鎳氫蓄電池(Nickel- M etal H ydride battery),正極活性物質(zhì)主要由鎳制成,負(fù)極活性物質(zhì)主要由貯氫合金制成的一種堿性蓄電池。
外文名稱(chēng) | Nickel- M etal H ydride battery |
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鎳氫蓄電池化學(xué)原理
鎳氫電池中的"金屬"部分實(shí)際上是金屬互化物。許多種類(lèi)金屬互化物都已運(yùn)用于鎳氫電池制造,主要分為兩大類(lèi)。最常見(jiàn)的是AB5一類(lèi),A是稀土元素混合物(或者)再加上鈦(Ti);B則是鎳(Ni)、鈷(Co)、錳(Mn),(或者)還有鋁(Al)。而一些高容量電池"含多種成分"的電極則主要由AB2構(gòu)成,這里的A則是鈦(Ti)或者釩(V),B則是鋯(Zr)或鎳(Ni),再加上一些鉻(Cr)、鈷(Co)、鐵(Fe)和(或)錳(Mn)。
所有這些化合物都擔(dān)當(dāng)相同角色:可逆地形成金屬氫化物。電池充電時(shí),氫氧化鉀(KOH)電解液中的氫離子(H)會(huì)釋放出來(lái),由這些化合物吸收,避免形成氫氣(H2),以保持電池內(nèi)部壓力和體積。電池放電時(shí),這些氫離子便會(huì)經(jīng)由相反過(guò)程回到原來(lái)地方。
鎳氫蓄電池簡(jiǎn)介
Nickel- M etal H ydride battery
正極活性物質(zhì)主要由鎳制成,負(fù)極活性物質(zhì)主要由貯氫合金制成的一種堿性蓄電池。
鎳氫電池(NiMH)是由鎳鎘電池(NiCd battery)改良而來(lái)的,其以能吸收氫的金屬代替鎘(Cd)。它以相同的價(jià)格提供比鎳鎘電池更高的電容量、比較不明顯的記憶效應(yīng)、以及比較低的環(huán)境污染(不含有毒的鎘)。其回收再用的效率比鋰離子電池好,被稱(chēng)為是最環(huán)保的電池。但是與鋰離子電池比較時(shí),卻有比較高的記憶效應(yīng)。舊款的鎳氫電池有較高的自我放電反應(yīng),新款的鎳氫電池已俱有相當(dāng)?shù)偷淖晕曳烹?與堿電相約),而且可于低溫下工作(-20℃)。鎳氫電池比碳鋅或堿性電池有更大的輸出電流,相對(duì)地更適合用于高耗電產(chǎn)品,某些特別型號(hào)甚至比鎳鎘電池有更大輸出電流。
現(xiàn)時(shí)一般鎳氫電池的容量已高于堿性電池(以體積計(jì)),以AA電池為例,鎳氫電池標(biāo)示容量可達(dá)2900mAh(毫安培-小時(shí),中國(guó)大陸普遍稱(chēng)mAh為"毫安時(shí)"),而堿性電池只有~2100mAh,當(dāng)然也遠(yuǎn)高于鎳鎘電池的1100mAh,但仍未及得上鋰離子電池。
堿性電池在長(zhǎng)期不使用后會(huì)漏出俱輕微腐蝕性及有害液體(會(huì)對(duì)人體有害又或損壞使用該電池的裝置),而鋰電池在不適使用時(shí)有機(jī)會(huì)燃燒或爆炸。相對(duì)地鎳氫電池算是最安全的電池。
鎳氫電池污染大,沒(méi)有記憶功能,使用中要必須經(jīng)常完全充滿(mǎn)電激活,否則記憶衰退,越用越短,鋰電池節(jié)能環(huán)保,隨時(shí)都可以充電,不用怕把電池充壞,使用壽命長(zhǎng)。
理論上說(shuō),鎳鋅電池不可以用鎳氫電池充電器進(jìn)行充電. 鎳鋅電池最好是采用恒壓充電,充電至1.9V左右(不同公司定義不大一樣),才可以判斷為充滿(mǎn)電,這個(gè)充電方式與鋰電相似;而鎳氫電池是采用電壓降進(jìn)行充滿(mǎn)電...
