3.金属氢化物镍(Ni-MH)电池材料
金属氢化物镍电池
能源科学与工程学院电子科技大学12.4.1 概述242MH Ni2.4.2 MH-Ni电池的工作原理2.4.3 储氢合金电极2.4.4 MH Ni电池的性能2.4.4MH-Ni21. 概述❑金属氢化物镍电池（MH-Ni ）是在航天用高压氢镍电池的基础上发展起来的荷兰Phili L Ni 合金有可逆的吸放氢性能❑Philips 实验室发现LaNi 5合金有可逆的吸放氢性能，1937年开始作为二次电池的负极材料使用Philips MH Ni ❑1984年Philips 成功制造出LaNi 5合金为负极的MH-Ni 电池❑1988年美国Ovonic 公司以及1989年日本松下、东芝、三洋等公司开始大规模商业化生产31. 概述❑随着电子、通讯事业的迅速发展，MH-Ni 电池的市场迅速扩大，电动车用大容量电池的开发将是一个更为巨大的市场❑高容量、环境友好、寿命长的绿色MH-Ni 电池将是21世纪应用最广的高能电池之一42. MH-Ni 电池的工作原理MH-Ni 电池的工作原理正极活性物质：氢氧化镍负极活性物质负极活性物质：金属氢化物电解液：氢氧化钾溶液MH NiOOH M Ni(OH)电池反应：2MH+NiOOH M+Ni(OH)−−−→←−−−放电充电正极反应：--NiOOH+H O+e Ni(OH)+OH −−−→←−−−放电5负极反应：22()←充电--2MH+OH M+H O+e −−−→←−−−放电充电2. MH-Ni 电池的工作原理MH Ni MH-Ni 电池的工作原理❑充电时1NiOOH1.正极上的Ni(OH)2转变为NiOOH；2.在储氢合金电极上，水分子被还原为氢原子，氢原子吸附在电极表面形成MH 吸附态的ab ；3.吸附态的氢再进一步扩撒到储氢合金内形成固溶体α-MH ；--2ab M+H O+e MH +OH→4.当溶解于合金相中的氢原子越来越多，氢原子将与合金发生反应，形成金-MH ab MH -MHα→属氢化物βMH。
Ni-MH (镍氢)电池的原理演示文稿
什么是电池的额定容量？ 2.4 什么是电池的额定容量？
2.4.1 指在一定放电条件下，电池放电至截止电压 时放出的电量。 2.4.2 IEC标准规定镍氢电池在20+ 5C环境下，以 0.1C充电16小时后以0.2C放电至1.0V时所放出的电 量为电池的额定容量，以C5表示， 2.4.3 比容量是指单位体积或重量的电池所给出的 容量，称之为重量比容量或体积比容量。 计算公式：C” = C/G(Ah.kg1)(读“安时每公斤)或 C”= C/V(Ah.L1)(读”安时每升)
2.8 什么是放电平台？
镍氢充电电池的放电平台通常是指电池 在一定的放电制度下放电时，电池的工 作电压比较平衡的电压范围，其数值与 放电电流有关，电流越大，其数值就越 低。
2.9什么是电池的标准充放电？
IEC 国际标准规定的镍氢电池的标准充 放电为： 首先将电池以0.2C放电至1.0V/支， 然后以0.1C充电16小时，搁置1小时后， 以0.2C放至1.0V/支，即为对电池标准充 放电。
1.5电池的包装材料有哪些？
1. 2. 3. 4. 5. 6. 阻 7. 8. 不干介子纸如纤维纸双面胶 PVC膜商标管 连接片（不锈钢片、纯镍片、镀镍钢片） 引出片（不锈钢片易于焊锡，纯镍片点焊牢） 插头类 保护元器件类如温控开关、过流保护器、热电 纸箱纸盒NTC,RTS(resting thermal switch) 塑料壳类
2.12什么是二次电池的自放电？ 2.12什么是二次电池的自放电？不同 什么是二次电池的自放电 类型电池的自放电率是多少？ 类型电池的自放电率是多少？
2.12.1 自放电又称荷电保持能力，它是指在开路状 态下，电池储存的电量在一定环境条件下的保持能 力。 2.12.2 一般而言，自放电主要受制造工艺，材料， 储存条件的影响，自放电是衡量电池性能的主要参 数之一。镍氢电池的自放电通常原因是因为负极金 属氢化物与贮氢合金分离，从负极中逸出，转移到 正极表面，把NiOOH还原成Ni(OH)2,造成电量的损 失。
