第5章鎳氫電池設計與制造工藝(已修改)
2025-03-07 02:18 本頁面
【正文】 第五章 鎳氫電池設計與制造工藝 《 化學電源設計與制造工藝學 》 第五章 鎳氫電池設計與制造工藝 彭文杰 冶金與環(huán)境學院 中南大學 2023年 目錄 鎳氫電池的工作原理、結構與特點 鎳氫電池關鍵電極材料設計與制造工藝 鎳氫電池設計與制造工藝 《 化學電源設計與制造工藝學 》 第五章 鎳氫電池設計與制造工藝 發(fā)明人 Stanford Ovshinsky可能并不是家喻戶曉的名字 ， 但確是改變歷史的人 ，他發(fā)明的鎳金屬氫化物電池已經(jīng)改變了我們的生活 。 在他 50年的工作生涯中 ， 共為美國提供了 400多項技術專利 ， 涵蓋鎳 Stanford Ovshinsky 氫電池 ， 氫燃料電池 ， 和薄膜太陽能電池等各方面 。 1960年 ， 斯坦福和他的妻子艾麗斯成立了能量轉化設備公司 （ ECD） ， 專門致力于開發(fā)能源相關的東西 ， 而所有的產(chǎn)品都被關于 Ovonics的標簽 。 當然 ， 在斯坦福所有的發(fā)明中 ， 最優(yōu)秀的莫過于鎳氫反應電池 。 這是一款可用于為混合型汽車充電的便攜電池 ， 同時它也非常地環(huán)保 。 通用 EV1汽車就采用了這種電池 。 《 化學電源設計與制造工藝學 》 第五章 鎳氫電池設計與制造工藝 Stanford Ovshinsky 鎳氫電池 氫鎳電池使用氫氧化鎳為正極活性物質(zhì) ， 貯氫合金作負極活性物質(zhì) ， 氫氧化鉀水溶液作電解液 ， 為綠色環(huán)保型電池 。 鎳氫電池是有氫離子和金屬鎳合成 ， 電量儲備比鎳鎘電池多30%， 比鎳鎘電池更輕 ， 使用壽命也更長 ， 并且對環(huán)境無污染 。 鎳氫電池的缺點是價格比鎳鎘電池要貴好多 ， 性能比鋰電池要差 。 氫鎳電池采取恒電流充電方式充電 ， 根據(jù)電池對電流的接受能力可采用不同的電流對電池充電 ， 充電過程中無需對電池單體的電壓進行限制 ， 同時 ， 可以實現(xiàn)快速充電 。 《 化學電源設計與制造工藝學 》 第五章 鎳氫電池設計與制造工藝 鎳氫電池 鎳氫電池的設計源於鎳鎘電池 ， 但在改善鎳鎘電池的記憶效應上 ，有極大的進展 。 其主要的改變 ， 在以儲氫合金取代負極原來使用之鎘 ，因此鎳氫電池說是材料革新的典型代表 。 1982 年美國 OVONIC 公司請求儲氫合金用於電極制造之專利 ,使得此一材料受到重視 ,繼之為 1985 年荷蘭飛利浦公司突破了儲氫合金在充放電過程中容量衰減的問題 ， 終使鎳氫電池脫穎而出 。 目前在日本有 8 家以上鎳氫電池制造廠 ， 德國 ， 美國 ， 香港 ， 臺灣亦有鎳氫電池生產(chǎn) ,市場反應良好 。 而且鎳氫電池所造成之污染 ， 會比含有鎘之鎳鎘電池小很多 ， 因此 ， 目前鎳鎘電池已逐漸被鎳氫電池取代 。 《 化學電源設計與制造工藝學 》 第五章 鎳氫電池設計與制造工藝 鎳氫電池應用 《 化學電源設計與制造工藝學 》 第五章 鎳氫電池設計與制造工藝 民用通訊電源 ， 各種便攜式設備電源 、 電動工具、 動力電源等 。 小型綠色電源 ， 替代鎘鎳電池 。 電動工具 礦燈 鎳氫電池應用 《 化學電源設計與制造工藝學 》 第五章 鎳氫電池設計與制造工藝 應急燈 網(wǎng)標燈 民用電信產(chǎn)品 鎳氫電池應用 《 化學電源設計與制造工藝學 》 第五章 鎳氫電池設計與制造工藝 動力電池 鎳氫電池型號尺寸 《 化學電源設計與制造工藝學 》 第五章 鎳氫電池設計與制造工藝 通常有 A、 AA、 AAA、 AAAA、 AAAAA、 SC、 D、 F等 ，民用電池 5號為 AA電池 ， 7號為 AAA電池 ， 1號為 D電池 ， 2號為 C電池 。 AA大， AAA小 D型電池 SC電池 鎳氫各型號電池尺寸 (圓柱型 )與容量 系列 光身直徑 標準高度(mm) 尖頭高度 (mm) 容量范圍 (mAh) AAAA 300以下 AAA 700以下 1000以下 AA 1500以下 2500以下 A 2500以下 SC 3500以下 C 4500以下 D 9000以下 F 13000以下 電池高度可以根據(jù)客戶的要求進行設計，直徑一般不能更改。 《 化學電源設計與制造工藝學 》 第五章 鎳氫電池設計與制造工藝 鎳氫電池的工作原理、結構與特點 《 化學電源設計與制造工藝學 》 第五章 鎳氫電池設計與制造工藝 工作原理 電解質(zhì) 主要為 KOH作電解液（電解質(zhì) 7moL/L KOH+15g/L LiOH） 充電時 正極反應： Ni(OH)2 + OH → NiOOH + H2O + e 負極反應： M + H2O + e → MH + OH 總反應： M + Ni(OH)2 → MH + NiOOH 放電時 正極： NiOOH + H2O + e → Ni(OH)2 + OH 負極： MH + OH → M + H2O + e 總反應： MH + NiOOH → M + Ni(OH)2 以上式中 M為儲氫合金， MH為吸附了氫原子的儲氫合金。最常用儲氫合金為 LaNi5。 鎳氫電池的工作原理、結構與特點 《 化學電源設計與制造工藝學 》 第五
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