鎳氫電池

鎳氫電池是近年來才出現的新型電池，又稱儲氫電池。20世紀70年代，荷蘭飛利浦實驗室在研究第一代稀土永磁合金時，測試了LaNi5的磁性能，意外發現其儲氫性能良好。然而，深入研究發現，儲氫合金由于平衡壓力高、循環壽命短，不適合用于電池。進一步的研究和改進發現，這些缺點是可以克服的，從而為氫電池的發展奠定了技術基礎。在20世紀80年代后期，人們發現了適用于電池的儲氫合金。典型材料為MmNi3.55Co0.75mn0.4al0.3，其中Mm為混合稀土。采用混合稀土代替鑭有利于降低成本。用貯氫合金代替鎘鎳電池中的鎳電極。鎳氫電池與鎘鎳電池具有相同的工作電壓(1.2v)，因此兩者具有良好的互換性。

鎳氫電池具有高能量，是鎘鎳電池的1.8~2倍，鉛酸電池的3倍。鎳氫電池具有良好的充放電性能，可隨時充電，快速充電深度大，無記憶效應，無鎘、鉛、汞等有害物質，對環境無污染，被稱為綠色電池。

鎳氫電池儲氫材料有兩種:一種是AB5系列，分別為日本松下、三洋、荷蘭飛利浦和我國使用。另一款是AB2系列，美國的Ovonic和Gates以及德國的Varta都在使用。通過對儲氫合金的組成、制備工藝、電極修飾及電極成形工藝的研究，使鎳氫電池的性能不斷提高。

鎳氫電池與鎘鎳電池的相似之處在于，它們的形式多種多樣，從方形電池(用作容量為10至20Ah的動力鋰電池)，到小圓柱形扁平電池，再到紐扣電池。三洋生產的AA鎳氫電池容量為1100mAh，尺寸為14.2mm×50.0mm，重量為27g。AAA型容量650mAh，尺寸10.5mm×44.5mm，重量13g。

鎳金屬氫化物電池有一個由NiOOH制成的正極片和一個由吸氫合金制成的負極片。電解質通常是加入少量NiOH的30%KOH溶液。隔膜由多孔的維尼綸無紡布或尼龍無紡布制成。

鎳氫電池具有良好的低溫放電特性，即使在-20℃的環境溫度下，具有大電流(1C放電率)放電，所釋放的電量可達到公稱容量的85%以上。但是在高溫(+40℃以上)下，電池的存儲容量會下降5-10%。自放電引起的容量損失(溫度越高，自放電速率越大)是可逆的，可以通過幾個充放電周期恢復到最大容量。

鎘鎳電池和鎳氫電池的充電過程非常相似，都要恒流充電。兩者的重要差別在于在快速充電時，防止電池過充的檢測方法。充電器以恒定的電流給電池充電，并檢測電池的電壓和其他參數。當電池電壓緩慢上升到某一峰值時，nimh電池的快速充電過程停止。以鎘鎳電池為例，當電池電壓首次下降時，快速充電過程就終止了。為了防止電池損壞，電池溫度太低，不能快速充電。當電池溫度低于10℃時，應采用滴流充電。當電池溫度達到規定值后，必須立即停止涓流充電，進入快速充電階段。