金属氢化物镍氢电池
金属氢化物镍氢电池
金属氢化物镍氢电池是一种高性能的可充电电池，其工作原理是利用镍氢化物正极和金属氢化物负极之间的反应来存储和释放能量。
这种电池具有高能量密度、长寿命、低自放电率和绿色环保等优点，在电动汽车、移动通信、太阳能和风能储能等领域得到广泛应用。
金属氢化物镍氢电池由正极、负极、电解质和隔膜等组成。
正极采用镍氢化物，负极采用稀土金属氢化物。
电解质一般采用碱性溶液，隔膜则用于隔离正负极，防止短路。
在充电过程中，外加电压使负极上的氢气离子向正极迁移，反应生成氧气和水，同时正极上的镍氢化物也被氢气离子还原成镍和水。
在放电过程中，正极上的镍通过反应与氢气离子生成氢气，同时负极上的金属氢化物也被氢气离子还原成金属和氢气。
这样，金属氢化物镍氢电池就可以将化学能转化为电能，实现能量的存储和释放。
与传统的铅酸电池和镍镉电池相比，金属氢化物镍氢电池具有更高的能量密度和更长的寿命，同时也不含重金属、无污染、无记忆效应等优点。
因此，金属氢化物镍氢电池在未来的能源领域中有着广阔的应用前景。
- 1 -。
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(+)
镍氢电池工作原理
镍氢电池工作原理
镍氢电池（Ni-MH电池）是一种新型的重要的二次电池，由于其高能量密度、高放电电压平稳等特点得到了广泛应用。
那么，它的工作原理是什么呢？
镍氢电池的正极为钴酸锂、镍酸氢或其他金属氢化物；负极为负极活性金属氢化物、钴、镍、钒等金属及其合金。
负极和正极之间的隔膜用来防止电化学反应，而电解液用于传递离子和电荷。
当将电池连接到负载时，电池内的化学反应开始。
在正极，钴酸锂（或其他金属氢化物）向电极中释放出氧化铋离子，同时释放出电子并将它们移动到负极。
在负极，金属氢化物向电极中释放出氢离子，并将电子移动到电极。
这些电子流才是电能。
电子从负极流出，流经负载，然后流入正极。
这种过程是可逆的，它可以让电池在负荷释放电荷时放电，在负荷供电时进行充电。
相比传统的镉镍电池，镍氢电池具有更长的使用寿命和更高的能量密度。
总之，镍氢电池的工作原理基于化学反应，以电解液、金属氢化物为
主要成分。
它的优点包括高能量密度、高放电电压平稳、更长的使用寿命等特点，使得它在许多领域得到了广泛的应用。
第四章 新能源材料- 金属氢化物镍电池材料ppt课件
4.2.2.2高密度球形Ni(OH)2正极材料优点
高密度球形Ni(OH)2能提高电极单位体积的填充 量和放电容量，且具有良好的充填流动性。较 小晶粒的氢氧化镍电化学活性、活性物质的利 用率和循环率都比较好，因为较小的晶粒对提 高质子的扩散速度比较有利，而且增加了与溶 液的接触面积。
20
❖ 4.2.2.3球形Ni(Oห้องสมุดไป่ตู้)2正极材料制备方法
7
8
Ni/MH电池正极材料初期采用Ni/Cd电池用的烧结式正极； 随后采用高孔率泡沫或纤维镍和球形Ni(OH)2制造的氧化镍 材料。
9
4.2 镍正极材料
❖广泛使用的 Cd/Ni、H2/Ni、Zn/Ni、Fe/Ni 电池，以及近年来为消除镉污染而迅速发展起来 的新型金属氢化物镍（MH-Ni）电池，都以镍电 极作为正极。因此，对高容量、高活性镍正极物 质的研制具有重要现实意义。
H+，H2O，NO3CO32-
β-Ni(OH)2
α-Ni(OH)2
不同晶型Ni(OH)2的结构示意图
α-Ni(OH)2和β-NiOOH的层间距约为0.46～0.48nm，层间 无H2O分子和其他离子的插入；α-Ni(OH)2和γ-NiOOH因 层间存在着水分子和碱金属离子，层间距可达0.7～
19 0.8nm。
31
4.储氢合金分类与特点
4.3.3 AB2型储氢合金（以TiMn2为例）
具有Laves相结构（ 当两组元合金元素的原子半径比 为1.2:1时形成的一种金属间化合物），不过成分并不 固定，可在很大范围内变化。 代表性合金： ZnMn2, TiMn2, TiCr2等。 优点：更高的氢气存储能力和循环寿命长。 缺点：活化困难、高速放电能力差、价格贵。
