氢镍电池
镍氢电池结构原理
镍氢电池结构原理镍氢电池是一种新型的可充电电池，其结构原理主要由正极、负极、电解质和隔膜组成。
本文将从这四个方面详细介绍镍氢电池的结构原理。
一、正极结构镍氢电池的正极由镍氢化物组成，其化学反应可通过镍氢化物中的镍离子和氢离子之间的氧化还原反应来实现。
在充电过程中，镍氢化物会吸收氢离子并转化为镍氢化合物，同时释放出电子；而在放电过程中，镍氢化物会释放出氢离子并重新转化为镍氢化物，同时吸收电子。
正极的化学反应过程是镍氢电池实现充放电的关键。
二、负极结构镍氢电池的负极通常由金属氢化物组成，其化学反应可通过金属氢化物中的金属离子和氢离子之间的氧化还原反应来实现。
在充电过程中，金属氢化物会吸收氢离子并转化为金属，并同时释放出电子；而在放电过程中，金属会释放出氢离子并重新转化为金属氢化物，同时吸收电子。
负极的化学反应过程与正极相反，共同实现了镍氢电池的充放电。
三、电解质结构镍氢电池的电解质通常是由溶液或凝胶状物质组成，其主要作用是传递离子。
在充放电过程中，电解质会承载正、负极之间的离子传输，使得电池内部的化学反应能够顺利进行。
电解质的选择要考虑到电池的工作温度、电导率等因素，以保证电解质具有较好的离子导电性能。
四、隔膜结构镍氢电池的隔膜起到隔离正、负极的作用，防止直接接触而导致短路。
隔膜通常由聚合物材料制成，具有较好的电离子透过性能。
隔膜要求既能阻止正、负极之间的直接接触，又要保证离子能够自由穿过，以维持电池的正常工作。
此外，隔膜还能防止电池内部杂质的扩散，保证电池的长寿命和安全性。
总结：镍氢电池的结构原理主要由正极、负极、电解质和隔膜组成。
正极和负极通过化学反应实现充放电，电解质传递离子，隔膜隔离正、负极并保证离子的自由穿过。
这种结构使得镍氢电池具有高能量密度、长循环寿命和较好的安全性能，广泛应用于电动车、储能系统等领域。
镍氢电池知识点介绍
镍氢电池知识点介绍镍氢电池是一种性能良好的蓄电池。
镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。
镍氢电池作为氢能源应用的一个重要方向越来越被人们注意。
下面小编为大家介绍下镍氢电池知识点。
一、镍氢电池的分类镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。
低压镍氢电池具有以下特点：（1）电池电压为1.2~1.3V，与镉镍电池相当；（2）能量密度高，是镉镍电池的1.5倍以上；（3）可快速充放电，低温性能良好；（4）可密封，耐过充放电能力强；（5）无树枝状晶体生成，可防止电池内短路；（6）安全可靠对环境无污染，无记忆效应等。
高压镍氢电池具有如下特点：（1）可靠性强。
具有较好的过放电、过充电保护，可耐较高的充放电率并且无枝晶形成。
具有良好的比特性。
其质量比容量为60A·h/kg，是镉镍电池的5倍。
（2）循环寿命长，可达数千次之多。
（3）与镍镉电池相比，全密封，维护少。
（4）低温性能优良，在-10℃时，容量没有明显改变。
二、镍氢电池的结构原理镍氢电池正极活性物质为Ni（OH）2（称NiO电极），负极活性物质为金属氢化物，也称储氢合金（电极称储氢电极），电解液为6mol/L氢氧化钾溶液。
活性物质构成电极极片的工艺方式主要有烧结式、拉浆式、泡沫镍式、纤维镍式及嵌渗式等，不同工艺制备的电极在容量、大电流放电性能上存在较大差异，一般根据使用条件不同的工艺生产电池。
通讯等民用电池大多采用拉浆式负极、泡沫镍式正极构成电池。
充放电化学反应如下：正极：Ni（OH）2+OH-=NiOOH+H2O+e-负极：M+H2O+e-=MHab+OH-总反应：Ni（OH）2+M=NiOOH+MH注：M：氢合金；Hab：吸附氢；反应式从左到右的过程为充电过程；反应式从右到左的过程为放电过程。
