镍氢电池工作原理图

2020-02-17      2888 次浏览

镍氢电池由氢氧化镍正极,储氢合金负极,隔膜纸,电解液,钢壳,顶盖,密封圈等组成。在圆柱形电池中,正负极用隔膜纸分开卷绕在一起,然后密封在钢壳中的。在方形电池中,正负极由隔膜纸分开后叠成层状密封在钢壳中。


电池组成:


负极材料:储氢合金粉


正极材料:Ni(OH)2


单体电池电压:1.2V


循环寿命500-1000次


MH/Ni电池的电化学式可表示为:


(-)MHxKOH(6M)NiOOH(+)


氢氧化镍电极(正极)NiooH+HO2+e=Ni(oH)2+OHˉ


吸氢电极(负极):MH+OHˉ-e=M+HO?


电池池总反应:MH+NiOOH=M+Ni(OH)?


当电池过放电时,电极反应为:


氢氧化镍电极:2H?O+2e→H?+20Hˉ


(正极)


吸氢电极:H?+20Hˉ-2e-→2H?0


(负极)


过放电时,电池的总反应的净结果为零,由于在正极上产生的氢气会在负极上新化合,同样也保持了电池体系的稳定。


一、镍氢电池的应用


氢镍电池应用:民用通讯电源,各种便携式设备电源、电动工具、动力电源等。小型绿色电源,替代镉镍电池。


MH/Ni电池一般采用负极容量过剩的配置方式,在MH/Ni电池过充电时,正、负极发生如下反应:


氢氧化镍电极:OHˉ-4e→2H?O+O?


(正极)


吸氢电极:H?O+O?+4e→4OHˉ


(负极)


氢氧化镍电极全充电态时产生的氧气,经过扩散在负极上重新化合为水。既保持了电池内压的恒定,同时又使电液浓度不致发生巨大变化。


MH/Ni电池的正、负极上所发生的反应均属于固相转变机制,不额外生成和消耗电解液组分,因此电池的正、负极都具有较高的稳定性,可以实现密封和免维护。


MH/Ni电池一般采用负极容量过剩的配置方式,电池在过充时,正极上析出的氧气可在金属氢化物电极表面被还原成水;电极在过放时,正极上析出的氢气又可被金属氢化物电极吸收,从而使得电池具有良好的耐过充放能力。


当正极析出的氧扩散到负极与氢发生反应时,不仅消耗负极的一部分氢,影响到负极的电极电位,而且释放的热量会导致电池内部温度显著升高,从而加速电极反应。


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