镍氢电池结构
镍氢电池的工作原理
镍氢电池的工作原理
镍氢电池（Nickel-Metal Hydride，NiMH）是一种高性能充电电池，也是目前应用最广泛的可重复使用电池之一。
它的核心部件是电化学反应中的正极、负极及电解液等。
镍氢电池的工作原理是通过正极的氢化物和负极的氢氧化物在电解液中进行氧化还原反应，从而实现电能的储存和释放。
镍氢电池的正极采用的是氧化镍，负极则以贮氢合金为主，电解液为氢氧化钾或氢氧化锂等。
在放电过程中，电解液中的离子会通过正极和负极之间的隔膜向对方移动，发生氧化还原反应。
正极的氧化镍会释放出电子，生成氢化镍，而负极的贮氢合金则会吸收电子，放出氢气，生成氢化物。
这样在整个电池中就形成了一种反应链，电子在正负极之间流动，离子在电解液中循环，从而释放出电能。
在充电过程中，电池与放电过程相反，其核心原理是反向反应，即电池正负极所发生的反应被逆转。
通过外源电源施加电压，将电子从负极移动到正极，使负极的贮氢合金重新吸收氢气并氧化生成氢氧化钾或氢氧化锂等离子体，而正极的氢化物则被还原成氧化镍。
这个过程是一个可逆的过程，可以循环多次，实现电能的储存和释放。
总之，镍氢电池的工作原理是通过电解液中的反应链，将正负极之间的氧化还原反应与电子的流动结合起来，实现电能的储存和释放。
它具有高能量密度、长寿命、低自放电率等优点，是电子产品、电动汽车、储能系统等领域的重要应用之
一。
关于镍氢电池的构造及其充放电曲线
关于镍氢电池的构造及其充放电曲线镍氢电池构造镍氢电池充放电曲线graph1:充电曲线（charging curve）graph2:放电曲线（Discharging curve）graph3:不同温度下的放电曲线（Discharging curve at Different Temp.）graph4:不同温度下的放电容量（Discharge Capacity Vs，Ambient Temperatature）graph5:容量维持特性（Capacity Retention）graph6:循环寿命（Cycle Life）镍氢特性電壓 =能量∕重量 = 30-80 Wh/kg （瓦特小時/千克）即 108-880kJ/kg （千焦耳/千克）能量∕體積 = 140-300 Wh/L （瓦特小時/公升）即 504-1188kJ/kg （千焦耳/千克）自放電率 = 一般為每月 30%，低自放電型號為每年15-30%充放電循環次數 = 500 -1000次NiMH蓄电池具有较好的低温放电特性，即便在－20℃环境温度下，采纳大电流(以1C放电速度)放电，放出的电量也能达到标称容量的85％以上。
可是，NiMH电池在高温(＋40℃以上)时，蓄电容量将下降5～10％。
这种由于自放电(温度越高，自放电率越大)而引发的容量损失是可逆的，几回充放电循环就能够恢复到最大容量。
NiMH电池的开路电压为，与NiCd 电池相同。
镍氢电池保养与利用1.一样情形下，新的镍氢电池只含有少量的电量，大伙儿购买后要先进行充电然后再利用。
但如果是电池出厂时刻比较短，电量很足，推荐先利用然后再充电。
2.新买的镍氢电池一样要通过3-4次的充电和利用，性能才能发挥到最正确状态，很多朋友第一次充电碰着的小问题，例如第一次充电后拍PP数量没有想象的那么多呀？在3-4次充电和利用后就都迎刃而解了。
3.尽管镍氢电池的经历效应小，仍然推荐大伙儿尽可能每次利用完后再充电，而且是一次性充满，不要充一会用一会然后再充。
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。
2-2 镍氢碱性动力电池的结构、原理及应用【新能源汽车动力电池结构与检修】
教学目标 主要内容 学习小结 学习检测
