镍氢电池：它们是什么？
什么是镍氢电池？ 镍氢电池是可充电电池的一种。 它们用于许多不同的设备，从汽车到玩具再到 智能手机.
与其他类型的电池相比，它们有很多优势，因此非常受欢迎。 但它们到底是什么？
在这篇文章中，我们将介绍：
镍氢电池的历史
本发明
早在 1967 年，Battelle-Geneva 研究中心的一些火花灵机一动，发明了镍氢电池。 它基于烧结 Ti2Ni+TiNi+x 合金和 NiOOH 电极的混合物。 在接下来的二十年里，戴姆勒-奔驰和大众汽车公司参与并赞助了电池的开发。
改进
在 70 年代，镍氢电池商业化用于卫星应用，这激发了人们对氢化物技术作为笨重储氢的替代品的兴趣。 飞利浦实验室和法国的 CNRS 开发了新型高能混合合金，其负极采用稀土金属。 但这些合金在碱性电解液中不稳定，因此不适合消费者使用。
突破
1987 年，Willems 和 Buschow 在他们的电池设计上取得了突破，使用了 La0.8Nd0.2Ni2.5Co2.4Si0.1 的混合物。 该电池在 84 次充放电循环后保持了 4000% 的充电容量。 很快就开发出了使用混合金属代替镧的更经济可行的合金。
消费级
1989 年，第一批消费级镍氢电池问世，1998 年，Ovonic Battery Co. 改进了钛镍合金结构和成分，并为其创新申请了专利。 到 2008 年，全球有超过 XNUMX 万辆混合动力汽车使用镍氢电池制造。
人气
在欧盟，镍氢电池取代了镍镉电池用于便携式消费品。 在日本，2010 年销售的便携式充电电池中有 22% 是镍氢电池，而在 2009 年的瑞士，这一比例约为 60%。 但由于锂离子电池制造量的增加，这一百分比随着时间的推移而下降。
未来
2015 年，巴斯夫生产了一种改进的微结构，使镍氢电池更加耐用，从而改变了电池设计，从而减轻了相当大的重量，并将比能量提高到每公斤 140 瓦时。 所以镍氢电池的前景一片光明！
镍氢电池背后的化学原理
什么是电化学？
电化学是研究电与化学反应之间关系的学科。 这是电池背后的科学，也是镍金属氢化物 (NiMH) 电池的工作原理。
镍氢电池内部的反应
镍氢电池由正极和负极两个电极组成。 电池内部发生的反应使其工作。 这是正在发生的事情：
- 在负极，水和金属与电子结合形成 OH- 和金属氢化物。
- 在正极，当氢氧化镍和 OH- 与电子结合时会形成羟基氧化镍。
- 在充电过程中，反应从左向右移动。 在放电过程中，反应从右向左移动。
镍氢电池的组件
镍氢电池的负极由金属间化合物构成。 最常见的类型是 AB5，它是镧、铈、钕和镨等稀土元素与镍、钴、锰或铝的混合物。
一些镍氢电池使用基于 AB2 化合物的更高容量负极材料，这些化合物是钛或钒与锆或镍结合，并用铬、钴、铁或锰改性。
镍氢电池中的电解液通常是氢氧化钾，正极是氢氧化镍。 负电极是间隙金属氢化物形式的氢。 无纺布聚烯烃用于分离。
所以你有它！ 现在您了解了镍氢电池背后的化学原理。
什么是双极电池？
是什么让双极电池与众不同？
双极电池与标准电池略有不同。 他们使用固体聚合物膜凝胶分离器，有助于防止液体电解质系统发生短路。 这使它们成为电动汽车的绝佳选择，因为它们可以储存大量能量并保证其安全。
我为什么要关心双极电池？
如果您正在寻找一种可以储存大量能量并确保安全的电池，那么双极电池可能是您的正确选择。 它们在电动汽车中越来越受欢迎，因此如果您在市场上购买，您绝对应该考虑双极电池。 原因如下：
- 它们旨在防止液体电解质系统中发生短路。
- 它们可以储存大量能量，是电动汽车的理想选择。
