电池之都关于镍氢电池具有哪些安全性分析

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电池之都关于镍氢电池具有哪些安全性分析

电池之都关于镍氢电池具有哪些安全性分析:


镍氢电池的主要特性有六个:体现工作特性的充电特性与放电特性,体现贮存特性的自放电特性与长时刻贮存特性,体现归纳的循环寿数特性与安全特性。它们都决定于电池结构,体现于所在环境,显著特色是受温度与电流影响巨大。


1、充电特性:当镍氢电池充电电流增大和(或)充电温度下降时会导致电池充电电压上升。一般在0℃~40℃之间的环境温度下选用不大于1C的恒定电流充电,而在10℃~30℃之间充电能获得较高的充电功率。


如果经常在高温或低温环境中对电池充电,会导致动力电池功用的下降,关于0.3C以上的快速充电,充电控制措施是必不可少的。重复的过充电也会下降电池的功用,所以,高低温以及大电流充电的保护措施一定要到位。


2、放电特性:镍氢电池的放电平台是1.2V,电流越大,温度越低,电池放电电压和放电功率都会下降,电池的最大连续放电电流为3C。


电池的放电截止电压一般设定在0.9V,IEC标准充放电形式设定为1.0V,由于,1.0V以下一般还可以提供稳定的电流,而0.9V以下还可以提供略小一些的电流,因而,镍氢电池的放电截止电压可以看作0.9V~1.0V的一个电压区间,有些电池则可以下标到0.8V。一般情况下,如果截止电压设定得太高,则电池容量不能被充分利用,反之,则简单引起电池过放。


3、自放电特性:是指电池足够电开路寄存时容量丢失的现象,自放电特性主要受环境温度的影响,温度越高,电池寄存后容量丢失越大。


4、长时刻寄存特性:主要是指镍氢电池的电量康复能力。通过较长时刻(如一年)寄存后运用时,电池的容量或许会比寄存前的容量小,但通过几回充放循环后,电池能康复到寄存前的容量。


5、循环寿数特征:镍氢电池的循环寿数受充放电准则、温度和运用方法的影响。依照IEC标准充放电时,一次彻底充放电就是镍氢电池的充电周期,屡次的充电周期就构成了循环寿数,镍氢电池的充放电循环可以超过500次。


6、安全性:镍氢电池的安全功用是电池规划中较好的,这当然与其所选用的物质资料有关,也与其结构有密不可分的联系。在运用进程中,如果电池运用不正当形成过充、过放、短路,而促进电池内部压力升高,这时,一个可康复的安全阀将会打开,就可以起到下降内部压力,然后防止电池爆破的效果。


镍氢电池是一种功用杰出的蓄电池。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。镍氢电池作为氢动力运用的一个重要方向越来越被人们留意。


由于化石燃料在人类大规模开发利用的情况下越来越少,近年来,氢动力的开发利用日益受到重视。镍氢电池作为氢动力运用的一个重要方向越来越被人们留意。尽管镍氢电池确实是一种功用杰出的蓄电池,但航天用镍氢电池是高压镍氢电池(氢压可达3.92MPa,即40kg/cm2),这样的高压力氢气贮存在薄壁容器内运用简单爆破,而且镍氢电池还需要贵金属做催化剂,使它的本钱变得很贵,这就很难为民用所接受,因而,国外自70年代开始探索民用的低压镍氢电池。镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。高压镍氢电池是20世纪70年代初由美国的M.Klein和J.F.Stockel等首先研发。用镍氢电池代替镉镍电池并运用于各种卫星上的趋势现已形成。


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。活性物质构成电极极片的工艺方法主要有烧结式、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、大电流放电功用上存在较大差异,一般依据运用条件不同的工艺出产电池。通讯等民用电池大多选用拉浆式负极、泡沫镍式正极构成电池。充放电化学反应如下[1]:


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;反应式从左到右的进程为充电进程;反应式从右到左的进程为放电进程。


充电时正极的Ni(OH)2和OH-反应生成NiOOH和H2O,一起释放出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-从头生成Ni(OH)2和OH-。电池的标准电动势为1.319V。


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色:(1)电池电压为1.2~1.3V,与镉镍电池适当;(2)能量密度高,是镉镍电池的1.5倍以上;(3)可快速充放电,低温功用杰出;(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,无回忆效应等。[1]


高压镍氢电池具有如下特色:(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。具有杰出的比特性。其质量比容量为60A·h/kg,是镉镍电池的5倍。(2)循环寿数长,可达数千次之多。(3)全密封,保护少。(4)低温功用优秀,在-10℃时,容量没有显着改变。


镍氢电池在运用时应留意保护。


(1)运用进程忌过充电。在循环寿数之内,运用进程切忌过充电,这是由于过充电简单使正、负极发作胀大,形成活性物脱落和隔膜损坏,导电网络损坏和电池欧姆极化变大等问题。


(2)防止电解液蜕变。在镍氢电池循环寿数期,应抑制电池析氢。


(3)镍氢电池的寄存。保存镍氢电池应在足够电后,如果在电池中没有贮存电能的情况下长时刻保存电池,将使电池负极储氢合金的功用削弱,并导致电池寿数减短。


(4)电量用尽后充电。镍氢电池和镍镉电池相同,都有“回忆效应”,即如果放电途中在电池还残存电能的状态下重复充电运用,电池很快就不能用了。

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