金属氢化物-镍电池材料 (镍氢电池材料)
• DPV (dependent pressure vessel) ：一个电池 一个容器，但容器的大面相互紧靠，相互 支撑组成电池组。
25
高压氢镍电池组成
➢（1）压力容器 ➢（2）镍电极 ➢（3）氢电极
铂催化电极 活性炭作载体 聚四氟乙烯粘结的铂催化电极。
9
3.1.2 镍氢电池类型
10
氢-镍电池可分为高压氢-镍电池和低 压氢-镍电池两类。
➢ 上世纪七十年代，发展 高压氢-镍电池 （H2-NiOOH）电池； ➢ 八十年代，掀起金属氢化物-镍电池 （低压氢-镍电池）(MH-NiOOH)的热潮；
➢ 九十年代，镍氢电池（MH-NiOOH）进 入产业化（日本三洋）。
高压氢-镍电池优点
14
具有较高的比能量、寿命长、耐过充过放、 反极以及可通过氢压来指示电池荷电状态 等优点。
高压氢-镍电池缺点
➢ 需耐高压容器，充电后氢压达3-5 Mpa；
➢ 自放电较大；
➢ 电池密封难度大，不能漏气，安全性差；
➢ 成本高。
因此，目前研制的高压氢-镍电池主要是应 用于空间技术。
低压氢-镍电池
158159配料卷绕封口包装切小片化成160正极干粉处理正极混干粉正极上粉配粘结剂加入导电剂加入合金粉负极搅拌负极拉浆161碾压裁小片上浆负极浆料负极裁片烘烤碾压163负极裁小片负极称重卷绕正极裁小片正极浸胶正极焊极耳正极贴胶纸卷绕正极软化正极称重164卷绕隔膜隔膜裁剪测短路放面片涂胶圈盖组合焊盖帽压盖帽封口165高温烘烤化成高温烘烤半成品入库补充电测电压抽测内阻预充电166挑外观测内阻测电压客户装盒包装单体包装167单体电池包装点焊连接片打胶水客户组合套管收缩点焊引出片喷码印字装盒装箱单体电池全检电压内阻球形氢氧化亚镍nioh绿色球形粉末粒径715m半导体电子不导电需要氧化亚钴导电
镍氢电池的原理
镍氢电池（NiMH，Nickel-Metal Hydride Battery）是一种常见的可充电电池，广泛应用于各种便携式设备、电动工具和混合动力汽车等领域。
它们主要由镍氢蓄电池(Ni-MH)和金属氢化物(MH)制成。
镍氢电池的原理基于一个叫做氧化还原反应（Redox Reaction）的化学过程。
镍氢电池主要由正极（镍氧化物氢化物，NiOOH）、负极（金属氢化物，MH）以及电解质（通常是氢氧化钾KOH溶液）构成。
在充电过程中，电流通过电池，使负极的金属氢化物（MH）中的氢气得到释放，同时生成MH₂和电子，MH₂进一步氧化为M和2H+。
这个过程释放出电子，从而使电池能储存能量。
正极镍氧化物氢化物（NiOOH）在此过程中被还原为镍氢氧化物
（Ni(OH)₂）。
在放电过程，正、负极之间的化学反应相反。
这时候，负极金属离子（M）和氢离子结合生成金属氢化物（MH），同时释放电子。
正极镍氢氧化物被氧化为镍氧化物氢化物（NiOOH），电子通过外部电路被消耗，供给设备所需能量。
镍氢电池具有较高的能量密度、充放电效率和较长的循环寿命等优点，相较于镍镉电池（Ni-Cd），具有更好的环保性。
不过，它们也存在一些缺点，例如自放电速率较高和不适应高温环境等。
随着锂离子电池除了优越的储能性能和环保性以外，在许多应用场景中逐渐取代了镍氢电池。
ni-mh电池工作原理
ni-mh电池工作原理ni-mh电池，全称镍氢电池，是一种常见的充电电池。
它由两个主要组件——正极和负极，以及中间的电解质组成。
正极通常由氢氧化镍(Ni(OH)2)制成，负极由金属氢化物制成。
这两个极之间的电解质是一个导电溶液，通常是氢氧化钾(KOH)溶液。
ni-mh电池的工作原理可以分为充电和放电两个过程。
在充电过程中，外部电源施加在电池的正负极上。
当外部电源的正极连接到电池的正极时，电流通过电解质中的阳离子(K+)和阴离子(OH-)。
在阳极(负极)上，金属氢化物中的氢离子(H+)被氧化成H2气体，并释放出电子。
