镍氢电池深度全面培训汇编

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1、培训教程 镍氢电池基础知识 1 编辑: 王图强 教程大纲 l电池是什么 l电池的分类 l镍氢电池之电化学反应机理 l镍氢电池之应用领域 lROHS指令 l几个认证 l镍氢电池之结构 l镍氢电池之工艺流程 l镍氢电池之生产设备 l镍氢电池主要材料 l镍氢电池之性能指标 l镍氢电池过充过放电 l镍氢电池充电控制 l镍氢电池组保护 l德飞电池之标识 l镍氢个型号电池尺寸 2 编辑: 王图强 电池是什么 l什么是电池 l是一种把化学能直接转变成低压直流电能的装置 l电池的主要组成部分 l电极（正负极） l电解液 l隔膜 l外壳 3 编辑: 王图强 主要电池种类划分 种 类类电压电压优优 点缺 点用 途

2、 一次性锌锰/一次 锂电 1.5V/节自放电小，使用方便，价钱 便宜 不可充电循环使用，资源 浪费，电池更换麻 烦 民用，玩具，灯具等 铅酸蓄电池2.0V体 系 廉价、大功率放电、浮充性 能好、低温放电性好 污染环境、比容量和比能 量小、不便携带 汽车、摩托车充电电 瓶及UPS后备电 源 镍镉 充电电 池1.2V/ 节 大功率放电稳 定、价格比较 便宜 污染环境、对人体有害 、具有记忆 效应、 比容量低于镍氢电 池 电动 工具及少数电动 玩具、随身听 镍氢 充电电 池1.2V/ 节 比容量高、高低温性能好、 无记忆 效应、大功率 放电好、无污染、安 全性高 比能量低于锂离子电池， 价格高于镍镉

3、电 池 电动 工具、电动 玩具、电动 自行车、 电动 滑板、无绳电话 、随身听 、后备电 源、各种设备 的内置 电源 锂离子电池3.7V/ 节 比能量高、小巧、重量轻、 无污染、无记忆 效应 安全性能差、大功率放电 较差、价格贵 电动 工具、电动 玩具、电动 自行车、 电动 滑板、无绳电话 、随身听 、后备电 源、各种设备 的内置 电源 锂聚合物电池3.7V/ 节 安全性能好、比能量高、可 做成任意形状、无污 染、无记忆 效应 大功率放电较 差、技术 不够成熟、价格贵 电动 工具、电动 玩具、电动 自行车、 电动 滑板、无绳电话 、随身听 、后备电 源、各种设备 的内置 电源 4 编辑: 王图

4、强 什么叫镍氢电池？ l镍氢电池是指Ni（OH）2为正极、储 氢合金粉为负极的二次电池。 l正极采用镍氢氧化合物Ni（OH）2 l负极采用储氢合金粉 l电解质为溶解有KOH、LiOH、NaOH 等碱性无机溶液。 l隔膜为PE、PP或尼龙 5 编辑: 王图强 镍氢电池电化学反应机理 6 编辑: 王图强 镍氢电池特点 l高能量密度 l可快速充放 l大电流放电特性 l长循环寿命 l电化学特性稳定 l无污染，环保 l无记忆效应 7 编辑: 王图强 应用领域 l动力电池系列 l个人护理系列 l灯具系列 l无绳电话系列 l仪表 l民用电池系列 l医疗器械 8 编辑: 王图强 动力电池系列 l电工工具 l吸

5、尘器 l园林工具 9 编辑: 王图强 动力电池系列 l航模 l电动自行车 l电动汽车 10 编辑: 王图强 个人护理系列 l电推剪 l剃须刀 11 编辑: 王图强 灯具电池 l矿灯 l应急灯 l网标灯 12 编辑: 王图强 灯具电池 l手电筒 l草坪灯 13 编辑: 王图强 无绳电话、 民用系列 l无绳电话 l民用高容量 l民用低自放电 l高低温电池 14 编辑: 王图强 ROHS指令 l名词解释 RoHS是由欧盟立法制定的一项强制性标准，它 的全称是关于限制在电子电器设备中使用 某些有害成分的指令(Restriction of Hazardous Substances)。该标准已于2006年