- 它们正变得越来越受欢迎，因此您可以确信您得到的是优质产品。
安全地为镍氢电池充电
快速充电
当您赶时间需要给镍氢电池充电时，最好使用智能电池 充电器 以避免过度充电，这会损坏电池。 请记住以下提示：
- 使用固定的低电流，带或不带定时器。
- 充电时间不要超过 10-20 小时。
- 如果您需要让电池保持充满电状态，请使用 C/300 的涓流充电。
- 使用较低的占空比方法来抵消自然自放电。
ΔV充电方式
为防止电池损坏，快速充电器必须在过度充电发生之前终止其充电周期。 方法如下：
- 监测电压随时间的变化，当电池充满电时停止。
- 监测电压随时间的变化，当它变为零时停止。
- 使用恒流充电电路。
- 当每个电池的电压从峰值电压下降 5-10 mV 时，终止充电。
ΔT充电方式
此方法使用温度传感器来检测电池何时充满。 以下是该怎么做：
- 使用恒流充电电路。
- 监测温度升高的速率，并在达到每分钟 1°C 时停止。
- 使用 60 °C 的绝对温度截止值。
- 在初始快速充电后进行一段时间的涓流充电。
磁体安全使用说明
为了保证您的细胞安全，请记住以下几点：
- 使用与电池串联的自恢复保险丝，尤其是双金属条型。
- 现代 NiMH 电池包含用于处理过度充电产生的气体的催化剂。
- 不要使用超过 0.1 C 的充电电流。
什么是充电电池的放电？
什么是放电？
放电是充电电池释放能量的过程。 当电池放电时，每个电池平均释放 1.25 伏特，然后下降到每个电池约 1.0-1.1 伏特。
出院有什么影响？
放电会对可充电电池产生一些不同的影响。 以下是一些最常见的：
- 多节电池组的完全放电会导致一个或多个电池反极性，从而永久损坏它们。
- 当电池温度变化时，低电压阈值切断会造成不可逆转的损坏。
- 自放电率随温度变化很大，存储温度越低，放电越慢，电池寿命越长。
如何改善自放电？
有几种方法可以改善充电电池的自放电：
- 使用磺化分离器去除含氮化合物。
- 使用丙烯酸接枝 PP 隔膜可减少隔膜中铝和锰碎片的形成。
- 去除 A2B7 MH 合金中的 Co 和 Mn，以减少分离器中碎屑的形成。
- 增加电解质的量以减少氢在电解质中的扩散。
- 去除含 Cu 成分以减少微短路。
- 在正极上使用聚四氟乙烯涂层来抑制腐蚀。
将镍氢电池与其他类型的电池进行比较
镍氢电池与原电池
NiMH 电池是高耗电设备的首选，例如数字 相机，因为它们比碱性电池等原电池更耐用。 原因如下：
- NiMH 电池具有较低的内阻，这意味着它们可以处理更高的电流需求而不会损失容量。
- 碱性 AA 尺寸电池在低电流需求 (2600 mA) 下提供 25 mAh 容量，但在 1300 mA 负载下仅提供 500 mAh 容量。
- NiMH 电池可以在没有任何容量损失的情况下提供这些电流水平。
镍氢电池与锂离子电池
锂离子电池比镍氢电池具有更高的比能量，但它们更昂贵。 此外，它们会产生更高的电压（标称值为 3.2–3.7 V），因此如果您想将它们用作碱性电池的直接替代品，则需要降低电压的电路。
截至 2005 年，镍氢电池仅占电池市场的 3%。 但如果您正在寻找经久耐用的电池，它们就是您的不二之选！
镍氢电池的力量
高功率镍氢电池
如果您正在寻找可靠而强大的能源，镍氢电池就是您的不二之选。 它们通常用于 AA 电池，在 1.1 V 时的标称充电容量为 2.8-1.2 Ah。另外，它们可以操作许多专为 1.5 V 设计的设备。
电动和混合动力汽车中的镍氢电池
