鎳氫電池是二十世紀(jì)八十年代發(fā)展起來的一種新型綠色電池，具有高能量、長壽命、無污染等特點(diǎn)，從發(fā)明之初到現(xiàn)在已經(jīng)有20多年的歷史。20世紀(jì)60年代末儲(chǔ)氫合金的發(fā)現(xiàn)為鎳氫電池的實(shí)現(xiàn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在我國通過“863”項(xiàng)目的推動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了鎳氫電池從無到有的發(fā)展，不僅實(shí)現(xiàn)了包括民用電池、特殊用途電池、動(dòng)力電池的多應(yīng)用領(lǐng)域，還形成了包括發(fā)泡鎳材料、沖孔鋼帶材料、球形氫氧化亞鎳材料、儲(chǔ)氫合金材料等于鎳氫電池相配套的原材料產(chǎn)業(yè)鏈。

汽車動(dòng)力鎳氫電池自上世紀(jì)末本世紀(jì)初隨著混合動(dòng)力車輛的發(fā)展而走上電池產(chǎn)品舞臺(tái)，1992年起日本松下公司開始為豐田公司混合動(dòng)力車輛開發(fā)混合動(dòng)力車用動(dòng)力鎳氫電池，1997年實(shí)現(xiàn)了世界上第一款商用混合動(dòng)力車輛——Prius的批量銷售，使車用動(dòng)力鎳氫電池開始了迅猛的發(fā)展勢(shì)頭，至今累計(jì)在世界范圍內(nèi)銷售了超過400萬輛裝配鎳氫電池混合動(dòng)力車輛，2012年豐田公司的Prius品牌車輛達(dá)到供不應(yīng)求的局面。同樣是在863項(xiàng)目的支持下我國在本世紀(jì)初開始了車用動(dòng)力鎳氫電池的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作，科力遠(yuǎn)集團(tuán)、春蘭集團(tuán)、湖南神州、中炬森萊等企業(yè)成為了主要的汽車動(dòng)力鎳氫電池的研發(fā)、生產(chǎn)、和銷售企業(yè)，為中國的混合動(dòng)力客車、轎車提供了大量的電池產(chǎn)品。

動(dòng)力鎳氫電池不使用汞、鎘、鉛等重金屬添加劑是真正的綠色環(huán)保電池，其具有寬溫區(qū)使用范圍、大電流充放電能力，特別適合混合動(dòng)力車輛需求，值得一提的是該電池的組成材料98%以上都可以實(shí)現(xiàn)方便的回收，為實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用提供了有力的條件。因此該電池是適用于混合動(dòng)力車輛的成熟的先進(jìn)動(dòng)力電池。

過針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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2、鎳氫電池具備的優(yōu)秀性能

鎳氫電池具備了在混合動(dòng)力車輛上應(yīng)用的能力，其優(yōu)秀的比功率和比能量特性使其實(shí)現(xiàn)了容量和動(dòng)力性能的良好融合。作為非常適合于混合動(dòng)力車輛應(yīng)用的鎳氫電池還具備如下的性能特點(diǎn)：

1）高倍率、大電流充放電性能優(yōu)良

鎳氫電池使用的為水性離子電解質(zhì)，其主要成分為高濃度KOH水溶液，該種電解質(zhì)有著非常好的離子導(dǎo)電性，這一特點(diǎn)決定了鎳氫電池可以具有非常低的內(nèi)阻。經(jīng)過多年的研究，將極板比表面積優(yōu)化設(shè)計(jì)、極板導(dǎo)流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、極板基體材料設(shè)計(jì)、電池內(nèi)部導(dǎo)流結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等改進(jìn)工作，進(jìn)一步降低電池內(nèi)部電阻；另外，通過材料本體優(yōu)化技術(shù)如覆鈷球形氫氧化亞鎳材料、高導(dǎo)電性發(fā)泡鎳材料、正負(fù)極配方優(yōu)化等技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，使得在電池電化學(xué)體系范圍內(nèi)降低了反應(yīng)的極化阻抗，進(jìn)一步提升了電池的大電流性能?，F(xiàn)在應(yīng)用于混合動(dòng)力轎車領(lǐng)域容量在6Ah左右的動(dòng)力鎳氫電池都可以達(dá)到25倍率以上放電、15倍率以上的充電特性，應(yīng)用于混合動(dòng)力客車領(lǐng)域容量在40Ah左右的動(dòng)力鎳氫電池可以達(dá)到15倍率以上放電、10倍率以上充電的大電流特性。最先進(jìn)的混合動(dòng)力轎車用動(dòng)力鎳氫電池的放電比功率達(dá)到1350W/kg以上。