这些电子通过外部电路流到阴极(正极)上，在阴极上的氢氧化镍中还原成氢离子。
这样，金属氢化物中的氢离子在电池过程中发生往复运动，从而实现电池的充电。
在放电过程中，电池不再连接外部电源，而是连接到一个外部电路。
在阴极(正极)上，氢氧化镍中的氢离子被氧化成水，并释放出电子。
这些电子通过外部电路流到阳极(负极)上，在金属氢化物中还原成氢离子。
这样，氢离子在电池过程中往复运动，从而实现电池的放电。
ni-mh电池的工作原理可以用一个简单的化学反应来描述。
在充电过程中，正极和负极上的反应分别是：正极：Ni(OH)2 + OH- -> NiOOH + H2O + e-负极：MH + H2O + e- -> M + OH- + H2O在放电过程中，正极和负极上的反应分别是：正极：NiOOH + H2O + e- -> Ni(OH)2 + OH-负极：M + OH- + H2O -> MH + H2O + e-在整个充放电过程中，氢离子和氢氧化镍之间的往复运动实现了电池的充放电。
ni-mh电池具有许多优点。
首先，它具有高能量密度和高电压输出，使其成为许多电子设备的理想选择。
其次，ni-mh电池具有更长的使用寿命和更好的循环稳定性，可以进行多次充放电循环。
此外，ni-mh电池还具有较低的自放电率，即使在长时间不使用时也能保持较高的电荷。
2.材料科学进展新能源材料2
工作原理
2.锂离子电池结构及工作原理
各类锂电池产品
LIB工作原理
锂离子电池是由两 个能可逆的嵌入与脱 嵌的锂离子的化合物 作为正负极构成的二 次电池。充电时,锂离 子从正极中脱嵌, 在负 极中嵌入, 放电时反之。
LIB电池涉及的材料
正极材料； 负极材料； 电解质材料； 聚合物隔膜； 正负极导电添加剂； 正负极活性物质； 电池壳； 密封件； 防爆片
LIB电池负极材料
1、金属锂 解决金属锂负极不稳定的方法： 1）寻找新的负极材料； 2）采用聚合物电解质避免Li与有机溶剂反应； 3）改进有机电解液配方。
LIB电池负极材料
2、锂合金 • 各种常见锂合金材料：LiAl, LiPd, LiSn, LiBi, LiIn, LiAlFe, LiAlB, LiSi等。
2、有机太阳电池 3、光化学太阳电池
太阳能电池材料
电池种类
单晶硅 多晶硅 硅多晶薄膜 非晶硅 GaAs CdS/CdTe 硒镓铟铜
转换效率（%）
24 19 12 10 30 15 14
太阳能电池材料
空间电源系统的面积 随太阳能电池转换效 率的提高而不断减小
DJ:GaInP/GaAs/Ge
太阳能电池材料
LIB电池正极材料
LIB电池正极 材料不仅作为电 极材料参加电化 学反应，而且可 作为离子源。大 多为含锂的过渡 族金属化合物。
LIB电池正极材料及其放电电位
LIB电池正极材料
三种主要的LIB电池正极材料LiCoO2, LiNiO2和 LiMn2O4的性能对比
理论比 密度 实际比容 量 容量 （mAh/g) （mAh/g) (g/cm3)
锂离子电池
笔记本电脑及其锂离子电池
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锂离子电池
• 依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作，锂离子 电池使用一个嵌入的锂化合物作为一个电极材料。
• 目前用作锂离子电池的正极材料主要常见的有：锂 钴氧化物（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）、镍酸 锂（LiNiO2）及磷酸锂铁（LiFePO4）。
16
燃料电池
• 燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能 通过电极反应直接转化为电能的发电装置，它的基 本化学原理是水电解反应的逆过程，即氢氧反应产 生电、水和热。
24
正极材料
• 充电态活性物质NiOOH • 放电态活性物质是Ni(OH)2
