镍氢电池特性曲线
镍氢电池充放电特性研究
!" $
镍氢电池放电特性
图 $ 所示为在 4 0 恒流放电条件下，镍氢电池 的端电压特性试验曲线。作为对比，对铅酸电池的 放电特性也进行了试验测试， 结果如图 % 所示， 铅酸 电池的额定容量为 #"" 05 . & 657 质量 &$2 !1 89。 由 和铅酸电池放电特性相似， 充满电的 图 $ 可以看出， 镍氢电池， 其端电压在放电起始阶段下降缓慢， 只是 在电池电量接近放尽时，电池端电压才开始大幅度
汽 车 技 术
额定电压 S ? P’ — !—
电池单体数目
・设计・计算・研究 ・ 压波动很小时进行读数，并定义其为电池开路端电 压测试值。但由于这样做破坏了电池恒流充放电的 连续性， 因此每测试一个点后， 都要对电池重新进行 充满电或放完电，按照相同的初始条件进行下一个 恒流放电或恒流充电点的试验测试。 检测电池充电过程中的温度变化， 若温度 *) 对时间的变化梯度超过一定的数值，则可认为电池 已充满电。 根据测试结果得到的镍氢电池充电过程中的端 电压和与其对应的开路端电压，按照下述公式可以 计算出镍氢电池在充电过程的内阻： ,’!"# + , $"# % $"&’( - . )# 式中， !"# 为电池充电内阻，!；$"# 为电池充电端电 压， /；$"&’( 为充电电路开路时电池端电压， /；)# 为 恒流充电电流， 0。 图 1 所示即为镍氢电池在 1 0 恒流充电条件下 镍氢电池在充电 的内阻特性曲线。 由图 1 可以看出， 过程的大部分时间内，内阻值在 "2 "! ! 3 ") "& ! 间变化， 说明镍氢电池充电内阻较小， 相应地， 就具 有较高的充电效率，对于电动汽车和混合动力汽车 采用再生制动，充分回收和储存制动能耗具有重要 意义。另外， 电池内阻的测试结果波动范围较大， 这 主要是由于试验是在室温下进行的，电池内部的温 升对电池内阻形成了一定的影响。
1.2v镍氢电池充电电路图（六款镍氢电池充电电路途详解）
1.2v镍氢电池充电电路图（六款镍氢电池充电电路途详解）镍氢电池的工作原理镍氢电池充电特性曲线如图1所示。
当恒定电流刚充入放完电的电池时，由于电池内阻产生压降，所以电池电压很快上升（A点）。
此后，电池开始接受电荷，电池电压以较低的速率持续上升。
在这个范围内（AB之间），电化学反应以一定的速率产生氧气，同时氧气也以同样的速率与氢气化合，因此，电池内部的温度和气体压力都很低。
1.2v镍氢电池充电电路图（一）自制充电器用LM324的4个运算放大器作为比较器，用TL431设置电压基准，用S8550作为调整管，把输入电压降压，对电池进行充电，其原理电路见图。
其特点是电路简单、工作可靠、无需调整、元器件容易购买等，下面分几个部分进行介绍。
1.基准电压Vref形成外接电源经插座X、二极管VD1后由电容C1滤波。
VD1起保护作用，防止外接电源极性反接时损坏TL431。
R3、R4、R5和TL431组成基准电压Vref，根据图中参数Vref=2.5×（100+820）／820=2.80（v），这个数据主要是针对镍氢充电电池而设计（单节镍氢充电电池充满后电压约为1.40V）。
2.大电流充电（1）工作原理接入电源，电源指示灯LED（VD2）点亮。
装入电池（参考图片，实际上是用导线引出到电池盒，电池装在电池盒中），当电池电压低于Vref时，IC1-1输出低电平，VT1导通，输出大电流给电池充电。
此时，VT1处于放大状态-这是因为电池电压和-VD4压降的和约为3.2V（假设开始充电时电池电压约为2.5V），而经VD1后的电压大约5.OV，所以，VT1的发射极－集电极压差远大于0.2V，当充电电流为300mA时，VT1发热比较严重，所以最好用PT=625mW的S8550，或者适当增大基极电阻以减小充电电流（注：由于LM324低电平驱动能力较小，实测IC1-2，IC1-4输出低电平并不是0V，而是约为0.8V）。
（2）充电的指示首先看IC1-3的工作情况：其同相端1O脚通过R13接Vref，R14接成正反馈，反相端9脚外接电容，并有一负反馈通路，所以，它实际上构成了滞回比较器。
镍氢电池的工作原理
镍氢电池的工作原理镍氢电池和同体积的镍镉电池相比，容量增加一倍，充放电循环寿命也较长，并且无记忆效应。