教学重点：镍镉、镍氢电池的性能特点及应用 教学难点：镍镉、镍氢电池的储能原理
教学目标 主要内容 学习小结 学习检测
学习任务
1.碱性电池的结构和储能原理 2.镍镉、镍氢电池的工作特性 3.镍氢、镍镉电池的实际应用
一、碱性电池的结构和储能原理
碱性电池包含的电池类型广泛，现阶段在电动 车辆上应用最多的是镍氢电池。该种电池技术 成熟、比功率大、无记忆效应，是混合动力电 动汽车用动力电池的主体。
2、镍氢电池
(3)结构特点：
镍氢电池放电时，正极上NiOOH得到电子还原成为Ni(OH)2；负极金 属氢化物 (MHx)内部的氢原子扩散到表面形成吸附态氢原子，接着再 发生电化学反应生成水和储氢合金。在镍氢电池出现过放电时，正 极活性物质中的NiOOH已经消耗完了，这时正极上会发生水分子被还 原为氢和OH-离子。负极上由于储氢合金的催化作用，使OH-离子与 氢反应又生成水。 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。
2、镍氢电池
镍氢(MH-Ni)电池是在Ni-Cd电池的基础上发展起来的，相对于 镍镉电池，其最大的优点是环境友好．不存在重金属污染。民用 镍氢电池又是以航天用高压镍氢电池为基础，由于高压镍氢电池 采用高压氢，而且还需要用贵金属作催化剂，这就很难为民用所 接受。自20世纪70年代中期，研究者开始探索民用的低压氢镍电 池。镍氢电池于1988年进入实用化阶段，1990年在日本开始规模 生产。
2、镍氢电池
（2）镍氢电池工作原理 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．电化学反应如下：
双极镍氢电池工作原理
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镍氢电池的工作原理
镍氢电池的工作原理
镍氢电池是一种重要的蓄电池，它具有高能量密度、长循环寿命、无污染等优点，因此在电动汽车、储能系统等领域得到了广泛的应用。
那么，镍氢电池是如何工作的呢？接下来，我们将深入探讨镍氢电池的工作原理。
首先，镍氢电池由正极、负极、电解质和隔膜组成。
正极由氢氧化镍组成，负极由金属氢化物组成，电解质一般采用氢氧化钾或氢氧化锂溶液，隔膜则用于隔离正负极，防止短路。
在充放电过程中，镍氢电池的工作原理如下，首先，当进行充电时，外部电源提供电流，正极的氢氧化镍发生氧化反应，负极的金属氢化物发生还原反应，同时电解质中的离子在正负极之间移动，形成氢氧化镍和金属氢化物之间的化学反应，将电能转化为化学能储存起来。
而在放电过程中，当外部负载接入时，储存在电池中的化学能被释放出来，正极的氢氧化镍发生还原反应，负极的金属氢化物发生氧化反应，电解质中的离子再次在正负极之间移动，化学能转化为电能输出。
此外，镍氢电池的工作原理还与其内部材料的特性密切相关。
氢氧化镍具有良好的电化学性能和储氢能力，金属氢化物具有高的储氢容量和热稳定性，电解质和隔膜的选择也会影响电池的性能。
总的来说，镍氢电池的工作原理是通过正负极之间的化学反应将电能转化为化学能进行储存，再将化学能转化为电能输出。
在这个过程中，正极和负极的材料特性以及电解质和隔膜的作用起着至关重要的作用。
综上所述，镍氢电池的工作原理是一个复杂而精密的过程，它的性能和稳定性受到诸多因素的影响。
通过深入理解镍氢电池的工作原理，我们可以更好地利用和维护镍氢电池，推动其在电动汽车、储能系统等领域的广泛应用。
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。
新能源汽车技术(项目模块二任务三)
项目模块二 电动汽车动力电池