多年来，镍氢电池一直用于电动和混合动力汽车。 您可以在通用汽车 EV1、丰田 RAV4 EV、本田 EV Plus、福特 Ranger EV、Vectrix 踏板车、丰田普锐斯、本田 Insight、福特 Escape 混合动力车、雪佛兰 Malibu 混合动力车和本田思域混合动力车中找到它们。
镍氢电池的发明
Stanford R. Ovshinsky 发明了 NiMH 电池的一项流行改进并申请了专利，并于 1982 年创立了 Ovonic Battery Company。通用汽车于 1994 年购买了 Ovonics 的专利，到 1990 年代后期，NiMH 电池已成功用于许多全电动汽车。
镍氢电池的专利权负担
2000 年 XNUMX 月，该专利被卖给了 Texaco，一周后，Texaco 被雪佛龙收购。 雪佛龙的 Cobasys 子公司仅向大型 OEM 订单提供这些电池。 这为大型汽车镍氢电池造成了专利负担。
因此，如果您正在寻找可靠而强大的能源，镍氢电池就是您的不二之选。 它们已经在电动和混合动力汽车中使用多年，并且仍然很强劲。 此外，随着 NiMH 电池的发明，您可以确信您获得的是最优质的产品。 你还在等什么？ 今天就购买您的镍氢电池吧！
什么是镍镉 (NiCAD) 电池？
早在 1899 年，一位瑞典科学家就发明了世界上第一块 NiCad 电池，从那时起，已经有了很多改进。 那么这些电池是由什么制成的呢？
平台组件
NiCAD电池由以下部分组成：
- 镍(III)氧化物-氢氧化物正极板
- 镉负极板
- 分隔符
- 氢氧化钾电解液
使用
NiCAD 电池用于各种产品，例如：
- 玩具
- 应急照明
- 医用器材
- 商业和工业产品
- 电动剃须刀
- 两路收音机
- 电动工具
认证的益处
NiCAD 电池有很多好处，例如：
- 它们充电迅速且易于充电
- 它们易于储存和运输
- 他们可以收取大量费用
- 但是，它们确实含有对环境有害的有毒金属
好了，NiCAD 电池是为您的小工具和小发明供电的好方法，但请确保在用完后妥善处理它们！
关于镍氢电池您需要知道的一切
NiMH 电池是市场上的新生事物，在 1960 年代后期开发并在 1980 年代后期完善。 但它们是什么，你为什么要关心？ 让我们来看看！
镍氢电池中有什么？
镍氢电池由四个主要部分组成：
- 一种氢氧化镍正极板
- 一种氢离子负极板
- 分隔符
- 碱性电解质，如氢氧化钾
镍氢电池用在什么地方？
镍氢电池用于各种产品，从汽车电池到医疗仪器、寻呼机、手机、摄像机、数码相机、电动牙刷等等。
镍氢电池有什么好处？
镍氢电池有很多好处：
- 与其他可充电电池相比具有高容量
- 防止过度充电和过度放电
- 环保：不含镉、汞或铅等有害化学物质
- 突然切断电源而不是缓慢滴入
因此，如果您正在寻找可靠、环保的电池，镍氢电池就是您的不二之选！
锂电池与镍氢电池：有何区别？
镍氢电池组的最佳应用是什么？
您是否正在寻找不会破坏银行的电池组？ 镍氢电池组是必经之路！ 这些电池组非常适合不需要超高能量密度的应用，例如手机、医疗设备和电动汽车。 此外，您不必担心与锂产品相关的潜在危害。
镍氢电池不会自放电，容易产生记忆效应吗？
镍氢电池自 1970 世纪 XNUMX 年代初期就已问世，并拥有良好的安全性和可靠性记录。 虽然它们不像锂电池那样需要复杂的电池管理系统 (BMS)，但您仍然可以为您的 NiMH 电池组获取 BMS，以帮助它持续更长时间并与您的设备通信。 不用担心，NiMH 电池不会自放电，也不会出现记忆效应。
镍氢电池会像锂电池一样耐用吗？
