北京化工大学：《物理化学》课程教学资源（研讨报告）浅谈镍氢电池

Company LOGO 6165 Hood 521U8 mo noundeinim 浅谈镍氢电池 生材0402薛茗元 Copyright 2006(c)all rights reserved

Company LOGO 浅谈镍氢电池 生材0402 薛茗元 Copyright 2006（c）all rights reserved

Contents www.themegallery.com 原理 结构 应用 现状 What shall we do Company Logo

Company Logo www.themegallery.com Contents What shall we do ? 应 用 结 构 原 理 现 状

原 理 www.themegallery.com 阳极 阴极 NiO(OH)+ -MH+OH-= H20+e-= M+H20+e- Ni(OH)2 +OH- 负极活性物质为金 属氧化物，也称贮 正极活性物质为氢 氧化镍（称氧化镍 氢合金（电极称贮氢 电极) 电极) Company Logo

Company Logo www.themegallery.com 原 理 阴极 ＋） NiO(OH) ＋ H2O ＋ e- ＝ Ni(OH)2 + OH- 正极活性物质为氢 氧化镍(称氧化镍 电极) －） MH|KOH|NiO(OH) （＋ 阳极 －） MH ＋ OH- = M ＋ H2O + e- 负极活性物质为金 属氧化物，也称贮 氢合金(电极称贮氢 电极)

原理 说明 www.themegalle M表示贮氢合金材料，因 贮氢材料和制备工艺不同 200☑ 而有所不同。 电池的开路电压为： G00 1.2V1.3V 1600- 16002B 当电池放入充电器充电时，进入电池中的电流不是直接转 换成电池的储能，而是通过在通电后的电解液中的一系列化 学反应来产生储能。 在使用中，将镍氢电池的正负两极连接在某一外部载体上 时，它就会通过转换其内部的化学能来提供电能。这就是镍 氢电池充电和供电的原理 Company Logo

Company Logo www.themegallery.com 原 理 说明 1 M表示贮氢合金材料，因 贮氢材料和制备工艺不同 而有所不同。 电池的开路电压为： 1.2V～1.3V 当电池放入充电器充电时，进入电池中的电流不是直接转 换成电池的储能，而是通过在通电后的电解液中的一系列化 学反应来产生储能。 在使用中，将镍氢电池的正负两极连接在某一外部载体上 时，它就会通过转换其内部的化学能来提供电能。这就是镍 氢电池充电和供电的原理

原理 说明 www.themegallery.com 2 3 过充电时， 过放电时： 氧化镍电极上：2H2O+2e 氧化镍电极上：4OH-4e H2+2OH贮氢电极上：H2+2OH 2H2O十O2 贮氢电极上；2H20+O2+4e一 2e一2H2O电池过放电时的总反应： 4OH 虽然过放电时，电池总反应的净结果为 电池过充电时的总反应：O 零但要出现反极现象。由于在正极上产 电池在设计中一般采米用负极过 生的氢气会在负极上新化合，同样也保 量的办法，氧化镍电极全充电态 持了体系的稳定。另外，负极活性物质 时产生氧气，经过扩散在负极重 氢以氢原子态能以相当高的密度吸附干 新化合成水，这样，既保持了池 贮氢合金中，在这样的电极上，吸放氢 反应能平稳地进行，放电性能较镉-镍电 内压的恒定，同时也使电解液浓 度不致发生巨大变化。 池而言得以提高。 g0■

Company Logo www.themegallery.com 原 理 说明 2 3 过充电时， 氧化镍电极上： 4OH`- 4e — 2H2O十O2 贮氢电极上； 2H2O+O2+4e — 4 OH` 电池过充电时的总反应：O 电池在设计中一般采米用负极过 量的办法，氧化镍电极全充电态 时产生氧 气，经过扩散在负极重 新化合成水，这样，既保持了池 内压的恒定，同时也使电解液浓 度不致发生巨大变化。 过放电时： 氧化镍电极上： 2H2O + 2e — H2+2OH` 贮氢电极上: H2 + 2OH`- 2e — 2H2O 电池过放电时的总反应： O. 虽然过放电时，电池总反应的净结果为 零但要出现反极现象。由于 在正极上产 生的氢气会在负极上新化合，同样也保 持了体系的稳定。另外，负极活性物质 氢以氢原子态能以相当高的密度吸附干 贮氢合金 中，在这样的电极上，吸放氢 反应能平稳地进行，放电性能较镉-镍电 池而言 得以提高

结构 www.themegallery.com Cap(+) Safety Vent Sealing Plate Insulation Insulation Ring Gasket 镍氢电池的基本结 构： Negative Electrode 它由氢氧化镍正极、 Separator 储氢合金负极、隔 Case(-) Positive Electrode 膜纸、电解液以及 钢壳等部件构成。 Insulation Gasket Cap Safety Vent Insulator Insulation Ring Negative Electrode Positive Electrode Case Separator Company Logol