Ni(OH)2为六方晶 系层状结构，其电 极的充放电反应即 为质子在NiO2层间 的脱出或嵌入反应
25
Ni(OH)2的晶体结构
• 各个晶型的活性物质都可以看作NiO2的层状堆积， 不同晶型，层间距和层间粒子存在着差异。
-Ni(OH)2六方 晶系存在无序和
28
负极材料——储氢合金
• 作为负极材料的贮氢合金是由A和B两种金属形成的 合金，其中A金属(La，Ti，Zr等)可以大量吸进氢气， 形成稳定的氢化物。而B金属(Ni,Co,Fe,Mn等)不能 形成稳定的氢化物，但氢很容易在其中移动。也就 是说，A金属控制着氢的吸藏量，而B金属控制着吸 放氢气的可逆性。
➢ 两极间必须有具有离子导电的介质(电解质)； ➢ 电池中能量转换过程的电子传递必须经由外电路。
8
电池的构成
• 实用中的电池由正极、负极、电解质、隔膜和容器 五部分构成。
9
电池常用性能指标
• 开路电压和工作电压 • 电池容量，电池放电时能提供的能量，常以符号C表
示，以A·h或mA·h为单位。 • 寿命和贮存期
14
镍氢电池
• 氢镍电池则是一种绿色镍金属电池，它的正负极分 别为镍氢氧化物和储氢合金材料，不存在重金属污 染问题，且在工作过程中不会出现电解液增减现象。
• 镍氢电池在比能量、比功率及循环寿命等方面都有 所提高，使用镍氢电池的电动汽车一次充电后的续 驶里程曾经达到过600公里，在欧美已实现了批量生 产和使用。
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3. 镍氢电池的应用
• 民用通讯电源，各种便携式设备电源、电动工具、 动力电源等。池的发展
31
22
镍氢电池的类型
• 氢-镍电池可分为高压氢-镍电池和低压氢-镍电池两 类。
• 上世纪七十年代，发展高压氢-镍电池（H2-NiOOH）电池； • 八十年代，掀起金属氢化物-镍电池（低压氢-镍电池）(MH-
NiOOH)的热潮； • 九十年代，镍氢电池（MH-NiOOH）进入产业化（日本三
洋）。
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电极反应的优势
金属氢化物镍(Ni-MH)电池材料
主要内容
• 电池概述 • 镍氢电池工作原理 • 镍氢电池的应用
2
原电池
• 通过氧化还原反应而产生电流的装置称为原电池
3
什么是电池？
• 通过电化学反应将电极材料的化学能直接转化为电 能的系统。
1799年，意大利物理学家伏特 （Volt）发明了人类历史上第一 套电池装置，划时代意义！
20
镍氢电池的组成
• 镍氢电池由氢氧化镍正极，储氢合金负极，隔膜纸， 电解液，钢壳，顶盖，密封圈等组成。
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。
21
镍氢电池工作原理
• 电池的充放电过程可以看作是氢原子或质子从一个 电极移到另一个电极的往复过程。
11
铅蓄电池工作原理
• 充电：正､负极板上的PbSO4还原为PbO2和Pb，电解液中的 H2SO4不断增多，电解液密度不断上升｡
• 放电：正极板上的 PbO2和负极板上的Pb都与电解液中 的 H2SO4反应生成硫酸铅(PbSO4),沉附在正､负极板上｡在这 个过程中,电解液中的H2SO4不断减少,电解液密度不断下降｡
伏特电堆
在该装置中，用浸泡在碱溶液中的布隔开两种金 属的堆积片，再以导线连接两端，产生电流。这 是我们今天所认识的电池的最初形式。
4
电池的历史
• 1836年，英国的Daniell发明锌─铜电池； • 1859年，法国的Plant试制成功铅酸蓄电池； • 1868年，法国的Leclanche研制成功锌—二氧化锰干电池； • 1895年琼格发明了镉-镍电池； • 1900年，爱迪生（Edison）研制成功铁-镍蓄电池； • 1988年，镍镉电池实现商品化； • 1992年，锂离子电池实现商品化； • 1999年，聚合物锂离子蓄电池进入市场。
27
正极材料的改性
