鎳氫電池設(shè)計(jì)步驟有哪些
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-11-08 14:00
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1)確定鎳氫電池組合中單體電池?cái)?shù)目與工作電流密度。
a.根據(jù)用戶要求確定鎳氫電池組的工作總電壓，工作電流等指標(biāo)，選定電池系列，參照該系列的“伏安曲線”
(經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或通過實(shí)驗(yàn)所得)確定單體電池的工作電壓與工作電流密度。
b.確定電池組中單體電池?cái)?shù)。單體電池?cái)?shù)目=皇也組工作總電壓/單體電池電壓
(2)計(jì)算鎳氫電池容量
a.根據(jù)要求的工作電流和工作時(shí)間計(jì)算額定容量。
額定容量=工作電流×工作時(shí)間
b.確定設(shè)計(jì)容量。
設(shè)計(jì)容量=額定容量×設(shè)計(jì)系數(shù)
其中設(shè)計(jì)系數(shù)是為保證電池的可靠性和使用壽命而設(shè)定的，一般取1.1~1.2。
(3)計(jì)算鎳氫電池活性物質(zhì)的用量
a.控制電極的活性物質(zhì)用量。
單體電池中控制電極的活性物質(zhì)用量=設(shè)計(jì)容量×電化當(dāng)量/利用率
b.非控制電極的活性物質(zhì)用量。
單體電池中非控制電極的活性物質(zhì)用量=設(shè)計(jì)容量×電化當(dāng)量×過剩系數(shù)/利用率
過剩系數(shù)一般在1~2之間.如MI-Ni電池常取1.3~1.7。
(4)電極極片設(shè)計(jì)(確定電極總面積、電極數(shù)目、單片電極物質(zhì)用量、單片電極厚度)。
a.根據(jù)工作電流和選定的工作電流密度，計(jì)算電極總面積(以控制電極為準(zhǔn))。
電極總面積=工作電流/工作電流密度
b.根據(jù)電池外形最大尺寸，選擇合適的電極尺寸，計(jì)算電極數(shù)目。
電極數(shù)目=電極總面積/極片面積
c.根據(jù)單體電池正負(fù)極活性物質(zhì)用量和電極數(shù)目計(jì)算單片電極活性物質(zhì)用量。
單片正(負(fù))極物質(zhì)用量=單體電池中正負(fù)極物質(zhì)用量/單體正(負(fù))極片數(shù)目
d.確定單片電極厚度
每片正負(fù)服物質(zhì)用量集流網(wǎng)厚度
正(負(fù))極片的平均厚度=每片正(負(fù))極物質(zhì)用量/(物質(zhì)密度×極片面積×(1-孔率))+集流網(wǎng)厚度
其中，集流網(wǎng)厚度=網(wǎng)格重量/(質(zhì)密度×網(wǎng)格面積)
(5)電池隔膜材料的選擇及厚度、層數(shù)的確定
根據(jù)電池系列及設(shè)計(jì)要求選定合適的電池隔膜材料及厚度，依據(jù)具體設(shè)計(jì)確定所需隔膜層數(shù)。
(6)確定電解液的濃度及用量
根據(jù)選定的電池系列的特性，結(jié)合具體電池設(shè)計(jì)的要求和使用條件(如工作電流、工作溫度、循環(huán)性能等)或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定電解液的濃度和用量。
電解液的用量以保證電池不泄漏情況下較多為好。
(7)確定電池的松緊度及單體電池尺寸
松緊度可通過以下公式來計(jì)算
松緊度=(極片總厚度+隔膜總厚度)/電池內(nèi)徑×100%
對于圓柱形電池，亦通過橫截面積來計(jì)算
松緊度=(極片總長度×極片厚度+隔膜總長×隔膜厚度)/電池橫截面積×100%
電池橫截面積=T/4×d²
d為電池內(nèi)徑。電池的松緊度依據(jù)選定系列的電池特性及設(shè)計(jì)電池的電極厚度來確定，一般方形電池經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為85%左右。圓柱型電池可達(dá)95%左右，這是因?yàn)橐话銏A柱型電池比方形電池的耐內(nèi)壓性能要好，方形電池在在內(nèi)壓過高情況比圓柱型電池更加容易鼓肚。選定松緊度后，依照以上公式可得電池內(nèi)徑，再根據(jù)電極高度、電解液量及氣室容積等情況可確定電池殼體的高度。
