为什么日常领域见不到镍氢电池了?镍氢电池为什么没有替代铅酸电池?

为什么日常领域见不到镍氢电池了?镍氢电池为什么没有替代铅酸电池?_58汽车

镍氢电池虽具有电量多、轻量、长寿命及环保等优点,但在日常领域较少见,主要是因其成本较高且能量密度较锂电池低。同时,镍氢电池自放电性能较差,存储时需注意电量以保持最佳状态。而铅酸电池成本低廉,技术成熟,广泛应用于启动电源、储能系统等领域,因此镍氢电池未能全面替代铅酸电池。

镍氢电池是由氢离子和金属镍合成的一种碱性蓄电池,它的正极活性物质主要由镍制成,负极活性物质主要由贮氢合金制成。镍氢电池电量储藏比镍镉电池多30%,比镍镉电池更轻,运用寿数也更长,而且对环境无污染。镍氢电池的缺点是价格比镍镉电池要贵许多,功能比锂电池要差。

碱性电池在长期不使用后会漏出俱轻微腐蚀性及有害液体(会对人体有害又或损坏使用该电池的装置),而锂电池在不适使用时有机会燃烧或爆炸。相对来看镍氢电池算是最安全的电池。

大功率的镍氢电池广泛应用于油电混合动力车辆中,最具代表性的例子是丰田普锐斯,该车使用了特别的充放电程序,电池充放电寿命可足够车辆使用十年。虽然镍氢电池的质量比锂离子电池大,但仍然有部分新能源汽车使用镍氢电池。从每个单体电池的电压来看,镍氢与镍镉电池的标称电压都是1.2V。

镍氢电池的主要应用特性如下所示:

最近开发的项目使用到FDK的镍氢电池,所以出一篇博文分享一下相关的知识。

FDK株式会社(简称FDK)成立于1950年,总部位于日本,是一家主要制造、销售和出口各种电池、可充电电池、电池设备、电子元器件和设备的制造商。FDK的产品广泛应用于工业设备、汽车用品、移动产品、通讯设备等应用。

FDK镍氢电池资源下载:【选型】FDK镍氢电池选型指南(FDK镍氢电池充电机制)

镍氢电池是一种碱性电池,其负极采用由储氢材料作为活性物质的氢化物电极,正极采用氢氧化镍电极(简称镍电极),电解质为氢氧化钾水溶液。镍氢电池充电时,氢氧化钾电解液中的氢离子会被释放出来,由这些化合物将它吸收,避免形成氢气,以保持电池内部的压力和体积。当电池放电时,这些氢离子便会经由相反的过程而回到原来的地方。

镍镉、镍氢电池的充电过程非常相似,都要求恒流充电,以防止电池过充电。充电器对电池进行恒流充电,同时检测电池的电压和其他参数。为避免损坏电池,电池温度过低时不能开始快速充电,一旦电池温度达到规定数值后,也必须立即停止充电。

一般情况下,新购买的镍氢电池只含有少量电量,要先进行充电然后再使用。如果电池出厂时间比较短,电量足,推荐先使用然后再充电。新买的镍氢电池一般要经过3~4次的充电和使用,性能才能发挥到最佳状态。很多朋友第一次充电后使用时间没有想象的那么多,在3~4次充电和使用后问题就迎刃而解了。

虽然镍氢电池无记忆效应,仍然推荐尽量每次使用完后再充电,并且是一次性充满,不要用一会儿充一会儿,有利于延长电池寿命。关于镍氢电池的充电方法可参见FDK提供的充电机制,如下图所示:

长期不用的镍氢电池会在存放几个月后,自然进入一种“休眠”状态,电池寿命大大降低。如果镍氢电池已经放置了很长的时候,建议先用慢充进行充电为宜。据测试,镍氢电池保存的最佳条件是带电80%左右保存。这是因为镍氢电池的自放电较大(一个月10%~15%左右),如果电池完全放电后再保存,很长时间内不使用,电池的自放电现象就会造成电池的过放电,会损坏电池。

虽然镍氢电池有安全可靠无污染,但是也存在缺点:在生产制造成本上,镍氢电池比较贵、自放电性能比较差(放电电流相对较大)、能量密度大,在安全性能上比镍镉电池和铅酸电池要差等等,选型时候还是需要结合业务场景进行采购。

FDK镍氢电池资源下载:【选型】FDK镍氢电池选型指南(FDK镍氢电池充电机制)

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