6、7月 1日开始正式实施，主要用于规范电子电气产 品的材料及工艺标准，使之更加有利于人体 健康及环境保护。该标准的目的在于消除电 机电子产品中的铅、汞、镉、六价铬、多溴 联苯和多溴联苯醚共6项物质，并重点规定了 铅的含量不能超过0.1%。 15 编辑: 王图强 ROHS有害物质含量指标 l重金属: l Lead铅; (铅酸电池含有) l Mercury汞; l Cadmium镉; (镍镉电池) l Chromium (VI)六价铬. l 某些溴化阻燃剂： l Polybrominated biphenyls (PBBs); l 多溴联苯 l Polybrominated diphenyl eth

7、ers (PBDEs). l 多溴联苯醚 l 最高限量指标是： l 镉：0.01%（100 ppm); l 铅、汞、六价铬，多溴联苯，多溴联苯醚：0.1% (1000 ppm). 16 编辑: 王图强 几个安全认证 l欧盟CE认证 l美国UL认证 l中国3C认证 17 编辑: 王图强 欧盟CE认证 l“CE”标志是一种安全认证标志，被视 为制造商打开并进入欧洲市场的护照。 CE代表欧洲统一（CONFORMITE EUROPEENNE）。凡是贴有“CE”标志 的产品就可在欧盟各成员国内销售，无 须符合每个成员国的要求，从而实现了 商品在欧盟成员国范围内的自由流通。 18 编辑: 王图强 美国UL

8、认证 UL是美国保险商试验所（Underwriter Laboratories Inc.）的简写。UL安全试验所是 美国最有权威的，也是世界上从事安全试验 和鉴定的较大的民间机构。 它是一个独立的 、非营利的、为公共安全做试验的专业机构 。它采用科学的测试方法来研究确定各种材 料、装置、产品、设备、建筑等对生命、财 产有无危害和危害的程度；确定、编写、发 行相应的标准和有助于减少及防止造成生命 财产受到损失的资料，同时开展实情调研业 务。 19 编辑: 王图强 中国3C认证 所谓3C认证，就是中国强制性产品认证制 度，英文名称China Compulsory Certification，英文缩

9、写CCC。 需要注意的是，3C标志并不是质量标志， 而只是一种最基础的安全认证。 20 编辑: 王图强 镍氢电池结构 l正极 活性物质（Ni（OH）2) 导电剂、溶剂、粘结剂、基体 l负极 活性物质（储氢合金粉) 粘合剂、溶剂、导电剂、基体 l隔膜（PP+PE） l电解液（KOH+LiOH + NaOH) l外壳五金件（钢壳、盖帽、极耳） 21 编辑: 王图强 镍氢电池结构图 22 编辑: 王图强 镍氢电池结构正极 正极基体：发泡镍（约1.6-1.7mm厚)，或冲孔镀镍钢带（0.06-0.08mm厚） 正极物质：球镍+亚钴+PTFE 正极集流体：镍带（约0.1mm厚） 焊点：（约48个) 23

10、 编辑: 王图强 镍氢电池结构负极 负极基体：铜网、钢网（约0.220.32mm厚) 钢带（约0.040.08mm厚) 负极物质：MH+HPMC+TEN+SBR 24 编辑: 王图强 镍氢电池结构隔膜 l材质：维尼纶或者 PP（聚丙烯）或者 尼龙 l厚度：一般为0.100.18mm 25 编辑: 王图强 镍氢电池结构电解液 l性质： 无色透明液体，具有较强腐蚀性。 l应用： 主要用于可充电镍氢电池的电解液。 l规格： 溶质组成 KOH:LiOH:NaOH =40:1:3 （ 重量比） 溶剂组成 ：水 OH-浓度 7mol/l l质量指标： 密度（25）g/cm3 1. 30.03 电导率（25

11、） 10.40.5 mscm 26 编辑: 王图强 镍氢电池生产工艺流程 配料 卷绕 封口 包装 上粉或拉浆切小片 化成注液 裁大片 27 编辑: 王图强 配料工艺流程 正极干粉处理 正极混干粉 配P粘结剂 加入导电剂 加入合金粉 负极搅拌 正极上粉 负极拉浆 正极负极 28 编辑: 王图强 正极上粉工艺流程 送 带 上 粉 正极粉料 碾压 裁小片 29 编辑: 王图强 负极拉浆工艺流程 送 带 上 浆 负极浆料 负极裁片 烘烤 碾压 30 编辑: 王图强 制片工艺流程 正极裁小片 正极浸胶 正极焊极耳 负极裁小片 负极称重 正极贴胶纸 卷绕 卷绕 正极软化 正极称重 31 编辑: 王图强 装

