鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年06月27日
鎳氫電池知識概括
鎳氫電池是由氫離子和金屬鎳合成,電量儲藏比鎳鎘電池多30%,比鎳鎘電池更輕,運用壽數(shù)也更長,而且對環(huán)境無污染。鎳氫電池的缺點是價格比鎳鎘電池要貴許多,功能比鋰電池要差。
鎳氫電池中的“金屬”部分實踐上是金屬氫化物。
用在鎳氫電池的制造上,它們首要分為兩大類。最常見的是AB5一類,A是稀土元素的混合物(或許)再加上鈦(Ti);B則是鎳(Ni)、鈷(Co)、錳(Mn),(或許)還有鋁(Al)。而一些高容量電池的“含多種成分”的電極則首要由AB2構成,這里的A則是鈦(Ti)或許釩(V),B則是鋯(Zr)或鎳(Ni),再加上一些鉻(Cr)、鈷(Co)、鐵(Fe)和(或)錳(Mn)。所有這些化合物扮演的都是相同的角色:可逆地構成金屬氫化物。電池充電時,氫氧化鉀(KOH)電解液中的氫離子(H+)會被釋放出來,由這些化合物將它吸收,防止構成氫氣(H2),以堅持電池內(nèi)部的壓力和體積。當電池放電時,這些氫離子便會經(jīng)由相反的進程而回到原來的地方。
作業(yè)原理
充電
當快速充電時,能夠透過充電器內(nèi)的微電腦去防止電池過充的狀況產(chǎn)生。如今的鎳氫電池含有一種催化劑,能夠及時的解除因為過充所形成的風險。2H2+O2--催化劑-->2H2O
可是這個反響只要從過充開始的時刻算起的C÷10小時內(nèi)有效(C=電池標示的容量)。當充電程序開始后,電池的溫度會上升的很明顯,有些極速充電器(低于1小時)內(nèi)含風扇來防止電池過熱。
有的廠商以為:運用一些簡單的恒流(且電流要?。┏潆娖?,不論有沒有計時器,都能夠安全地為鎳氫電池充電,答應的長時刻充電電流為C/10h(電池的標稱電量除以10小時)。實踐上,一些造價低價的無線電話基地臺和最便宜的電池充電器正是這樣作業(yè)的。雖然這或許是安全的,但對電池的壽數(shù)或許會有不良影響。根據(jù)松下公司(Panasonic)的《鎳氫電池充電攻略》:長時間運用涓流辦法(以很小的電流長時刻充電)充電有或許導致電池損壞;為了防止損傷電池,涓流充電的電流應限制在0.033×C每小時到0.05×C每小時之間,最長充電時刻為20小時。
對于鎳氫電池的長時間保養(yǎng)來說,運用低頻脈沖-大電流的的充電辦法要比運用涓流充電辦法更能堅持好電池狀態(tài)。
新買回來的,或許是長時刻未運用的鎳氫電池,需求一段“激活”時刻來回復電池電量。因而,一些新的鎳氫電池需求通過幾回充電-放電循環(huán)才能到達它們的標稱電量。電池充電時,要留意充電器周圍的散熱,太故意用什么風扇吹沒有什么必要,但要留意的是充電器周圍不要放置太多雜物。一般用戶在運用電池的進程中,電池往往沒有專用的寄存包;用戶在替換電池后,會習慣性的把電池隨手放好,而不論所放的地方是否潔凈、濕潤。這樣的結果便是電池簡單弄臟、觸點易與金屬物如鑰匙等觸摸和簡單受潮,而這些都是電池的大敵。主張:用戶應該設置一個電池專用放置點,并堅持電池的清潔。
放電
在電池的運用進程中,也有必要小心。對于串聯(lián)在一同的幾顆電池(比方數(shù)碼相機中4顆AA電池的一般排列辦法),要防止電池徹底耗盡電能,進而發(fā)作“反向充電”(Reversecharging)。這會對電池產(chǎn)生不行挽回的危害。不過,一般這些設備(比方之前提到的數(shù)碼相機)能夠檢測串聯(lián)電池的放電電壓,當它下降到必定程度時,便自動關閉,以保護電池。單顆電池并不會有以上的風險,只會一向放電,直到電壓為0。這不會對電池形成危害,實踐上,周期性地將電放完然后再充溢有利于堅持電池的容量與質(zhì)量。
