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镍氢电池(NiMH)是由镍镉电池(NiCd battery)改良而来的,其以能吸收氢的金属代替镉(Cd)。它以相同的价格提供比镍镉电池更高的电容量、较不明显的记忆效应、以及较低的环境污染(不含有毒的镉)。其回收再用的效率比锂离子电池好,被称为是最环保的电池[1]。但是与锂离子电池比较时,却有一定的记忆效应。旧款的镍氢电池有较高的自我放电反应,新款的镍氢电池已俱有相当低的自我放电(与碱电相约),而且可于低温下工作(-20℃)。镍氢电池比碳锌或碱性电池有更大的输出电流,相对地更适合用于高耗电产品,某些特别型号甚至比普通镍镉电池有更大输出电流。

镍氢电池的容量较高(以体积计),以AA电池为例,镍氢电池标示容量可达2900mAh(毫安培-小时,中国普遍称mAh为“毫安时”),而碱性电池只有~2100mAh(不过碱性电池初始放电电压一般高于镍氢电池),当然也远高于镍镉电池的1100mAh,但仍未及得上锂离子电池。

碱性电池在长期不使用后可能会漏出具轻微腐蚀性及有害液体(会对人体有害又或损坏使用该电池的装置),而锂电池在不适当使用时有机会燃烧或爆炸。相对来说镍氢电池算是比较安全的电池[2]

化学原理

镍氢电池中的“金属”部分实际上是金属互化物。许多种类金属互化物都已运用于镍氢电池制造,主要分为两大类。最常见的是AB5一类,A是稀土元素混合物(或者)再加上钛(Ti);B则是镍(Ni)、(Co)、(Mn),(或者)还有铝(Al)。而一些高容量电池“含多种成分”的电极则主要由AB2构成,这里的A则是钛(Ti)或者钒(V),B则是锆(Zr)或镍(Ni),再加上一些铬(Cr)、钴(Co)、铁(Fe)和(或)锰(Mn)。

所有这些化合物都担当相同角色:可逆地形成金属氢化物。电池充电时,氢氧化钾(KOH)电解液中的氢离子(H+)会释放出来,由这些化合物吸收,避免形成氢气(H2),以保持电池内部压力和体积。电池放电时,这些氢离子便会经由相反过程回到原来地方。

视频

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参考文献