鎳氫電池的設(shè)計源于鎳鎘電池，但在改善鎳鎘電池的記憶效應(yīng)上，有極大的進展。其主要的改變，在以儲氫合金取代負(fù)極原來使用之鎘，因此鎳氫電池可以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于電極制造之專利,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、***亦有鎳氫電池生產(chǎn),市場反應(yīng)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.
鎳氫電池特點
1、優(yōu)點
????①高能量密度
?????體積能量密度250-300Wh/L?；重量能量密度50-60Wh/LKg
????②長環(huán)壽命可長達500次以上
????③快速充電
????④安全無公害?
2、缺點
????①高溫特性差
?????②自放電率高
?????③輕微記憶效應(yīng)?鎳氫電池反應(yīng)原理?
正極反應(yīng):
Ni(OH)2+OH-<->NiOOH+H2O+e-?E0?=?0.490V
負(fù)極反應(yīng):
M+H2O+e-<->Mhab+OH-???????E0?=?-0.828V
電池總反應(yīng):
Ni(OH)2+M<->NiOOH+Mhab
M:儲氫合金?Mhab:金屬氫化物
????從上面總的化學(xué)反應(yīng)式來看，主要特性是，在充放電過程中，只有氫氣在正負(fù)極間轉(zhuǎn)移，電解液沒有參加反應(yīng)，其數(shù)量在反應(yīng)中不會減少或增多。右面所示的電池充放電機理會有助于了解電池通過質(zhì)子轉(zhuǎn)移所發(fā)生的有用的化學(xué)反應(yīng)。通過使負(fù)極儲氫合金富余，可以復(fù)合過充時正極釋放出來的氧氣，使電池的內(nèi)壓保持恒定，這樣才可能對電池進行密封。?
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實現(xiàn)密封的原理
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鎳氫電池的組成
????以氫氧化鎳為主要活性物質(zhì)的正極，以儲氫合金粉為活性物質(zhì)的負(fù)極，細纖維制成的隔膜，堿性電解液，金屬外殼，裝有自密封安全閥的密封蓋帽。其基本結(jié)構(gòu)與鎳鎘電池完全一樣。制造圓柱形鎳氫電池時，將正極與負(fù)極用隔膜隔開，再卷成電芯，然后裝進外殼內(nèi)，最后用有絕緣密封墊片的密封蓋帽進行密封。
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1、氧化鎳正極
???①氧化鎳簡介
???鎳氫電池正極除主要的活性物質(zhì)氫氧化鎳粉末外，還包括導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、集電體及其它助劑。氫氧化鎳用于電池已有百年歷史，更已經(jīng)多次品質(zhì)改良，因此相關(guān)之制造方法很多。不過，依各廠商制程不同，最終所得產(chǎn)品品質(zhì)迥異。目前市場所使用的材料以球型結(jié)構(gòu)之高容量氫氧化鎳品質(zhì)最佳。此乃導(dǎo)因于鎳電極之制作已從鎳鎘電池之燒結(jié)式極板，轉(zhuǎn)變?yōu)轲そY(jié)式鎳極，因而可促使電容量大幅提升，相對搭配之氫氧化鎳材料也要求更高之電容量。
常見品質(zhì)要求的指針除電容量外，組成成分分析、形狀、晶型、粒徑及密度都相當(dāng)重要。鎳氫電池所使用之氫氧化鎳，一方面要求其純度，一方面又與其它金屬共沈淀作為改質(zhì)之用，常使用的鈷有提高電流放電活性的功能，而鋅與電極膨脹率有關(guān)。當(dāng)氫氧化鎳本身密度越高時，單位體積的電容量可更高，而均勻的球型取代不定型氫氧化鎳，可使粉末流動性良好，易于填充。另一方面由于材料之間的空隙減少，也可提高在有限體積內(nèi)之材料的填充量，進而使電池有更好之性能。?1、氧化鎳正極
????②氧化鎳的制造
右圖為市售氫氧化鎳制造流程?
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