鎳氫電池深度全面培訓(xùn)

1、編輯課件編輯課件1鎳氫電池基礎(chǔ)知識(shí)編輯課件編輯課件2l電池是什么電池是什么l電池的分類(lèi)電池的分類(lèi)l鎳氫電池之電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理鎳氫電池之電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理l鎳氫電池之應(yīng)用領(lǐng)域鎳氫電池之應(yīng)用領(lǐng)域lROHS指令指令l幾個(gè)認(rèn)證幾個(gè)認(rèn)證l鎳氫電池之結(jié)構(gòu)鎳氫電池之結(jié)構(gòu)l鎳氫電池之工藝流程鎳氫電池之工藝流程l鎳氫電池之生產(chǎn)設(shè)備鎳氫電池之生產(chǎn)設(shè)備l鎳氫電池主要材料鎳氫電池主要材料l鎳氫電池之性能指標(biāo)鎳氫電池之性能指標(biāo)l鎳氫電池過(guò)充過(guò)放電鎳氫電池過(guò)充過(guò)放電l鎳氫電池充電控制鎳氫電池充電控制l鎳氫電池組保護(hù)鎳氫電池組保護(hù)l德飛電池之標(biāo)識(shí)德飛電池之標(biāo)識(shí)l鎳氫個(gè)型號(hào)電池尺寸鎳氫個(gè)型號(hào)電池尺寸編輯課件編輯課件3l什么是電池什

2、么是電池l是一種把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成低壓直流電能的裝置是一種把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成低壓直流電能的裝置 l電池的主要組成部分電池的主要組成部分l電極（正負(fù)極）電極（正負(fù)極） l電解液電解液l隔膜隔膜l外殼外殼編輯課件編輯課件4種種 類(lèi)類(lèi)電壓電壓優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn)缺缺 點(diǎn)點(diǎn)用用 途途一次性鋅錳/一次鋰電1.5V/節(jié)自放電小，使用方便，價(jià)錢(qián)便宜不可充電循環(huán)使用，資源浪費(fèi)，電池更換麻煩民用，玩具，燈具等鉛酸蓄電池2.0V體系廉價(jià)、大功率放電、浮充性能好、低溫放電性好污染環(huán)境、比容量和比能量小、不便攜帶汽車(chē)、摩托車(chē)充電電瓶及UPS后備電源鎳鎘充電電池1.2V/節(jié)大功率放電穩(wěn)定、價(jià)格比較便宜污染環(huán)境、對(duì)人體有害、具有記

3、憶效應(yīng)、比容量低于鎳氫電池電動(dòng)工具及少數(shù)電動(dòng)玩具、隨身聽(tīng)鎳氫充電電池1.2V/節(jié)比容量高、高低溫性能好、無(wú)記憶效應(yīng)、大功率放電好、無(wú)污染、安全性高比能量低于鋰離子電池，價(jià)格高于鎳鎘電池電動(dòng)工具、電動(dòng)玩具、電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)滑板、無(wú)繩電話(huà)、隨身聽(tīng)、后備電源、各種設(shè)備的內(nèi)置電源鋰離子電池3.7V/節(jié)比能量高、小巧、重量輕、無(wú)污染、無(wú)記憶效應(yīng)安全性能差、大功率放電較差、價(jià)格貴電動(dòng)工具、電動(dòng)玩具、電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)滑板、無(wú)繩電話(huà)、隨身聽(tīng)、后備電源、各種設(shè)備的內(nèi)置電源鋰聚合物電池3.7V/節(jié)安全性能好、比能量高、可做成任意形狀、無(wú)污染、無(wú)記憶效應(yīng)大功率放電較差、技術(shù)不夠成熟、價(jià)格貴電動(dòng)工具、電動(dòng)玩具、電動(dòng)自

4、行車(chē)、電動(dòng)滑板、無(wú)繩電話(huà)、隨身聽(tīng)、后備電源、各種設(shè)備的內(nèi)置電源編輯課件編輯課件5l鎳氫電池是指Ni（OH）2為正極、儲(chǔ)氫合金粉為負(fù)極的二次電池。l正極采用鎳氫氧化合物Ni（OH）2l負(fù)極采用儲(chǔ)氫合金粉l電解質(zhì)為溶解有KOH、LiOH、NaOH等堿性無(wú)機(jī)溶液。l隔膜為PE、PP或尼龍編輯課件編輯課件6編輯課件編輯課件7l高能量密度l可快速充放 l大電流放電特性l長(zhǎng)循環(huán)壽命l電化學(xué)特性穩(wěn)定l無(wú)污染，環(huán)保l無(wú)記憶效應(yīng)編輯課件編輯課件8l動(dòng)力電池系列l(wèi)個(gè)人護(hù)理系列 l燈具系列l(wèi)無(wú)繩電話(huà)系列l(wèi)儀表l民用電池系列l(wèi)醫(yī)療器械編輯課件編輯課件9l電工工具l吸塵器l園林工具編輯課件編輯課件10l航模l電動(dòng)自行車(chē)

