镍镉电池充电方法 2019 年诺贝尔化学奖授予锂电池，这项技术如何改变了我们的生活？
关于诺贝尔奖，目前已经有很多答案。 我们聊聊其他的事情吧，比如过去的事，顺便也谈谈未来吧。
锂离子电池对生活的影响对于我们这些80后来说可能是最深远的，因为我们同时熟悉两种物品：一个是随身听，另一个是智能手机。
我在淘宝上搜到了这个：
镍镉电池
这就是所谓的“镍镉电池”。 20世纪90年代末至本世纪初，一度风靡全国。
这种镍镉电池是可充电的。 最常见的是5号和7号，自然可以广泛应用于遥控器、玩具等各种场合。 但真正让它流行起来的却是以随身听为代表。 与早期的电子设备密切相关。
在那个时代，随身听几乎是中学生的标配。 因为英语听力逐渐被提升为必考项目，即使孩子骗家长说自己在听英语，家长也会硬着头皮去买一个。
其实现在想想，随身听也不算太贵。 我买的第一个花了100多块钱，对于普通家庭来说还是可以承受的。 但使用后我发现了一个新问题——电池续航时间不长。
那时候的南孚还是有点奢侈的，但是普通电池每块要50毛钱。 一般的随身听有四块电池，高级的有两块电池，续航时间也不能超过几个小时。 那么为什么贫困家庭的孩子就能学得好呢？ 呢绒？ 因为他们的随身听真的只用来听英语，其他的都不敢听。
镍镉充电电池的出现改变了这种尴尬。 这种电池当时非常昂贵，每块电池要十几块钱，但如果买四块电池，通常都会有一个充电器。 我自己买的时候，一套要六十多块钱。 不过，能够充电真是太好了。 我一直听收音机，直到随身听坏了，我才买了新电池。 事实上，镍镉电池的寿命非常长，循环寿命可达900次以上，使用寿命可达25年。 它们也非常耐过度充电和过度放电，因此您可以在打开 的情况下入睡，也可以将其插入充电器，不会损坏电池。
因此，镍镉电池是个好东西，非常适合您的随身听。 对于便携式设备来说，电池是消耗品。 与几年不需要更换的遥控器不同，充电电池（二次电池）可以降低很多成本。 这一时期是手机大规模发展的前夜。
当然，早期的手机电池也是以镍镉电池为基础的。
不用说，这个好东西最终被锂（离子）电池取代了，但它其实还活得好好的，只不过3C产品很少再用它了。 我们知道的直接原因是锂电池具有更高的能量密度，但这还不是全部。
从上图不难看出，镍镉电池的电量为，市面上也有的。 我们现在的手机电量一般都在以上。 确实有差距，但也不夸张。 考虑到成本优势，镍镉电池似乎不应该如此彻底退出。
但如果你实际使用过这种充电电池，就很容易理解其背后的逻辑。
最关键的问题是镍镉充电电池有记忆效应（不是所有该技术的电池都是这样，但常用的AA、AA电池都有记忆效应）。
所谓记忆效应是指当电池只放电到一定程度，或者只充电到一定程度时，在下一个周期时功率或电压就会明显下降，就好像电池已经记住了上一次的程度一样。反应。
本质上，记忆效应意味着电池内部的可逆反应无法完全进行。
镍镉电池的正极是氧化镍，负极是金属镉。 氧化还原反应对如下：
NiOOH + H2O + e- → Ni(OH)2 + OH-
1/2 Cd + OH- → 1/2 Cd(OH)2 + e-
（高中生不妨关注一下，说不定明年某些地方就会出高考题了）
镍的价态可变，可以转变为二氧化镍，即四价镍。 四价镍与水反应产生氧气。 整个反应体系呈碱性，氢氧化物容易絮凝，活性下降。
一般来说，镍镉电池的电极反应并不像上面写的反应方程式那么整齐。 在实际的充放电过程中，可能会发生一些事情，体现在宏观现象上，包括记忆效应。 当然，有一些方法可以减轻记忆效应。 例如，过度充电是一种让正极尽可能完全氧化的方法，从而使电极反应能够重新开始。