镍氢电池正极的活性物质为NiOOH（放电时）和Ni(OH)2(充电时)，负极板的活性物质为H2（放电时）和H2O（充电时），电解液采用30%的氢氧化钾溶液，充放电时的电化学反应如下：javascript:=picsize(this,600) border=0 dypop="按此在新窗口浏览图片">从方程式看出：充电时，负极析出氢气，贮存在容器中，正极由氢氧化亚镍变成氢氧化镍（NiOOH）和H2O；放电时氢气在负极上被消耗掉，正极由氢氧化镍变成氢氧化亚镍。
过量充电时的电化学反应：javascript:=picsize(this,600) border=0 dypop="按此在新窗口浏览图片">从方程式看出，蓄电池过量充电时，正极板析出氧气，负极板析出氢气。
由于有催化剂的氢电极面积大，而且氢气能够随时扩散到氢电极表面，因此，氢气和氧气能够很容易在蓄电池内部再化合生成水，使容器内的气体压力保持不变，这种再化合的速率很快，可以使蓄电池内部氧气的浓度，不超过千分之几。
从以上各反应式可以看出，镍氢电池的反应与镍镉电池相似，只是负极充放电过程中生成物不同，从后两个反应式可以看出，镍氢电池也可以做成密封型结构。
镍氢电池的电解液多采用KOH水溶液，并加入少量的LiOH。
隔膜采用多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布等。
为了防止充电过程后期电池内压过高，电池中装有防爆装置。
电池充电特性镍镉电池充电特性曲线如图1所示。
当恒定电流刚充入放完电的电池时，由于电池内阻产生压降，所以电池电压很快上升（A点）。
此后，电池开始接受电荷，电池电压以较低的速率持续上升。
在这个范围内（AB之间），电化学反应以一定的速率产生氧气，同时氧气也以同样的速率与氢气化合，因此，电池内部的温度和气体压力都很低。
镍氢电池
M + x/2H2 MH x
2. 固溶体进一步与氢反应生成氢化物（β相）
yx M+ H 2 MH y + Q 2
3. 进一步增加氢压，合金中的氢含量略有增加
– 储氢合金吸收和释放氢的过程，最方便的表示 方法是压力-组成-等温曲线，即p-c-T曲线
– 储氢合金的平台压力对其应用是非常重要的
• 储氢合金的发展历史
– 20世纪60年代后期荷兰菲利浦公司和美国布 鲁克海文国家实验室分别发现LaNi5、TiFe、 Mg2Ni等金属间化合物的储氢特性 – 在常温下能够可逆的吸放氢
– 金属氢化物的氢密度比H2和液态氢还高
• 储氢合金的热力学原理
1. 在合金吸氢的初始阶段形成固溶体（α相），合金 结构保持不变
* 充电不久镍电极上就会开始析氧
4OH- O2 2H2O 4e
* NiO2很不稳定, 容易发生分解
2NiO2 H2 O 2NiOOH 1/ 2O2
*放电时
H 2 O(液) +
H
+
(固)
+ e H ( 固 ) OH (液) e (固)
-
NiOOH + H2O + e Ni(OH)2 OH同样由于固相扩散速率很小, 引起较大的浓差 极化，氧化镍电极的利用率受到限制
• 镉/镍 电池 • 锌/镍 电池 • 铁/镍 电池
H + (固)
e- (固)
e
Ni(OH)2 OH- NiOOH + H2O + e
iA Ka (H + )a(OH - ) exp(
F
RT
)
– 反应受质子在固相中的扩散速率控制 表面层中质子活度不断下降→产生固相浓差极化
镍氢电池的电压和电量曲线的关系
文章标题：镍氢电池的电压和电量曲线分析近年来，随着新能源技术的不断发展，镍氢电池作为一种绿色环保的电池类型，受到了广泛的关注和应用。
在使用镍氢电池的过程中，了解电压和电量曲线之间的关系是非常重要的。
本文将从电压和电量曲线的概念、特点和关联性等方面进行深入探讨，帮助读者更好地理解镍氢电池的工作原理和性能特点。
1. 电压和电量曲线的基本概念在讨论电压和电量曲线的关系之前，首先需要了解它们各自的基本概念。
电压是电池工作时产生的电势差，也被称为电动势，通常以伏特（V）为单位。
而电量曲线则是描述电池在不同电压下所储存的电荷量之间的关系曲线，通常以安时（Ah）为单位。
2. 电压和电量曲线的特点一般情况下，电压和电量曲线都会呈现出一定的特点。
电压曲线通常随着电池的放电过程逐渐下降，反映了电池内部化学反应的进行；而电量曲线则随着放电过程逐渐上升，表示电池所存储的电荷量增加。
