30、镍氢电池：从便携到工业应用的全面解析

镍氢电池：从便携到工业应用的全面解析

1. 引言

镍氢（NiMH）电池如今在小型便携式电池应用中已实现大规模商业化生产。其快速发展的关键驱动力在于，相较于镍镉电池，它具有环境和能源方面的优势，同时便携式电子设备如通信设备和笔记本电脑的迅猛增长也推动了其需求。由于在技术上优于其他可充电电池系统，镍氢电池目前也正在向大型电池领域拓展，包括工业和电动汽车应用。

电动汽车的发展历程颇为曲折。世纪之交时首次引入，但在与内燃机（ICE）的竞争中败下阵来，发展短暂。20世纪70年代中期，因临时的汽油短缺问题，电动汽车再次出现。到了90年代初，由于城市地区对空气质量的担忧，电动汽车又一次崭露头角。特别是加利福尼亚空气资源委员会（CARB）规定，到1998年，加州销售的所有车辆中必须有2%是零排放车辆，到2003年这一比例要达到10%。尽管CARB最初的规定有所变化，但低排放和零排放车辆仍然是汽车制造商的重点发展方向。

这一规定促使美国先进电池联盟（USABC）成立，这是美国主要汽车制造商、美国能源部和电力公司之间前所未有的合作。USABC不仅为众多竞争的技术开发组织提供了集中的资金来源，还设定了电池性能目标，具体如下表所示，并与当前镍氢电池的现状进行了对比。
| 属性 | USABC | 商用镍氢电池 | 镍氢电池原型 |
| — | — | — | — |
| 比能量 (Wh kg⁻¹) | 80 (期望100) | 63 - 75 | 85 - 90 |
| 能量密度 (Wh 每升) | 135 | 220 | 250 |
| 功率密度 (W 每升) | 250 | 850 | 1000 |
| 比功率 (W kg⁻¹) (80%