鎳氫電池具有較高的自放電效應,約為每個月30%或更多。這要比鎳鎘電池每月20%的自放電速率高。電池充得越滿,自放電速率就越高;當電量下降到必定程度時,自放電速率又會稍微下降。電池寄存處的溫度對自放電速率有十分大的影響。正因如此,長時刻不必的鎳氫電池最好是充到40%的“半滿”狀態(tài)。
低自放電效應的鎳氫電池在2005年推出市面,出產(chǎn)商聲稱在20℃室溫寄存一年后仍可保存70至85%電量,而且能夠以一般的鎳氫電池充電機進行充電。某些低自放電效應的鎳氫電池在低溫下有比堿性電池及鋰離子電池更佳的放電特性。
應用
消費性電子產(chǎn)品
鎳氫電池被普及地應用在消費性電子產(chǎn)品中。
老式的鎳氫電池因為自放電的原故,會在充電后數(shù)月甚至數(shù)星期內(nèi)失掉電量,只可應用于短時刻內(nèi)需求電力的用途。如家電用品的紅外線搖控器或時鐘一類并不適合。
新式的低漏電鎳氫電池根本上已經(jīng)能夠取代在絕大部份本來運用堿性電的用途上。唯獨是一些比較老式及低耗電量的電子產(chǎn)品(例如老式的收音機)因為電壓問題而在運用鎳氫電池時功能會有所下降。
遙控玩具
一些功率特別大的鎳氫電池,其容量、輸出電池及功率比鎳鎘電池大,所以在電動遙控玩具(例如遙控車)上取代了鎳鎘電池。
混合動力車輛
大功率的鎳氫電池也運用在油電混合動力車輛中,最佳的比方便是豐田的prius,該車運用了特別的充放電程序,使電池充放電壽數(shù)可足夠車輛運用十年。其他運用鎳氫電池的混合動力車輛包含有:
本田洞悉者
福特轎車的FordEscape
雪佛蘭的ChevroletMalibu
本田的HondaCivicHybrid
純電池動力車
雖然在重量上比鋰離子電池重,但仍然有部份純電池動力車運用鎳氫電池,例如:
通用轎車的HondaCivicHybrid
本田的HondaEVPlus
福特轎車的FordRangerEV
Vectrix
能量再生體系
松下日前介紹了選用鎳氫充電電池的怠速中止車用能量再生體系,該體系是在一般裝備的鉛蓄電池的基礎上組合運用鎳氫充電電池,將減速時產(chǎn)生的能量存儲在鎳氫充電電池中再利用,這樣不但能進步燃效,還能減輕鉛蓄電池的負擔,延長鉛蓄電池的壽數(shù)。將來,還將實現(xiàn)不僅對車載電裝品供電,還將實現(xiàn)為輔助驅動的起動馬達供電,由此有望進一步進步燃效。
分類
(1)鉛酸蓄電池
鉛酸電池閥控式免保護鉛酸電池的根本結構如圖所示。它由正負極板、隔板、電解液、安全閥、氣塞、外殼等部分組成。正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛(PbO2),負極板上的活性物質(zhì)為海綿狀純鉛(Pb)。電解液由蒸餾水和純硫酸按必定份額制造而成。電池槽中裝入必定密度的電解液后,因為電化學反響,正、負極板間會產(chǎn)生約為2.1V的電動勢。新鉛酸電池初次運用時,有必要先充溢電。如選用0.1C充電速率充電,大約需求55~75小時。蓄電池正常運用放完電后,應當即充電。一般選用的辦法有:(1)分級定流充電法;(2)低壓恒壓充電法(帶負載充電);(3)快速充電法??焖俪潆姷某醭鋾r刻不超越5小時,正常充電時刻可縮短到1小時左右。
