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镍氢电池工作原理图

2019-06-21

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。

镍氢电池工作原理图

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:

(-)MHx KOH(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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