鎳氫電池的性能特點(diǎn)

Mh-ni電池具有能量密度高、無(wú)記憶效應(yīng)、耐過(guò)充過(guò)放能力強(qiáng)、無(wú)污染等特點(diǎn)。它們被稱為綠色電池。Mh-ni電池性能一般是指電池的物理性能和電氣性能，包括充放電性能、溫度特性、循環(huán)壽命、自放電特性。

1.mh-ni電池的充放電特性

(1)鎳氫電池充電特性

h-wi電池的充電曲線與cd-ni電池的充電曲線相似，但基底鎳電池在充電后期的充電電壓低于c-vi電池(圖1-5(a))。溫度和充電速率對(duì)充電電壓影響顯著，溫度高充電電壓低(見(jiàn)圖1-5(b))。充電速度快，充電電壓高。

(a)mh-ni電池與cd-ni電池充電過(guò)程比較，充電電流:1C,20℃;

(b)不同溫度下充電曲線，充電電流:0.3c;

(c)20℃不同充電電流的充電曲線;

(2)鎳氫電池的放電特性

mh-ni電池的放電電壓與cd-ni電池相似，但放電容量幾乎是cd-ni電池的兩倍。電池的放電容量和電壓與放電速率、環(huán)境溫度等工作條件有關(guān)。一般情況下，放電速率越高，放電容量和電壓越低。如圖1至圖6所示。

mh-ni電池的設(shè)計(jì)能力是有限的正極和負(fù)極的產(chǎn)量過(guò)剩,以保證從氧化合物反應(yīng)生成的負(fù)電極正極充電期間,消除氧氣壓力,實(shí)現(xiàn)電池密封,保證電池的安全。為了實(shí)現(xiàn)電池質(zhì)量指數(shù)、標(biāo)稱容量指數(shù)，合理有效地利用電池內(nèi)部空間，要使正負(fù)極具有一定的比容量，即質(zhì)量比容量和體積比容量。關(guān)于AA電池，一般要求負(fù)極容量大于1500mAh，正極容量大于1050mAh。要實(shí)現(xiàn)這一指標(biāo)，要負(fù)極儲(chǔ)氫材料具有合理的組成、較高的能量和良好的組裝工藝。

2.溫度特性

不同環(huán)境溫度下電池電壓和充電能力曲線?？梢钥闯觯诓煌沫h(huán)境溫度下，當(dāng)充電容量接近公稱容量的75%時(shí)，由于陽(yáng)極板出現(xiàn)的氧氣，電池電壓升高。當(dāng)充電容量達(dá)到額定容量的100%時(shí)，電池電壓達(dá)到最大值。隨后，由于電池的自熱，電池電壓降低。其原因是電池電壓的溫度系數(shù)為負(fù)。由于充電效率取決于溫度，電池的放電容量在較高的溫度下下降。

雖然放電倍增器相同，但放電電壓不同(見(jiàn)圖1-7(a))。隨著放電倍增器的增大，溫度對(duì)放電容量的影響越來(lái)越顯著，尤其是在低溫時(shí)放電容量降低。

3.自放電特性

mh-ni電池的自放電比cd-vi電池的自放電大。圖1-8展示了mh-ni電池的自放電特性。造成電池自放電的因素很多，其中儲(chǔ)氫合金成分、使用溫度和電池組裝技術(shù)是重要因素。溫度越高，自放電越大。

儲(chǔ)氫合金的氫平臺(tái)壓力大，吸收的氫容易從合金中逸出，導(dǎo)致電池自放電。因此，儲(chǔ)氫合金的氫平臺(tái)壓力要求在10*~0.1mpa之間。

膜片選擇不當(dāng)，組裝不合理，合金粉末在循環(huán)中的損失，微枝晶的形成會(huì)導(dǎo)致自放電，甚至導(dǎo)致電池短路。

氫鎳電池自放電引起的容量損失是可逆的。長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存的氫鎳電池，經(jīng)過(guò)三次小電流充放電后，可恢復(fù)電池容量。

4.循環(huán)壽命

電池容量與mh-ni電池循環(huán)次數(shù)的關(guān)系。

在密封的mh-ni電池中，充放電周期的容量降低過(guò)程包括以下步驟:

在過(guò)充過(guò)程中，陽(yáng)極析出的大部分氧與陰極合金吸收的氫發(fā)生反應(yīng)。但合金粉末表面的一些氧與堿性溶液接觸后，將稀土金屬氧化為L(zhǎng)n(OH):(Ln稀土金屬)。

在充放電過(guò)程中，在合金粉末表面形成Ln(OH);新增，會(huì)使合金吸收較少的氫。所以，電池中氫氣的分壓會(huì)逐漸新增氣體的總內(nèi)壓。

當(dāng)電池內(nèi)部壓力高于密封排氣口的固定壓力時(shí)，就會(huì)發(fā)生氣體泄漏，

隨著電解質(zhì)數(shù)量的減少，內(nèi)部阻抗增大，容量減小。因此，要提高電池的循環(huán)壽命，除了提高電極的性能外，還要改善電池的裝配過(guò)程。