在充电过程中，电压曲线则会逐渐上升，而电量曲线会随之增加，反映了电池的充电状态。
3. 电压和电量曲线之间的关系电压和电量曲线之间存在密切的关系，它们之间的变化具有一定的规律性。
一般来说，电池的电量和电压呈正相关关系，即随着电量的增加，电压也会相应地增加；反之，随着电量的减少，电压也会相应地下降。
这种关系在镍氢电池中表现得尤为明显，因此深入了解电压和电量曲线之间的关系对于准确评估镍氢电池的性能非常重要。
4. 镍氢电池的电压和电量曲线分析针对镍氢电池的电压和电量曲线特点，我们可以得出以下结论：镍氢电池在放电过程中，电压曲线会逐渐下降，但在放电末期会出现急剧下降的情况，这时电量曲线也会相应地下降；镍氢电池在充电过程中，电压曲线会逐渐上升，但在充电末期会出现急剧上升的情况，电量曲线也会相应地增加。
这些特点反映了镍氢电池在不同工作状态下的电压和电量曲线之间的关联性。
总结：根据以上分析，我们可以得出结论：镍氢电池的电压和电量曲线之间存在着紧密的关系，它们的变化会相互影响，揭示了电池内部化学反应和储能状态的变化规律。
镍氢及镍镉特性曲线
镍氢及镍镉特性曲线
1、充电
建议用0.1C标准充电5小时或1C快速充电1.2-1.5小时，快充时，建议使用有终止电压控制开关或温度感应器的充电器，以保护电池。
充电容量（%）
镍氢电池在不同充电倍率下的充电曲线
充电容量（%）
镍镉电池在不同充电倍率下的充电曲线
2、放电
充电电池的容量取决于放电电流、周围的温度和终止电压。
电池可在0.2C至5C放电。
放电电容（%）
镍氢电池在室温下不同倍率下的放电曲线
放电电容（%）
镍镉电池在室温下不同倍率下的放电曲线
放电电容（%）
镍氢电池不同温度下1C放电曲线
放电电容（%）
镍镉电池不同温度下1C放电曲线
SC型大电流放电（10A）曲线3、循环寿命
通常条件下可达到充放500-1000周。
循环次数
镍氢电池循环寿命曲线
循环次数
镍氢电池循环寿命曲线
4、储存特点
电池存储间会损失部容量，保留的容量随周围温度变化而不同，温度升高时容量衰减加快。
时间（天）
不同储存温度镍氢电池保存电量曲线
时间（天）
不同储存温度镍镉电池保存电量曲线。
1简易镍氢电池充电控制
简易镍氢电池充电控制1 镍氢电池特性镍氢电池采用镍氧化物作为正极，储氢金属作为负极，碱液（主要为氢氧化钾）作为电解液。
额定电压为1.2V，满充时，最大电压可达到1.6V~1.8V。
正常放电终止电压为1.0V，实际可使用到0.9V。
重复充电次数大于500次，自放电率20%/月。
镍氢电池的最大放电电流可达到3C（放电率C是指一小时放完全部容量的电流值，如500mAh电池的C为500mA）。
能量重量比为60~80Wh/kg。
下图是镍氢充电电池充电时的充电电流和电池电压的特性关系：图1 充电电压特性曲线1.1 充电结束判断1. -ΔV 检测：由图1可见，在大电流充电时，电压上升到100%后，电池电压不升反降。
充电芯片可利用电池电压从上升转为下降的特征来结束充电。
利用-ΔV 检测结束充电必须恒流充电，因为电流的变动也会引起电池电压的变动。
简单的充电器一般为恒压限流充电，充电后其电流越来越小，-ΔV 检测就会变得困难。
所以利用这一特性结束镍氢电池充电时，充电电流必须保持恒定，而且必须用1.0C 以上的大电流充电。
2. 充电电池充满电后，再继续充电，电能变成电池的热量，电池开始发热。
充电芯片的另一个控制就是利用温度的上升率的增长来结束充电，称为ΔT/Δt 检测。
一般达到2℃/分钟时，充电停止。
ΔT/Δt 检测时，也要求充电电流保持恒定，而且充电电流较大（0.3C ）时，检测较为准确。
当充电电流小或环境温度低、散热很好时，也会无法检出，形成过充电。
3. 最为简单的控制方式是用最大时间控制。
按充电电流和电池容量及充电效率决定最大充电时，超过这个时间就无条件停止充电。
例如，用0.1C 充电，考虑充电效率，定时在12小时左右。
定时充电电流必须小于0.3C 。
由于充电电流小，过充电在电池上产生的热量能较快地散发出去，对电池的影响不大。
1.2充放电曲线不同种类的电池，具有不同的充放电曲线，与之相应的充电方法也有很大的不同，在研究具体的充电方法时要考虑到这一点以选择合适的充电方式。
有关镍氢电池的七个特性曲线解析