• 课后复习 任务三 镍氢电池结构和原理 • 问题 • 各类镍氢电池的具体结构是如何布置的？ • 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 • （4）隔膜 石棉膜和氧化锆布。 • 具有热稳定性和具有贮存电解液的作用。
项目模块二 电动汽车动力电池
• 课后复习 任务三 镍氢电池结构和原理 • 问题 • 各类镍氢电池的具体结构是如何布置的？ • 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 • （4）隔膜 石棉膜和氧化锆布。 • 具有热稳定性和具有贮存电解液的作用。
新能源汽车技术
项目模块二 电动汽车动力电池
任务一 概述 任务二 铅酸蓄电池结构和原理 任务三 镍氢电池结构和原理 任务四 锂离子电池结构和原理 任务五 蓄电池管理系统
项目模块二 电动汽车动力电池
• 课前预习 任务三 镍氢电池结构和原理 • 问题 • 镍氢电池基本结构。
项目模块二 电动汽车动力电池
氧化锆布能够透过气体，称为双功能隔膜。
项பைடு நூலகம்模块二 电动汽车动力电池
• 课后复习 任务三 镍氢电池结构和原理 • 问题 • 各类镍氢电池的具体结构是如何布置的？ • 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 • （4）隔膜 石棉膜和氧化锆布。 • 具有热稳定性和具有贮存电解液的作用。
• 课前预习 任务三 镍氢电池结构和原理 • 问题 • 镍氢电池基本结构。 • 电池组成： (–)MH︱KOH︱NiOOH(+) • 负极材料：储氢合金粉 • 正极材料：Ni(OH)2 • 单体电池电压：1.2V • 循环寿命500-1000次 • 与镉镍蓄电池相比优点： • 比能量高，为其1.5-2倍；绿色环保；
镍氢电池过充反应原理(一)
镍氢电池过充反应原理(一)镍氢电池过充反应1. 引言随着科技的发展，镍氢电池被广泛应用于手机、电动车等电子设备中，但过充反应是其使用过程中的一个重要问题。
本文将从淺入深地解释镍氢电池过充反应的相关原理。
2. 镍氢电池原理镍氢电池是一种可充电电池，其正极由氢化镍（NiOOH）构成，负极由金属氢化物（MH）构成，电解液为碱性电解液。
在充电过程中，电子从外部电源流入电池，氢离子从电解液中析出，并脱除电子与金属氢化物反应生成氢气和金属。
当放电时，氢离子和金属反应，释放出电子并再次与氧化镍反应。
3. 过充反应的原因过充反应是指在充电时，电池因为充电电压过高或充电时间过长而发生异常情况。
过充反应的主要原因如下：•充电电压过高：过高的充电电压会导致电解液的水分分解产生氧气，进而导致电池内压力升高。
在极端情况下，电池容器可能会破裂或爆炸。
•充电时间过长：过长的充电时间会导致电池内部化学反应不可逆转，并产生过多的金属氢化物，降低了电池的容量和使用寿命。
4. 过充反应的危害过充反应对镍氢电池的性能和安全性产生负面影响，主要表现为以下几方面：•降低电池容量：过充反应会导致电池内部材料的破坏和氧化，使得电池容量减少，影响了使用时间和续航能力。
•缩短电池寿命：过充反应会导致电池内部材料的退化，加速了电池的老化过程，减少了电池的寿命。
•安全风险：过高的内部压力可能引起电池的破裂或爆炸，对使用者构成安全威胁。
5. 预防过充反应的方法为了避免过充反应的发生，可以采取以下预防措施：•控制充电电压：设置合理的充电电压上限，避免过高的充电电压。
•适当控制充电时间：合理控制充电时间，避免过长的充电时间。
•使用保护电路：在电池内部添加保护电路，以监测电池的电压、电流和温度，确保电池工作在安全范围内。