(2)堿性蓄電池
鎳鎘電池NiCd電池正極板上的活性物質(zhì)由氧化鎳粉和石墨粉組成,石墨不參加化學反響,其首要作用是增強導電性。負極板上的活性物質(zhì)由氧化鎘粉和氧化鐵粉組成,氧化鐵粉的作用是使氧化鎘粉有較高的分散性,防止結塊,并增加極板的容量?;钚晕镔|(zhì)別離包在穿孔鋼帶中,加壓成型后即成為電池的正負極板。極板間用耐堿的硬橡膠絕緣棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板隔開。電解液一般用氫氧化鉀溶液。與其它電池比較,NiCd電池的自放電率(即電池不運用時失掉電荷的速率)適中。NiCd電池在運用進程中,假如放電不徹底就又充電,下次再放電時,就不能放出全部電量。比方,放出80%電量后再足夠電,該電池只能放出80%的電量。這便是所謂的回憶效應。當然,幾回完好的放電/充電循環(huán)將使NiCd電池康復正常作業(yè)。因為NiCd電池的回憶效應,若未徹底放電,應在充電前將每節(jié)電池放電至1V以下。
鎳氫電池NiMH電池正極板資料為NiOOH,負極板資料為吸氫合金。電解液一般用30%的KOH水溶液,并加入少數(shù)的NiOH。隔膜選用多孔維尼綸無紡布或尼龍無紡布等。NiMH電池有圓柱形和方形兩種。NiMH電池具有較好的低溫放電特性,即使在-20℃環(huán)境溫度下,選用大電流(以1C放電速率)放電,放出的電量也能到達標稱容量的85%以上??墒?,NiMH電池在高溫(+40℃以上)時,蓄電容量將下降5~10%。這種因為自放電(溫度越高,自放電率越大)而引起的容量丟失是可逆的,幾回充放電循環(huán)就能康復到最大容量。NiMH電池的開路電壓為1.2V,與NiCd電池相同。
NiCd/NiMH電池的充電進程十分相似,都要求恒流充電。兩者的差別首要在快速充電的終止檢測辦法上,以防止電池過充電。充電器對電池進行恒流充電,一起檢測電池的電壓和其它參數(shù)。當電池電壓緩慢上升到達一個峰值,對NiMH電池快速充電終止,而NiCd電池則當電池電壓第一次下降了一個-△V時終止快速充電。為防止損壞電池,電池溫度過低時不能開始快速充電,電池溫度Tmin低于10℃時,應轉入涓流充電辦法。而電池溫度一旦到達規(guī)定數(shù)值后,有必要當即中止充電。
用LiCoO2復合金屬氧化物在鋁板上構成陽極,用鋰碳化合物在銅板構成陰極,極板間刺進有亞微米級微孔的聚烯烴薄膜隔板,電解液為有機溶劑。為防止運用不當形成電池損壞,在鋰離子電池內(nèi)設有3種安全組織:(1)正溫度系數(shù)元件(PTC)。當電池內(nèi)的溫度過高,PTC的阻值隨之上升,會自動將陰極引線與陰極之間電路堵截;(2)特殊資料的隔板。當電池內(nèi)溫度上升到必定數(shù)值時,隔板上微孔會自動溶解掉,從而使電池內(nèi)的反響中止;(3)安全閥。當電池內(nèi)部壓力升高到必定數(shù)值時,安全閥將自動打開。
鋰電池易受到過充電、深放電以及短路的危害。單體鋰離子電池的充電電壓有必要嚴厲限制。充電速率一般不超越1C,最低放電電壓為2.7~3.0V,如再繼續(xù)放電則會損壞電池。鋰離子電池以恒流通恒壓辦法進行充電。選用1C電流充電至4.1V時,充電器應當即轉入恒壓充電,充電電流逐漸減小,當電池足夠電后,進入涓流充電進程。為防止過充電或過放電,鋰離子電池不僅在內(nèi)部設有安全組織,充電器也有必要采納安全保護措施,以監(jiān)測鋰離子電池的充放電狀態(tài)。
