镍氢电池培训教材

镍氢电池的设计源于镍镉电池，但在改善镍镉电池的记忆效应上，有极大的进展。其主要的改变，在以储氢合金取代负极原来使用之镉，因此镍氢电池可以说是材料革新的典型代表。1982 年美国OVONIC公司请求储氢合金用于电极制造之专利,使得此一材料受到重视,继之为1985年荷兰飞利浦公司突破了储氢合金在充放电过程中容量衰减的问题，终使镍氢电池脱颖而出。目前在日本有8家以上镍氢电池制造厂，德国、美国、香港、***亦有镍氢电池生产,市场反应良好。而且镍氢电池所造成之污染，会比含有镉之镍镉电池小很多，因此，目前镍镉电池已逐渐被镍氢电池取代.

镍氢电池特点
1、优点
    ①高能量密度
     体积能量密度250-300Wh/L ；重量能量密度50-60Wh/LKg
    ②长环寿命可长达500次以上
    ③快速充电
    ④安全无公害 
2、缺点
    ①高温特性差
     ②自放电率高
     ③轻微记忆效应 鎳氫電池反應原理 
正极反应:
Ni(OH)2+OH-<->NiOOH+H2O+e- E0 = 0.490V
负极反应:
M+H2O+e-<->Mhab+OH-       E0 = -0.828V
电池总反应:
Ni(OH)2+M<->NiOOH+Mhab
M:储氢合金 Mhab:金属氢化物
    从上面总的化学反应式来看，主要特性是，在充放电过程中，只有氢气在正负极间转移，电解液没有参加反应，其数量在反应中不会减少或增多。右面所示的电池充放电机理会有助于了解电池通过质子转移所发生的有用的化学反应。通过使负极储氢合金富余，可以复合过充时正极释放出来的氧气，使电池的内压保持恒定，这样才可能对电池进行密封。 

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screen.width-333)this.width=screen.width-333" border=0>实现密封的原理

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镍氢电池的组成
    以氢氧化镍为主要活性物质的正极，以储氢合金粉为活性物质的负极，细纤维制成的隔膜，碱性电解液，金属外壳，装有自密封安全阀的密封盖帽。其基本结构与镍镉电池完全一样。制造圆柱形镍氢电池时，将正极与负极用隔膜隔开，再卷成电芯，然后装进外壳内，最后用有绝缘密封垫片的密封盖帽进行密封。

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1、氧化镍正极
   ①氧化镍简介
   镍氢电池正极除主要的活性物质氢氧化镍粉末外，还包括导电剂、粘结剂、集电体及其它助剂。氢氧化镍用于电池已有百年历史，更已经多次品质改良，因此相关之制造方法很多。不过，依各厂商制程不同，最终所得产品品质迥异。目前市场所使用的材料以球型结构之高容量氢氧化镍品质最佳。此乃导因于镍电极之制作已从镍镉电池之烧结式极板，转变为黏结式镍极，因而可促使电容量大幅提升，相对搭配之氢氧化镍材料也要求更高之电容量。
　　常见品质要求的指针除电容量外，组成成分分析、形状、晶型、粒径及密度都相当重要。镍氢电池所使用之氢氧化镍，一方面要求其纯度，一方面又与其它金属共沈淀作为改质之用，常使用的钴有提高电流放电活性的功能，而锌与电极膨胀率有关。当氢氧化镍本身密度越高时，单位体积的电容量可更高，而均匀的球型取代不定型氢氧化镍，可使粉末流动性良好，易于填充。另一方面由于材料之间的空隙减少，也可提高在有限体积内之材料的填充量，进而使电池有更好之性能。 1、氧化镍正极
    ②氧化镍的制造
右图为市售氢氧化镍制造流程 

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