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堿性電池和鎳氫電池的區別是什么

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2018年08月19日  

亦稱為鋅錳電池,是目前最普遍之干電池,它有價格低廉和使用安全可靠的特點,基于環保因素的考量,由于仍含有鎘之成份,因此必須回收,以免對地球環境造成破壞。■堿性電池AlkalineBattery亦稱為堿性干電池,適用于需放電量大及長時間使用。電池內阻較低,因此產生之電流較一般錳電池為大,而環保型含汞量只有0.025%,無須回收。■水銀電池SilverOxideButtonCell水銀電池,因為污染和電容量之故線已逐漸被鋰-錳配方取代■鋰電池■鎳鎘充電電池Ni-Cd(NickelCadmiumBattery)已為大眾早期廣泛使用,可重覆約500次之充放電,但約10次充放電后即會產生記憶效應;另一個缺點是,在充放電時,陰極會長出鎘的針狀結晶,有時會穿透分隔物而引起內部枝狀晶體式的短路。由于含有鎘之成份,因此必須回收。■鎳氫充電電池Ni-MH(NickelMetalHyorideBattery)為目前市場主流之充電電池,它是使用氧化鎳作為陽極,以及吸收了氫的金屬合金作為陰極,一般可進行500次以上的充放電循環。由于不含汞及鎘之原料,不必回收。■鋰充電電池RechargeableLithiumionBattery■鉛酸電池SealedLead-AcidBattery■太陽能電池在化學電池中,根據能否用充電方式恢復電池存儲電能的特性,可以分為一次電池(也稱原電池)和二次電池(又名蓄電池,俗稱可充電電池,可以多次重復使用)兩大類。一次電池又可分為普通鋅錳(中性鋅錳)、堿性鋅錳、鋅汞、鋅空、鎂錳和鋅銀六個系列;二次電池主要有鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、堿錳充電電池和鉛蓄電池等類型。在數碼設備中,常用的電池類型是干電池(包括堿性電池)、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池等。干電池:這是使用最普遍的電池類型之一,很多人用過干電池,但了解其構造的人卻不多。一般我們常用的干電池又稱為鋅錳電池(圖1)。可分為碳鋅電池(Carbon-Zinc)和氯化鋅電池(Zinc-Chloride),其優點是能量密度較高,電流密度適當,易實現機械化生產等。在大賣場中這兩類電池被成盒成盒的以低廉的售價拍賣著。但很可惜的由于能量密度不足,一般這種電池只用于耗電量較小的電子產品,如:鬧鐘,計算器等。如果你打算用他來驅動你的數碼相機恐怕你會大失所望。圓筒型鋅錳電池因隔離物的區別可分為糊式鋅錳電池和紙板鋅錳電池。其中紙板鋅錳電池因配方組成的差異引起電性能的不同,又分為C型紙板電池(碳鋅電池),也稱為高容量電池;P型紙板電池(氯化鋅電池),又稱為高功率電池。,一般超市或零售市場上的干電池皆為此類電池,其標示為SuperHeavyDuty。"C"型的電力容量較"P"型電池低約20%,一般隨貨贈送的電池多為此類電池,干電池的包裝分為紙殼("C"型常用),PVC,鐵殼及鉛皮等四類包裝,同時依含汞量(基本標準為15ppm)來區分還有環保和非環保之不同。堿性鋅-錳電池(Zinc-MnO2):是干電池中的一個重要角色。這一類的電池就是我們常稱的“堿性電池”,由于電容量大,電流強使用上又持久,市場上對此類電池的需求越來越高。然而,部分廠商的堿性電池為非環保的含汞電池,原因是此類電池如在成份中加入氧化銀可提升其電容量約30%以上,但同時零售價格也相對提高。迄今為止,堿性電池是最成功的高容量電池,也是目前最具性能價格比的電池之一,它改變了傳統電池的內部結構和電化學系統,同過采用極純凈極活躍的正負極材料,它的放電容量達到了普通干電池的5-7倍,存儲壽命也超過了普通電池的兩倍。