在实际使用中，记忆效应的影响非常大。 例如，有人买了电池后，不知道如何过充一次才能完成循环。 如果电池第一次充电不满意，那么电池基本上就没用了。 或者因为记忆效应，电池电压不稳定，所以听音乐的体验会很有趣。 一般AA电池的电压为1.5伏，镍镉充电电池的电压通常为1.2伏。 它本来就很低，然后就变得不稳定。 当磁带遇到很大的旋转阻力时，随身听就会卡住，播放效果就像播音员的嘴突然掉下来一样。
更何况，镍镉电池还有一个严重的缺陷——它们会污染环境。 镉是一种重金属，对人体危害严重。
这样的情况如果用在手机上的话，可想而知可能会引发各种问题。 所以，早期的手机一般都配备有备用电池，可以随时拆卸更换，因为并不省心。
在镍镉电池向锂离子电池过渡的过程中，其实还有一种电池短暂客串，那就是镍氢电池。
镍氢电池（没有商标的我实在找不到图片）
和镍镉电池一样，镍氢电池依然生机勃勃，但在3C产品中却很难找到它的身影。
镍氢电池是在镍镉电池的基础上发展起来的，只不过负极由金属镉改为金属氢组合。
（公式我就不写了，你还是要自己做作业）
它的能量密度稍高，并且替代了污染性的镉，因此自进入市场以来其发展势头非常好。 我的第一部手机使用的是镍氢充电电池。
值得一提的是，丰田最早的混合动力车型也使用了镍氢电池，而且直到现在他们也没有放弃。 这也说明锂离子电池并不是最好的。 在某些方面，镍氢电池仍然可以击败竞争对手。
镍氢电池有很多优点，比如寿命长、充电快等，如果你在本世纪初开始使用手机，你应该还记得当时有“快充充电器”。 虽然充电器没充满，但万一出了什么事，充电几分钟也够用一段时间了。
这也说明镍氢电池的记忆效应已经不再严重。 我们甚至可以直接插上充电，无需取出电池。 每部手机使用一块电池也是可以接受的。
种种迹象表明，随着3C产品的普及，镍氢电池即将迎来大发展。 然而，好事从何而来，锂离子电池却走到了尽头。
关于锂离子电池的优点，目前好评的答案已经详细介绍了，就不赘述了。 我之所以讲了这么多前端技术，是因为锂离子电池确实是革命性的，但在此之前我们已经有了比较接近的技术，主要是镍基电池，尤其是锂离子电池。 镍氢电池。 其次，也是对未来的展望。
今年诺贝尔化学奖揭晓时，我在北京演讲时表达了自己的一个观点：诺贝尔奖颁给锂离子电池，不仅是对过去的总结，更像是对锂离子电池的肯定。 “报酬”。 锂离子电池是诺贝尔奖级别的发现，那么淘汰锂离子电池的新技术呢？ 不获得诺贝尔奖显然是没有道理的。 但是，谁能做到这一点呢？
锂离子电池近三十年来的发展引起了全世界的关注，但也必须注意一件事。 古迪纳夫设计的正极材料钴酸锂和磷酸铁锂，以及吉野彰改进的锂碳负极材料，然后索尼开发出了第一款商用18650锂电池，它们仍然活跃在现阶段，特斯拉车型S为数千个18650串联。 从某种意义上说，锂离子电池的改进在过去几十年里几乎只是一个工程问题。 这三位诺贝尔奖获得者（以及其他几位先驱者）已经对该机制进行了充分研究。 那么，锂离子电池呢？ 该怎么办？ 这无疑是一个值得进一步研究的课题。
在锂电池快速推广的今天，镍氢电池之所以没有被废弃，除了一些特殊设备的应用外，就是因为它使用的是氢气。 事实上，氢的能量密度比锂还要大，这让人们不得不思考。
镍氢电池的负极采用金属氢复合材料，其储氢材料为一些稀土材料，如铈、镧、钕等合金。 这是一项非常古老的技术。 锂离子电池能够取代镍氢电池最关键的原因是储氢材料不理想，因为这决定了电池容量、稳定性等各种参数。
很难说新的储氢合金何时出现，但可以想象，如果有突破，特别是成本能够稳定降低，那么氢电池的未来将不可限量。
不过，如果未来在这一领域颁奖，日本科学家很可能成为大赢家。 目前，80%的镍氢电池是在日本生产的。
当然，取代锂电池的不一定一定是化学电池。 可能是基于其他原理，比如原子电池？ 也许吧，谁知道呢，毕竟这项技术已经存在很长时间了。 如何将其商业化，需要大家各显神通。
最后附上讲座链接。 有兴趣的可以参考一下。 包括所有五种解释。