隨著新資料、新工藝的出現(xiàn),更為先進經(jīng)用的可再充電電池也在不斷出現(xiàn)。國外最新開發(fā)的固態(tài)聚合物(電解質(zhì))Li離子電池、Li金屬電池,不僅解決了漏液問題,而且電池的容量更大,體積更小,更為安全可靠。它們必將成為極有潛力的新一代電池產(chǎn)品。
(3)低溫鎳氫電池
低溫鎳氫電池是一種習慣-40℃低溫環(huán)境運用的,具有我國自主知識產(chǎn)權的鎳-氫電池,在2000年5月16日研制成功。它是由中科院長春應用化學研究所稀土化學與物理開放實驗室的科技人員,利用多年研制的新式MH-Ni電池低溫負極資料,委托深圳格瑞普電池有限公司制作出來的AA型和D型電池。經(jīng)實踐檢測,AA型電池在室溫充電,在-40℃的環(huán)境下放置8小時以后,以0.2C在-40℃放電,其電池容量為室溫容量的50%以上,徹底可滿足運用要求;而平等溫度條件下的一般MH-Ni電池容量僅為室溫的1/10,徹底不能運用。D型電池的低溫功能現(xiàn)在正在檢測當中。-40℃應用的鎳-氫電池的問世,填補了我國動力領域的一項空白。
選型攻略
1、一般用戶在購買鎳氫電池時,常常會忽略電壓的問題。例如,一塊3.6V,1200mA的電池與一塊7.2V,900mA的電池比較,許多用戶會挑選1200mA的電池,因為mA越高,標明它在每小時能夠釋放的電量越多。但事實的狀況卻不是這樣,假如單就兩者的運用時刻來說,其實第二塊電池,便是是7.2伏900mA的這塊電池電量更足夠一些,用句不太恰當?shù)谋确?,這叫做”細水長流”,雖然單位時刻輸出電量小,但因其電壓比第一塊電池高許多,因而運用壽數(shù)也要強過第一塊電池。所以,在輸出毫安數(shù)相差不大的狀況下,主張購買電壓更高的可充鎳氫電池以獲得更長的運用時刻(當然一起也要參照機器額外電壓大?。?。
2、鎳氫電池的”要害本質(zhì)”其實在于其運用的電芯,現(xiàn)在比較優(yōu)秀的電芯仍然是日本廠商出產(chǎn)的。所以在條件答應的狀況下,用戶應該優(yōu)先考慮購買選用進口電芯的充電電池。
保護保養(yǎng)
1.鎳氫電池有必要在剛剛買回來的時分把電池里的電量放凈(空腹充電),衡量鎳氫電池的容量是否正常一般需求3~5次左右,電池里的帶粒子才會被徹底激活。
2.嚴厲按照說明書上的時刻操控鎳氫電池的充電時刻(沒有所謂的充10~24小時),告訴你是8個小時,就充電8個小時(時刻操控在1小時范圍左右),超出這個范圍(電池過度放電)會使電池的帶電粒子功能嚴重下降,或發(fā)作不行逆轉的容量丟失。
3.鎳氫電池具有回憶,要徹底放電后再充。
4.運用原裝或相同品牌的充電器,不同品牌的電池和充電器盡量不要一同運用。
5.不同電量和不同容量的鎳氫電池不能放在一同充電。
6.假如你一次買了4節(jié)電池,而相機一次運用2節(jié),有必要要分組運用(例如:1和2在一同/3和4在一同),這樣能夠防止不同容量的電池在一同充電。
7.長時刻不必的鎳氫電池,最好充溢電放置,下次運用的時分再充溢就能夠。
8.冬季運用的時分,盡或許多備幾塊鎳氫電池,以防氣候的原因形成電池電量缺乏(主張氣溫-17度)。
9.鎳氫電池不能磕碰或許掉在地上這樣會使電池的效能下降。
10.不要把鎳氫電池和金屬物體放在一同(鑰匙),以防止短路。
留意事項
1.拿到手的新鎳氫電池,能夠當即運用嗎?