5、l電動(dòng)汽車(chē)編輯課件編輯課件11l電推剪l剃須刀編輯課件編輯課件12l礦燈l應(yīng)急燈l網(wǎng)標(biāo)燈編輯課件編輯課件13l手電筒l草坪燈編輯課件編輯課件14l無(wú)繩電話(huà)l民用高容量l民用低自放電l高低溫電池編輯課件編輯課件15l名詞解釋RoHS是由歐盟立法制定的一項(xiàng)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，它的全稱(chēng)是關(guān)于限制在電子電器設(shè)備中使用某些有害成分的指令(Restriction of Hazardous Substances)。該標(biāo)準(zhǔn)已于2006年7月1日開(kāi)始正式實(shí)施，主要用于規(guī)范電子電氣產(chǎn)品的材料及工藝標(biāo)準(zhǔn)，使之更加有利于人體健康及環(huán)境保護(hù)。該標(biāo)準(zhǔn)的目的在于消除電機(jī)電子產(chǎn)品中的鉛、汞、鎘、六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯醚共6項(xiàng)物質(zhì)

6、，并重點(diǎn)規(guī)定了鉛的含量不能超過(guò)0.1%。 編輯課件編輯課件16l重金屬重金屬: lLead鉛; (鉛酸電池含有)lMercury汞; lCadmium鎘; (鎳鎘電池)lChromium (VI)六價(jià)鉻. l某些溴化阻燃劑：某些溴化阻燃劑： lPolybrominated biphenyls (PBBs); l多溴聯(lián)苯 lPolybrominated diphenyl ethers (PBDEs). l多溴聯(lián)苯醚 l最高限量指標(biāo)是：最高限量指標(biāo)是： l鎘：鎘：0.01%（100 ppm); l鉛、汞、六價(jià)鉻，多溴聯(lián)苯，多溴聯(lián)苯醚：鉛、汞、六價(jià)鉻，多溴聯(lián)苯，多溴聯(lián)苯醚：0.1% (1000 pp

7、m). 編輯課件編輯課件17l歐盟CE認(rèn)證l美國(guó)UL認(rèn)證l中國(guó)3C認(rèn)證編輯課件編輯課件18l“CE”標(biāo)志是一種標(biāo)志是一種安全認(rèn)證安全認(rèn)證標(biāo)志，被視標(biāo)志，被視為制造商打開(kāi)并進(jìn)入為制造商打開(kāi)并進(jìn)入歐洲歐洲市場(chǎng)的護(hù)照。市場(chǎng)的護(hù)照。CE代表歐洲統(tǒng)一（代表歐洲統(tǒng)一（CONFORMITE EUROPEENNE）。凡是貼有）。凡是貼有“CE”標(biāo)標(biāo)志的產(chǎn)品就可在歐盟各成員國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售，志的產(chǎn)品就可在歐盟各成員國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售，無(wú)須符合每個(gè)成員國(guó)的要求，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)須符合每個(gè)成員國(guó)的要求，從而實(shí)現(xiàn)了商品在歐盟成員國(guó)范圍內(nèi)的自由流通。了商品在歐盟成員國(guó)范圍內(nèi)的自由流通。編輯課件編輯課件19UL是是美國(guó)美國(guó)保險(xiǎn)商試驗(yàn)所（保險(xiǎn)商試

8、驗(yàn)所（Underwriter Laboratories Inc.）的簡(jiǎn)寫(xiě)。）的簡(jiǎn)寫(xiě)。UL安全試驗(yàn)所是安全試驗(yàn)所是美國(guó)最有權(quán)威的，也是世界上從事安全試驗(yàn)美國(guó)最有權(quán)威的，也是世界上從事安全試驗(yàn)和鑒定的較大的民間機(jī)構(gòu)。和鑒定的較大的民間機(jī)構(gòu)。 它是一個(gè)獨(dú)立的、它是一個(gè)獨(dú)立的、非營(yíng)利的、為公共安全做試驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)。非營(yíng)利的、為公共安全做試驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)。它采用科學(xué)的測(cè)試方法來(lái)研究確定各種材料、它采用科學(xué)的測(cè)試方法來(lái)研究確定各種材料、裝置、產(chǎn)品、設(shè)備、建筑等對(duì)生命、財(cái)產(chǎn)有裝置、產(chǎn)品、設(shè)備、建筑等對(duì)生命、財(cái)產(chǎn)有無(wú)危害和危害的程度；確定、編寫(xiě)、發(fā)行相無(wú)危害和危害的程度；確定、編寫(xiě)、發(fā)行相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和有助于減少及

9、防止造成生命財(cái)產(chǎn)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和有助于減少及防止造成生命財(cái)產(chǎn)受到損失的資料，同時(shí)開(kāi)展實(shí)情調(diào)研業(yè)務(wù)。受到損失的資料，同時(shí)開(kāi)展實(shí)情調(diào)研業(yè)務(wù)。編輯課件編輯課件20所謂3C認(rèn)證，就是中國(guó)強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證制度，英文名稱(chēng)China Compulsory Certification，英文縮寫(xiě)CCC。 需要注意的是，3C標(biāo)志并不是質(zhì)量標(biāo)志，而只是一種最基礎(chǔ)的安全認(rèn)證。 編輯課件編輯課件21l正極 活性物質(zhì)（Ni（OH）2) 導(dǎo)電劑、溶劑、粘結(jié)劑、基體 l負(fù)極 活性物質(zhì)（儲(chǔ)氫合金粉) 粘合劑、溶劑、導(dǎo)電劑、基體 l隔膜（PP+PE）l電解液（KOH+LiOH + NaOH)l外殼五金件（鋼殼、蓋帽、極耳）編輯課件編輯課