2）使用溫度范圍廣

無人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無人設(shè)備

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動(dòng)力鎳氫電池可以實(shí)現(xiàn)在-20℃到50℃，范圍達(dá)到70℃的正常應(yīng)用，也可以實(shí)現(xiàn)在-40℃到60℃的有條件應(yīng)用。這種寬溫度使用范圍是對(duì)鎳氫電池正極、負(fù)極和電解液的綜合調(diào)整的結(jié)果。通過對(duì)正極進(jìn)行配方和材料調(diào)整，提升正極的析氧過電位，保證在高溫時(shí)實(shí)現(xiàn)氧的推遲析出，進(jìn)而提升有效反應(yīng)的效率，保證電池性能；在負(fù)極通過對(duì)合金的成分和加工工藝的優(yōu)化，提升合金的低溫性能，提升氫原子在合金內(nèi)部的擴(kuò)散能力，保證了合金的低溫性能；通過電解液優(yōu)化，提升電解液的導(dǎo)電率，進(jìn)一步降低電解液冰點(diǎn)，進(jìn)一步提升了電池的低溫特性。鎳氫電池具備的這種寬的溫度使用范圍為車輛應(yīng)用提供了有力保證，消除了車輛使用的地域限制，為混合動(dòng)力車輛的推廣提供了有力的技術(shù)支持。

3）耐過充電、過放電性能

鎳氫電池的耐過充電過放電特性是電池自身的反應(yīng)體系決定的，鎳氫電池在正常和過充電、過放電過程中的電化學(xué)反應(yīng)如下：

正常充電時(shí)：

正極反應(yīng)：Ni(OH)2+OH-→NiOOH+H2O+e-

負(fù)極反應(yīng)：M+H2O+e-→MH+OH-

總反應(yīng)：M+Ni(OH)2→MH+NiOOH

正常放電時(shí)：

正極：NiOOH+H2O+e-→Ni(OH)2+OH-

負(fù)極：MH+OH-→M+H2O+e-

總反應(yīng)：MH+NiOOH→M+Ni(OH)2

過充電時(shí)：

正極：4OH-→2H2O+O2+4e-

負(fù)極：4M+4H2O+4e-→4MH+4OH-

4MH+O2→4M+2H2O

總反應(yīng)：無物質(zhì)消耗

過放電時(shí)：

正極：H2O+e-→1/2H2+OH-

負(fù)極：MH+OH-→H2O+M+e-

M+1/2H2→MH

總反應(yīng)：無物質(zhì)消耗

可見，無論是在正常反應(yīng)條件下還是在過充電、過放電反應(yīng)條件下鎳氫電池反應(yīng)只是物質(zhì)在電池正負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移，不會(huì)消耗電池的電解液和電池的內(nèi)部成分，可以實(shí)現(xiàn)電池內(nèi)部物質(zhì)的自平衡，這就從原理上保證了電池具備良好的過充電和過放電特性。鎳氫電池的負(fù)極是由50%左右的鎳組成的，在不斷的電化學(xué)反應(yīng)過程中實(shí)現(xiàn)了鎳在合金表層的富集，由于在電化學(xué)體系下鎳為電化學(xué)反應(yīng)的優(yōu)良催化劑，加之在電池設(shè)計(jì)過程中考慮到電池的動(dòng)力學(xué)特性，設(shè)計(jì)了放電儲(chǔ)備、充電儲(chǔ)備，就保證了在過充電、過放電反應(yīng)過程中可以更加有效的提升電池的耐過充過放性能。優(yōu)良的耐過充過放電性能大幅度的提升了電池使用的安全性能。

