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简析镍氢电池的工作原理

2021-02-04 ryder

镍氢电池由氢氧化镍正极、贮氢合金负极、隔膜纸、电解液、钢壳、上盖、密封圈等组成。在圆柱形电池中,正极和负极分别用隔膜纸包裹,并密封在钢盒中。在方形电池中,正极和负极由隔膜纸隔开,折叠成一层密封在钢壳内。


镍氢电池原理


的镍氢电池包成:


阴极材料:储氢合金粉末


阴极材料:Ni(OH)2


单电池电压:1.2v


循环寿命500-1000次


镍氢电池电解液重要以KOH为电解液(电解液为7moL/LKOH+15g/LLiOH)


镍氢电池充电


正反应:Ni(OH)2+OH-→NiOOH+H2O+e-


负面反应:M+水+e-→MH+哦


总反应:M+Ni(OH)2→MH+NiOOH


当镍氢电池放电时


正极:NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-


负:MH+OH-M+H2O+e-


总反应:MH+NiOOH→M+Ni(OH)2


其中M为储氢合金,MH为吸附氢原子的储氢合金。最常用的储氢合金是LaNi5。


镍氢电池过放电:


氢氧化镍电极(正极)2H2O+2e->H2+2OH-


氢吸收电极(负极)H2+20H-2e→2H20


当电池过放电时,总反应的净结果为零。在正极上出现的氢在负极上重新结合,这也使电池系统保持稳定。


镍氢电池过充:


氢氧化镍电极(正极)oh-4e->2H2O+O2


氢吸收电极(负极)H2O+O2+4e>4OH


氢氧化镍电极充满后出现的氧在负极上扩散后重新合成水。它不仅使电池内部压力恒定,而且使电液浓度变化不大。


镍氢电池由氢氧化镍正极、贮氢合金负极、隔膜纸、电解液、钢壳、上盖、密封圈等组成。在圆柱形电池中,正极和负极分别用隔膜纸包裹,并密封在钢盒中。在方形电池中,正极和负极由隔膜纸隔开,折叠成一层密封在钢壳内。


金属氢化物镍电池的应用


镍氢电池的应用:民用通信电源、各种便携设备电源、电动工具电源、电源等。小型绿色电源替代镉镍电池。


氢氧化镍电极充满后出现的氧在负极上扩散后重新合成水。它不仅使电池内部压力恒定,而且使电液浓度变化不大。


MH/Ni电池正极和负极的反应都是固相转变机制,不会出现或消耗额外的电解质成分。因此,电池的正极和负极具有很高的稳定性,可以实现密封和免维护。


镍氢电池一般采用超负容量配置方式。当电池过充时,从正极析出的氧可以在金属氢化物电极表面还原为水。当电极被覆盖时,从正极析出的氢可被金属氢化物电极吸收,使电池具有良好的过充电阻。


当氧沉淀从正极扩散到负极,与氢反应,不仅负电极中氢的一部分被消耗,影响负电极的电极电位,而且释放热量会导致显著新增电池的内部温度,从而加速电极反应。

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