12、配工艺流程 卷绕 滚槽 压芯 注碱 正、负极片 配片 隔膜 隔膜裁剪 测短路 放面片、涂胶 圈盖组合 焊盖帽 压盖帽 封口 32 编辑: 王图强 化成工艺流程 高温烘烤 化成 高温烘烤 半成品入库 补充电 分容 测电压 抽测内阻 预充电 33 编辑: 王图强 单体电池包装工艺流程 挑外观 测内阻 测电压 客户 装盒、包装 单体包装 34 编辑: 王图强 组装电池包装工艺流程 单体电池包装 点焊连接片 打胶水 客户 组合套管收缩 点焊引出片 喷码印字 装盒装箱 单体电池全检电压内阻 35 编辑: 王图强 镍氢电池生产所用设备 l搅拌机 l拉浆机（上粉机） l裁切机 l辊压机 l卷绕机 l点焊机

13、l注液机 l化成检测柜 36 编辑: 王图强 镍氢电池主要材料-正极 球形氢氧化亚镍 NiO(H)2 绿色球形粉末 粒径715m 半导体，电子不导电，需 要氧化亚钴导电; 覆钴球镍 黑色粉末，包覆 氧化亚钴导电，充电后形 成黑色NiOOH 氧化亚钴 CoO 灰褐色粉末 易氧化，真空包装 粒径 0.45m 充电时能形成导电网络 ，正常充电形成 CoOOH导电网络，过 放后容易被破坏 发泡镍 99%Ni,金属灰色 多孔状，孔率95% ，用于导电和支撑球 镍的骨架 37 编辑: 王图强 镍氢电池主要材料-负极 贮氢合金 MH 金属灰色粉末 粒径3040m 导体，电子导电； 主要成分为稀土， Ni,C

14、o,Mn,Al 炭黑 黑色粉末 粒径310m 导体，电子导电，形成 葡萄链状结构导电； 铜网 棕红色 99.99%铜 网状结构导电； 合金粉的支持骨架 38 编辑: 王图强 镍氢电池主要材料-电液-隔膜-钢壳 KOH-氢氧化钾 含量9095% 白色片状固 体，属强碱，有强腐蚀性 。易溶于水，放出大量的 热； 碱液为30%KOH，含有 NaOH，LiOH，H2O， OH-浓度78ml/L,比重 1.30g/mL 隔膜 1.PP材质，多空结构，可 以离子通过，但是电子不 能通过，耐强碱液腐蚀； 2. 高性能的有磺化处理， 接枝处理，提高自放电。 钢壳 1. CPCEN钢材，内外壳镀 镍，耐强碱液腐

15、蚀； 2. 柔韧性好，耐深冲。 3. 耐腐蚀，不生锈； 4. 圆柱形，一端开口，厚 度0.2mm； 39 编辑: 王图强 镍氢电池材料-盖帽、密封圈 盖帽-正面 1. CPCC钢材，表面镀镍 ，耐强碱液腐蚀； 2. 分上下两层，点焊连接 。 3. 上盖有35个排气口； 4. 圆型，下盖有一个防爆 孔； 盖帽 反面 5. 中间为防爆球，三元乙 丙橡胶； 密封圈 1. 中空圆形，内径和盖 帽配套，外径和钢壳内 径配套； 2. 底部有突出的台阶; 3. 材料为尼龙-66 40 编辑: 王图强 镍氢电池材料 正极胶带 1. 材质：PP； 2. 宽度410mm; 3.厚度：0.06mm 3. 防卷绕短路

16、以及极耳碰 到钢壳； 4. 耐强碱腐蚀； 正极极耳 1. 材质：纯镍带，镀镍钢带； 2. 宽度2.56mm; 3.厚度：0.10.12mm 3. 作用为正极集流 4. 抗氧化以及耐强碱腐蚀； 41 编辑: 王图强 镍氢电池性能 l常规性能： 容量 电压 内阻 l可靠性性能： 循环寿命 放电平台 自放电 贮存性能 高低温性能 l安全性能 过充 短路 过放 针刺 跌落 振动 42 编辑: 王图强 容量 l电池在一定放电条件下所能给出的电量 称为电池的容量，以符号C或It表示。常 用的单位为安培小时，简称安时（Ah） 或毫安时（mAh）。 l电池的容量可以分为理论容量、额定容 量、实际容量。 lIEC容量测试方法 43 编辑: 王图强 IEC容量测试方法 l放电：0.2C1.0V/cell l充电：0.1C16hrs l搁置：1-4hrs l放电：0.2C1.0V/cell l环境温度：205 44 编辑: 王图强 容量分类 l理论容量是把活性物质的质量