4）高安全性

鎳氫電池是目前發(fā)現(xiàn)的動(dòng)力電池中安全性最高的電池，在過充電、過放電、擠壓、針刺、短路、加熱等極端惡劣的條件下也能保證其良好的安全性能，做到不爆炸、不起火。這主要是因?yàn)殒嚉潆姵氐碾娊庖菏撬噪娊庖?，且電解液的加入量相?duì)較多，難以出現(xiàn)電解液干涸的情況，在電解液完全揮發(fā)前電池的溫度不會(huì)出現(xiàn)大幅度的上升，同時(shí)鎳氫電池的正負(fù)極屬于在常溫條件下相對(duì)穩(wěn)定的材料，在有電解液存在時(shí)不會(huì)形成自燃。此外鎳氫電池都有金屬或塑料外殼與外界隔絕，形成了相對(duì)密閉的條件，有效地保護(hù)了電池的內(nèi)部成分，即使在受到外力破壞時(shí)，電池外殼也能實(shí)現(xiàn)只有極少部分電極會(huì)與外界接觸。綜上，鎳氫電池?zé)o論從原理還是結(jié)構(gòu)上都可以保證有良好的安全性能。

擠壓試驗(yàn)針刺試驗(yàn)

短路試驗(yàn)過充電試驗(yàn)

在混合動(dòng)力汽車這樣一個(gè)對(duì)安全性要求極高的應(yīng)用領(lǐng)域，鎳氫電池的這種安全性保證了車輛在出現(xiàn)碰撞、翻滾等惡劣事故時(shí)，不會(huì)因?yàn)殡姵刈陨淼娜毕莓a(chǎn)生再次傷害，有效的保證了駕乘人員的人身安全。

5）中國形成了完整、成熟的鎳氫電池產(chǎn)業(yè)鏈

在鎳氫電池快速發(fā)展的過程中，在中國形成了一大批原材料研發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)，其中的典型代表有科力遠(yuǎn)（發(fā)泡鎳產(chǎn)品）、河南科隆及湖南金天（球形氫氧化鎳產(chǎn)品）、廈門鎢業(yè)及遼寧鑫普（儲(chǔ)氫合金粉產(chǎn)品），這些企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于國內(nèi)、國際的鎳氫電池產(chǎn)品，SAYO、Panasonic、Corun等公司都在批量應(yīng)用這些企業(yè)的產(chǎn)品。

作為致力于在鎳氫電池領(lǐng)域長足發(fā)展的企業(yè)，科力遠(yuǎn)公司構(gòu)建了自上游的金屬礦藏、中游的發(fā)泡鎳產(chǎn)品、下游的民用、動(dòng)力鎳氫電池產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈，牢牢把握了材料這一涉及到整個(gè)行業(yè)發(fā)展的龍頭。同時(shí)，中國是世界稀土儲(chǔ)量和產(chǎn)量最大的國家，金川公司是世界第三的鎳鈷生產(chǎn)企業(yè)，擁有豐富的稀土資源，這為中國鎳氫電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了必要的資源條件。

6）電池回收率高，回收價(jià)值大，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)使用

鎳氫電池中除隔膜外其他物質(zhì)幾乎都可以實(shí)現(xiàn)回收利用，電池物質(zhì)回收利用率可以達(dá)到98%以上。在國內(nèi)外都有相關(guān)企業(yè)開始了鎳氫電池回收技術(shù)的研究和批量應(yīng)用。使用的方法主要有化學(xué)分解提純法和熔煉提純法，不論是使用哪種方法都可以實(shí)現(xiàn)電池內(nèi)部有效元素的重新利用，并能將其轉(zhuǎn)化為電池的原材料。進(jìn)一步形成了電池原材料——>電池——>電池回收——>電池原材料的循環(huán)體系，不但可以實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)使用，同時(shí)由于組成電池的主要為鎳、鈷、稀土等高價(jià)值元素，因此這種回收可以在很大程度上降低電池成本。

3、鎳氫電池管理系統(tǒng)是簡單化的管理系統(tǒng)

