Как развивается никель-металлогидридная батарея, ее текущее состояние и перспективы

Никель-металлогидридный аккумулятор - это аккумулятор с хорошими характеристиками. Никель-металлогидридные батареи делятся на никель-металлогидридные батареи высокого напряжения и никель-металлогидридные батареи низкого напряжения. Положительным активным материалом никель-водородной батареи является Ni (OH) 2 (электрод NiO), отрицательным активным материалом является гидрид металла, также известный как сплав для хранения водорода (электрод называется электродом для хранения водорода), а электролит - 6 моль / л калия. раствор гидроксида. Никель-металлогидридные батареи как важное направление применения водородной энергетики привлекают все большее внимание.

В последние годы все больше и больше внимания уделяется развитию и использованию водородной энергии, потому что ископаемое топливо все меньше и меньше используется людьми. Никель-металлогидридные батареи как важное направление применения водородной энергетики привлекают все большее внимание. Хотя батареи nimh действительно имеют хорошие характеристики, но пространство с никель-металлогидридными батареями - это батареи nimh (давление водорода 3,92 МПа, 40 кг / см2), такие как хранение водорода под высоким давлением в тонкостенном контейнере, который легко используется, и Нимх-аккумуляторам нужен катализатор из благородного металла, из-за чего он стал очень дорогим, стоимость его приемлема для гражданских, поэтому за рубежом с 70-х годов начали исследовать гражданские низковольтные нимх-аккумуляторы. Никель-металлогидридные батареи делятся на никель-металлогидридные батареи высокого напряжения и никель-металлогидридные батареи низкого напряжения. Никель-металлогидридная батарея высокого давления была впервые разработана MK Lein и J.F. Stokkel в США в начале 1970-х годов. Никель-металлогидридные (NIMH) батареи заменяют батареи CDNI и используются на различных спутниках.

Положительным активным материалом никель-водородной батареи является Ni (OH) 2 (электрод NiO), отрицательным активным материалом является гидрид металла, также известный как сплав для хранения водорода (электрод называется электродом для хранения водорода), а электролит - 6 моль / л калия. раствор гидроксида. Процесс формирования электродного листа активным материалом в основном включает в себя тип спекания, тип варки, тип пеноникеля, тип волоконного никеля и тип пропитки и т. Д. Существуют большие различия в емкости и характеристиках большого тока разряда электродов, полученных с помощью различных процессов. Как правило, батареи производятся разными способами в зависимости от условий эксплуатации. Коммуникационные и другие гражданские аккумуляторы в основном состоят из отрицательного электрода из пульпы и положительного электрода из вспененного никеля. Зарядно-разрядные химические реакции следующие [1]:

Положительный электрод: Ni (OH) 2 + OH- = NiOOH + H2O + e-

Отрицательный: M + H2O + e = MHab + OH -

Общая реакция: Ni (OH) 2 + M = NiOOH + MH

Примечание: M: водородный сплав; Hab: адсорбированный водород; Уравнение реакции слева направо - процесс зарядки; Уравнение реакции справа налево - это процесс разряда.

При зарядке Ni (OH) 2 и OH- в положительном электроде реагируют с образованием NiOOH и H2O и в то же время высвобождают e- с образованием MH и OH- вместе. Напротив, MHab высвобождает H +, H + и OH- с образованием H2O и e-, и NiOOH, H2O и e- с образованием Ni (OH) 2 и OH-. Стандартная электродвижущая сила аккумулятора составляет 1,319 В.

Никель-металлогидридные батареи делятся на никель-металлогидридные батареи высокого напряжения и никель-металлогидридные батареи низкого напряжения.

Низковольтная никель-металлогидридная батарея имеет следующие характеристики: (1) напряжение батареи составляет 1,2 ~ 1,3 В, что аналогично напряжению в никель-кадмиевой батарее; (2) высокая плотность энергии, более чем в 1,5 раза выше, чем у кадмиево-никелевой батареи; (3) его можно быстро заряжать и разряжать с хорошей производительностью при низких температурах; (4) он может быть герметичным и обладает сильным сопротивлением перезарядке и разрядке; (5) отсутствие дендритных кристаллов не может предотвратить короткое замыкание в батарее; (6) безопасная и надежная среда без загрязнения, без эффекта памяти. [1]

Высоковольтные никель-водородные батареи обладают следующими характеристиками: (1) высокая надежность. Он имеет лучшую защиту от разряда и перезарядки, может выдерживать высокую скорость заряда и разряда и не дает образования дендритов. Имеет хорошие видовые характеристики. Его массовая емкость составляет 60 А · ч / кг, что в 5 раз больше, чем у кадмиево-никелевой батареи. (2) длительный срок службы до тысяч раз. (3) полное уплотнение, меньше обслуживания. (4) низкотемпературные характеристики хорошие, в -10 ℃, емкость не имеет видимых изменений.

Аккумуляторы NIMH следует обслуживать во время использования.

