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鎳氫電池工作原理圖

鎳氫電池由氫氧化鎳正極,儲(chǔ)氫合金負(fù)極,隔膜紙,電解液,鋼殼,頂蓋,密封圈等組成。在圓柱形電池中,正負(fù)極用隔膜紙分開卷繞在一起,然后密封在鋼殼中的。在方形電池中,正負(fù)極由隔膜紙分開后疊成層狀密封在鋼殼中。

鎳氫電池工作原理圖

鎳氫電池組成:

負(fù)極材料:儲(chǔ)氫合金粉

正極材料:Ni(OH)2

單體電池電壓:1.2V

循環(huán)壽命500-1000次

鎳氫電池的電解質(zhì)主要為KOH作電解液(電解質(zhì)7moL/L KOH+15g/L LiOH)

鎳氫電池充電時(shí)

正極反應(yīng):Ni(OH)2+OH-→NiOOH+H2O+e-

負(fù)極反應(yīng):M+H20+e-→MH+OH-

總反應(yīng):M+Ni(OH)2→MH+NiOOH

鎳氫電池放電時(shí)

正極:NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-

負(fù)極:MH+OH-→M+H2O+e-

總反應(yīng):MH+NiOOH→M+Ni(OH)2

以上式中M為儲(chǔ)氫合金,MH為吸附了氫原子的儲(chǔ)氫合金。最常用儲(chǔ)氫合金為L(zhǎng)aNi5。

鎳氫電池過放電:

氫氧化鎳電極(正極)2H2O+2e->H2+2OH-

吸氫電極(負(fù)極)H2+20H-2e→2H20

過放電時(shí),電池總反應(yīng)的凈結(jié)果為零,由于在正極上產(chǎn)生的氫氣會(huì)在負(fù)極上新化合,同樣也保持了電池體系的穩(wěn)定。

鎳氫電池過充電:

氫氧化鎳電極(正極)OH-4e->2H2O+O2

吸氫電極(負(fù)極)H2O+O2+4e>4OH

氫氧化鎳電極全充電態(tài)時(shí)產(chǎn)生的氧氣,經(jīng)過擴(kuò)散在負(fù)極上重新化合為水。既保持了電池內(nèi)壓的恒定,同時(shí)又使電液濃度不致發(fā)生巨大變化。

鎳氫電池由氫氧化鎳正極,儲(chǔ)氫合金負(fù)極,隔膜紙,電解液,鋼殼,頂蓋,密封圈等組成。在圓柱形電池中,正負(fù)極用隔膜紙分開卷繞在一起,然后密封在鋼殼中的。在方形電池中,正負(fù)極由隔膜紙分開后疊成層狀密封在鋼殼中。

一、鎳氫電池的應(yīng)用

氫鎳電池應(yīng)用:民用通訊電源,各種便攜式設(shè)備電源、電動(dòng)工具、動(dòng)力電源等。小型綠色電源,替代鎘鎳電池。

氫氧化鎳電極全充電態(tài)時(shí)產(chǎn)生的氧氣,經(jīng)過擴(kuò)散在負(fù)極上重新化合為水。既保持了電池內(nèi)壓的恒定,同時(shí)又使電液濃度不致發(fā)生巨大變化。

MH/Ni電池的正、負(fù)極上所發(fā)生的反應(yīng)均屬于固相轉(zhuǎn)變機(jī)制,不額外生成和消耗電解液組分,因此電池的正、負(fù)極都具有較高的穩(wěn)定性,可以實(shí)現(xiàn)密封和免維護(hù)。

MH/Ni電池一般采用負(fù)極容量過剩的配置方式,電池在過充時(shí),正極上析出的氧氣可在金屬氫化物電極表面被還原成水;電極在過放時(shí),正極上析出的氫氣又可被金屬氫化物電極吸收,從而使得電池具有良好的耐過充放能力。

當(dāng)正極析出的氧擴(kuò)散到負(fù)極與氫發(fā)生反應(yīng)時(shí),不僅消耗負(fù)極的一部分氫,影響到負(fù)極的電極電位,而且釋放的熱量會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度顯著升高,從而加速電極反應(yīng)。

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