為什么鎳氫電池的成分較少,回收價值高,回收難度小
來源:寶鄂實業(yè)
2019-04-06 10:04
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雖然鋰離子電池沒有記憶效應,但充放電循環(huán)次數(shù)一般只有600次左右,而且在高電流快充快放以及過充過放的復雜使用環(huán)境中,電池壽命大幅下降。另外由于鋰離子電池采用有機電解質溶液,低溫下電阻迅速增大,0℃下性能已大大衰減,不能滿足-10℃下正常使用要求。反觀鎳氫電池,由于采用堿性電解質水溶液,其工作溫度可低至-40℃,因此在冬季,混合動力汽車的動力、經濟等性能也沒有明顯變化。
鎳氫電池的成分較少,回收價值高,回收難度小。
最后,由于鎳氫電池不含劇毒物質,對環(huán)境更加友好。鎳氫電池的主要成分為鎳、稀土,回收價值高(有殘余價值),回收難度小,基本可全部回收再利用,實現(xiàn)材料可持續(xù)發(fā)展,被稱為是最具有環(huán)保效果的電池。
反觀鋰離子電池,回收難度就高得多。鋰電池自身的化學活潑特性,是其回收的技術路線相當復雜,電池必須先進行預處理,包括放電、拆解、粉碎、分選。拆解之后的塑料和金屬殼體可以回收,但代價高昂:因為殘余電壓仍然高達數(shù)百伏,并有一定危險性;電池殼體為了安全需要,封裝為不可自拆卸的形式,打開頗費功夫;另外,鋰電池正極材料也是五花八門,對回收用的酸堿溶液要求高。以目前的技術,鋰電池回收無疑是一樁賠本的買賣。
除了上述這些,鎳氫電池還有放電特性平穩(wěn),放電曲線平滑,發(fā)熱量小等優(yōu)勢。因此,在電池技術未有重大突破之前,這種能量密度相對較低的鎳氫電池,依舊是對電池電量要求不高的混合動力汽車的最佳拍檔。
鎳氫電池(柱式)是一種性能良好的蓄電池。鎳氫電池分為高壓鎳氫電池和低壓鎳氫電池。鎳氫電池正極活性物質為Ni(OH)2(稱NiO電極),負極活性物質為金屬氫化物,也稱儲氫合金(電極稱儲氫電極),電解液為6mol/L氫氧化鉀溶液。鎳氫電池作為氫能源應用的一個重要方向越來越被人們注意。
由于化石燃料在人類大規(guī)模開發(fā)利用的情況下越來越少,近年來,氫能源的開發(fā)利用日益受到重視。鎳氫電池作為氫能源應用的一個重要方向越來越被人們注意。雖然鎳氫電池確實是一種性能良好的蓄電池,但航天用鎳氫電池是高壓鎳氫電池(氫壓可達3.92MPa,即40kg/cm2),這樣的高壓力氫氣貯存在薄壁容器內使用容易爆炸,而且鎳氫電池還需要貴金屬做催化劑,使它的成本變得很貴,這就很難為民用所接受,因此,國外自70年代開始探索民用的低壓鎳氫電池。鎳氫電池分為高壓鎳氫電池和低壓鎳氫電池。高壓鎳氫電池是20世紀70年代初由美國的M.Klein和J.F.Stockel等首先研制。用鎳氫電池代替鎘鎳電池并應用于各種衛(wèi)星上的趨勢已經形成。
鎳氫電池正極活性物質為Ni(OH)2(稱NiO電極),負極活性物質為金屬氫化物,也稱儲氫合金(電極稱儲氫電極),電解液為6mol/L氫氧化鉀溶液。活性物質構成電極極片的工藝方式主要有燒結式、拉漿式、泡沫鎳式、纖維鎳式及嵌滲式等,不同工藝制備的電極在容量、大電流放電性能上存在較大差異,一般根據(jù)使用條件不同的工藝生產電池。通訊等民用電池大多采用拉漿式負極、泡沫鎳式正極構成鎳氫電池。充放電化學反應如下:
正極:Ni(OH)2+OH-=NiOOH+H2O+e-
負極:M+H2O+e-=MHab+OH-
總反應:Ni(OH)2+M=NiOOH+MH
注:氫合金(M),吸附氫(Hab),反應式從左到右的過程為充電過程,反應式從右到左的過程為放電過程。
充電時正極的Ni(OH)2和OH-反應生成NiOOH和H2O,同時釋放出e-一起生成MH和OH-,總反應是Ni(OH)2和M生成NiOOH,儲氫合金儲氫;放電時與此相反,MHab釋放H+,H+和OH-生成H2O和e-,NiOOH、H2O和e-重新生成Ni(OH)2和OH-。鎳氫電池的標準電動勢為1.319V。
鎳氫電池的主要有6大特性:表現(xiàn)工作特性的充電特性與放電特性,表現(xiàn)儲存特性的自放電特性與長期儲存特性,表現(xiàn)綜合的循環(huán)壽命特性與安全特性。它們都決定于鎳氫電池的結構,表現(xiàn)于所處環(huán)境,顯著特點是受溫度與電流影響巨大。