镍氢电池具有良好的循环寿命性能，但它们的使用寿命不如锂电池。 但是，如果您正在寻找具有成本效益的解决方案，它们仍然是一个不错的选择。
NiMH 定制电池组的外壳是否需要与锂化学类似的通风装置？
不，镍氢电池组不需要像锂化学那样的排气。
我真的需要镍氢电池组的 BMS 吗？
不，您的 NiMH 电池组不需要 BMS，但它很有用。 BMS 可以帮助您的电池组使用更长时间并与您的设备通信。
镍氢电池与锂电池在总成本和电池组尺寸方面有何不同？
就成本和尺寸而言，镍氢电池组是最佳选择！ 它们在设计和制造方面更具成本效益，并且不需要像锂电池那样复杂的 BMS。 此外，它们不像锂电池那样占用空间，因此您可以在同一区域安装更多电池。
差异
镍氢电池与碱性电池
当谈到镍氢电池与碱性电池时，这实际上取决于您的需求。 如果您正在寻找快速可靠的电源，那么可充电镍氢电池就是您的不二之选。 它们可以使用长达 5-10 年，因此从长远来看，您将节省大量资金。 另一方面，如果您的低耗电量设备需要电池并持续使用几个月，那么一次性碱性电池是最佳选择。 它们在短期内更便宜、更方便。 因此，当谈到镍氢电池与碱性电池时，这实际上取决于您的需求和预算。
常见问题
镍氢电池需要专用充电器吗？
是的，镍氢电池需要专用充电器！ 给 NiMH 电池充电比 NiCd 电池要复杂一些，因为表示充满电的电压峰值和随后的下降要小得多。 如果使用 NiCd 充电器为它们充电，则存在过度充电和损坏电池的风险，这会导致容量降低和寿命缩短。 因此，如果您希望您的镍氢电池经久耐用，请务必使用正确的充电器！
使用这种镍氢电池有什么缺点？
使用 NiMH 电池可能有点麻烦。 他们往往会在果汁用完时突然切断电源，而不是慢慢消失。 另外，它们会快速自放电。 所以如果你把一个放在抽屉里几个月，你必须先给它充电，然后才能再次使用它。 如果您需要高功率或脉冲负载，例如 GSM 数字蜂窝电话、便携式收发器或电动工具，您最好使用 NiCad 电池。 因此，如果您正在寻找一种可靠且经久耐用的电池，您可能需要寻找其他地方。
可以让 NiMH 电池充满电吗？
是的，让镍氢电池充满电完全没问题！ 事实上，您可以无限期地储存它们，当您准备好使用它们时，它们仍然会有很多汁液。 无需担心他们会随着时间的推移失去充电。 另外，如果您确实发现它们有点低，只需给它们几个充电/放电周期，它们就会像新的一样好。 所以继续吧，让这些镍氢电池充满电——他们不会介意的！
镍氢电池能用几年？
NiMH 电池最多可以使用 5 年，但这完全取决于您如何存放它们。 将它们保存在低湿度、无腐蚀性气体且温度范围为 -20°C 至 +45°C 的干燥处。 如果将它们存放在高湿度或温度低于 -20°C 或高于 +45°C 的地方，最终可能会生锈和电池漏液。 所以，如果您想让您的镍氢电池经久耐用，请确保将它们存放在正确的地方！ 另外，如果您想让它们使用更长时间，请至少每年为它们充电一次，以防止漏电和变质。 因此，如果您妥善保管您的镍氢电池，它们最多可以使用 5 年。
结论
镍氢电池是为您的电子产品供电的好方法，并且越来越受欢迎。 它们可靠、耐用且环保，因此您可以放心使用它们。 另外，它们很容易找到并且相对便宜。 因此，如果您正在为您的设备寻找新电池，镍氢电池是一个不错的选择。 请记住使用正确的充电器，别忘了笑着说“NiMH”——它一定会让您的一天更加美好！
大家好，我是 Kim，一位母亲和定格动画爱好者，具有媒体创作和网络开发背景。 我对绘画和动画有着极大的热情，现在我正一头扎进定格动画世界。 通过我的博客，我与大家分享我的经验教训。