充电时正极的Ni（OH）2和OH-反应生成NiOOH和H2O，同时释放出e-一起生成MH和OH-，总反应是Ni（OH）2和M生成NiOOH，储氢合金储氢；放电时与此相反，MHab释放H+，H+和OH-生成H2O和e-，NiOOH、H2O和e-重新生成Ni （OH）2和OH-。
镍氢电池知识
镍氢电池基本知识及特点简介一：镍氢电池的特点和二次电池的简介镍氢电池是以镍氧化物作为正极，储氢金属作为负极，碱液（主要为氢氧化钾）作为电解液制成的电池。
这种电池是早期镍镉电池的替代产品，相对于镍镉电池来说，镍氢电池具有更加引人注目的优势。
它大大减少了镍镉电池中存在的“记忆效应”，这使镍氢电池的使用更加方便，循环使用寿命更加长久。
此外，镍氢电池还具有电容量高、放电深度大、耐过充和过度放电、充电时间短等明显的优点。
下面列出目前使用的四种可充电池化学反应式。
电池标称电压：1.2V电池标称电压：1.2V电池标称电压：3.6V电池标称电压：2.0V上述电池中，铅酸电池的电解液为硫酸（H2SO4），镍镉与镍氢电池的电解液均为氢氧化钾（KOH），锂离子电池的电解液则为含有锂盐的有机液体或固态高分子电解质；镍镉与镍氢电池使用相同的正电极，即氧化镍的氢氧化物（NiOOH）；镍氢电池的负极为镧系元素（A）与镍（B）形成的储氢材料，有AB5和AB2两种化学物。
镍氢电池的充放电反应可视为氢离子（H+）在正、负电极间的来回运动。
锂离子电池的正电极材料在上面反应式中以锂钴氧化物（LixCoO2）为例的，事实上，这类材料的发展方兴未艾，包括锂锰、锂镍、锂锡及锂钒等氧化物，而锂离子电池的充放电反应则是锂离子（Li+）在正、负电极间的来回运动。
总言之，二次电池均靠氧化还原反应来实现，在充电时将电能储存为化学能，然后在放电时将化学能转换为电能。
二、影响镍氢电池性能的几个因素影响镍氢电池性能的因素有很多，包括正/负极板的基材，贮氢合金的种类，活性物质的颗粒度，添加剂的类别和数量，以及制作工艺、电解液、隔膜、化成工艺等许多方面。
下面就添加剂（Co）、电解液、隔膜以及化成工艺等对电池性能的影响这几方面进行一下简要的探讨。
1、正极添加CoO对电极性能的影响将钴添加到Ni(OH)2电极中，主要是以形成高导电性之CoOOH，在活化阶段充电过程中，被氧化成CoOOH，从而提高极片的导电性，由于此反应不可逆，因此添加Co对电极的容量并无贡献。
镍氢电池基础知识
正极基体：发泡镍（约1.6--1.7mm厚)，或冲孔镀镍 钢带 （0.06--0.08mm厚） 正极集流体：镍带（约0.1mm厚）
镍氢电池结构——负极
负极基体：铜网、钢网（约 0.22~0.32mm厚) 钢带（约0.04~0.08mm厚)
负极物质： MH:吸氢合金 HPMC :羟丙基甲基纤维素 TEN:保水增稠 SBR :丁苯橡胶 ，粘结剂
4.3 镍氢电池结构
• 正极: 活性物质（Ni(OH)2) 、导电剂、溶剂、粘结剂、基 体。 • 负极： 活性物质（储氢合金粉)、 粘合剂、溶剂、导电 剂、基体 • 隔膜：PP+PE • 电解液：KOH+LiOH • 外壳：钢壳、盖帽、极耳
镍氢电池结构——正极
焊点：（约4～8个) 正极物质：球镍+亚钴+PTFE
研制金属氢化物-镍电池
低压氢镍电池
(-)MHKOH或NaOH NiOOH(+)
正极活性物质： NiOOH(三价镍的氢氧化物)
负极活性物质： 储氢合金（MH）
电解液： KOH/NaOH
隔膜： 采用多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布 额定电压： 1.2V
低压镍氢电池的发展
+ 20世纪60年代，PHilips实验室发现LaNi5系多元储氢合金材料具 有可逆的吸放氢性能；
Capacity charge(%)
由图看出，环境温度越高，充电电压越低.
镍氢电池不同电流充电特性
由图看出，在较高电流充电后期必然出现充电电压 下降和温度上升的现象，由此可以作为快速充电的 控制方法，即用—ΔV和t控制；电流越大，充电电压 越高.