一般狀況下,新的鎳氫電池只含有少數(shù)的電量,咱們購買后要先進行充電然后再運用。但假如電池出廠時刻比較短,電量很足,引薦先運用然后再充電。
2.為什么用慧眼的容量比標稱的低?
新買的鎳氫電池一般要通過3~4次的充電和運用,功能才能發(fā)揮到最佳狀態(tài),第一次充電電池容量距電池標注的容量有差異因為智能充電器對新電池充電判斷并不行靠,有或許充不滿,包含三洋和國內(nèi)4y5y充電器在內(nèi)都有這個問題,因為快充充電電流有點大--偏高,會沒有徹底充溢或激活,導致測出來比實踐容量小,主張你先用慢沖充電器充10個小時,即:小電流充電器,一來對電池保護很好,二來有激活電池的作用。后再用智能充電器放電,3個循環(huán)后才到最大容量,而且要測放電容量。這些問題其實在3~4次充電和運用后就都迎刃而解了。
3.充電電流的大小對電池有損傷嗎?
充電器首要分為快充和慢充。慢充電流小,一般在200mA左右,比方咱們常見的充電電流是在160mA左右。她的充電時刻長,充電1800mAh的鎳氫電池要16個小時左右。時刻雖然是慢了些,可是充電會充的很足,而且不傷電池??斐潆娏饕话愣荚?00mA以上,充電時刻明顯減少許多,3~4個小時就能夠搞定,也贏得了咱們的喜歡??斐浞N類許多,價格不一。所以咱們也常常有疑問,同是快充,價格為什么相差甚大呢?好的充電器特別是好的快充都帶有防過度充電保護功能的,優(yōu)秀的芯片軟件設計能力在對電池充電時,也把快充對電池的損傷降到了最低。
4.該挑選快充仍是慢沖?
這是一個對立:慢充不傷電池可是充電時刻太長;快充能夠節(jié)省時刻,但對電池有損傷,即使是世面上最好的充電器也只能很好的下降損傷程度,但不行徹底防止。解決對立的辦法便是要買一個快充和一個慢充。用快充充一段時刻,比方5、10次之后,改用慢充充電一兩次。這樣就又把電池的功能康復到最佳狀態(tài)。
5.需求隨時給電池充電嗎?
雖然鎳氫電池的回憶效應小,仍然引薦咱們盡量每次運用完后再充電,而且是一次性充溢,不要充一會用一會然后再充。這可是“延年益壽”的重要一點噢。
6.用小電珠對電池進行放電行不行?
人為用小燈泡回路、短路等辦法對電池進行放電是絕對制止的!那樣將使得電池電壓放到接近0V,對電池形成不行逆的永久性損傷!正確的放電辦法是放到電壓為0.8V-1V區(qū)間即馬上中止,馬上轉入充電進程,這才能到達“放的潔凈但不傷電池”的作用。
7.充電的時刻該怎樣核算?
充電時刻取決于充電器的輸出電流mA,咱們能夠依據(jù)這個公式[電池容量×1.5÷充電器輸出電流mA=大約充溢時刻(小時)]。例如四節(jié)2000mah電池在充電電流是500ma的充電器上,根據(jù)公式能夠算出2000×1.5÷500=約6小時。
8.充電電池該如何寄存?
電池充電時,要留意充電器周圍的散熱,太故意用什么風扇吹沒有什么必要,但要留意的是充電器周圍不要放置太多雜物。一般用戶在運用電池的進程中,電池往往沒有專用的寄存包;用戶在替換電池后,會習慣性的把電池隨手放好,而不論所放的地方是否潔凈、濕潤。這樣的結果便是電池簡單弄臟、觸點易與金屬比方鑰匙?等觸摸、簡單受潮,而這些都是電池的大敵。主張:用戶應該設置一個電池專用放置點,并堅持電池的清潔。為了防止電量流失等問題發(fā)作,堅持電池兩端的觸摸點和電池蓋子的內(nèi)部潔凈,必要時運用柔軟、清潔的干布輕擦。
9.長時刻不必的電池能夠一向放在電池倉中嗎?