10、件22編輯課件編輯課件23正極基體：發(fā)泡鎳（約1.6-1.7mm厚)，或沖孔鍍鎳鋼帶（0.06-0.08mm厚）正極物質(zhì)：球鎳+亞鈷+PTFE正極集流體：鎳帶（約0.1mm厚）焊點(diǎn)：（約48個(gè))編輯課件編輯課件24負(fù)極基體：銅網(wǎng)、鋼網(wǎng)（約0.220.32mm厚) 鋼帶（約0.040.08mm厚)負(fù)極物質(zhì)：MH+HPMC+TEN+SBR編輯課件編輯課件25l材質(zhì)：維尼綸或者 PP（聚丙烯）或者 尼龍l厚度：一般為0.100.18mm 編輯課件編輯課件26l性質(zhì)： 無(wú)色透明液體，具有較強(qiáng)腐蝕性。l應(yīng)用： 主要用于可充電鎳氫電池的電解液。l規(guī)格： 溶質(zhì)組成 KOH:LiOH:NaOH =40:1:3

11、 （重量比） 溶劑組成 ：水 OH-濃度 7mol/ll質(zhì)量指標(biāo)： 密度（25）g/cm3 1. 30.03 電導(dǎo)率（25） 10.40.5 mscm編輯課件編輯課件27配料卷繞封口包裝上粉或拉漿切小片化成注液裁大片編輯課件編輯課件28正極干粉處理正極混干粉配P粘結(jié)劑加入導(dǎo)電劑加入合金粉負(fù)極攪拌正極上粉負(fù)極拉漿正極負(fù)極編輯課件編輯課件29送 帶上 粉正極粉料 碾壓裁小片編輯課件編輯課件30送 帶上 漿 負(fù)極漿料 負(fù)極裁片烘烤碾壓編輯課件編輯課件31正極裁小片正極浸膠正極焊極耳負(fù)極裁小片負(fù)極稱(chēng)重正極貼膠紙卷繞卷繞正極軟化正極稱(chēng)重編輯課件編輯課件32卷繞滾槽壓芯注堿正、負(fù)極片配片隔膜隔膜裁剪測(cè)短路

12、放面片、涂膠圈蓋組合焊蓋帽壓蓋帽封口編輯課件編輯課件33高溫烘烤化成高溫烘烤半成品入庫(kù)補(bǔ)充電分容測(cè)電壓抽測(cè)內(nèi)阻預(yù)充電編輯課件編輯課件34挑外觀測(cè)內(nèi)阻測(cè)電壓客戶(hù)裝盒、包裝單體包裝編輯課件編輯課件35單體電池包裝點(diǎn)焊連接片打膠水客戶(hù)組合套管收縮點(diǎn)焊引出片噴碼印字裝盒裝箱單體電池全檢電壓內(nèi)阻編輯課件編輯課件36l攪拌機(jī)l拉漿機(jī)（上粉機(jī)）l裁切機(jī)l輥壓機(jī)l卷繞機(jī)l點(diǎn)焊機(jī)l注液機(jī)l化成檢測(cè)柜編輯課件編輯課件37編輯課件編輯課件38編輯課件編輯課件39編輯課件編輯課件40編輯課件編輯課件41編輯課件編輯課件42l常規(guī)性能： 容量 電壓 內(nèi)阻l可靠性性能： 循環(huán)壽命 放電平臺(tái) 自放電 貯存性能 高低溫性能l

13、安全性能 過(guò)充 短路 過(guò)放 針刺 跌落 振動(dòng)編輯課件編輯課件43l電池在一定放電條件下所能給出的電量稱(chēng)為電池的容量，以符號(hào)C或It表示。常用的單位為安培小時(shí)，簡(jiǎn)稱(chēng)安時(shí)（Ah）或毫安時(shí)（mAh）。l電池的容量可以分為理論容量、額定容量、實(shí)際容量。lIEC容量測(cè)試方法編輯課件編輯課件44l放電：0.2C1.0V/celll充電：0.1C16hrsl擱置：1-4hrsl放電：0.2C1.0V/celll環(huán)境溫度：205編輯課件編輯課件45l理論容量是把活性物質(zhì)的質(zhì)量按法拉第定律計(jì)算而得的最高理論值。為了比較不同系列的電池，常用比容量的概念，即單位體積或單位質(zhì)量電池所能給出的理論電量，單位為Ah/kg

