可充電電池主要有鉛酸蓄電池和堿性蓄電池兩種。現(xiàn)使用的鎳鎘NiCd)、鎳氫(NiMH)和鋰離子(Li－Ion)電池都是堿性電池。鉛酸電池閥控式免維護(hù)鉛酸電池的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。它由正負(fù)極板、隔板、電解液、安全閥、氣塞、外殼等部分組成。正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛(PbO2)，負(fù)極板上的活性物質(zhì)為海綿狀純鉛(Pb)。電解液由蒸餾水和純硫酸按一定比例配制而成。電池槽中裝入一定密度的電解液后，由于電化學(xué)反應(yīng)，正、負(fù)極板間會(huì)產(chǎn)生約為2.1V的電動(dòng)勢(shì)。 新鉛酸電池初次使用時(shí)，必須先充滿電。如采用0.1C充電速率充電，大約需要55～75小時(shí)。蓄電池正常使用放完電后，應(yīng)立即充電。通常采用的方法有：(1)分級(jí)定流充電法；(2)低壓恒壓充電法(帶負(fù)載充電)；(3)快速充電法。快速充電的初充時(shí)間不超過(guò)5小時(shí)，正常充電時(shí)間可縮短到1小時(shí)左右。 鎳鎘電池NiCd電池正極板上的活性物質(zhì)由氧化鎳粉和石墨粉組成，石墨不參加化學(xué)反應(yīng)，其主要作用是增強(qiáng)導(dǎo)電性。負(fù)極板上的活性物質(zhì)由氧化鎘粉和氧化鐵粉組成，氧化鐵粉的作用是使氧化鎘粉有較高的擴(kuò)散性，防止結(jié)塊，并增加極板的容量。活性物質(zhì)分別包在穿孔鋼帶中，加壓成型后即成為電池的正負(fù)極板。極板間用耐堿的硬橡膠絕緣棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板隔開(kāi)。電解液通常用氫氧化鉀溶液。與其它電池相比，NiCd電池的自放電率(即電池不使用時(shí)失去電荷的速率)適中。NiCd電池在使用過(guò)程中，如果放電不完全就又充電，下次再放電時(shí)，就不能放出全部電量。比如，放出80%電量后再充足電，該電池只能放出80%的電量。這就是所謂的記憶效應(yīng)。當(dāng)然，幾次完整的放電/充電循環(huán)將使NiCd電池恢復(fù)正常工作。由于NiCd電池的記憶效應(yīng)，若未完全放電，應(yīng)在充電前將每節(jié)電池放電至1V以下。鎳氫電池NiMH電池正極板材料為NiOOH，負(fù)極板材料為吸氫合金。電解液通常用30%的KOH水溶液，并加入少量的NiOH。隔膜采用多孔維尼綸無(wú)紡布或尼龍無(wú)紡布等。NiMH電池有圓柱形和方形兩種。圓柱形密封NiMH電池的結(jié)構(gòu)如圖2所示。NiMH電池具有較好的低溫放電特性，即使在－20℃環(huán)境溫度下，采用大電流(以1C放電速率)放電，放出的電量也能達(dá)到標(biāo)稱容量的85%以上。但是，NiMH電池在高溫(+40℃以上)時(shí)，蓄電容量將下降5～10%。這種由于自放電(溫度越高，自放電率越大)而引起的容量損失是可逆的，幾次充放電循環(huán)就能恢復(fù)到最大容量。NiMH電池的開(kāi)路電壓為1.2V，與NiCd電池相同。NiCd/NiMH電池的充電過(guò)程非常相似，都要求恒流充電。兩者的差別主要在快速充電的終止檢測(cè)方法上，以防止電池過(guò)充電。充電器對(duì)電池進(jìn)行恒流充電，同時(shí)檢測(cè)電池的電壓和其它參數(shù)。當(dāng)電池電壓緩慢上升達(dá)到一個(gè)峰值，對(duì)NiMH電池快速充電終止，而NiCd電池則當(dāng)電池電壓第一次下降了一個(gè)－△V時(shí)終止快速充電。為避免損壞電池，電池溫度過(guò)低時(shí)不能開(kāi)始快速充電，電池溫度Tmin低于10℃時(shí)，應(yīng)轉(zhuǎn)入涓流充電方式。而電池溫度一旦達(dá)到規(guī)定數(shù)值后，必須立即停止充電。鋰離子電池液態(tài)電解質(zhì)圓柱型鋰離子電池基本構(gòu)造如圖3所示。