鉅大LARGE | 點擊量：6300次 | 2022年03月25日
鎳鎘電池和鎳氫電池有什么區(qū)別嗎
充電電池與普通電池的不同之處：除兩者的端電壓不同外，還有兩個不同之處：第一，充電電池的內(nèi)阻遠低于普通電池，如用數(shù)字萬用表測量一節(jié)5號普通電池的短路電流，其值一般都在3A以下，而測量一節(jié)5號鎳鎘或者鎳氫電池的短路電流，一般在4A以上，正是由于這樣，我們在判斷真假鎳鎘、鎳氫充電電池時可以用數(shù)字表測量其瞬時短路電流來分辨。第二，鎳鎘、鎳氫充電電池與普通電池的放電特性不同，尤其是放電終止時的表現(xiàn)不同。普通電池在放電過程中，其端電壓是隨著放電量的增多而逐漸的由1.5V降低的，不存在端電壓突然變化的現(xiàn)象，而鎳鎘和鎳氫電池則不同，其在放電過程中端電壓幾乎不隨放電量的多少而改變，但一旦放電完畢。端電壓由1.2V左右降到1.0V左右，此時放電電流也成倍減小。在端電壓下降帶1.0V以下繼續(xù)放電稱為過放電，對電池有損害，影響壽命。
我們目前所使用的充電電池中，一般按其化學成分的不同可分為四類，分別為鎳鎘電池（NiCd）、鎳氫電池（NiMH）、鉛酸電池（PbSO4）和鋰離子電池（Li+）。下面簡單介紹一下這四類充電電池：
（一）鉛酸電池：它是較早出現(xiàn)的一種充電電池，也就是平常用的汽車蓄電池。有普通鉛酸電池和閥拉式密封鉛酸電池兩類。前者由于使用不方便和對環(huán)境的污染較嚴重而逐漸被后者所取代。我們所使用的應急燈一般為此類電池，正常循環(huán)壽命為1000~1200次。
（二）鎳鎘電池：它也是較早出現(xiàn)的電池。即目前大家所普遍使用的隨身聽充電電池。單個電池的標稱電壓為1.25V，其容量（充電電池的容量用電流（mA）乘以小時（h）來表示。如果一電池的容量為500MA，則表示該電池以500MA的電流可以放電一小時）對于一般5號電池（AA型）在450~800MA之間，正常循環(huán)充電次數(shù)在500次以上，但如果使用不正確，會大大縮短其使用次數(shù)。鎳鎘電池存在一種被人們稱為“記憶效應”的現(xiàn)象。當人們對沒有放電完的鎳鎘電池充電時，電池會自動“記”住這一個沒有放電完全的點。下次充電達到這一點時，就會表現(xiàn)出與電池放電完畢相同的特征。這樣雖然電池還沒放電完全，但此時容量一樣降低了，這就是所謂的“記憶效應”，其實質(zhì)是在電極中產(chǎn)生了樹狀結(jié)晶組織，這種“記憶效應”是鎳鎘電池所特有的。它會嚴重影響電池的容量，降低電池的使用時間，所以對鎳鎘在電池充電之前要對其進行徹底地放電，使其在放電完會后再充電，大家在使用此類電池時切勿反復對電池充電，市售的絕大部分廉價會自動充電的充電器充電電流很小，將電池充滿至少在15小時以內(nèi)，且不備放電功能，對電池損壞較大。部分功能較好的充電器在確認能快速充電時，就進入預處理階段，在此階段，充電器對電池進行完全放電，使每節(jié)電池進行完全放電，使每節(jié)電池電壓降到1.0v左右，以消除鎳鎘電池的“記憶效應”。對鎳鎘電池進行預處理后，直接進入快速充電階段，快速充電結(jié)束后轉(zhuǎn)入涓流充電，所需時間一般為2-3小時。
（三）鎳氫電池：它是最近開發(fā)的新型充電電池，其各項性能與鎳鎘電池相似，但它的能量密度更高。一節(jié)5號鎳氫電池容量在1000mah到1300mah之間，另外，它不存在“記憶效應”，對環(huán)境也無污染，因此有人稱其為“綠色電池”，當然價錢比較高。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
（四）鋰離子電池：它也是最近開發(fā)的電池，最大的優(yōu)點是，能量密度更高，但其價格也很高，一般用于高擋的電子產(chǎn)品中，但在放電時不要超過放電電壓，而且也不可大于放電電流放電。
為了正確地使用好各類充電電池，充分廷長電池的使用壽命，對電池進行正確的充電是非常關鍵的，如果充電方法不正確，將會大大縮短電池的使用壽命。
可充電電池主要有鉛酸蓄電池和堿性蓄電池兩種。目前使用的鎳鎘(NiCd)、鎳氫(NiMH)和鋰離子(Li－Ion)電池都是堿性電池。
鉛酸電池閥控式免維護鉛酸電池的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。它由正負極板、隔板、電解液、安全閥、氣塞、外殼等部分組成。正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛(PbO2)，負極板上的活性物質(zhì)為海綿狀純鉛(Pb)。電解液由蒸餾水和純硫酸按一定比例配制而成。電池槽中裝入一定密度的電解液后，由于電化學反應，正、負極板間會產(chǎn)生約為2.1V的電動勢。