镍氢电池不同电流放电曲线
镍氢电池温度特性
Ni／MH电池在20℃条件下的放电性能最佳。由于低温下(0℃以 下)MH的活性低和高温时(40℃以上)MH易于分解析出H2，致使 电池的放电容量明显下降，甚至不能工作。
镍氢电池知识
镍氢电池的优势-冬较低的成本-冬良好的快充性能-冬循环寿命长-冬无记忆效应-无污染绿色电池-冬 泛的温度使用范围-冬安全性能好
镍氢电池电池的应用-Ni-MH蓄电池目前的应用领域已远不是局限在移-动通信和移动计算应用领域， 是涉及五光十色-的应用领域，如专业的和消费类电动工具、视频-设备、无绳化真空设备以及个人便携设 领域等。-?这些应用领域覆盖各种各样的具体应用，大到远-程通信设备的ups系统和电动车辆，小到 动自行-车的电源、照明设备乃至美容工具等的电源，不-一而足。
B.按电解质性质分类-按电解质性质可分为酸性电池（铅酸电池、-碱性电池（氢镍电池）、中性电池、 机电解质-电池（锂离子电池，如Li-Mn02、非水无机电解-质电池L-S0C1,锂-亚硫酰氯和 体电解质电池。
C.按活性物质的保存方式分类-按活性物质的保存方式可以分为：活性物质保存-在电极上面，其中有一 电池和二次电池两种；-活性物质保存在电池之外，使用时通入电-极，这类有非再生型燃料电池-和再生 电池。-f1H1-图505280056,0U
第二节、镍氢电池特点
镍氢电池的特点-镍氢蓄电池是iCd蓄电池的新发展，体积能量密度-高，而且对环境无污染和无记忆效 ，受到广大用-户的欢迎。-它具备较高的容量，可大电流放电，允许再充电次-数高达500~1000 ，价格日趋合理（预计今后3~-5年内，每年成本可下降3%，并且可利用现行的-NiCd蓄电池的充 设施，因而Ni-MH蓄电池获得广-泛应用。
3、一次电池与二次电池的有哪些异同点？-?一次电池只能放电一次，二次电池可反复充放电-循环使用 ?二次电池在放电时电极体积和结构之间发生可逆-变化，因此设计时必须调节这些变化，而一次电-池内 则简单得多，因为它不需要调节这些可逆-性变化-。一次电池的质量比容量和体积比容量均大于一般-充 电池，但内阻0.2-0.52远比二次电池-大，因此负载能力较低-冬另外，一次电池的自放电远小于 次电池。
镍氢电池研究报告
镍氢电池研究报告
镍氢电池是一种新型的可充电电池，其正负极为氢气和镍氢化物。
该电池能够具有高能量密度、长生命周期、高可靠性等优点，因而备受关注。
一、镍氢电池的结构
镍氢电池的结构主要包括正极、负极、隔膜、电解质和集流体等五部分。
其中正极采用氢气，负极采用镍氢化物，电解质采用氢氧化钾溶液，隔膜采用聚丙烯膜。
二、镍氢电池的工作原理
镍氢电池的工作原理是通过氢气在正极吸收电子并与电解质中的氧离子结合，生成去离子后的水，同时释放出一个电子和一个阳离子。
正极中产生的电子通过外电路经过负极流回正极中，从而完成电化学反应。
镍氢电池具有高能量密度、长寿命、高可靠性、无污染、低温性能好等优点。
其具有不易发生内部短路，极地化现象也不明显的特点。
同时，它还可以在低温环境下使用，在电动车辆、航空等领域得到了广泛应用。
镍氢电池的缺点在于成本较高，同时其正负极之间的电压差较大，给电池组的设计带来了一定难度。
镍氢电池在电动车辆、无人机、太空航天、军事、航空等领域均有广泛应用。
其中在电动车辆上的应用尤为广泛，因为其高能量密度和长寿命能够满足电动车辆的需求。
六、镍氢电池的发展前景
随着科技的不断发展和应用领域的扩展，镍氢电池的应用将越来越广泛。
未来，镍氢电池有可能会成为3C电子产品、新能源汽车等领域中的重要电池之一。
镍氢电池
二﹑高压氢-镍电池
高比能量
循环寿命长 耐过充过放能力强 可通过氢压指示电池荷电状态
1.高压氢镍电池的工作原理
镍氢电池是以氢氧化镍作为正极，氢气作为负
