30、便携式密封镍氢电池：特性、化学原理与应用

便携式密封镍氢电池：特性、化学原理与应用

1. 引言

便携式密封镍氢电池是一种相对较新的技术，其特性与密封镍镉电池有相似之处，但也存在显著差异。在过去五年中，镍氢电池的比能量和能量密度提高了超过35%，在高倍率性能和循环寿命方面也有所改进。不过，它正逐渐被锂离子电池取代。

2. 一般特性

• 与镍镉电池的对比 ：镍氢电池使用吸收在金属合金中的氢作为负极活性材料，替代了镍镉电池中的镉。金属氢化物电极的能量密度高于镉电极，因此镍氢电池负极的用量可少于镍镉电池，为正极提供更大体积，从而提高容量或延长使用寿命。此外，镍氢电池不含镉，更环保，可减少可充电镍电池处理相关的问题。
• 优缺点总结 ：
  | 优点 | 缺点 |
  | — | — |
  | 比镍镉电池容量高 | 高倍率性能不如镍镉电池 |
  | 密封结构，无需维护 | 电荷保持能力差 |
  | 无镉，环境问题小 | 有中等记忆效应 |
  | 快速充电能力 | 负极成本较高 |
  | 长循环寿命 | |
  | 任何充电状态下保质期长 | |

3. 化学原理

• 电极材料 ：镍氢电池正极的活性金属在充电状态下是羟基氧化镍，与镍镉电池的正极相同。负极活性材料在充电状态下是金属氢化物形式的氢，这种金属合金在电池充放电过程中能进行可逆的氢吸收 - 解吸反应。
• 电解质 ：氢氧化钾水溶液是电解质的主要成分。密