19世纪末20世纪初,镍金属基电池开始受到越来越多的关注,包括镍氢电池和镍罐电池。镍金属基电池最初在移动电源领域占据较高的市场份额,随着混合动力电动汽车的发展,逐渐应用于汽车领域。
与铅酸电池相比,镍基电池具有相对更高的电压、更高的容量和更长的循环寿命。然而,随着锂离子电池的出现和发展,当我们比较锂离子电池和镍氢电池时,镍基电池在能量密度等方面明显处于劣势。此外,镍氢电池具有记忆效应,严重影响循环过程中的可用能量。
虽然镍氢电池的记忆效应可以通过定期充电和放电在一定程度上最小化,但其高自放电率是另一个障碍。在本文中,我们将主要介绍镍氢蓄电池。
镍氢电池的材料
镍金属氢化物电池(镍氢电池)的阳极材料为NiOH,镍氢蓄电池的阴极材料为吸氢合金。电解质通常是水和氢氧化钾的溶液,氢氧化钾含有少量约30%的NiOH。镍氢电池的隔板使用多孔乙烯基无纺布或尼龙无纺布。
镍氢电池的特性
自放电特性:
它是指镍氢电池在没有负载的情况下,在足够功率的情况下容量自耗的现象。自放电特性主要受温度的影响。温度越高,NimH电池在闲置时的容量自耗越大。
长期储存特性:
主要指镍氢电池的功率恢复能力。在长时间存储(例如,一年)后,镍氢电池的容量可能低于预存储容量,但在几个充电和放电循环后,容量可以更新到预存储容量。
镍氢电池的长期储存特性
循环寿命特性:
镍氢电池的循环寿命受充放电系统、温度和使用情况的影响。根据IEC标准,镍氢电池的充电周期为完全充电和放电周期。多个充电周期构成循环寿命,镍氢电池的充电和放电周期可以超过500次。
安全特性:
镍氢电池的安全性能优于其他电池,这与使用的材料有关,但也与其结构有着密不可分的关系。在使用过程中,如果使用不当导致过充电、过放电和短路。这将提高镍氢电池的内部压力,然后打开可恢复的安全阀,降低内部压力,从而防止电池爆炸。
如何为镍氢电池充电?尤其是第一次
在正常情况下,新型镍氢的电量很少,因此需要先充电,然后再使用。但是,如果交付时间短且电池充足,建议在充电前使用。新的镍氢电池一般需要充电和放电3-4次,充电时间可以稍微长一点(当然,不要太长)。这样,电池可以被激活,其性能可以最大化。
1、虽然镍氢电池的记忆效应很小,但最好每次都进行一次完整的充电和放电循环。我们应该一次性充满电。不要充电一段时间,然后再充电,这样我们可以保持稳定的充电周期,这有助于减少电池的记忆效应,延长镍氢电池的寿命。
2、充电时,注意充电器周围的散热。在不使用镍氢电池时,保持其清洁,尤其是两端的触点,必要时用柔软的干布轻轻擦拭。如果长时间不使用,请将镍氢电池从电池盒中取出,并将其放置在干燥的环境中。
3、镍氢电池在储存数月后将进入“休眠”状态,其电池寿命将大大缩短。如果镍氢电池放置时间较长,建议先缓慢充电。长时间不使用的应该从设备中取出,然后在储存前充满电。否则,当您尝试在长时间后再次使用它们时,您会发现电池已因过度放电而损坏。保存镍氢电池的最佳条件是充电约80%,因为镍氢蓄电池具有较大的自放电(每月约10-15%)。如果电池出厂时没有电,并且电池长时间未使用(未售出),镍氢电池的自放电现象会导致过放电。这会损坏电池。因此,新的镍氢电池在出厂时充满电(至少80-90%)。
镍氢电池的应用
镍氢电池有圆柱形和方形两种形式,最初广泛应用于移动电源设备,后来被发现在混合动力电动汽车中具有显著优势。镍氢电池通常具有30-80Wh/kg的能量密度,能量与功率的比率大约是铅酸电池的两倍。
第一批批量生产的电动汽车由镍氢电池供电。然而,随着高能量密度锂离子电池的出现,镍氢电池在电气化领域的市场份额越来越小。到目前为止,镍氢电池在混合动力电动汽车领域仍占有重要地位,全球售出超过700万辆丰田普锐斯混合动力电动车辆(使用镍氢蓄电池)。除了汽车领域,随着固定电源和通信电源的发展,镍氢电池部分取代了铅酸电池,并占据了一定的市场份额。虽然铅酸电池的价格低于镍氢,远低于锂电池,但在性能方面,锂离子电池优于镍氢电池,远优于铅酸电池。所以综合考虑成本和性能,镍氢电池有一定的发展空间。