极，氢氧化钾溶液做电解液。 (－) Pt，H2∣KOH(或NaOH) ∣NiOOH (＋)
2.氢镍单体电池结构
密封件 正极柱 压力容器 正汇流条 电极组 下压板 绝缘垫圈 负极柱 注入孔 氢镍单体电池剖面结构示意图
气体扩散网 氢电极（Pt） 气体扩散网
隔膜 镍电极
氢电极（Pt）
隔膜 镍电极
（a）背对背式
（b）重复循环式
氢镍电池中电极对排列形式
3.高压氢镍电池的电性能
1）氢-镍电池的充放电性能
2）自放电特性
3）电池工作寿命
（1）镍电极膨胀
（2）密封壳体泄漏
（3）电解液再分配
三﹑金属氢化物-镍(MH-Ni)电池
镍氢电池
主要内容：
电池组成及工作原理
储氢合金材料
镍氢电池的优缺点 电池保存和恢复方法
重点：
蓄电池：工作原理
正极： Ni(OH)2 负极：储氢合金
一﹑概
1.电池组成
述
电池组成： (–)MH︱KOH︱NiOOH(+)
镍氢电池十大品牌
汇报人： 2023-12-19
目录
• 品牌概述 • 品牌排名及介绍 • 品牌技术研发与创新 • 品牌市场策略与营销手段探讨 • 品牌供应链管理与成本控制策
略探讨 • 品牌社会责任与可持续发展战
略探讨
01
品牌概述
镍氢电池定义与特点
定义
镍氢电池是一种使用金属镍和氢 作为电极材料的可充电电池。
05
品牌供应链管理与成本控制策 略探讨
供应链管理优化措施分享
供应商选择与评估
建立严格的供应商选择标准和评估机 制，确保供应商的质量、交货期和价 格等方面的稳定性和可靠性。
物流与运输协同
与物流公司和运输公司建立紧密的合 作关系，实现物流和运输的协同作业 ，提高运输效率并降低运输成本。
库存管理优化
采用先进的库存管理技术，如实时库 存监控、安全库存设定和库存水平调 整等，以降低库存成本并提高库存周 转率。
03
品牌技术研发与创新
镍氢电池技术发展历程回顾
镍氢电池的起源
镍氢电池是一种可充电电池，其 发展历程可以追溯到20世纪70年
代。
技术发展阶段
镍氢电池技术经过多年的发展，经 历了多个阶段，包括早期的研究、 中期的商业化生产和近期的技术改 进和创新。
技术进步
随着科技的不断进步，镍氢电池技 术也不断得到改进，提高了能量密 度、寿命和安全性等方面的性能。
循环经济
品牌注重循环经济理念，对电池进行回收和再利 用，减少资源浪费，降低对环境的影响。
3
创新驱动
品牌加大研发投入，推动技术创新和产品升级， 提高电池性能和安全性，满足市场需求。
未来发展趋势预测及挑战分析
政策法规
随着全球环保意识的提高，各国政府将加强对电池行业的监管，镍 氢电池品牌需要关注政策法规的变化，及时调整战略。
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LaNi5中氢原子的位置
▪ 为什么储氢合金能够致密的吸收大量的氢？
Ct
xF 3.6M
(mAh / g)
▪ 用作MH/Ni电池的储氢合金应当满足以下 条件
1. 电化学储氢容量高，在较宽的温度范围内不发生太大变化， 合金氢化物的平衡压力适当（0.01MPa-0.5MPa，298K）， 对氢的阳极氧化具有良好的催化作用；
▪ 高压氢镍电池
• 高压氢-镍电池的正极采用烧结式镍电极；负极以 镍网为骨架，Pt、Pd等贵金属为催化剂，负极活性 物质是电池内预先充入的高压氢气
• 优点：较高的比能量，循环寿命长，耐过充、过放 能力强，以及可以通过氢压来指示电池荷电状态等
• 缺点：负极使用贵金属催化剂，电池成本高；
电池内部氢压高，增加了电池密封的难度；壳 体需要用较重的耐压容器，降低了电池的比能 量；电池自放电大；可能因氢气泄漏而出现安 全问题
第五章氢镍电池
▪ 学时：4学时 ▪ 主要内容：
• 概述 • 高压氢镍电池 • 储氢合金电极 • 金属氢化物镍电池的电性能
▪ 本章重点：
• 两类氢镍电池的区别 • 贮氢合金电极：反应机理、特点、存在的问题
