原理

 

镍氢电池正极活性物质为Ni(OH)2(称NiO电极),负极活性物质为金属氢化物,也称储氢合金(电极称储氢电极),电解液为6mol/L氢氧化钾溶液。活性物质构成电极极片的工艺方式主要有烧结式、拉浆式、泡沫镍式、纤维镍式及嵌渗式等。

不同工艺制备的电极在容量、大电流放电性能上存在较大差异,一般根据使用条件不同的工艺生产电池。通讯等民用电池大多采用拉浆式负极、泡沫镍式正极构成电池。


镍氢电池的工作原理

(图片来源于互联网)


2.镍氢电池的优缺点

 

1、镍氢电池优点

功率性能好。镍氢电池内部使用了大量的金属材料,导电性能良好,可以适应大功率放电,目前比功率达到1500W/kg以上。

低温性能好。采用的为无机电解液体系,低温性能相比较锂系列电池要好。

应用等比较成熟目前商业化的混合电动如丰田的Prius、本田的Insight混合电动汽车使用的均为镍氢电池。

管理系统相对简单电池耐过充电和过放电能力比较强,没必要监测到每只单体电池的电压。电池在充电过程中可以通过和消耗气体(氧气)的副反应来实现自均衡,不必要采用特别的均衡电路。

循环寿命高,无污染,耐过充过放,具有较高的回收价值。

2、镍氢电池缺点

电池的热效应镍氢电池在电动汽车应用中遇到的重要问题为热问题。重要原因有两个,一是镍氢电池本身的充电反应是一个放热反应,充电过程中出现的热量达到一949J/(Ah);二是充电效率低,镍氢电池即使在空态下,充电效率也达不到100%,充电量超过80%后,副反应速度很快新增,产热速度迅速上升。严重会带来热失控问题。充电电流越大,充电效率越低,出现的热量会更多。

电池比能量较低一般在50~70Wh/kg。虽然是铅酸电池的2~3倍,但与锂系列电池相比较,相差较大。

标称电压低。1.2V的标称电压,组合成数百伏的车用动力电源系统,就要更多的电池串联,对电池的一致性、可靠性要求更高。

高温充电性能差。高温下充电效率降低,反应效率的降低推动电池温度的进一步升高,最终可能会出现热失控,而出现安全问题。


镍氢电池的优缺点

(图片来源于互联网)


3.镍氢电池的应用领域

 

1、太阳能照明行业,例如太阳能路灯、太阳能杀虫灯、太阳能庭院灯、太阳能储能电源等。

2、电动玩具行业,例如电动遥控车、电动机器人等,很多电动玩具也是选择12V锂电池

3、移动照明行业,例如疝气灯、大功率LED手电、潜水灯、探照灯等。

4、电动工具领域,例如电动螺丝刀、电钻、电动剪刀等。

5、蓝牙音响、扩音器领域。
 

镍氢电池的应用领域

(图片来源于互联网)