В чем безопасность Ni-MH аккумуляторов?

Ni-MH аккумуляторы имеют шесть основных характеристик: характеристики заряда и разряда, характеристики саморазряда и характеристики длительного хранения, а также характеристики полного цикла и характеристики безопасности. Все они определяются структурой аккумулятора, которая проявляется в окружающей среде, в которой он находится. Примечательной особенностью является то, что на него сильно влияют температура и сила тока.

1. Зарядные характеристики: когда зарядный ток никель-водородной батареи увеличивается и / или температура зарядки снижается, зарядное напряжение батареи повышается. Обычно зарядка постоянным током не более 1 ° C используется при температуре окружающей среды от 0 ° C до 40 ° C, а зарядка возможна при температуре от 10 ° C до 30 ° C для получения более высокой эффективности зарядки.

Если аккумулятор часто заряжается при высокой или низкой температуре окружающей среды, производительность аккумуляторной батареи ухудшится. Для быстрой зарядки при температуре выше 0,3 ° C незаменимы меры контроля заряда. Повторяющаяся перезарядка также ухудшит характеристики аккумулятора, поэтому должны быть приняты меры защиты от высокой и низкой температуры и сильноточной зарядки.

2. Характеристики разряда: Платформа разряда никель-водородной батареи составляет 1,2 В. Чем выше ток, тем ниже температура, ниже напряжение разряда и эффективность разряда батареи, а максимальный непрерывный ток разряда батареи составляет 3 ° C.

Напряжение отключения разряда батареи обычно устанавливается на 0,9 В, а стандартный режим зарядки и разрядки IEC установлен на 1,0 В, потому что стабильный ток обычно может быть ниже 1,0 В, и может подаваться немного меньший ток. ниже 0,9 В. Напряжение отключения разряда Ni-MH аккумуляторов можно рассматривать как диапазон напряжений от 0,9 В до 1,0 В. А некоторые батареи могут быть рассчитаны на 0,8 В. В нормальных условиях, если напряжение отключения установлено слишком высоким, емкость аккумулятора не может быть полностью использована, и, наоборот, аккумулятор легко разряжается.

3. Характеристики саморазряда: это относится к явлению потери емкости, когда аккумулятор полностью заряжен и открыт. На характеристики саморазряда в основном влияет температура окружающей среды. Чем выше температура, тем больше потеря емкости аккумулятора.

4, долговременные характеристики хранения: в основном относится к емкости восстановления энергии никель-металлогидридных батарей. По прошествии длительного периода времени (например, одного года) емкость аккумулятора может быть меньше, чем емкость до хранения, но после нескольких циклов зарядки и разрядки аккумулятор может быть восстановлен до емкости перед хранением.

5. Циклические характеристики срока службы: Циклический срок службы никель-металлгидридных аккумуляторов зависит от системы заряда и разряда, температуры и использования. При зарядке и разрядке в соответствии со стандартом IEC полная зарядка и разрядка - это цикл зарядки никель-водородной батареи. Множественные циклы зарядки составляют жизненный цикл, а цикл заряда-разряда никель-водородной батареи может превышать 500 раз.

6. Безопасность: характеристики безопасности никель-металлогидридных батарей выше в конструкции батареи, которая, конечно же, связана с используемыми материалами, а также неотделима от ее структуры. Во время использования, если батарея используется неправильно, вызывая перезаряд, чрезмерную разрядку и короткое замыкание, а также вызывая повышение внутреннего давления в батарее, восстанавливаемый предохранительный клапан будет открыт для снижения внутреннего давления и предотвращения взрыва батареи. .

Никель-металлогидридные батареи - это батареи с хорошими характеристиками. Никель-металлогидридные батареи подразделяются на высоковольтные никель-водородные батареи и низковольтные никель-водородные батареи. Положительным активным материалом никель-водородной батареи является Ni (OH) 2 (называемый электродом NiO), отрицательным активным материалом является гидрид металла, также называемый сплавом для хранения водорода (электрод, называемый электродом для хранения водорода), а электролит составляет 6 моль / Л.раствора гидроксида калия. Никель-водородные батареи становятся все более и более важным направлением для применения в водородной энергии.

Поскольку ископаемого топлива становится все меньше и меньше в случае крупномасштабного развития и использования людей, развитию и использованию водородной энергии в последние годы уделяется все больше внимания. Никель-водородные батареи становятся все более и более важным направлением для применения в водородной энергии. Хотя гидридных батарей никель-металл действительно хороший батареи производительность, гидридные аккумуляторы аэрокосмической никель-металл являются высоковольтные никель-водородные батареи (давление водорода до 3,92 МПа, или 40 кг / см ²). Такой водород под высоким давлением хранится в тонкостенных емкостях. Его легко взорвать, и никель-металлогидридные батареи также нуждаются в драгоценных металлах в качестве катализаторов, что делает их стоимость очень дорогой, что трудно принять для гражданского использования. Поэтому зарубежные низковольтные никель-водородные батареи исследуются с 1970-х годов. Никель-металлогидридные батареи подразделяются на высоковольтные никель-водородные батареи и низковольтные никель-водородные батареи. Высоковольтные никель-металлогидридные батареи были впервые разработаны в начале 1970-х годов М. Кляйном и Дж. Ф. Стокелем из США. Сформировалась тенденция замены никель-водородных аккумуляторов на никель-водородные батареи и их применения на различных спутниках.

