鎳氫電池的性能特點(diǎn)

MH-Ni電池的特點(diǎn)是能量密度高，無(wú)記憶效應(yīng)，耐過(guò)充過(guò)放能力強(qiáng)，無(wú)污染，被稱(chēng)為綠色電池。MH-Ni電池性能通常指物理性能和電性能，電性能包括充放電性能、溫度特性、循環(huán)壽命、自放電特性等。

1、MH-Ni電池充、放電特性

（1）鎳氫電池的充電特性

H-Wi電池充電曲線(xiàn)與Cd-Ni電池相似，但充電后期礎(chǔ)-Ni電池充電電壓比C-vi電池低（圖1-5（a））。溫度與充電速率對(duì)充電電壓有明顯的影響，溫度高，充電電壓低（見(jiàn)圖1-5（b））；充電速率快，充電電壓高。

（a）MH-Ni電池與Cd-Ni電池充電過(guò)程比較，充電電流：1C，20℃；

（b）不同溫度下的充電曲線(xiàn)，充電電流：0.3C；

（c）不同充電電流下的充電曲線(xiàn)，20℃；

（2）鎳氫電池的放電特性

MH-Ni電池的放電電壓與cd-Ni電池相似，但放電容量幾乎是Cd-Ni電池的二倍。電池放電過(guò)程中的容量和電壓與使用條件有關(guān)，如放電倍率，環(huán)境溫度等。一般，放電倍率越大，放電容量與放電電壓越低。如圖1一6所示。

MH-Ni電池設(shè)計(jì)時(shí)，容量設(shè)計(jì)由正極限制，負(fù)極容量過(guò)剩，以保證充電時(shí)，正極產(chǎn)生的O2到負(fù)極的復(fù)合反應(yīng)，消除氧氣壓力，實(shí)現(xiàn)電池密封，并保證電池的安全。為了達(dá)到電池的質(zhì)量指標(biāo)，標(biāo)稱(chēng)容量指標(biāo)，并合理有效利用電池的內(nèi)部空間，必須使正、負(fù)極具有一定的比容量即質(zhì)量比容量和體積比容量。對(duì)AA型電池，一般要求負(fù)極容量大于1500mAh，正極容量大于1050mAh。要達(dá)到這樣的指標(biāo)，要求負(fù)極貯氫材料組成合理，比能量高，同時(shí)有良好的組裝工藝。

2、溫度特性

不同的環(huán)境溫度下，電池電壓與充電容量的曲線(xiàn)。可見(jiàn)，在各種環(huán)境溫度下，當(dāng)充電容量接近標(biāo)稱(chēng)容量的75%時(shí)，由于陽(yáng)極板產(chǎn)生的氧氣使得電池電壓升高，充電容量達(dá)標(biāo)稱(chēng)容量的百分之百時(shí)，電池電壓達(dá)最大值。隨后，由于電池的自熱，導(dǎo)致電池電壓的降低。引起這種現(xiàn)象的原因是因?yàn)殡姵仉妷河幸粋€(gè)負(fù)的溫度系數(shù)。由于充電效率依賴(lài)于溫度，因此，在較高的溫度下充電時(shí)，電池的放電容量會(huì)降低。

環(huán)境溫度不同，雖放電倍率相同，但放電電壓不同（見(jiàn)圖1-7（a），隨著放電倍率提高，溫度對(duì)放電容量的影響越來(lái)越顯著，特別是在低溫條件下放電時(shí)，放電容量下降更明顯。

3、自放電特性

MH-Ni電池的自放電比Cd-vi電池大。圖1-8表示MH-Ni電池的自放電特性，引起電池自放電的因素很多，其中貯氫合金的組成、使用溫度、電池的組裝工藝是主要因素。溫度越高，自放電越大。

貯氫合金的析氫平臺(tái)壓力偏高，則吸收的氫氣易從合金中逸出，從而引起電池的自放電。為此，要求貯氫合金的析氫平臺(tái)壓力在10*~0.1MPa之間。

隔膜選擇不當(dāng)，組裝不合理，循環(huán)中合金粉的脫落，微枝晶的形成均可引起自放電，甚至電池短路。

MH-Ni電池自放電引起的容量損失是可逆的，長(zhǎng)期貯存的MH-Ni電池，經(jīng)過(guò)三次小電流充放電后可使電池容量恢復(fù)。

4、循環(huán)壽命

MH-Ni電池的電池容量與循環(huán)次數(shù)的關(guān)系。

在密封的MH-Ni電池中，在充電-放電循環(huán)過(guò)程中，容量降低的歷程包括下列幾個(gè)步驟：

①在過(guò)度充電過(guò)程中，陽(yáng)極析出的氧氣大部分與吸收在陰極合金中的氫氣發(fā)生了反應(yīng)。但是一部分氧氣在合金粉末表面與堿性溶液接觸將稀土金屬氧化成了Ln（OH）：（Ln 稀土金屬）。

②在充電放電循環(huán)中，在合金粉末的表面形成的Ln（OH）；的增加，會(huì)引起合金吸收氫氣減少。所以，電池內(nèi)氫氣的分壓會(huì)在內(nèi)部氣體總壓力中逐漸上升。

③當(dāng)電池的內(nèi)壓高于密封的通氣孔的固定壓力時(shí)，就會(huì)發(fā)生氣體的泄漏，

隨著電解質(zhì)數(shù)量的減少，內(nèi)部阻抗增大，容量降低。所以要提高電池的循環(huán)壽命，除了改善電極的性能之外，還要改善電池的組裝工藝。