镍氢电池知识(二)

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1、镍氢电池知识 第一章.认识电池1.1什么叫电池？电池（Batteries ）是一种能量转化与储存的装置，它通过反应将化学能或物理能转化为电能。1.2 一次电池与二次电池的有哪些异同点？1.2.1. 一次电池只能放电一次，二次电池可反复充放电循环使用；1.2.2. 可充电电池在放电时电极体积和结构之间发生可逆变化，因此设计时必须调节这些变 化，而一次电池内部则简单得多，因为它不需要调节这些可逆性变化；1.2.3. 一次电池的质量比容量和体积比容量均大于一般充电电池，但内阻远比二次电池大， 因此负载能力较低；1.2.4. 一次电池的自放电远小于二次电池。1.3镍氢电池的结构组成及电化学原理是什么？

2、正极片（含活性物质Ni（OH）2、导电剂、导电骨架泡沫镍等）负极片（含活性物质储氢合金粉、导电骨架铜网）隔膜（PP、PE）电解质（KOH、NaOH、LiOH 等）电池壳（低碳钢质）、盖板（包括密封圈）镍氢电池充电时，正极发生反应如下：Ni（OH）2 -e + OH- NiOOH + H2O负极反应：M +H2O +e MH + OH-放电时，正极：NiOOH + H2O + e Ni（OH）2 + OH-负极：MH + OH- M+H2O+e过充电时：正极反应为：4OH- 2H2O+O2+4e负极反应为：2H2O+O2+4e 4OH-过放电时：正极反应为：2H2O+2e H2+2OH-负极反映

3、为：H2+2OH- 2H2O+2e环保电池：是指电池中不含汞、镉危害环境的金属成分，对人体无害，不污染环境1.4什么是动力型电池动力行电池就是能够为一些电动工具提供动力的电池，其特点是要求放电电流较大，想对于 电池而言就是放电倍率较大，所以动力型电池也可以称之为高功率电池。动力型电池的性能主要体现在其放电性能，主要考核指标有：常规容量、高倍率放电容量、 内阻、电压、高倍率放电平台。1.5什么是高温电池所谓高温电池，就是在较高的环境温度（一般为40 r以上）下进行工作的电池。对于镍氢电池而言，电池正常工作温度为205C，当环境温度升高时，温度越高，电池的 充电效率越低。针对高温环境下电池充电效率

4、变低而设计的高温电池有着高温条件下充电效率较高的有点。这也是考核高温电池优劣的一个重要的指标。1.6什么是快充电池快充电池顾名思义就是充电速度较快。就是以较高倍率的电流对电池进行充电，能够在尽可 能短的时间内对电池进行充电。我司快充电池有30分钟快充和15分钟快充。充电电流越大，充电效率越低。所以考核快充 电池的一个很重要的指标就是快速充电效率。另外，判断快充电池的优劣还要从内阻、电压、容量以及充电时电池壳体的温度等多方面进 行判断。1.7镍氢电池组的标识和含义是什么？标识一般由五个部分组成：1、Ni-MH代表镍氢电池2、电池型号分为 A、AA、AAA、AAAA、SC、C、D 等3、电池标称容

5、量：例如2200mAh4、H代表尖头电池，L代表平头电池，P代表可用于大电流放电电池，R代表快充电池5、代表组合电池组合方式：例:H2 * 5 50 AA 1800 1.9什么是电池的额定容量？1.9.1. 指在一定放电条件下，电池放电至截止电压时放出的电量。1.9.2 . IEC标准规定镍氢电池在205C环境下，以0.1C充电16小时后以0.2C放电至1.0V 时所放出的电量为电池的额定容量，以C5表示；1.9.3 .比容量是指单位体积或重量的电池所给出的容量，称之为重量比容量或体积比容量。计算公式：C，=C/G （Ah.kgi）（读“安时每公斤”）或C=C/V （Ah.LD （读“安时每升

6、”）1.9.4. 比能量是指单位体积或重量的电池所给出的能量，称之为重量比能量或体积比能量。1.9.5. 比容量与比能量区别在于比能量引进了电池的电压的参考。镍氢电池的比容量高于锂 离子电池，比能量低于锂离子电池，是因为镍氢电池的电压为1.2V而锂离子电池的电压为 3.6V的缘故。1.9.6 .电池容量的单位有 Ah,mAh（1Ah=1000mAh）.注：容量的计算方法：C （容量）=1 （电流）*T （时间）Ah （读“安时”即“安培。小时” mAh （读“毫安时”）例如：一只50AA2000电池用1C放电54分钟，放电容量：2000mA*54/60小时=1800mA h.2.0什么是电池的

7、标称电压、开路电压、终止电压和中点电压？ 2.1电池的标称电压:指的是在正常工作过程中表现出来的电压,镍氢电池标称电压为1.2V， 锂电池标称电压为3.6V。2.2开路电压：指在外电路断开时，电池正负极端的电位差；2.3终止电压指电池在放电时，电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压（其数值与放电 电流有关）。镍氢电池0.2C、1C放电通常设定为1.0V； 2C、3C放电通常设定为0.9V； 5C 放电通常设定为0.8V，电流越大，其值越低。2. 4中点电压指放到50%容量时，电池的电压主要用来衡量大电流放电系列电池高倍率放 电能力，是电池的一个重要指标；2.1电池的电压、内阻、电流单位电压单位