•选择正规厂家的电池：购买正规厂家生产的镍氢电池，质量有保障，减少过充反应的风险。
6. 结论镍氢电池过充反应是使用过程中需要关注的重要问题，过高的充电电压和过长的充电时间可能会导致电池性能下降和安全风险。
镍氢电池的化学原理及工艺流程
镍氢电池的化学原理及工艺流程镍氢电池的化学原理镍氢电池采用Ni的氧化物作为正极，储氢金属作为负极，碱液(主要为KOH)作为电解液.圆柱形和方形镍氢电池电化学原理和化学反应相同：充电时，正极：Ni(OH)2– e-+OH-→NiOOH+H2O负极：MHn+ne-→M+n/2 H2放电时，正极：NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-负极：M+n/2 H2→MHn+ne-。
镍氢电池的放电效率在低温会有显著的降低(如低于-15℃)，而在-20℃时，碱液达到起凝固点，电池充电速度也将大大降低。
在低温充电低于0℃会增大电池内压并可能使安全阀开启。
为了有效充电，环境温度范围应在5-30℃之间，一般充电效率会随温度的升高而升高，但当温度升到45℃以上，高温下充电电池材料的性能会退化，电池的循环寿命也将大大缩短。
圆柱形Ni-MH电池只采用金属电池槽，一是因为电池槽本身与金属氢化物负极连接在一起，可以作为负极极端；二是因为许多应用要求能够快速充电，气体发生复合反应时，电池的内压很高，只有金属容器可以承受这种压力，而且不会发生太大的变形。
最后金属电池槽聚砜密封环翻边与电池盖密封，这种方法成本低，易于生产，而且可靠。
工艺流程：(以SC型为例1.配方1.1正极：氢氧化镍(2.1.1和2.2.3)氧化钴(可以形成导电网络，弥补氢氧化镍与金属集流体间较大的间距以及氢氧化镍本身电导率较低的不足)添加剂1.2负极：贮氢合金粉(3.1有具体讨论)添加剂1.3电解质：30%的KOH水溶液17g/L的LiOH NaOH(为提高高温充电效率，将部分KOH替换为NaOH，但是会加重对金属氢化物活性物质的腐蚀，降低循环寿命)2.正极制备2.1烧结式2.1.1调浆：纤维镍+导电剂CoO+CMC(2.5%)或MC+PVB造孔剂2.1.2拉浆：将膏状物涂覆到基板(如冲孔镍带)2.1.3烘干(挥发黏结剂)(75℃)2.1.4在氮气/氢气环境下高温煅烧(880℃，烧结速度90m/h)2.1.5化学浸渍或电化学浸渍(将NiOH沉积到烧结骨架中)Ni(NO3)2浸渍密度1.62-1.65g/c㎡，含3%-5%Co(NO3)2增重[(1.72-1.80)±0.007]g/cm2 2.1.6浸渍后的电极用电化学充/放电工艺进行预活化2.1.7逆向水洗2.1.8烘干(75℃)2.1.9电极软化(成型厚0.58±0.05mm)2.1.10极耳点焊主要设计参数：纤维镍骨架的强度和孔径氢氧化镍活性物质的化学组成活性物质的载入有害物质(硝酸盐、碳酸盐等)的含量2.2涂膏式2.2.1泡沫镍基板制备用电沉积或化学蒸汽沉积工艺。
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镍氢电池结构
镍氢电池是一种新型的高性能电池，它由正极、负极、隔离膜、
电解液和外壳组成。正极由氢化镍、钴、铁、锰等金属的混合物制成，
负极使用锂合金或其他材料，隔离膜是一种特殊的聚合物薄膜，电解
液是一种碱性液体，外壳则是由金属或塑料制成的容器。
镍氢电池具有高能量密度、长寿命、低自放电率和环保等优点，
被广泛应用于无线通信、电动车、太阳能和风能储能等领域。随着科
技的发展，镍氢电池的结构不断改进，可以实现更高的放电倍率、更
长的使用寿命和更高的稳定性。
目前，镍氢电池已成为一种重要的可再生能源储存技术，未来将
继续得到广泛的应用和发展。