Company Logo www.themegallery.com 结 构 镍氢电池的基本结 构： 它由氢氧化镍正极、 储氢合金负极、隔 膜纸、电解液以及 钢壳等部件构成

应用 www.themegallery.com ■就目前的数码市场来说，虽然许多产品使用可充电 的锂离子电池作为电力来源，但是镍氢电池凭借着 低廉的成本，以及较强的替代性，使得它受到许多 数码产品的青睐。在眼下的数码相机中，使用镍氢 电池的大约占30%。在其他非数码产品领域，镍氢 电池的使用范围也比较广泛。 目前数码产品使用的镍氢电池主要有AA(五号)和 AAA(七号)两种，前者多用于数码相机，后者多用 于MP3。AA就是我们通常所说的5号电池，一般尺寸 为：直径14mm,高度49mm;AAA就是我们通常所说 的7号电池，一般尺寸为：直径11mm,高度44mm。 Company Logo

Company Logo www.themegallery.com 应 用  就目前的数码市场来说，虽然许多产品使用可充电 的锂离子电池作为电力来源，但是镍氢电池凭借着 低廉的成本，以及较强的替代性，使得它受到许多 数码产品的青睐。在眼下的数码相机中，使用镍氢 电池的大约占30%。在其他非数码产品领域，镍氢 电池的使用范围也比较广泛。  目前数码产品使用的镍氢电池主要有AA(五号)和 AAA(七号)两种，前者多用于 数码相机，后者多用 于MP3。AA就是我们通常所说的5号电池，一般尺寸 为：直径14mm，高度49mm；AAA就是我们通常所说 的7号电池，一般尺寸为：直径11mm，高度44mm

应 用 www.themegallery.com 冬除作为电子信息领域迫切需求 的小型移动电源外，镍氢电池 可能成为电动车的电源之一。 近年来，人们对城市空气质量 及地球石油资源危机等问题日 趋重视，保护环境，节约能源 Rewsonoto 的呼声日益高涨，促使人们高 度重视电动车及其相关技术的 发展，美国、法国、中国的上 海市等均相继通过立法限制燃 油车，大力发展电动车。 Company Loge

Company Logo www.themegallery.com 应 用 除作为电子信息领域迫切需求 的小型移动电源外，镍氢电池 可能成为电动车的电源之一。 近年来，人们对城市空气质量 及地球石油资源危机等问题日 趋重视，保护环境，节约能源 的呼声日益高涨，促使人们高 度重视电动车及其相关技术的 发展，美国、法国、中国的上 海市等均相继通过立法限制燃 油车，大力发展电动车

现状 www.themegallery.com 市场趋势： 镍氢电池于1988年进入实用化阶段，1990年在日本开始规 模生产，此后产量成倍增加目前在日本，三洋、松下和东芝形成 了三足鼎立的局面，所占市场份额分别为40%、30%和20% 生产能力已达到1500万只/月。最近报道，三洋公司出资9000万 美元购买了东芝镍氢电池生产线，使三洋公司镍氢电池的生产能 力占目本总生产能力的60%以上。 主要技术发展趋势： 随着市场的需求，新型绿色环保型镍氢电池正朝着高容量、 小型化、高功率方向发展。镍氢电池产业将成为21世纪能源领域 的重大产业之一。镍氢电池产业的发展可获得城市环境的改善， 使国民经济可持续发展；有助于移动通讯，无污染电动车等的高 新技术产业的发展；将带动上游原材料工业的发展。建立镍氢电 池回收体系，将有利于保护环境和充分利用有色金属资源。 Company Logo

Company Logo www.themegallery.com 现 状 市场趋势： 镍氢电池于1988年进入实用化阶段，1990年在日本开始规 模生产，此后产量成倍增加目前在日本，三洋、松下和东芝形成 了三足鼎立的局面，所占市场份额分别为40%、30%和20% ， 生产能力已达到1500万只/月。最近报道，三洋公司出资9000万 美元购买了东芝镍氢电池生产线，使三洋公司镍氢电池的生产能 力占日本总生产能力的60%以上。 主要技术发展趋势 ： 随着市场的需求，新型绿色环保型镍氢电池正朝着高容量、 小型化、高功率方向发展。镍氢电池产业将成为21世纪能源领域 的重大产业之一。镍氢电池产业的发展可获得城市环境的改善， 使国民经济可持续发展；有助于移动通讯，无污染电动车等的高 新技术产业的发展；将带动上游原材料工业的发展。建立镍氢电 池回收体系，将有利于保护环境和充分利用有色金属资源

现 状 www.themegallery.com 三洋 研发 反馈 生产 电池的生命 循环 使用 销售 Company Logol

Company Logo www.themegallery.com 现 状 生产 研发 使用 销售 电池的生命 循环 三洋 反馈