新鉛酸電池初次使用時，必須先充滿電。如采用0.1C充電速率充電，大約需要55～75小時。蓄電池正常使用放完電后，應立即充電。通常采用的方法有：(1)分級定流充電法；(2)低壓恒壓充電法(帶負載充電)；(3)快速充電法?？焖俪潆姷某醭鋾r間不超過5小時，正常充電時間可縮短到1小時左右。
鎳鎘電池NiCd電池正極板上的活性物質(zhì)由氧化鎳粉和石墨粉組成，石墨不參加化學反應，其主要作用是增強導電性。負極板上的活性物質(zhì)由氧化鎘粉和氧化鐵粉組成，氧化鐵粉的作用是使氧化鎘粉有較高的擴散性，防止結(jié)塊，并增加極板的容量?；钚晕镔|(zhì)分別包在穿孔鋼帶中，加壓成型后即成為電池的正負極板。極板間用耐堿的硬橡膠絕緣棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板隔開。電解液通常用氫氧化鉀溶液。與其它電池相比，NiCd電池的自放電率(即電池不使用時失去電荷的速率)適中。NiCd電池在使用過程中，如果放電不完全就又充電，下次再放電時，就不能放出全部電量。比如，放出80％電量后再充足電，該電池只能放出80％的電量。這就是所謂的記憶效應。當然，幾次完整的放電/充電循環(huán)將使NiCd電池恢復正常工作。由于NiCd電池的記憶效應，若未完全放電，應在充電前將每節(jié)電池放電至1V以下。
鎳氫電池NiMH電池正極板材料為NiOOH，負極板材料為吸氫合金。電解液通常用30％的KOH水溶液，并加入少量的NiOH。隔膜采用多孔維尼綸無紡布或尼龍無紡布等。NiMH電池有圓柱形和方形兩種。圓柱形密封NiMH電池的結(jié)構(gòu)如圖2所示。
鎳氫電池加速前進
鎳氫電池(Ni-MHBatteries)作為早期的鎳鎘電池的替代產(chǎn)品，它是目前最環(huán)保的電池，不再使用有毒的鎘，可以消除重金屬元素對環(huán)境帶來的污染問題。鎳氫電池具有較大的能量密度比，這意味著可以在不為數(shù)碼設備增加額外重量的情況下，使用鎳氫電池能有效地延長設備的工作時間。鎳氫電池另一個優(yōu)點是：大大減小了鎳鎘電池中存在的“記憶效應”，這使鎳氫電池可以更方便地使用。
鎳氫電池何以取代最被人們看好的鋰電池？其實不無道理。首先，鎳氫電池從20世紀90年代就開始投放市場，經(jīng)過市場檢驗的時期更長。其次鎳氫礦產(chǎn)資源充足；再次國內(nèi)生產(chǎn)廠家眾多，僅廣東一地就有100多家做鎳氫電池的私人企業(yè)；第四，跟鋰電相比，鎳氫電池特點是安全性高，不容易爆炸。
鎳氫電池是目前在HEV汽車領域中應用最為成熟的二次電池。但客觀來看，鎳氫電池也存在一些“掣肘”之處：提煉技術(shù)不夠成熟，成本過高。還有一大隱患是一旦大面積推廣，將來面臨回收的難題。從長期看，鎳氫電池將面對鋰離子電池的強力挑戰(zhàn)，但短期內(nèi)，鎳氫電池在即將到來的新能源時代仍然前景看好。
鋰電池未來之星
自1991年商業(yè)化以來整個鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，其中聚合物鋰離子電池在安全性、體積、質(zhì)量、容量和放電性能方面均優(yōu)于液態(tài)鋰離子電池，應用范圍更廣。
在日前舉行的第5屆北京國際電動汽車清潔能源車展覽會上，記者采訪時發(fā)現(xiàn)，各大客車生產(chǎn)商帶來參展的純電動客車幾乎全部采用鋰電池。一汽客車采用鋰動力電池，中大青山純電動客車、山東沂星采取了磷酸鐵鋰電池，還有包括磷酸基鋰離子電子、磷酸亞鉄鋰在內(nèi)的多種鋰電池得到了充分的展示。
清華大學汽車工程研究院常務副院長宋健表示，目前全球99%的混合動力電池市場份額為鎳氫電池，鎳氫電池技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展也比較成熟。但鎳的價格昂貴，鎳氫電池在生產(chǎn)成本上比鋰電池高出不少。與鎳氫電池相比，新一代鋰電池重量將減輕一半，蓄電容量則增加1倍以上，一次充電后行駛里程將大大提高。而且鎳氫電池的壽命在未來3到5年內(nèi)將達到極限。從長遠來說，鋰電池將成為未來新能源汽車發(fā)展更值得倚重的動力源。
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