14、（mAh/g)或Ah/L(mAh/cm3)。l實(shí)際容量是指電池在一定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時(shí)間的乘積，單位為 Ah或者mAh，其值小于理論容量。l額定容量也叫保證容量，是按國(guó)家或有關(guān)部門(mén)頒布的標(biāo)準(zhǔn)，保證電池在一定的放電條件下應(yīng)該放出的最低限度的容量。編輯課件編輯課件46l 開(kāi)路電壓 電池在開(kāi)路狀態(tài)下的端電壓稱(chēng)為開(kāi)路電壓。電池的開(kāi)路電壓等于電池的正極的還原電極電勢(shì)與負(fù)極電極電勢(shì)之差。l 工作電壓 工作電壓指電池接通負(fù)載后在放電過(guò)程中顯示的電壓，又稱(chēng)放電電壓，見(jiàn)放電曲線(xiàn)。在電池放電初始的工作電壓稱(chēng)為初始電壓。 電池在接通負(fù)載后，由于歐姆電阻和極化過(guò)電位的存在，電池的工作電壓低于

15、開(kāi)路電壓。l 充電電壓 充電電壓指電池在充電時(shí)電池兩端的電位差，見(jiàn)充電曲線(xiàn)。編輯課件編輯課件47VVmax-V1一般情況，V取5mV或10mVVV1Vmax編輯課件編輯課件48由圖看出，在較高電流充電后期必然出現(xiàn)充電電壓下由圖看出，在較高電流充電后期必然出現(xiàn)充電電壓下降和溫度上升的現(xiàn)象，由此可以作為快速充電的控制降和溫度上升的現(xiàn)象，由此可以作為快速充電的控制方法，即用方法，即用V和和t控制；電流越大，充電電壓越高控制；電流越大，充電電壓越高.編輯課件編輯課件49由圖看出，環(huán)境溫度越高，充電電壓越低由圖看出，環(huán)境溫度越高，充電電壓越低.編輯課件編輯課件50l電流通過(guò)電池內(nèi)部時(shí)受到阻力，使電池的電

16、壓降低，此阻力稱(chēng)為電池的內(nèi)阻。l電池的內(nèi)阻不是常數(shù)，在放電過(guò)程中隨時(shí)間不斷變化，因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)的組成、電解液濃度和溫度都在不斷地改變。l電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，極化內(nèi)阻又包括電化學(xué)極化與濃差極化。內(nèi)阻的存在，使電池放電時(shí)的端電壓低于電池電動(dòng)勢(shì)和開(kāi)路電壓，充電時(shí)端電壓高于電動(dòng)勢(shì)和開(kāi)路電壓。l歐姆電阻遵守歐姆定律；極化電阻隨電流密度增加而增大，但不是線(xiàn)性關(guān)系，常隨電流密度的對(duì)數(shù)增大而線(xiàn)性增大。 編輯課件編輯課件51l電池在完全充電后完全放電，循環(huán)進(jìn)行，直到容量衰減為初始容量的60%，此時(shí)循環(huán)次數(shù)即為該電池之循環(huán)壽命l循環(huán)壽命與電池充放電制度有關(guān)lIEC壽命測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)l實(shí)達(dá)內(nèi)部壽命測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)l鎳氫

17、電池室溫下1C充放電循環(huán)壽命可達(dá)300-500次（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)），最高可達(dá)800-1000次。編輯課件編輯課件52l放電：0.2C1.0V/Celll擱置：20minl1充電：1C72min或-V=10mV/Celll2擱置：30minl3放電：1C1.0V/Celll4擱置：2minl循環(huán)：從1 到4循環(huán)500次l結(jié)束 編輯課件編輯課件53Cycle No.ChargeRestDischarge10.1C 16hrsNone0.25C 2hrs 20mins2480.25C 3hrs 10minsNone0.25C 2hrs 20mins490.25C 3hrs 10minsNone0.25C

18、to 1.0V/cell500.1C 16hrs14hrs0.2C to 1.0V/cellCycle 1 to 50 shall be repeated until the discharge duration on any 50th cycle becomes less than 3hrs編輯課件編輯課件54l鎳氫電池完全充電后，放電至1.2V時(shí)的容量記為C1，放電至1.0V時(shí)的容量記為C0，C1/C0稱(chēng)為該電池之放電平臺(tái)l行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1C放電平臺(tái)為70%以上，我們現(xiàn)在可以作到83%-85%l放電平臺(tái)對(duì)電池使用效果影響最大，關(guān)系到用戶(hù)實(shí)際使用效果或使用時(shí)間的長(zhǎng)短編輯課件編輯課件55編輯課件編輯

19、課件56編輯課件編輯課件57編輯課件編輯課件58NiMH電池在電池在20條件下的放電性能最佳。由于低條件下的放電性能最佳。由于低溫下溫下(0以下以下)MH的活性低和高溫時(shí)的活性低和高溫時(shí)(40以上以上)MH易易于分解析出于分解析出H2，致使電池的放電容量明顯下降，甚至，致使電池的放電容量明顯下降，甚至不能工作。不能工作。編輯課件編輯課件59l電池完全充電后，放置一個(gè)月。然后用1C放電至1.0V，其容量記為C2；電池初始容量記為C0；1-C2/C0即為該電池之月自放電率l國(guó)際IEC標(biāo)準(zhǔn)鎳氫電池月自放電率為40%，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為30，我們可以做到20%以?xún)?nèi)（IEC荷電保持率測(cè)試）l電池自放電與電池的放