用LiCoO2復(fù)合金屬氧化物在鋁板上形成陽(yáng)極，用鋰碳化合物在銅板形成陰極，極板間插入有亞微米級(jí)微孔的聚烯烴薄膜隔板，電解液為有機(jī)溶劑。為避免使用不當(dāng)造成電池?fù)p壞，在鋰離子電池內(nèi)設(shè)有3種安全機(jī)構(gòu)：(1)正溫度系數(shù)元件(PTC)。當(dāng)電池內(nèi)的溫度過(guò)高，PTC的阻值隨之上升，會(huì)自動(dòng)將陰極引線與陰極之間電路切斷；(2)特殊材料的隔板。當(dāng)電池內(nèi)溫度上升到一定數(shù)值時(shí)，隔板上微孔會(huì)自動(dòng)溶解掉，從而使電池內(nèi)的反應(yīng)停止；(3)安全閥。當(dāng)電池內(nèi)部壓力升高到一定數(shù)值時(shí)，安全閥將自動(dòng)打開(kāi)。鋰電池易受到過(guò)充電、深放電以及短路的損害。單體鋰離子電池的充電電壓必須嚴(yán)格限制。充電速率通常不超過(guò)1C，最低放電電壓為2.7～3.0V，如再繼續(xù)放電則會(huì)損壞電池。鋰離子電池以恒流轉(zhuǎn)恒壓方式進(jìn)行充電。采用1C電流充電至4.1V時(shí)，充電器應(yīng)立即轉(zhuǎn)入恒壓充電，充電電流逐漸減小，當(dāng)電池充足電后，進(jìn)入涓流充電過(guò)程。為避免過(guò)充電或過(guò)放電，鋰離子電池不僅在內(nèi)部設(shè)有安全機(jī)構(gòu)，充電器也必須采取安全保護(hù)措施，以監(jiān)測(cè)鋰離子電池的充放電狀態(tài)。隨著新材料、新工藝的出現(xiàn)，更為先進(jìn)耐用的可再充電電池也在不斷出現(xiàn)。國(guó)外最新開(kāi)發(fā)的固態(tài)聚合物(電解質(zhì))Li離子電池、Li金屬電池，不僅解決了漏液?jiǎn)栴}，而且電池的容量更大，體積更小，更為安全可靠。它們必將成為極有潛力的新一代電池產(chǎn)品。 鎳氫電池被普及地應(yīng)用在消費(fèi)性電子產(chǎn)品中。舊式的鎳氫電池因?yàn)樽苑烹姷脑剩瑫?huì)在充電后數(shù)月甚至數(shù)星期內(nèi)失去電量，只可應(yīng)用于短時(shí)間內(nèi)需要電力的用途。如家電用品的紅外線搖控器或時(shí)鐘一類并不適合。新式的低漏電鎳氫電池基本上已經(jīng)可以取代在絕大部份原本使用堿性電的用途上。唯獨(dú)是一些比較舊式及低耗電量的電子產(chǎn)品（例如舊式的收音機(jī)）因?yàn)殡妷簡(jiǎn)栴}而在使用鎳氫電池時(shí)性能會(huì)有所下降。 大功率的鎳氫電池也使用在油電混合動(dòng)力車輛中，最佳的例子就是豐田的prius，該車使用了特別的充放電程序，使電池充放電壽命可足夠車輛使用十年。 其他使用鎳氫電池的混合動(dòng)力車輛包括有：本田洞察者福特汽車的Ford Escape雪佛蘭的Chevrolet Malibu本田的Honda Civic Hybrid 雖然在重量上比鋰離子電池重，但仍然有部份純電池動(dòng)力車使用鎳氫電池，例如：通用汽車的Honda Civic Hybrid本田的Honda EV Plus福特汽車的Ford Ranger EVVectrix 作　者：唐有根　主編出 版 社：化學(xué)工業(yè)出版社出版時(shí)間：2007-5-1版　次：1頁(yè)　數(shù)：369字　數(shù)：414000印刷時(shí)間：2007-5-1開(kāi)　本：紙　張：膠版紙印　次：I S B N： 9787502 595111包　裝：平裝 金屬氫化物－鎳（MH―Ni）電池由于其高能、安全、無(wú)污染、無(wú)記憶效應(yīng)、價(jià)格適宜，已成為目前最具發(fā)展前景的“綠色能源”電池之一。