镍氢电池概述、工作原理、应用、分类、选型指南、维护保养、注意事项、故障排除

日期: 2024-05-30 10:06:46|浏览: 76|编号: 70495

友情提醒:信息内容由网友发布,请自鉴内容实用性。

镍氢电池概述、工作原理、应用、分类、选型指南、维护保养、注意事项、故障排除

(1)铅酸电池

阀控免维护铅酸蓄电池的基本结构如图所示,由正负极板、隔板、电解液、安全阀、气塞、外壳等组成。正极板上的活性物质为二氧化铅(PbO2),负极板上的活性物质为海绵状的纯铅(Pb)。电解液由蒸馏水和​​纯硫酸按一定比例配制而成。一定密度的电解液装入电池槽后,由于电化学反应,正负极板间将产生约2.1V的电动势。新铅酸蓄电池首次使用时,必须充满电,若按0.1C充电率充电,约需55~75小时。电池在正常使用过程中放电后,应立即充电。常用的方法有:(1)分级恒流充电法;(2)低压恒压充电法(带负载充电);(3)快速充电法。 快充初始充电时间不超过5小时,普通充电时间可缩短至1小时左右。

(2)碱性蓄电池

镍镉电池正极板上的活性物质由氧化镍粉和石墨粉组成。石墨不参加化学反应,主要作用是增强导电性。负极板上的活性物质由氧化镉粉和氧化铁粉组成。氧化铁粉的作用是使氧化镉粉有较高的扩散性,防止团聚,提高极板的容量。将活性物质分别包在穿孔钢带内,压制成型,就成为电池的正极板和负极板。极板间用耐碱硬橡胶绝缘棒或穿孔聚氯乙烯瓦楞板隔开。电解液通常为氢氧化钾溶液。与其他电池相比,NiCd电池的自放电率(即电池在不使用时失去电量的速度)适中。NiCd电池在使用过程中,如果在不完全放电后再次充电,则在下次放电时不能将电量全部放完。 例如,在放完 80% 的电量后再充满电,电池只能放出 80% 的电量,这就是所谓的记忆效应。当然,经过几次完整的放电/充电循环,NiCd 电池就会恢复正常工作。由于 NiCd 电池有记忆效应,如果未完全放电,应将每节电池放电至 1V 以下后再进行充电。

镍氢电池正极板材料为NiOOH,负极板材料为吸氢合金。电解液通常为30%KOH水溶液,并加入少量NiOH。隔膜采用多孔维纶无纺布或尼龙无纺布。镍氢电池有圆柱形和方形两种形状。镍氢电池低温放电特性好,即使在-20℃环境温度下,以大电流放电(放电速率为1C)时,放出的电量可达标称容量的85%以上。但镍氢电池在高温下(+40℃以上)储存容量会下降5-10%。这种由自放电(温度越高,自放电速率越大)引起的容量损失是可逆的,经过几次充放电循环后,最大容量可以恢复。镍氢电池的开路电压为1.2V,与镍镉电池相同。

NiCd/NiMH电池的充电过程非常相似,都需要恒流充电。两者的主要区别在于快速充电的终止检测方式,以防止电池过充。充电器以恒流对电池充电,同时检测电池电压等参数。当电池电压缓慢升至峰值时,NiMH电池的快速充电终止,而NiCd电池的快速充电则是在电池电压首次下降-△V时终止。为避免损坏电池,电池温度过低时不能启动快速充电。当电池温度Tmin低于10℃时,应切换到涓流充电方式。一旦电池温度达到规定值,必须立即停止充电。

在铝板上用复合金属氧化物构成阳极,在铜板上用锂碳化合物构成阴极,极板间夹有具有亚微米级孔隙的聚烯烃薄膜隔膜,电解液为有机溶剂。为避免使用不当造成电池损坏,锂离子电池内安装了三种安全机制:(1)正温度系数元件(PTC)。当电池内部温度过高时,PTC阻值上升,自动切断阴极引线与阴极之间的电路;(2)特殊材料制成的隔膜。当电池内部温度升到一定值时,隔膜上的微孔会自动溶解,从而停止电池内的反应;(3)安全阀。当电池内压升到一定值时,安全阀会自动打开。

锂电池易因过充、深度放电、短路等原因而损坏。单节锂离子电池的充电电压必须受到严格限制,充电速率通常不超过1C,最低放电电压为2.7-3.0V,如果继续放电,电池就会受损。锂离子电池采用恒流转恒压方式充电,当以1C电流充电至4.1V时,充电器应立即转为恒压充电,充电电流会逐渐减小。当电池充满电后,将进入涓流充电过程。为避免过充或过放,锂离子电池不仅内部有安全机制,充电器也必须采取安全保护措施,监控锂离子电池的充放电状态。

随着新材料、新工艺的出现,更加先进、耐用的充电电池也不断涌现,国外最新研发的固体聚合物(电解质)锂离子电池和锂金属电池,不仅解决了漏液问题,而且容量更大、体积更小、更安全可靠,必将成为极具潜力的新一代电池产品。

(3)低温镍氢电池

低温镍氢电池是具有自主知识产权的可在-40℃低温环境下使用的镍氢电池,于2000年5月16日研制成功,由中科院长春应用化学研究所稀土化学与物理开放实验室科技人员委托,采用研制多年的新型氢镍电池低温负极材料,委托深圳市格瑞普电池有限公司生产AA型和D型电池。经实际测试,AA型电池在常温下充电后在-40℃下放置8小时后,在-40℃下以0.2C放电,其电池容量为常温容量的50%以上,完全可以满足使用要求;而普通氢镍电池在相同温度条件下的容量仅为常温容量的1/10,完全无法使用。目前正对D型电池的低温性能进行测试。 -40℃应用镍氢电池的问世,填补了我国能源领域的一项空白。

提醒:请联系我时一定说明是从浚耀商务生活网上看到的!