有关镍氢电池的七个特性曲线2009-04-16 10:13大家经常提起镍氢电池的标称容量不够靠谱，哪怕是三洋、松下等品牌电池也是如此。
那么，厂家的标称容量又是如何计算出来的呢？原来厂家的测试条件是：用0.1C恒流充电14-16个小时，然后用0.2C恒流放电至1V。
这和汽车厂家的标称油耗正好形成强烈的对比。
充电电压和温度特性。
充电电流越大，温升就越厉害。
所以说，哈勃牌牛牛充电器，最好同时充3个以上的电池，把充电电流控制在800mA以下。
毕竟，用1.6A超大电流对内阻较大的工包电池进行充电，所冒的风险会成指数比例上升。
不同室温环境下的充电曲线。
室温越低，充满以后的保持电压越高。
记得雷欧伍德做过一个试验，用风扇对充电进行之中的YY牌智能充电器进行强行降温，结果被判为饱和并停止充电。
如果换了其他杂牌的充电器，也用风扇去帮助散热，很有可能造成电压超过1.6V以后还继续充下去，轻者损坏电池，重者引起浆爆。
充电温度与效率。
摄氏27度左右，充电最饱和，充/放电效率最高。
放电容量与放电电流的关系。
0.2C小电流放电，比1C大电流放电，最终放电容量能多出10％左右。
放电容量与环境温度的关系。
用1C电流放电，环境温度为摄氏50度时候的放电容量，比环境温度为摄氏0度时候的放电容量，竟然要高出20％左右。
电池的存贮特性。
镍氢电池的自放电性能要好于镍铬电池，但是比锂电池还是要差一些。
质量再好的镍氢电池，充满以后在常温下搁置三个月，容量基本都会减少30％以上。
如果放进冰箱冷藏，那么即使搁置200天，也还有90％左右的容量。
如何提高镍氢电池的寿命（循环次数）？没有其他法宝，只有避免深度放电（过放电，放电电压低于1V）。
这一方面，DE1103的欠压保护做的很好，可惜是个电老虎。
另外，反向充电会极大地损害电池的寿命。
可充电镍氢电池的标称电压1.2V/节，实际工作电压范围在0.9V-1.48V。
2．衡量镍氢电池质量的参数如下：A．内阻，及大批量生产的一致性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
目录
1. 充电电压和温度特性 (1)
2. 不同室温环境下的充电曲线 (2)
3. 充电温度与效率曲线 (3)
4. 放电容量与放电电流的关系 (4)
5. 放电容量与环境温度的关系 (5)
6. 电池的存贮特性 (6)
7. 循环次数与容量关系 (7)
镍氢电池特性曲线
大家经常提起镍氢电池的标称容量不够靠谱，哪怕是三洋、松下等品牌电池也是如此。
那么，厂家的标称容量又是如何计算出来的呢？原来厂家的测试条件是：用0. 1C恒流充电14-16个小时，然后用0.2C恒流放电至1V。
这和汽车厂家的标称油耗正好形成强烈的对比。
下面详细介绍镍氢电池的七个特性曲线。
1.充电电压和温度特性
充电电流越大，温升就越厉害。
所以说，哈勃牌牛牛充电器，最好同时充3个以上的电池，把充电电流控制在800mA以下。
毕竟，用1.6A超大电流对内阻较大的工包电池进行充电，所冒的风险会成指数比例上升。
2.不同室温环境下的充电曲线
室温越低，充满以后的保持电压越高。
记得雷欧伍德做过一个试验，用风扇对充电进行之中的YY牌智能充电器进行强行降温，结果被判为饱和并停止充电。
如果换了其他杂牌的充电器，也用风扇去帮助散热，很有可能造成电压超过1.6V以后还继续充下去，轻者损坏电池，重者引起浆爆。
3.充电温度与效率曲线
摄氏27度左右，充电最饱和，充/放电效率最高。
4.放电容量与放电电流的关系
0.2C小电流放电，比1C大电流放电，最终放电容量能多出10％左右。
5.放电容量与环境温度的关系
用1C电流放电，环境温度为摄氏50度时候的放电容量，比环境温度为摄氏0度时候的放电容量，竟然要高出20％左右。
6.电池的存贮特性
镍氢电池的自放电性能要好于镍铬电池，但是比锂电池还是要差一些。
质量再好的镍氢电池，充满以后在常温下搁置三个月，容量基本都会减少30％以上。
如果放进冰箱冷藏，那么即使搁置200天，也还有90％左右的容量。
7.循环次数与容量关系
如何提高镍氢电池的寿命（循环次数）？没有其他法宝，只有避免深度放电（过放电，放电电压低于1V）。
这一方面，DE1103的欠压保护做的很好，可惜是个电老虎。
另外，反向充电会极大地损害电池的寿命。