混合動(dòng)力車用電池組是由幾十到兩三百只電池串聯(lián)組成的電池系統(tǒng)。這就要求必須有性能優(yōu)越的電池管理系統(tǒng)來合理的管理電池。經(jīng)過20年的不斷研究，科技工作者充分掌握了動(dòng)力鎳氫電池的各項(xiàng)性能，并結(jié)合電池的特性制定了電池的管理策略，隨著對(duì)電池性能研究的不斷深入，電池管理系統(tǒng)的復(fù)雜度也在不斷的降低。動(dòng)力鎳氫電池研發(fā)是伴隨混合動(dòng)力車輛的研發(fā)同步進(jìn)行的，這也保證了其電池管理系統(tǒng)開發(fā)起步較早，并經(jīng)過了20年的開發(fā)，形成了相對(duì)成熟的管理系統(tǒng)產(chǎn)品。最為關(guān)鍵的是由于鎳氫電池自身對(duì)環(huán)境、過充過放等惡劣使用條件的容忍度高，使得這種電池可以實(shí)現(xiàn)以電池模塊為監(jiān)控的最小單元，不用進(jìn)行單體電池的監(jiān)控和均衡，這從本質(zhì)上降低了電池管理系統(tǒng)的復(fù)雜度。鎳氫電池屬于發(fā)熱型電池，結(jié)合它優(yōu)秀的低溫特性，保證了這種電池即使在低溫條件下也不需要使用外界能源進(jìn)行加熱，進(jìn)一步降低了管理系統(tǒng)的難度。

豐田公司經(jīng)過多年的研究將電池組的管理系統(tǒng)與整車管理系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了BMS和ECU的一體化，進(jìn)一步降低了電池管理系統(tǒng)的復(fù)雜度，為其他廠家電池管理系統(tǒng)的開發(fā)提供了有效地參考方向。

4、鎳氫電池實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)生產(chǎn)

經(jīng)過20年的發(fā)展，鎳氫電池形成了完整成熟的自動(dòng)化制造生產(chǎn)體系。并在日本PEVE、三洋和湘南CorunEnergy株式會(huì)社三家公司得以實(shí)際應(yīng)用，所生產(chǎn)的電池達(dá)到了非常高的一致性，代表了目前世界上動(dòng)力電池的最高水平。我國經(jīng)過多年的研究開發(fā)，電池加工制造設(shè)備自動(dòng)化程度得到了非常大的提升，但相對(duì)于日本企業(yè)還有很大的差距。2011年科力遠(yuǎn)對(duì)日本松下旗下的湘南工廠打破了這種局面，大大提升了中國鎳氫電池的自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)，隨著科力遠(yuǎn)公司對(duì)日本湘南工廠的技術(shù)消化吸收完成科力遠(yuǎn)將成為動(dòng)力電池企業(yè)，其電池生產(chǎn)的自動(dòng)化水平也將達(dá)到世界水平。

5、HEV車輛是當(dāng)前最能實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化的節(jié)能與新能源車輛

上圖為目前世界范圍內(nèi)銷售的主要混合動(dòng)力車型，也是主要的節(jié)能與新能源車型。HEV車輛已經(jīng)累計(jì)銷售400多萬輛，其中絕大多數(shù)裝備動(dòng)力鎳氫電池，我國一汽、長安、奇瑞、華普、東風(fēng)等汽車生產(chǎn)企業(yè)在混合動(dòng)力領(lǐng)域也投入大量資源進(jìn)行研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，形成了小批量示范應(yīng)用的產(chǎn)品，為后續(xù)的市場(chǎng)開發(fā)做好了技術(shù)和產(chǎn)品準(zhǔn)備；從我國產(chǎn)業(yè)政策方面看，2012年4月18日出臺(tái)的《節(jié)能與新能源車發(fā)展規(guī)劃》將混合動(dòng)力車定位為普及推廣的產(chǎn)品，將EV和PHEV定位為培養(yǎng)發(fā)展的產(chǎn)品。由此可見無論是市場(chǎng)選擇還是政策選擇，混合動(dòng)力車輛都將是率先實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用的產(chǎn)品。