20、置性能有關(guān)，其大小和電池內(nèi)阻結(jié)構(gòu)和材料性能有關(guān)編輯課件編輯課件60l在環(huán)境溫度202下，0.2C放電至1.0V/Cell，0.1C充16小時(shí)，開(kāi)路擱置28天后，再以0.2C放電至1.0V，要求放電時(shí)間 不小于180min（額定容量的60以上）編輯課件編輯課件61l記憶效應(yīng)是針對(duì)鎳鎘電池而言的，由于傳統(tǒng)工藝中負(fù)極為燒結(jié)式，鎘晶粒較粗，如果鎳鎘電池在它們被完全放電之前就重新充電，鎘晶粒容易聚集成塊而使電池放電時(shí)形成次級(jí)放電平臺(tái)。電池會(huì)儲(chǔ)存這一放電平臺(tái)并在下次循環(huán)中將其作為放電的終點(diǎn)，盡管電池本身的容量可以使電池放電到更低的平臺(tái)上。在以后的放電過(guò)程中電池將只記得這一低容量。同樣在每一次使用中，任何一

21、次不完全的放電都將加深這一效應(yīng)，使電池的容量變得更低。l要消除這種效應(yīng)，有兩種方法，一是采用小電流深度放電（如用0.1C放至0V）一是采用大電流充放電（如1C）幾次。l鎳氫電池?zé)o記憶效應(yīng)。編輯課件編輯課件62過(guò)充電（即充電末期）時(shí)，兩極上的反應(yīng)為：過(guò)充電（即充電末期）時(shí)，兩極上的反應(yīng)為： 氧化鎳電極上（正極）：氧化鎳電極上（正極）： 4OH- 4e 2H2O十十O2 貯氫電極上（負(fù)極）：貯氫電極上（負(fù)極）： 2H2O+O2+4e 4OH-電池過(guò)充電時(shí)的總反應(yīng)：電池過(guò)充電時(shí)的總反應(yīng)：0 Ni/MH電池的電容量一般均按電池的電容量一般均按正極容量正極容量限制設(shè)計(jì)，因此電限制設(shè)計(jì)，因此電池負(fù)極的容量

22、應(yīng)超過(guò)正極容量，正負(fù)極的容量比例可以達(dá)池負(fù)極的容量應(yīng)超過(guò)正極容量，正負(fù)極的容量比例可以達(dá)到到1:1.2，甚至更高。這樣在充電末期，正極產(chǎn)生的氧氣可，甚至更高。這樣在充電末期，正極產(chǎn)生的氧氣可以通過(guò)隔膜在負(fù)極表面還原成以通過(guò)隔膜在負(fù)極表面還原成H2O和和OH-回到電解液中，回到電解液中，從而避免或減輕了電池內(nèi)部壓力積累升高的現(xiàn)象，保持了從而避免或減輕了電池內(nèi)部壓力積累升高的現(xiàn)象，保持了電池內(nèi)壓的恒定，同時(shí)又使電解液濃度不致發(fā)生巨大變化。電池內(nèi)壓的恒定，同時(shí)又使電解液濃度不致發(fā)生巨大變化。 為了防止充電過(guò)程后期電池內(nèi)壓過(guò)高，電池中裝有防爆裝置。為了防止充電過(guò)程后期電池內(nèi)壓過(guò)高，電池中裝有防爆裝置。

23、 編輯課件編輯課件63雖然過(guò)放電時(shí)，電池總反應(yīng)的凈結(jié)果為零，但要出現(xiàn)反雖然過(guò)放電時(shí)，電池總反應(yīng)的凈結(jié)果為零，但要出現(xiàn)反極現(xiàn)象。由于在正極上產(chǎn)生的氫氣會(huì)在負(fù)極上新化合，極現(xiàn)象。由于在正極上產(chǎn)生的氫氣會(huì)在負(fù)極上新化合，同樣也保持了體系的穩(wěn)定。另外，負(fù)極活性物質(zhì)氫以氫同樣也保持了體系的穩(wěn)定。另外，負(fù)極活性物質(zhì)氫以氫原子態(tài)能以相當(dāng)高的密度吸附于貯氫合金中，在這樣的原子態(tài)能以相當(dāng)高的密度吸附于貯氫合金中，在這樣的電極上，吸放氫反應(yīng)能平穩(wěn)地進(jìn)行，放電性能較鎘電極上，吸放氫反應(yīng)能平穩(wěn)地進(jìn)行，放電性能較鎘-鎳鎳電池而言得以提高。電池而言得以提高。 當(dāng)電池過(guò)放電（即放電末期）時(shí)，電極反應(yīng)為：當(dāng)電池過(guò)放電（即放電

24、末期）時(shí)，電極反應(yīng)為： 氧化鎳氧化鎳電極電極（正極）上：（正極）上： 2H2O + 2e H2+2OH- 貯氫電極（負(fù)極）上：貯氫電極（負(fù)極）上： H2 + 2OH-2e 2H2O 電池過(guò)放電時(shí)的總反應(yīng)：電池過(guò)放電時(shí)的總反應(yīng)： 0 編輯課件編輯課件64第一階段第一階段 當(dāng)恒定電流剛充入放完當(dāng)恒定電流剛充入放完電的電池時(shí)，由于電池內(nèi)阻電的電池時(shí)，由于電池內(nèi)阻產(chǎn)生壓降，所以電池電壓很產(chǎn)生壓降，所以電池電壓很快上升（快上升（A A點(diǎn)）。此后，電池點(diǎn)）。此后，電池開(kāi)始接受電荷，電池電壓以開(kāi)始接受電荷，電池電壓以較低的速率持續(xù)上升。在這較低的速率持續(xù)上升。在這個(gè)范圍內(nèi)（個(gè)范圍內(nèi)（ABAB之間），電化之間