長時刻不必的時分,記得把電池從電池倉中取出,置于干燥的環(huán)境中引薦放入電池盒中,能夠防止電池短路。
10.鎳氫充電電池長時間不必會不會有什么問題?
這是因為鎳氫電池的自放電較大(一個月10%-15%左右),假如很長時刻內(nèi)不運用,電池的自放電現(xiàn)象就會形成電池的過放電,會損壞電池。長時間不必的鎳氫電池會在寄存幾個月后,電池天然進入一種“休眠”狀態(tài),電池壽數(shù)大大下降。提示:大多數(shù)充電電池不是用壞的,而是放壞的:1、電池用完了,有必要要充上電,假如用完了放幾個月都不充電,那電池或許壞掉了;2、電池運用的時分不能把電徹底用盡,電力缺乏的時分就有必要及時取下充電了,不然電池很簡單損壞,不經(jīng)用。綜述:電池用完了,記得及時充電!
11.是否需求常常對電池進行放電?
鎳氫充電電池在實踐運用50次后,如未進行科學深放電,電池的容量將逐步從原來的100%下降到87%左右,通過科學放電至0.8V-1V區(qū)間后再充電的循環(huán),根本能夠消除回憶效應,容量能夠康復到98%左右。每20-30次充電后,最好進行一次科學放電。
12.電池組中的電池是不是需求常常挑選一下?
電池運用時一般都是電池組,便是4節(jié)或6節(jié)串聯(lián)起來,這時分,堅持每節(jié)電池的平衡就很重要了,不然其中的一節(jié)問題電池會拖整個電池組的后腿。首先要保證電池容量共同,最好挑選相同牌子相同型號一起購買的電池。然后,要堅持電池內(nèi)部的電量共同,簡單的說,便是電池組的電要么都是滿的,要么都是空的。假如有比較多的電池組成若干組電池組,能夠試著“精選”一下。詳細便是說,將容量、電壓等參數(shù)附近的電池單體串聯(lián)成一組電池組,因為條件缺乏,一般狀況下測一下放完點后的電壓和沖好電的電壓就能夠了。
13.廢舊電池該如何處理?
雖然廠家都聲稱電池無汞,可是畢竟含有許多重金屬,隨意丟棄的電池,對環(huán)境的破壞是毋庸置疑的。國外有完善的廢舊電池處理機制,超市都能夠收回舊電池,甚至能夠加點錢以舊換新。國內(nèi)對舊電池根本沒有收回途徑,主張咱們少用一次性電池,多用充電電池。失掉效能的電池不要亂扔,最好搜集起來,一并交到廢品收回站。
故障排除
1,正極原因:首要發(fā)作在燒結式電極的電池中,燒結式電極為達高簡單,采納高增重的電極,電極增重在1.9g/cm3以上,帶來正電極殘余孔率太少,電極膨脹率過大,達20%以上,或是浸漬增重過高,電極發(fā)脆,制成電池后,隔膜中電液過少,或是正極掉渣,有硬的金屬顆粒穿透隔膜,使電池內(nèi)部短路,電壓為零0V
2,負極原因:首要是MH合金資料不穩(wěn)定,在電極制造進程中破壞了資料的穩(wěn)定性,使MH合金晶體結構發(fā)作變化,而產(chǎn)生新的資料或枝晶,或在鹼中偏析出結晶體,穿透隔膜,引起短路,電壓為0V.這種狀況最多.我國的MH貯氫合金資料穩(wěn)定性相對差,加上鍛煉進程中只尋求初容量高而忽視了其它參數(shù),帶來只尋求晶胞大貯氫量大,而對晶格脆考慮較少,特別是貯氫合金在強堿溶液中的穩(wěn)定性及偏析問題考慮少.有偏析的合金做電池往往會引起電池內(nèi)部短路,電池電壓為0V
3,還有一個原因是貯氫合金因為制作工藝的不合理,發(fā)作貯氫資料的脫氫,脫氫的資料就無法激活,電池電壓也為0V。
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