(1) избегайте перезарядки во время использования. Во время жизненного цикла следует избегать перезарядки в процессе использования. Это связано с тем, что избыточный заряд может вызвать расширение положительного и отрицательного электродов, что приведет к выпадению активного вещества и повреждению диафрагмы, повреждению проводящей сети и увеличению омической поляризации батареи.

(2) предотвратить порчу электролита. В течение жизненного цикла никель-металлогидридных батарей следует подавлять выделение водорода.

(3) хранение аккумуляторных батарей nimh. Никель-металлогидридный аккумулятор должен работать на полную мощность, если в аккумуляторе нет аккумулятора для сохранения аккумулятора в течение длительного времени, это ослабит функцию сплава для хранения водорода на катоде аккумулятора и приведет к сокращению срока службы аккумулятора.

(4) зарядка после того, как мощность исчерпана. Никель-металлогидридные батареи и никель-кадмиевые батареи одинаковы, имеют «эффект памяти», то есть, если батарея все еще находится в состоянии остаточной электрической энергии во время разрядки при повторной зарядке, батарея не будет использоваться скоро.

Никель-металлогидридные батареи стали зрелым продуктом. В настоящее время количество никель-металлогидридных аккумуляторов, произведенных на международном рынке в прошлом году, составляет около 700 миллионов. Масштаб и объем производства никель-металлгидридных батарей в Японии всегда были одними из самых высоких в мире. Китай богат редкоземельными металлами, которые являются сырьем для никель-металлогидридных батарей. В настоящее время отечественные исследования и разработки технологии обработки сырья никель-водородных аккумуляторов становятся все более зрелыми. Никель-металлогидридные батареи могут использоваться взаимозаменяемо с батареями zn-mn и батареями cd-ni. В будущем круглые батареи в основном разрабатываются для разнообразия и коммерциализации спецификаций продуктов, в то время как квадратные батареи в основном разрабатываются в качестве источника энергии для транспортных средств. В качестве альтернативы более ранним никель-кадмиевым батареям в настоящее время никель-металлогидридные батареи являются наиболее экологически чистыми батареями. Токсичный кадмий можно удалить до того, как можно будет использовать элементы тяжелых металлов. Никель-металлогидридные батареи имеют высокий коэффициент удельной энергии, а это означает, что использование никель-металлогидридных батарей может эффективно продлить время работы оборудования без увеличения веса цифрового оборудования. Другое преимущество никель-металлогидридных батарей состоит в том, что они значительно уменьшают «эффект памяти», существующий в никель-металлогидридных батареях, что делает использование никель-металлогидридных батарей более удобным.

Батарея NIMH - самая совершенная вторичная батарея в области HEV. Однако с объективной точки зрения никель-металлгидридный аккумулятор также имеет некоторые «ограничения»: технология рафинирования не отработана, стоимость слишком высока. Существует также большая скрытая опасность, когда после крупномасштабной рекламы будущее столкнется с проблемой вторичной переработки. В долгосрочной перспективе никель-металлогидридные батареи столкнутся с серьезной проблемой литий-ионных аккумуляторов, но в краткосрочной перспективе никель-металлогидридные батареи по-прежнему перспективны в грядущей новой энергетической эре.

Литиевая батарея Future Star

С момента коммерциализации в 1991 году вся промышленность литий-ионных аккумуляторов быстро развивалась. Среди них полимерный литий-ионный аккумулятор превосходит жидкий литий-ионный аккумулятор по безопасности, объему, массе, емкости и характеристикам разряда с более широким спектром применений.

На прошедшей недавно 5-й Пекинской международной выставке электромобилей и транспортных средств, использующих экологически чистые источники энергии, журналисты обнаружили, что почти все чистые электрические автобусы, которые производители автобусов привезли на выставку, использовали литиевые батареи. Faw bus ИСПОЛЬЗУЕТ литиевую батарею, чистый электрический автобус zhongdaqingshan и shandong yixing используют литиево-железо-фосфатную батарею, а также были полностью продемонстрированы различные литиевые батареи, включая литий-ионную фосфатную группу и литий-ионную фосфатную группу.

Сун Цзянь, исполнительный вице-президент научно-исследовательского института автомобильной инженерии университета Цинхуа, сказал, что в настоящее время 99% мирового рынка гибридных аккумуляторов составляют никель-металлгидридные батареи, а разработка технологии никель-металлгидридных аккумуляторов в Китае является относительно зрелой. . Но никель стоит дорого, и производство немХ-батарей обходится гораздо дороже, чем литиевые. По сравнению с никель-металлогидридными батареями новое поколение литиевых батарей будет уменьшено вдвое, емкость аккумулятора увеличится более чем вдвое, а запас хода значительно увеличится после одной зарядки. А срок службы нимх-аккумуляторов достигнет предела в ближайшие три-пять лет. В долгосрочной перспективе литиевая батарея станет более надежным источником энергии для разработки транспортных средств на новой энергии в будущем.

Страница содержит содержимое машинного перевода.