镍氢电池
1.
镍氢电池的简单工作原理 对镍氢电池而言,其正极材料选择的是与镍镉电池相同的Ni(OH)2,负极材料为贮氢合金,用M表示。制成电池时,正极和负极之间用可通过氢和氢氧根离子的隔膜隔开,并加注KOH水溶液做为导电剂。电池在充放电过程中正负极上的电化学反应如下:
正极:Ni(OH)2 + OH- NiOOH +
H2O + e 负极:M + H2O + e MH +
OH- 电池的总反应为: Ni(OH)2 + M NiOOH +
MH
由上式可以看出,镍氢电池在工作时,电池中的碱性KOH电解质水溶液不仅起离子电荷迁移作用,还参与了电池的正负极反应,但对整个电池反应来讲,在正常充放电条件下电解质没有发生消耗。
2.
镍氢电池的应用范围及未来发展趋势 由于与第二代可充电电池镍镉电池具有相同的电压,因此凡是使用镍镉电池的地方,都可以用镍氢电池来替代,镍氢电池的应用领域包括:各种电子设备、移动电话,电动工具,电动自行车等,而未来最有可能应用到电动汽车上的也是镍氢电池,其原因是由于:镍镉电池由于容量低及存在环境污染,已被作为被替代产品逐渐淘汰出市场,锂离子电池虽然容量高,但在大电流充放电时,安全问题一直无法解决,燃料电池虽然目前研究较热,但存在成本和原材料的问题,因此,镍氢电池将是未来电动汽车用动力电池的最佳候选者。而一旦电动汽车用镍氢电池开发成功,对贮氢合金的需求量将会大幅度增加。而对于汽车用动力电池而言,对贮氢材料的要求就是要具有高容量、大电流充放电性能及宽温度使用性能。
3. 镍氢电池与锂电池性能参数比较
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负极活 性物质 |
正极活 性物质 |
电池反应 |
电性能
(理论值) |
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电压(V) |
比容量(Ah/kg) |
比能量(Wh/kg) |
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镍氢电池 |
MH |
NiOOH |
MH + 2NiOOH =2Ni(OH)2 +
M |
1.5 |
160 |
240 |
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锂离子电池 |
LC6 |
CoO2 |
LiC6 + CoO2 = C6 +
LiCoO2 |
4.1 |
170 |
697 |
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