鎳氫電池的原理及其優(yōu)點(diǎn)介紹
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-11-22 14:21
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鎳氫電池的正極主要活性物質(zhì)是Ni(OH)2，負(fù)極是儲(chǔ)氫合金，電解液是氫氧化鉀與氫氧化鈉的混合溶液。
鎳氫電池的電極反應(yīng)
正極：Ni(OH)2 + OH- →（←）NiOOH + H2O +e- φ(標(biāo)準(zhǔn)電極電位）= +0.49V
負(fù)極：M + H2O + e- →（←） MH + OH-φ（標(biāo)準(zhǔn)電極電位）= -0.829V
總反應(yīng)：Ni(OH)2 + M→（←）NiOOH + MH
從上面的反應(yīng)方程式中可以看出，充放電過程中發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)，均屬于固相轉(zhuǎn)變機(jī)制，過程中不發(fā)生任何中間態(tài)的可溶性金屬離子，也無電解液組成的消耗和生產(chǎn)，所以鎳氫電池的充放電態(tài)內(nèi)阻相差不大。
鎳氫電池過充過放反應(yīng)
1、過充電
正極：4OH- → 2H2O+O2 +4e
負(fù)極： 2H2O+O2+4e → 4OH-
2、過放電
正極：2H2O+2e → H2 +2OH-
負(fù)極：H2+2OH- → 2H2O+2e
在過充和過放電過程中，由于儲(chǔ)氫合金粉的催化作用，可以消耗正極產(chǎn)生的氧氣和氫氣，從而使鎳氫電池具有耐過充過放電的能力。
在充電末期和過充電時(shí)，正極上析出的O2可以通過隔膜擴(kuò)散到負(fù)極表面與氫復(fù)合，還原為H2O和OH-進(jìn)入電解液，從而避免或減輕了電池內(nèi)部壓力積累升高的現(xiàn)象。否則，在電池過充時(shí)，MH電極又會(huì)產(chǎn)生大量氫氣，造成電池內(nèi)壓上升；而在過放電時(shí)，正極上析出的H2通過隔膜擴(kuò)散到負(fù)極表面可以被MH迅速吸收，否則，在電池過放電時(shí)，MH電極上會(huì)析出O2,從而使MH合金被氧化。
鎳氫電池的優(yōu)點(diǎn)
1、容量高，為各類型Cd/Ni電池的1.5-2倍；
2、不含有害元素Hg、Cd等，稱為綠色電源；
3、有與Cd-Ni電池幾乎相同的工作電壓，二者同型號電池可以互換使用；
4、Cd-Ni電池的生產(chǎn)設(shè)備大多容易轉(zhuǎn)用于MH/Ni電池；
5、MH/Ni電池目前正處于產(chǎn)業(yè)化，還處于開發(fā)階段，前景廣闊。特別是我國可開采稀土資源占世界80%，開發(fā)稀土系儲(chǔ)氫合金有成本低的優(yōu)勢 。