鎳氫電池是一種性能良好的蓄電池。鎳氫電池分為高壓鎳氫電池和低壓鎳氫電池。鎳氫電池正極活性物質為Ni(OH)2(稱NiO電極),負極活性物質為金屬氫化物,也稱儲氫合金(電極稱儲氫電極),電解液為6mol/L氫氧化鉀溶液。鎳氫電池作為氫能源應用的一個重要方向越來越被人們注意。


由于化石燃料在人類大規模開發利用的情況下越來越少,近年來,氫能源的開發利用日益受到重視。鎳氫電池作為氫能源應用的一個重要方向越來越被人們注意。雖然鎳氫電池確實是一種性能良好的蓄電池,但航天用鎳氫電池是高壓鎳氫電池(氫壓可達3.92MPa,即40kg/cm2),這樣的高壓力氫氣貯存在薄壁容器內使用容易爆炸,而且鎳氫電池還需要貴金屬做催化劑,使它的成本變得很貴,這就很難為民用所接受,因此,國外自70年代開始探索民用的低壓鎳氫電池。鎳氫電池分為高壓鎳氫電池和低壓鎳氫電池。高壓鎳氫電池是20世紀70年代初由美國的M.Klein和J.F.Stockel等首先研制。用鎳氫電池代替鎘鎳電池并應用于各種衛星上的趨勢已經形成。


鎳氫電池正極活性物質為Ni(OH)2(稱NiO電極),負極活性物質為金屬氫化物,也稱儲氫合金(電極稱儲氫電極),電解液為6mol/L氫氧化鉀溶液。活性物質構成電極極片的工藝方式主要有燒結式、拉漿式、泡沫鎳式、纖維鎳式及嵌滲式等,不同工藝制備的電極在容量、大電流放電性能上存在較大差異,一般根據使用條件不同的工藝生產電池。通訊等民用電池大多采用拉漿式負極、泡沫鎳式正極構成電池。充放電化學反應如下[1]:


正極:Ni(OH)2+OH-=NiOOH+H2O+e-


負極:M+H2O+e-=MHab+OH-


總反應:Ni(OH)2+M=NiOOH+MH


注:M:氫合金;Hab:吸附氫;反應式從左到右的過程為充電過程;反應式從右到左的過程為放電過程。


充電時正極的Ni(OH)2和OH-反應生成NiOOH和H2O,同時釋放出e-一起生成MH和OH-,總反應是Ni(OH)2和M生成NiOOH,儲氫合金儲氫;放電時與此相反,MHab釋放H+,H+和OH-生成H2O和e-,NiOOH、H2O和e-重新生成Ni(OH)2和OH-。電池的標準電動勢為1.319V。


鎳氫電池分為高壓鎳氫電池和低壓鎳氫電池。


低壓鎳氫電池具有以下特點:(1)電池電壓為1.2~1.3V,與鎘鎳電池相當;(2)能量密度高,是鎘鎳電池的1.5倍以上;(3)可快速充放電,低溫性能良好;(4)可密封,耐過充放電能力強;(5)無樹枝狀晶體生成,可防止電池內短路;(6)安全可靠對環境無污染,無記憶效應等。[1]


高壓鎳氫電池具有如下特點:(1)可靠性強。具有較好的過放電、過充電保護,可耐較高的充放電率并且無枝晶形成。具有良好的比特性。其質量比容量為60A·h/kg,是鎘鎳電池的5倍。(2)循環壽命長,可達數千次之多。(3)全密封,維護少。(4)低溫性能優良,在-10℃時,容量沒有明顯改變。[1]


鎳氫電池在使用時應注意維護。


(1)使用過程忌過充電。在循環壽命之內,使用過程切忌過充電,這是因為過充電容易使正、負極發生膨脹,造成活性物脫落和隔膜損壞,導電網絡破壞和電池歐姆極化變大等問題。


(2)防止電解液變質。在鎳氫電池循環壽命期,應抑制電池析氫。


(3)鎳氫電池的存放。保存鎳氫電池應在充足電后,如果在電池中沒有儲存電能的情況下長期保存電池,將使電池負極儲氫合金的功能減弱,并導致電池壽命減短。


(4)電量用盡后充電。鎳氫電池和鎳鎘電池相同,都有“記憶效應”,即如果放電途中在電池還殘存電能的狀態下反復充電使用,電池很快就不能用了。

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