• 常见的镍电极改性剂包括Co, Zn, Cd, Li, Al, Ti, Mg, Mn, Zr, Cu, In, Ca, Sr和Ba等金属离子、氧化物或者 氢氧化物。
1. 提高活性物质的利用率； 2. 提高放电电位； 3. 提高使用寿命； 4. 改善镍电极的使用性能和大电流放电能力。
6
电池
电池的分类
化学电池 物理电池
一次电池 二次电池 燃料电池 太阳能电池 电容器电池
热电池
生物电池
醇解电池 微生物电池
镉镍电池 镍氢电池 铅酸电池 锂离子电池
7
电池的条件
• 要实现化学能向电能的直接转换，电池必须满足以 下条件：
➢ 必须把化学反应中得失电子或电子对偏移的过程限制在正极和负极两 个区域进行；
• MH/Ni电池的正、负极上所发生的反应均属于固相 转变机制，不额外生成和消耗电解液组分，因此电 池的正、负极都具有较高的稳定性，可以实现密封 和免维护。
• MH/Ni电池一般采用负极容量过剩的配置方式，电 池在过充时，正极上析出的氧气可在金属氢化物电 极表面被还原成水；电极在过放时，正极上析出的 氢气又可被金属氢化物电极吸收，从而使得电池具 有良好的耐过充放能力。
• 燃料电池也不需要像其它电池那样进行长时间的充 电，它只需要像给汽车加油一样补充燃料即可。
17
燃料电池
• 它不需要燃烧、无转动部件、无噪声、运行寿命长、 可靠性高、维护性能好，实际效率能达到普通内燃 机的2至3倍，加之其最终产物又是水，真正达到清 洁、可再生、无排放的要求，是21世纪的首选能源。
5
1. 电池概述
• 定义：
➢ 一般狭义上的定义是将本身储存的化学能转成电能的装置， 广义的定义为将预先储存起的能量转化为可供外用电能的 装置。
• 分类
➢ 按电解液种类划分包括：碱性电池、酸性电池、中性电池、 有机电解液电池等；
➢ 按工作性质和贮存方式划分包括：一次电池、二次电池、 燃料电池等；
➢ 按电池所用正、负极材料划分包括：锌系列电池、镍系列 电池、铅系列电池、锂离子电池、二氧化锰系列电池、空 气（氧气）系列电池，如锌空电池等。
有序两种形式，
结晶完好的 Ni(OH)2具有较 完整的晶体结构
α-Ni(OH)2结构被 称为是湍层（或
涡旋）结构，层
间距不完全一致， 可以有多种NiO2 层间距共存
26
Utilization, %
Ni(OH)2的尺寸
100 95 90 85 80 0.2C 75 1.0C 70 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Average size, m
10
铅蓄电池
• 铅蓄电池正负电极分别为二氧化铅和铅，电解液为 硫酸。铅蓄电池由正极板群、负极板群、电解液和 容器等组成。
• 优点：可靠性好、原材料易得、价格便宜等优点，比功率能 满足电动汽车的动力性要求。
• 缺点；比能量低，所占的质量和体积太大，且一次充电行驶 里程较短；使用寿命短，使用成本过高。
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燃料电池
• 燃料电池由正负电极、催化层和电解质构成。 • 根据电解质的不同，燃料电池可分为磷酸型、质子
交换膜型、碱性型、熔融碳酸盐型和固体氧化物型 等几种。
19
2. 镍氢电池
• 镍氢电池（Ni-MH）是由镍镉电池（NiCd battery） 改良而来的，以能吸收氢的金属代替镉（Cd）。
• 相同的价格提供比镍镉电池更高的电容量，可达2900mAh • 较不明显的记忆效应，安全性高 • 较低的环境污染（不含有毒的镉） • 回收再用的效率比锂离子电池好，被称为是最环保的电池 • 镍氢电池具有较高的自放电效应，约为每个月30%
12
思考题
• 为什么汽车电瓶蓄电池不能用锂电池代替？
1. 安全性 2. 大电流 3. 低温性能 4. 成本
13
镍镉电池
• 这种电池以氢氧化镍（NiOH）及金属镉（Cd）作 为产生电能的化学品。
• 和铅酸电池相比，能够达到比能量55Wh/kg，比功 率200W/kg，循环寿命2000次，而且可以快速充电，