25、），電化學(xué)反應(yīng)以一定的速率產(chǎn)生氧學(xué)反應(yīng)以一定的速率產(chǎn)生氧氣，同時(shí)氧氣也以同樣的速氣，同時(shí)氧氣也以同樣的速率與氫氣化合，因此，電池率與氫氣化合，因此，電池內(nèi)部的溫度和氣體壓力都很內(nèi)部的溫度和氣體壓力都很低。低。 編輯課件編輯課件65第二階段第二階段經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后（經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后（C C點(diǎn)），點(diǎn)），電解液中開(kāi)始產(chǎn)生氣泡，電解液中開(kāi)始產(chǎn)生氣泡，這些氣泡聚集在極板表面，這些氣泡聚集在極板表面，使極板的有效面積減小，使極板的有效面積減小，所以電池的內(nèi)阻抗增加，所以電池的內(nèi)阻抗增加，電池電壓開(kāi)始較快上升。電池電壓開(kāi)始較快上升。這是接近充足電的信這是接近充足電的信號(hào)。號(hào)。 編輯課件編輯課件66第三階段第三階

26、段 充足電后，充入電池的電流不是轉(zhuǎn)充足電后，充入電池的電流不是轉(zhuǎn)換為電池的貯能，而是在正極板上產(chǎn)生換為電池的貯能，而是在正極板上產(chǎn)生氧氣。氧氣是由于電解液電解而產(chǎn)生的。氧氣。氧氣是由于電解液電解而產(chǎn)生的。在氫氧化鉀和水組成的電解液中，氫氧在氫氧化鉀和水組成的電解液中，氫氧離子變成氧、水和自由電子，反應(yīng)式為離子變成氧、水和自由電子，反應(yīng)式為 4OHO2+2H2O+4e 雖然電解液產(chǎn)生的氧氣能很快在負(fù)雖然電解液產(chǎn)生的氧氣能很快在負(fù)極板表面的電解液中復(fù)合，但是電池的極板表面的電解液中復(fù)合，但是電池的溫度仍顯著升高。此外由于充電電流用溫度仍顯著升高。此外由于充電電流用來(lái)產(chǎn)生氧氣，所以電池內(nèi)的壓力也升高

27、。來(lái)產(chǎn)生氧氣，所以電池內(nèi)的壓力也升高。 由于從大量的氫氧離子中很容易分由于從大量的氫氧離子中很容易分解出氧氣，所以電池內(nèi)的溫度急劇上升，解出氧氣，所以電池內(nèi)的溫度急劇上升，這樣就使電池電壓下降。因此電池電壓這樣就使電池電壓下降。因此電池電壓曲線(xiàn)出現(xiàn)峰值（曲線(xiàn)出現(xiàn)峰值（D點(diǎn)）。點(diǎn)）。 編輯課件編輯課件67充電終止控制方法充電終止控制方法 充足電后，如果不及時(shí)停止快速充電，電池的充足電后，如果不及時(shí)停止快速充電，電池的溫度和內(nèi)部壓力將迅速上升。內(nèi)部壓力過(guò)大時(shí)，密溫度和內(nèi)部壓力將迅速上升。內(nèi)部壓力過(guò)大時(shí)，密封電池將打開(kāi)放氣孔，從而使電解液逸散，造成電封電池將打開(kāi)放氣孔，從而使電解液逸散，造成電解液的

28、粘稠性增大，電池的內(nèi)阻增大，容量下降。解液的粘稠性增大，電池的內(nèi)阻增大，容量下降。因此，為了既保證電池充足電，又不過(guò)充電，必須因此，為了既保證電池充足電，又不過(guò)充電，必須控制充電的終點(diǎn)，一般采用控制充電的終點(diǎn)，一般采用定時(shí)控制定時(shí)控制，電壓控制電壓控制和和溫度控制溫度控制等多種方法。等多種方法。 編輯課件編輯課件68 電池的充電過(guò)程通?？煞譃殡姵氐某潆娺^(guò)程通?？煞譃轭A(yù)充電預(yù)充電、快速充電快速充電、補(bǔ)足充補(bǔ)足充電電、涓流充電涓流充電四個(gè)階段。四個(gè)階段。 預(yù)充電預(yù)充電：對(duì)長(zhǎng)期不用的或新電池充電時(shí)，一開(kāi)始就采用快速：對(duì)長(zhǎng)期不用的或新電池充電時(shí)，一開(kāi)始就采用快速充電，會(huì)影響電池的壽命。因此，這種電池應(yīng)