本書(shū)簡(jiǎn)述了MH―Ni電池的基本原理、結(jié)構(gòu)、特性、應(yīng)用、發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)；闡述了MH―Ni電池的理論基礎(chǔ)；介紹了MH―Ni電池鎳電極材料、金屬氫化物電極材料、基體材料、電解液、隔膜、導(dǎo)電劑、黏合劑等關(guān)鍵材料性能要求和生產(chǎn)技術(shù)，MH―Ni電池設(shè)計(jì)與制造工藝及主要生產(chǎn)設(shè)備，MH ―Ni電池性能影響因素，計(jì)算機(jī)技術(shù)在MH―Ni電池中的應(yīng)用，以及MH―Ni 電池規(guī)范和性能檢測(cè)技術(shù)。本書(shū)既闡述基本概念和理論，同時(shí)著重論述相關(guān)工藝技術(shù)，概念清楚，易于理解，適于從事MH―Ni電池及其關(guān)鍵材料的研究、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)人員閱讀，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)教師、本科生、研究生參考。 第1章 鎳氫電池概述1.1.0 MH―Ni電池的發(fā)展概況1.2.0 MH―Ni電池的基本原理1.2.1 MH―Ni電池的工作原理1.2.2 MH―Ni電池的電極反應(yīng)1.2.3 MH―Ni電池的電極反應(yīng)過(guò)程1.2.4 MH―Ni電池過(guò)充電時(shí)內(nèi)部氣體與物質(zhì)的循五1.3 MH―Ni電池的結(jié)構(gòu)1.4 MH―Ni電池的特性1.4.1 MH―Ni電池充電特性1.4.2 MH―Ni電池放電特性1.4.3 MH―Ni電池溫度特性1.4.4 MH―Ni電池自放電特性1.4.5 MH―Ni循環(huán)壽命1.5 MH―Ni電池的名詞術(shù)語(yǔ)1.5.1 充放電1.5.2 儲(chǔ)存與使用1.5.3 電池使用中禁止事項(xiàng)1.5.4 術(shù)語(yǔ)解釋1.6 MH―Ni電池的研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向1.6.1 MH―Ni電池的研究現(xiàn)狀1.6.2 我國(guó)MH―Ni電池生產(chǎn)中的主要問(wèn)題1.6.3 MH―Ni電池的發(fā)展方向第2章 鎳氫電池理論基礎(chǔ)2.1 電池性能參數(shù)2.1.1 電池內(nèi)阻2.1.2 電池電壓2.1.3 電池容量2.1.4 電池能量2.1.5 電池功率2.1.6 電池壽命2.2 電極電位與電動(dòng)勢(shì)2.2.1 相間電位與金屬接觸電位2.2.2 電極電位2.2.3 絕對(duì)電位與相對(duì)電位2.2.4 液體接界電位2.2.5 電化學(xué)體系的分類2.2.6 電池的可逆性2.2.7 電池的電動(dòng)勢(shì)2.3平衡電極電位2.3.1 電極的可逆性2.3.2 可逆電極的電位2.3.3 可逆電極的類型2.3.4標(biāo)準(zhǔn)電極電位和電位序2.4 電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)2.4.1 電極極化2.4.2 極化原因2.4.3 電化學(xué)極化2.4.4 濃差極化2.4.5 電阻極化2.4.6 陰極極化與陽(yáng)極極化2.5 多孔電極過(guò)程2.5.1 兩相多孔電極過(guò)程2.5.2 三相多孔電極過(guò)程（氣體擴(kuò)散電極）2.5.3 析氫電極過(guò)程2.5.4 析氧電極過(guò)程第3章 鎳電極材料3.1 鎳電極的發(fā)展3.2 氧化鎳電極工作原理3.3 鎳氫氧化物的分類與結(jié)構(gòu)3.3.1 分類3.3.2 結(jié)構(gòu)3.3.3 в―Ni（OH)23.3.4 а―Ni(OH)23.4 鎳氫氧化物的制備3.4.1 鎳氫氧化物的制備方法3.4.2 化學(xué)沉淀法制備Ni（OH）2的工藝條件3.4.3 納米氫氧化鎳的制備3.5 鎳電極材料的電化學(xué)行為3.5.1 Ni（OH）2/NiOOH電對(duì)及熱力學(xué)……第4章　金屬氫化物電極材料第5章　鎳氫電池輔助材料第6章　鎳氫電池的設(shè)計(jì)與制造第7章　鎳氫電池的性能檢測(cè)第8章　鎳氫電池的應(yīng)用參考文獻(xiàn)

標(biāo)簽：鎳氫電池電池分類