Положительным активным материалом никель-водородной батареи является Ni (OH) 2 (называемый электродом NiO), отрицательным активным материалом является гидрид металла, также называемый сплавом для хранения водорода (электрод, называемый электродом для хранения водорода), а электролит составляет 6 моль / Л.раствора гидроксида калия. Процесс формирования электродного листа из активного материала в основном включает тип спекания, тип суспензии, тип пеноникеля, тип волоконного никеля и тип инфильтрации. Электроды, изготовленные с помощью различных процессов, имеют большие различия в емкости и большом токе разрядки. Батарея производится в соответствии с технологическим процессом в различных условиях. В большинстве потребительских батарей, таких как коммуникационные, для формирования батареи используются отрицательный электрод суспензионного типа и положительный электрод из вспененного никеля. Химическая реакция заряда-разряда выглядит следующим образом [1]:

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

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

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

Примечание: M: водородный сплав; Hab: адсорбция водорода; процесс реакции слева направо - процесс зарядки; процесс реакции справа налево - это процесс разряда.

При зарядке положительные Ni (OH) 2 и OH- реагируют с образованием NiOOH и H2O и вместе высвобождают e- с образованием MH и OH-. Общая реакция представляет собой Ni (OH) 2 и M с образованием NiOOH, сплава для хранения водорода; разряд Напротив, MHab высвобождает H +, H + и OH- генерирует H2O, а e-, NiOOH, H2O и e- регенерируют Ni (OH) 2 и OH-. Стандартная электродвижущая сила аккумулятора составляет 1,319 В.

Никель-металлогидридные батареи подразделяются на высоковольтные никель-водородные батареи и низковольтные никель-водородные батареи.

Низковольтная никель-водородная батарея имеет следующие характеристики: (1) напряжение батареи составляет 1,2 ~ 1,3 В, что эквивалентно кадмиево-никелевой батарее; (2) плотность энергии высока, в 1,5 раза или больше, чем у кадмиево-никелевой батареи; (3) быстрая зарядка и разрядка, низкая температура Хорошая производительность; (4) герметичное, сильное сопротивление перезарядке и разрядке; (5) отсутствие образования дендритных кристаллов, может предотвратить короткое замыкание внутри батареи; (6) безопасно и надежно, без загрязнения окружающей среды, без эффекта памяти. [1]

Высоковольтные никель-металлогидридные батареи обладают следующими характеристиками: (1) Высокая надежность. Он имеет лучшую защиту от переразряда и перезарядки, выдерживает высокие скорости зарядки и разрядки и не дает образования дендритов. Имеет хорошие передаточные характеристики. Его удельная массовая емкость составляет 60 А · ч / кг, что в пять раз больше, чем у кадмиево-никелевых аккумуляторов. (2) Жизненный цикл долгий, до тысяч раз. (3) Полностью герметичный и требует меньшего обслуживания. (4) Низкотемпературные характеристики превосходны, а емкость существенно не меняется при -10 ° C.

Никель-металлгидридные батареи следует обслуживать во время использования.

(1) Избегайте использования процесса зарядки. В течение жизненного цикла процесс использования не должен чрезмерно заряжаться, потому что избыточный заряд легко вызывает разбухание положительного и отрицательного электродов, вызывая отслоение активного материала и повреждение диафрагмы, повреждение проводящей сети и увеличение поляризации OHMIC батареи.

(2) Не допускайте ухудшения электролита. В течение жизненного цикла никель-водородных батарей следует подавлять выделение водорода.

(3) Хранение никель-металлогидридных аккумуляторов. Никель-водородный аккумулятор следует хранить в полностью заряженном состоянии. Если аккумулятор хранится в течение длительного периода времени без накопления электроэнергии в аккумуляторе, функция сплава аккумуляторов водорода в аккумуляторе будет ослаблена, и срок службы аккумулятора сократится.

(4) Зарядка после разрядки аккумулятора. Никель-металлогидридные батареи и никель-кадмиевые батареи обладают одним и тем же «эффектом памяти», то есть, если батарея повторно заряжается, пока батарея все еще находится в процессе разряда, батарея скоро станет недоступной.

Страница содержит содержимое машинного перевода.