8、：V （伏）内阻单位：mQ （毫欧）电流单位：A （安培）2.2电池常见的充电方式有哪几种？2.2.1. 恒流充电：整个充电过程个中充电电流维持一定值不变这种方法最常见。2.2.2. 恒压充电：充电过程中充电电源两端保持一恒定值，电路中的电流随电池电压升高而 逐渐减小。2.2.3. 恒流恒压充电：电池首先以恒流充电，当电池电压升高至一定值时,电压保持不变，电路 中电流降低，最终趋于0。第二章.电池性能与测试2.0什么是化学电源？将化学能直接转化为电能的一种装置;与化学电源相对应的是通常的交流电源，直流电源，即 物理电源。物理电源通常不具有可移动性，化学电源通常有可移动性，因此化学电源能适应现代

9、社会高 流动性，便携性的要求。镍氢电池是一种化学电源，它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极，两电极浸 泡在能提供媒体传导作用的电解质中，当连接在某一外部载体上时，通过转换其内部的化学 能来提供电能。2.1化学电源的分类及比较:种类优点缺点用途铅酸蓄电池廉价、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比容量高、高低温性能比能量低于锂离子电池，电动工具、电动玩具、好、无记忆效

10、应、大功率 放电好、无污染、安全性 高价格高于镍镉电池电动自行车、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、价格贵手机、手提电脑锂聚合物电池安全性能好、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、价格贵手机、磁卡内置电源2.2锂离子电池的电化学原理是什么？锂离子电池正极主要成分为LiCoO2负极主要为C充电时正极反应：LiCoO2 Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-负极反应：C + xLi+ + xe- CLix电池总反应：LiCoO2 + C L

11、i1-xCoO2 + CLix放电时发生上述反应的逆反应。2.3 IEC规定的可充电电池的标识方法是什么？根据IEC标准镍氢电池的标识由5部分组成1. 电池种类KR标识镍镉电池，HF表示镍氢电池，HR表示型镍氢电池2. 电池尺寸资料包括圆形电池的直径高度，方型电池的高度宽度厚度，数值之间用斜杠隔 开，单位mm3. 放电特性符号L表示适宜放电电流倍率在0.5C以内M表示适宜放电电流倍率在0.5-3.5C以内H表示适宜放电电流倍率在3.5-7.0C以内X表示电池能在7C-15C高倍率的放电电流下工作4. 高温电池符号用T表示5. 电池连接片表示CF代表无连接片，HH表示电池拉状串联连接片用的连接片

12、，HB表示 电池带并排串联连接用连接片例如HF18/07/49表示方形镍氢电池宽为18mm,厚度为7mm高度为49mmKRMT33/62HH表示镍镉电池放电倍率在0.5C-3.5之间高温系列单体电池无连接片直径 33mm高度为62mm2.4二次电池性能主要包括哪些方面？主要包括电压、内阻、容量、内压、自放电率、循环寿命、密封性能、安全性能、储存性能、 外观等，其它还有过充、过放、可焊性等。2.5电池的可靠性测试项目有哪些？1. 循环寿命2.不同倍率放电特性3. 不同温度放电特性5.自放电特性7, 存贮特性9,不同温度内阻特性11.温度循环测试13.振动测试4. 充电特性6. 不同温度自放电特性

13、8. 过放电特性10.高温测试12.跌落测试14.容量分布测试2.6电池的安全性测试项目有哪些?I. 内部短路测试3. 过充电5. 强迫放电7. 从高处坠落测试9. 平面压碎实验II. 低气压内搁置测试13.浸水实验15. 高压实验17.电子炉实验2.7什么是放电平台？2. 持续充电测试4.大电流充电6. 坠落测试8. 穿透实验10.切割实验12.热虐实验14 .灼烧实验16.烘烤实验镍氢充电电池的放电平台通常是指电池在一定的放电制度下放电时，电池的工作电压比较平 稳的电压范围，其数值与放电电流有关，电流越大，其数值就越低。2.8什么是电池的标准充放电？IEC国际标准规定的镍氢电池的标准充放电

14、为：首先将电池以0.2C放电至1.0V/支，然后以0.1C充电16小时，搁置1小时后，以0.2C放 至1.0V/支，即为对电池标准充放电。也就是说，可以最大限度地利用和不损害电池。2.9什么是充电效率？指电池在一定放电条件下放至某一截止电压时放出的容量与输入的电池容量的比值； 它可按照以下公式计算：充电效率=（放电电流*放电至截止电压的时间/充电电流*充电时间）* 100%2.10什么是电池的功率输出？电池的功率输出指在单位时间里输出功率的能力，它是根据放电电流I和放电电压来计算 的P=U*I单位为瓦特，电池的内阻越小，输出功率越高。电池的内阻应小于用电器的内 阻，否则电池本身消耗的功率还要大

15、于用电器消耗的功率，这是不经济的，而且可能损坏电 池，在额定电压条件下电池的输出功率随电极表面积的增大工作温度的上升而上升，反之亦 然。2.11什么是二次电池的自放电？不同类型电池的自放电率是多少？2.12.1自放电表征的是电池在一定环境下搁置一段时间后电量损失的量所占搁置前电量的 百分比.与之相对应的是荷电保持能力.荷电保持能力表征的是电池在一定环境下搁置一段时 间后电量的保留量所占搁置前容量的百分比.2.12.2 一般而言，自放电主要受制造工艺，材料，储存条件的影响自放电是衡量电池性能 的主要参数之一。镍氢电池的自放电通常原因是因为负极金属氢化物中的氢与贮氢合金分 离，从负极中逸出，转移到正极表面，把NiOOH还原成Ni（OH）2，造成电量的损失。2.12.3 一般而言，电池储存温度越低，自放电率也越低，但也应注意温度过低或过高均有 可能造成电池损坏无法使用，常规电池要求储存温度范围为-2045C。电池充满电开路搁置 一段时间后，一定程度