鎳氫電池工作原理圖

鎳氫電池由氫氧化鎳正極，儲(chǔ)氫合金負(fù)極，隔膜紙，電解液，鋼殼，頂蓋，密封圈等組成。在圓柱形電池中，正負(fù)極用隔膜紙分開卷繞在一起，然后密封在鋼殼中的。在方形電池中，正負(fù)極由隔膜紙分開后疊成層狀密封在鋼殼中。

電池組成：

負(fù)極材料：儲(chǔ)氫合金粉

正極材料：Ni(OH)2

單體電池電壓：1.2V

循環(huán)壽命500-1000次

MH/Ni電池的電化學(xué)式可表示為：

(-)MHx KOH(6M) NiOOH(+)

氫氧化鎳電極(正極)NiooH+HO2+e = Ni(oH)2+OHˉ

吸氫電極(負(fù)極)：MH+OHˉ-e = M + HO?

電池池總反應(yīng)：MH+NiOOH = M+Ni(OH)?

當(dāng)電池過放電時(shí)，電極反應(yīng)為：

氫氧化鎳電極：2H?O+2e→H?+20Hˉ

(正極)

吸氫電極：H?+20Hˉ-2e-→2H?0

(負(fù)極)

過放電時(shí)，電池的總反應(yīng)的凈結(jié)果為零，由于在正極上產(chǎn)生的氫氣會(huì)在負(fù)極上新化合，同樣也保持了電池體系的穩(wěn)定。

一、鎳氫電池的應(yīng)用

氫鎳電池應(yīng)用：民用通訊電源，各種便攜式設(shè)備電源、電動(dòng)工具、動(dòng)力電源等。小型綠色電源，替代鎘鎳電池。

MH/Ni電池一般采用負(fù)極容量過剩的配置方式，在MH/Ni電池過充電時(shí)，正、負(fù)極發(fā)生如下反應(yīng)：

氫氧化鎳電極： OHˉ-4e→2H?O+O?

(正極)

吸氫電極：H?O+O?+4e→4OHˉ

(負(fù)極)

氫氧化鎳電極全充電態(tài)時(shí)產(chǎn)生的氧氣，經(jīng)過擴(kuò)散在負(fù)極上重新化合為水。既保持了電池內(nèi)壓的恒定，同時(shí)又使電液濃度不致發(fā)生巨大變化。

MH/Ni電池的正、負(fù)極上所發(fā)生的反應(yīng)均屬于固相轉(zhuǎn)變機(jī)制，不額外生成和消耗電解液組分，因此電池的正、負(fù)極都具有較高的穩(wěn)定性，可以實(shí)現(xiàn)密封和免維護(hù)。

MH/Ni電池一般采用負(fù)極容量過剩的配置方式，電池在過充時(shí)，正極上析出的氧氣可在金屬氫化物電極表面被還原成水;電極在過放時(shí)，正極上析出的氫氣又可被金屬氫化物電極吸收，從而使得電池具有良好的耐過充放能力。

當(dāng)正極析出的氧擴(kuò)散到負(fù)極與氫發(fā)生反應(yīng)時(shí)，不僅消耗負(fù)極的一部分氫，影響到負(fù)極的電極電位，而且釋放的熱量會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度顯著升高，從而加速電極反應(yīng)。