29、先用小電流充充電，會(huì)影響電池的壽命。因此，這種電池應(yīng)先用小電流充電，使其滿(mǎn)足一定的充電條件，這個(gè)階段稱(chēng)為預(yù)充電。電，使其滿(mǎn)足一定的充電條件，這個(gè)階段稱(chēng)為預(yù)充電?？焖俪潆娍焖俪潆姡壕褪怯么箅娏鞒潆姡杆倩謴?fù)電池電能。快速充：就是用大電流充電，迅速恢復(fù)電池電能?？焖俪潆娝俾室话阍陔娝俾室话阍?C以上，快速充時(shí)間由電池容量和充電速率決以上，快速充時(shí)間由電池容量和充電速率決定。定。編輯課件編輯課件69補(bǔ)足充電補(bǔ)足充電：采用某些快速充電止法時(shí)，快速充電終止后，電：采用某些快速充電止法時(shí)，快速充電終止后，電池并未充足電。為了保證充入池并未充足電。為了保證充入100%的電量，還應(yīng)加入補(bǔ)足的電量，還應(yīng)加入補(bǔ)足

30、充電過(guò)程。補(bǔ)足充電速率一般不超過(guò)充電過(guò)程。補(bǔ)足充電速率一般不超過(guò)0.3C。涓流充電涓流充電：也稱(chēng)為維護(hù)充電。根據(jù)電池的自放電特性，涓流：也稱(chēng)為維護(hù)充電。根據(jù)電池的自放電特性，涓流充電速率一般都很低。只要電池接在充電器上并且充電器接充電速率一般都很低。只要電池接在充電器上并且充電器接通電源，在維護(hù)充電狀態(tài)下，充通電源，在維護(hù)充電狀態(tài)下，充電器將以某一充電速率給電池補(bǔ)充電荷，這樣可使電池總處電器將以某一充電速率給電池補(bǔ)充電荷，這樣可使電池總處于充足電狀態(tài)。于充足電狀態(tài)。編輯課件編輯課件70定時(shí)控制定時(shí)控制 根據(jù)電池的容量和充電電流，很容易確定所需的充根據(jù)電池的容量和充電電流，很容易確定所需的充電時(shí)

31、間。這種控制方法最簡(jiǎn)單，但是由于電池的起始充電時(shí)間。這種控制方法最簡(jiǎn)單，但是由于電池的起始充電狀態(tài)不完全相同，有的電池充不足，有的電池過(guò)充電，電狀態(tài)不完全相同，有的電池充不足，有的電池過(guò)充電，因此，只有充電速率小于因此，只有充電速率小于0.3C時(shí)，才允許采用這種方時(shí)，才允許采用這種方法。法。 充電終止控制方法充電終止控制方法 編輯課件編輯課件71最高電壓（最高電壓（Vmax）： 從充電特性曲線(xiàn)可以看出，電池電壓達(dá)到最大值時(shí)，從充電特性曲線(xiàn)可以看出，電池電壓達(dá)到最大值時(shí)，電池即充足電。充電過(guò)程中，當(dāng)電池電壓達(dá)到規(guī)定值后，應(yīng)立即停止快速電池即充足電。充電過(guò)程中，當(dāng)電池電壓達(dá)到規(guī)定值后，應(yīng)立即停止快

32、速充電。這種控制方法的缺點(diǎn)是：電池充足電的最高電壓隨環(huán)境溫度、充電充電。這種控制方法的缺點(diǎn)是：電池充足電的最高電壓隨環(huán)境溫度、充電速率而變，而且電池組中各單體電池的最高充電壓也有差別，因此采用這速率而變，而且電池組中各單體電池的最高充電壓也有差別，因此采用這種方法不可能非常準(zhǔn)確地判斷電池已足充電。種方法不可能非常準(zhǔn)確地判斷電池已足充電。電壓負(fù)增量（電壓負(fù)增量（V）：由于電池電壓的負(fù)增量與電池組的絕對(duì)電壓無(wú)關(guān)，：由于電池電壓的負(fù)增量與電池組的絕對(duì)電壓無(wú)關(guān)，而且不受環(huán)境溫度和充電速率等因素影響，因此可以比較準(zhǔn)確地判斷電池而且不受環(huán)境溫度和充電速率等因素影響，因此可以比較準(zhǔn)確地判斷電池已充足電。這種

33、控制方法的缺點(diǎn)是：電池電壓出現(xiàn)負(fù)增量后，電池已經(jīng)過(guò)已充足電。這種控制方法的缺點(diǎn)是：電池電壓出現(xiàn)負(fù)增量后，電池已經(jīng)過(guò)充電，因此電池的溫度較高。此外鎳氫電池充足電后，電池電壓要經(jīng)過(guò)較充電，因此電池的溫度較高。此外鎳氫電池充足電后，電池電壓要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間，才出現(xiàn)負(fù)增量，過(guò)充電較嚴(yán)重。長(zhǎng)時(shí)間，才出現(xiàn)負(fù)增量，過(guò)充電較嚴(yán)重。 電壓零增量（電壓零增量（0V）： 鎳氫電池充電器中，為了避免等待出現(xiàn)電壓負(fù)增量鎳氫電池充電器中，為了避免等待出現(xiàn)電壓負(fù)增量的時(shí)間過(guò)久而損壞電池，通常采用的時(shí)間過(guò)久而損壞電池，通常采用0V控制法。這種方法的缺點(diǎn)是：充足電控制法。這種方法的缺點(diǎn)是：充足電以前，電池電壓在某一段時(shí)間內(nèi)可能變