空載(就是取出電池來(lái)測(cè)量,不要使用中測(cè)量)電壓1.0就可以視為完全放電了,空載的時(shí)候電壓不要低于0.8,否則會(huì)對(duì)電池造成損害,鎳氫電池抗過(guò)放不是很好,還是需要注意一點(diǎn)的.如果在刮胡刀或者電動(dòng)牙刷之類(lèi)電...
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針對(duì)目前礦燈系統(tǒng)存在的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用1W白光LED冷光源技術(shù)的NiMH電池礦燈系統(tǒng),并對(duì)其光效性能進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì),研究了該工作電路的實(shí)現(xiàn)方法。應(yīng)用表明,該光源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、工作電路簡(jiǎn)單、光效高,各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足煤礦技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和使用要求。
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本文針對(duì)目前礦燈應(yīng)用存在的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種1W白光LED冷光源的鎳氫電池礦燈,對(duì)其光效性能進(jìn)行了系統(tǒng)的分析,研究了該工作電路實(shí)現(xiàn)方法。使用表明,該光源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、工作電路簡(jiǎn)單、光效高,各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足煤礦技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和使用要求。
1、鉛酸蓄電池
鉛酸蓄電池已有100多年的歷史,廣泛用作內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的起動(dòng)動(dòng)力源。
2、鎳鎘電池
鎳鎘電池的應(yīng)用廣泛程度僅次于鉛酸蓄電池其比能量可達(dá)55W·h/kg,比功率超過(guò)190W/kg,可快速充電,循環(huán)使用壽命較長(zhǎng),是鉛酸蓄電池的兩倍多,可達(dá)到2000多次,但價(jià)格為鉛酸蓄電池的4-5倍。
3、鎳氫蓄電池
鎳氫蓄電池和鎳鎘蓄電池一樣,也屬于堿性電池,其特性和鎳鎘蓄電池相似,不過(guò)鎳氫蓄電池不含鎘、銅,不存在重金屬污染問(wèn)題。
4、鈉硫蓄電池
鈉硫蓄電池也是近期普遍看好的電動(dòng)汽車(chē)電池。鈉硫蓄電池主要存在高溫腐蝕嚴(yán)重,電池壽命較短。性能穩(wěn)定性及使用安全性不太理想等問(wèn)題。
5、鋅空氣電池
鋅空氣電池的潛在比能量在200w·h/kg左右。它尚存在壽命短、比功率小、不能輸出大電流及難以充電等缺點(diǎn)
6、飛輪電池
飛輪電池是90年代才提出的新概念電池,它突破了化學(xué)電池的局限,用物理方法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能。
7、燃料電池
燃料電池是一種將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能通過(guò)電極反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。它不經(jīng)歷熱機(jī)過(guò)程,不受熱力循環(huán)限制,故能量轉(zhuǎn)換效率高。
產(chǎn)品尺寸:178X35MM
產(chǎn)品重量:100克.
材料:外殼采用鋁殼。
發(fā)光管:20,000MCD.