豐田、本田、福特為目前世界上新能源車領(lǐng)域的前3甲，其市場(chǎng)份額占90%以上，目前3公司批量銷售的混合動(dòng)力車輛全部采用鎳氫電池，在我國，鎳氫電池在混合動(dòng)力車輛上也得到廣泛的應(yīng)用。從豐田2012年3月公布的基于在中國推廣混合動(dòng)力技術(shù)的豐田“云動(dòng)計(jì)劃”看，動(dòng)力鎳氫電池在將來相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)仍將是混合動(dòng)力車輛的主要儲(chǔ)能電源。

6、PHEV、EV還需要更多的技術(shù)積累和研發(fā)

PHEV和EV還需要一定的技術(shù)積累才能批量應(yīng)用。從技術(shù)角度看限制這兩種車輛應(yīng)用的主要技術(shù)瓶頸就是電池，由于鎳氫電池的質(zhì)量比能量相對(duì)較低，已經(jīng)不能適用于這兩種車輛的應(yīng)用。鋰電池成為較適合的選擇。但目前由于鋰電池的能量密度仍處于不太高的水平、電池的快速充電能力差、缺乏電池維護(hù)技術(shù)、電池寬溫區(qū)范圍性能差異大、電池管理系統(tǒng)復(fù)雜、成本高等技術(shù)難題導(dǎo)致鋰電池還不能實(shí)現(xiàn)批量的應(yīng)用。另外由于建立充電占需要占用大量的土地和資金等因素也使純電動(dòng)車的應(yīng)用面臨一定的挑戰(zhàn)。

從我國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)看，有70%左右為火電站，本身存在較為嚴(yán)重的污染，如果在現(xiàn)階段就大力發(fā)展純電動(dòng)車輛相當(dāng)于是將燃油的車改為了燒煤的車，其帶來的污染程度和能源的利用率將更低。因此在太陽能、風(fēng)能等新能源發(fā)電技術(shù)尚未成熟和批量并網(wǎng)前發(fā)展純電動(dòng)車輛還需要商榷。

7、形成Ni-MH和鋰電的和諧發(fā)展關(guān)系

鎳氫電池是更適合混合動(dòng)力車輛應(yīng)用的電池體系，而鋰電池是更適合于PHEV及EV應(yīng)用的電池體系，兩者是互補(bǔ)的關(guān)系，因?yàn)閺募夹g(shù)的角度看，混合動(dòng)力技術(shù)是純電動(dòng)技術(shù)的基礎(chǔ)；從市場(chǎng)的角度看，混合動(dòng)力車適用于長途運(yùn)行，而純電動(dòng)車則適用于城市通勤車；因此在確定未來交通工具的發(fā)展路線時(shí)，就更要仔細(xì)研究不同電池的應(yīng)用特性將適合的電池應(yīng)用于適合的領(lǐng)域，發(fā)揮其最大價(jià)值：

p只要有石油，就會(huì)有混合動(dòng)力車，鎳氫電池是相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)最適合混合動(dòng)力車使用的汽車動(dòng)力電池；

pNi-MH具有更成熟的技術(shù)，大量普及混合動(dòng)力車，反過來會(huì)促進(jìn)純電動(dòng)汽車的發(fā)展；

p鋰電在低溫性能、安全性能等方面還不成熟，需要時(shí)間改進(jìn)，再考慮基礎(chǔ)設(shè)施等因素，如果純電動(dòng)車達(dá)到普及推廣的要求，我認(rèn)為最少還需15年；

p從目前的情況看，純電動(dòng)車的成本離市場(chǎng)化需求還有相當(dāng)大的差距；

p應(yīng)用Ni-MH電池普及并大量運(yùn)行成熟的混合動(dòng)力汽車，一方面能為鋰電系統(tǒng)的發(fā)展積累更多有益的經(jīng)驗(yàn)，另一方面，也不耽誤國家節(jié)能減排戰(zhàn)略，更不會(huì)耽誤中國節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，也為鋰電發(fā)展提供足夠的緩沖時(shí)間。如果我們一定要拿一個(gè)不成熟的產(chǎn)品人為強(qiáng)行產(chǎn)業(yè)化，其結(jié)果一定是既讓我們?cè)谛履茉雌囶I(lǐng)域喪失發(fā)展機(jī)會(huì)，也會(huì)讓我們?cè)诠?jié)能汽車領(lǐng)域完全失去市場(chǎng)競(jìng)爭力。