及发展趋势
一、概述
▪ 在燃料电池和全密封Cd/Ni电池的基础上发展了(高 压）氢-镍电池，称为第二代空间电池
MH/Ni电池的充放电曲线
不同温度下MH/Ni电池的充电曲线和放电容量比
• 自放电特性
MH/Ni电池的自放电比Cd/Ni电池大
• 循环寿命 1. 储氢合金逐渐被氧化，从而丧失储氢能力； 2. 电池内压（尤其是氢分压）逐渐升高，气体泄
漏，电解液减少，电池容量下降； 3. 正极活性物质反复膨胀、收缩造成软化脱落
▪ 高压氢-镍电池的结构
• 压力容器 • 镍电极 • 氢电极 • 隔膜 • 电解液
▪ 高压氢-镍电池的电性能
• 充放电性能
高压氢-镍电池的充放电曲线
▪ 自放电特性
高压氢-镍电池的自放电曲线
▪ 工作寿命
• 高压氢-镍电池的工作寿命长是其突出的优点 • 失效的主要因素： 1.镍电极膨胀 2.密封壳体泄漏 3.电解液再分配
电池 NiOOH + MH Ni(OH)2 &#电池具有能量密度较高，与Cd/Ni电池工 作电压相当可互换，可快速充放电，低温性能好， 耐过充、过放能力强，无毒等优点
• MH/Ni电池的结构与Cd/Ni电池基本相同：正极 为NiOOH电极，负极为储氢合金电极，隔膜一般 为无纺布，常用聚丙烯或聚酰胺纤维为原料
▪ 储氢合金的表面处理技术
• 化学处理法 酸、碱及氟化物处理法
• 微包覆处理
四、MH/Ni电池
▪ 工作原理
负极 M + H2O + e MH + OHM + H2O + e MHab + OH-
MHab -MH -MH -MH
正极 Ni(OH)2 OH- NiOOH + H2O + e
• 按组分的配比分类
稀土类为AB5型，锆系类为AB2型，镁系类为A2B型， TiNi为AB型
▪ 储氢合金的制备
• 通常采用熔炼法制备储氢合金并对其进行热处理 • 采用机械粉碎法或氢碎法将得到的合金粉碎
▪ 储氢合金电极的制备
• 粘接法 • 泡沫电极法 • 烧结法
▪ 储氢合金电极的性能衰减
• 合金的微粉化及表面氧化扩展到合金内部 • 储氢合金电极的自放电
二、高压氢-镍电池
▪ 高压氢-镍电池的工作原理
()Pt, H2 KOH(NaOH) NiOOH(+)
负极 1/2H2 + OH- H2O + e 0.828V 正极 NiOOH + H2O + e Ni(OH)2 OH- 0.49V
电池 NiOOH + 1/2H2 Ni(OH)2 E 1.318V
2. 在氢的阳极氧化电位范围内，储氢合金具有较强的抗氧化能 力；
3. 在碱性电解质中合金组分的化学性质相对稳定； 4. 反复充放电过程中合金不易粉化，制得的电极能保持形状稳
定； 5. 合金应具有良好的电和热的传导性； 6. 原材料成本低廉，无污染.
▪ 储氢合金的分类
• 按组成分类
稀土类如LaNi5、MmNi5等；钛系类如TiNi、TiNi2等；镁 系类如Mg2Ni、Mg2Cu等；锆系类如ZrMn2
• 高压氢-镍电池目前仅应用于空间技术等特定 的场合
▪ 低压氢镍电池(金属氢化物-镍电池)
• 20世纪70年代起，降低储氢材料吸氢压力的努力 有了突破性进展，储氢材料实用化
• 以储氢合金为负极、Ni(OH)2为正极 • 优点: 较高的比能量，耐过充、过放能力强，循
环寿命长，无毒及不使用贵金属等
• 缺点: 电池自放电较大
三、储氢合金电极
▪ 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
M + x/2H2 MHx
2. 固溶体进一步与氢反应生成氢化物（β相）
M+
y
2
x
H2
MH y
+Q
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
储氢合金中氢的位置
• 储氢合金吸收氢后，氢进入合金晶格中，合金 晶格可以看作容纳氢原子的容器