充電使用時(shí)間: 太陽(yáng)能板:2V,100MA,利用1.2V1000mA的鎳氫蓄電池。在陽(yáng)光下充10個(gè)小時(shí),能連續(xù)放電3-5小時(shí)。
目前能夠被電動(dòng)自行車(chē)采用的有以下四種動(dòng)力蓄電池,即閥控鉛酸免維護(hù)蓄電池、膠體鉛酸蓄電池、鎳氫蓄電池和鋰離子蓄電池。
鉛酸蓄電池
目前已商品化的電動(dòng)自行車(chē)的絕大多數(shù)是使用的密封式鉛酸蓄電池,使用中不需要經(jīng)常補(bǔ)充水分,免維護(hù)。其主要化學(xué)反應(yīng)是:PbO2+2H2SO4+Pb←充電、放電→ PhSO4+2H2O+PhSO4
鉛酸蓄電池充電時(shí)變成硫酸鉛的陰陽(yáng)兩極的海綿狀鉛把固定在其中的硫酸成分釋放到電解液中,分別變成海綿狀鉛和氧化鉛,電解液中的硫酸濃度不斷變大;反之放電時(shí)陽(yáng)極中的氧化鉛和陰極板上的海綿狀鉛與電解液中的硫酸發(fā)生反應(yīng)變成硫酸鉛,而電解液中的硫酸濃度不斷降低。當(dāng)鉛酸蓄電池充電不足時(shí),陰陽(yáng)兩極板的硫酸鉛不能完全轉(zhuǎn)化變成海綿狀鉛和氧化鉛,如果長(zhǎng)期充電不足,則會(huì)造成硫酸鉛結(jié)晶,使極板硫化,電池品質(zhì)變劣;反之如果電池過(guò)度充電,陽(yáng)極產(chǎn)生的氧氣量大于陰極的吸附能力,使得蓄電池內(nèi)壓增大,導(dǎo)致氣體外溢,電解液減少,還可能導(dǎo)致活性物質(zhì)軟化或脫落,電池壽命大大縮短。
是對(duì)液態(tài)電解質(zhì)的普通鉛酸蓄電池的改進(jìn)。它采用凝膠狀電解質(zhì),內(nèi)部無(wú)游離的液體存在, 在同等體積下電解質(zhì)容量大,熱容量大,熱消散能力強(qiáng),能避免一般蓄電池易產(chǎn)生的熱失控現(xiàn)象;電解質(zhì)濃度低,對(duì)極板腐蝕弱;濃度均勻,不存在酸分層的現(xiàn)象。
鎳氫蓄電池(Ni-MH)
鎳氫蓄電池是九十年代涌現(xiàn)出的電池家族中新秀,發(fā)展迅猛。Ni-MH電池的電極反應(yīng)為:
正極:Ni(OH)2+OH-= NiOOH+H20 +e-
負(fù)極:M+H2O+e=MHab+OH-Ni(OH)2+M=NiOOH+MHab
它和鎳鎘蓄電池同屬堿性蓄電池,只是以吸藏氫氣的合金材料(mh)取代鎳鎘蓄電池中的負(fù)極材料鎘cd、電動(dòng)勢(shì)仍為1.32v。它具備鎳鎘蓄電池的所有優(yōu)異特性,而且能量密度還高于鎳鎘蓄電池。主要優(yōu)點(diǎn)是:比能量高(一次充電可行使的距離長(zhǎng));比功率高,在大電流工作時(shí)也能平穩(wěn)放電(加速爬坡能力好);低溫放電性能好;循環(huán)壽命長(zhǎng);安全可靠,免維護(hù);無(wú)記憶效應(yīng);對(duì)環(huán)境不存在任何污染問(wèn)題,可再生利用,符合持續(xù)發(fā)展的理念。但是,Ni-MH蓄電池成本太高,價(jià)格昂貴。
鋰離子電池
鋰離子電池是1990年由日本索尼公司首先推向市場(chǎng)的新型高能蓄電池。其優(yōu)點(diǎn)是比能量高,是當(dāng)前比能量最高的蓄電池。已經(jīng)在便攜式信息產(chǎn)品中獲得推廣應(yīng)用。
鋰離子電池被普遍認(rèn)為具有如下的優(yōu)點(diǎn):比能量大;比功率高;自放電小; 無(wú)記憶效應(yīng);循環(huán)特性好;可快速放電,且效率高;工作溫度范圍寬;無(wú)環(huán)境污染等,因此有望進(jìn)入21世紀(jì)最好的動(dòng)力電源行列。預(yù)計(jì)在2006~2012 年期間,當(dāng)鋰離子電池進(jìn)一步發(fā)展時(shí),MH/Ni蓄電池的市場(chǎng)份額將縮小。鋰離子市場(chǎng)份額將會(huì)擴(kuò)大。目前也已經(jīng)有采用鋰離子蓄電池的電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)品出售。