鎳氫電池原理及其優(yōu)點(diǎn)

導讀：本文主要介紹鎳氫電池原理及其優(yōu)點(diǎn)。

鎳氫電池以其比容量高、無(wú)記憶效應、耐過(guò)充放電性能強以及對環(huán)境友好等優(yōu)異性能，倍受人們的青睞，被譽(yù)為21世紀綠色環(huán)保電池。

鎳氫電池的正極主要活性物質(zhì)是Ni(OH)2，負極是儲氫合金，電解液是氫氧化鉀與氫氧化鈉的混合溶液。

鎳氫電池的電極反應

正極：Ni(OH)2 + OH- →（←）NiOOH + H2O +e-  φ(標準電極電位）= +0.49V

負極：M + H2O + e- →（←） MH + OH-φ（標準電極電位）= -0.829V                   

總反應：Ni(OH)2 + M→（←）NiOOH + MH

從上面的反應方程式中可以看出，充放電過(guò)程中發(fā)生的電化學(xué)反應，均屬于固相轉變機制，過(guò)程中不發(fā)生任何中間態(tài)的可溶性金屬離子，也無(wú)電解液組成的消耗和生產(chǎn)，所以鎳氫電池的充放電態(tài)內阻相差不大。

鎳氫電池過(guò)充過(guò)放反應

1、過(guò)充電

正極：4OH- → 2H2O+O2 +4e

負極： 2H2O+O2+4e → 4OH-

2、過(guò)放電

正極：2H2O+2e → H2 +2OH-

負極：H2+2OH- → 2H2O+2e

在過(guò)充和過(guò)放電過(guò)程中，由于儲氫合金粉的催化作用，可以消耗正極產(chǎn)生的氧氣和氫氣，從而使鎳氫電池具有耐過(guò)充過(guò)放電的能力。

在充電末期和過(guò)充電時(shí)，正極上析出的O2可以通過(guò)隔膜擴散到負極表面與氫復合，還原為H2O和OH-進(jìn)入電解液，從而避免或減輕了電池內部壓力積累升高的現象。否則，在電池過(guò)充時(shí)，MH電極又會(huì )產(chǎn)生大量氫氣，造成電池內壓上升；而在過(guò)放電時(shí)，正極上析出的H2通過(guò)隔膜擴散到負極表面可以被MH迅速吸收，否則，在電池過(guò)放電時(shí)，MH電極上會(huì )析出O2,從而使MH合金被氧化。

鎳氫電池的優(yōu)點(diǎn)

1、容量高，為各類(lèi)型Cd/Ni電池的1.5-2倍；

2、不含有害元素Hg、Cd等，稱(chēng)為綠色電源；

3、有與Cd-Ni電池幾乎相同的工作電壓，二者同型號電池可以互換使用；

4、Cd-Ni電池的生產(chǎn)設備大多容易轉用于MH/Ni電池；

5、MH/Ni電池目前正處于產(chǎn)業(yè)化，還處于開(kāi)發(fā)階段，前景廣闊。特別是我國可開(kāi)采稀土資源占世界80%，開(kāi)發(fā)稀土系儲氫合金有成本低的優(yōu)勢   。   

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