34、化很小，從而造成過(guò)早地停止快速以前，電池電壓在某一段時(shí)間內(nèi)可能變化很小，從而造成過(guò)早地停止快速充電。為此，目前大多數(shù)鎳氫電池快速充電器都采用高靈敏充電。為此，目前大多數(shù)鎳氫電池快速充電器都采用高靈敏0V檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)，當(dāng)電池電壓略有降低時(shí)（一般約為電池電壓略有降低時(shí)（一般約為10mV），立即停止快速充電。），立即停止快速充電。電壓控制電壓控制 編輯課件編輯課件72溫度控制溫度控制 最高溫度（最高溫度（Tmax）： 充電過(guò)程中，通常當(dāng)電池溫度達(dá)到充電過(guò)程中，通常當(dāng)電池溫度達(dá)到45時(shí)，應(yīng)立即停時(shí)，應(yīng)立即停止快速充電。電池的溫度可通過(guò)與電池裝在一起的熱敏電阻來(lái)檢測(cè)。這種止快速充電。電池的溫度可通過(guò)與電

35、池裝在一起的熱敏電阻來(lái)檢測(cè)。這種方法的缺點(diǎn)是熱敏電阻的響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，溫度檢測(cè)有一定滯后，同時(shí)，電方法的缺點(diǎn)是熱敏電阻的響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，溫度檢測(cè)有一定滯后，同時(shí)，電池的最高工作溫度與環(huán)境溫度有關(guān)。當(dāng)環(huán)境溫度過(guò)低時(shí)，充足電后，電池池的最高工作溫度與環(huán)境溫度有關(guān)。當(dāng)環(huán)境溫度過(guò)低時(shí)，充足電后，電池的溫度也達(dá)不到的溫度也達(dá)不到45。 溫升（溫升（T）： 為了消除環(huán)境影響，可采用溫升控制法。當(dāng)電池的溫升達(dá)到為了消除環(huán)境影響，可采用溫升控制法。當(dāng)電池的溫升達(dá)到規(guī)定值后，立即停止快速充電。為了實(shí)現(xiàn)溫升控制，必須用兩只熱敏電阻，規(guī)定值后，立即停止快速充電。為了實(shí)現(xiàn)溫升控制，必須用兩只熱敏電阻，分別檢測(cè)電池溫度和環(huán)

36、境溫度。分別檢測(cè)電池溫度和環(huán)境溫度。 溫度變化率（溫度變化率（T/t） ：鎳氫電池充足電后，電池溫度迅速上升，當(dāng)電池：鎳氫電池充足電后，電池溫度迅速上升，當(dāng)電池溫度每分鐘上升溫度每分鐘上升1時(shí)，應(yīng)當(dāng)立即終止快速充電，這種充電控制方法，近年時(shí)，應(yīng)當(dāng)立即終止快速充電，這種充電控制方法，近年來(lái)被普遍采用。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明，由于熱敏電阻的阻值與溫度關(guān)系是非線(xiàn)性的，來(lái)被普遍采用。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明，由于熱敏電阻的阻值與溫度關(guān)系是非線(xiàn)性的，因此，為了提高檢測(cè)精度應(yīng)設(shè)法減小熱敏電阻非線(xiàn)性的影響。因此，為了提高檢測(cè)精度應(yīng)設(shè)法減小熱敏電阻非線(xiàn)性的影響。 編輯課件編輯課件73綜合控制綜合控制 上述各種控制方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。為了上述各

37、種控制方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。為了保證在任何情況下，均能準(zhǔn)確可靠地控制保證在任何情況下，均能準(zhǔn)確可靠地控制電池的充電狀態(tài)，目前快速充電器中通常電池的充電狀態(tài)，目前快速充電器中通常采用包括定時(shí)控制、電壓控制和溫度控制采用包括定時(shí)控制、電壓控制和溫度控制的綜合控制法。的綜合控制法。編輯課件編輯課件74PTCPTC熱敏電阻熱敏電阻- -也叫過(guò)流保護(hù)片也叫過(guò)流保護(hù)片Positive Temperature Coefficient l通過(guò)增大電阻來(lái)限制故障電流通過(guò)增大電阻來(lái)限制故障電流 l傳輸正常電流傳輸正常電流120C(大約大約.)電阻電阻溫度溫度 PTC:基本功能基本功能編輯課件編輯課件75TTm(居里溫度

38、居里溫度) T Tm 寬敞的網(wǎng)絡(luò)寬敞的網(wǎng)絡(luò) 擴(kuò)大的微晶限制了傳輸?shù)耐ǖ罃U(kuò)大的微晶限制了傳輸?shù)耐ǖ?編輯課件編輯課件76 對(duì)溫度有反應(yīng)，溫度升高聚合物膨脹，內(nèi)阻升高對(duì)溫度有反應(yīng)，溫度升高聚合物膨脹，內(nèi)阻升高. 由于過(guò)電流引起的由于過(guò)電流引起的PTC溫升溫升. 膨脹和轉(zhuǎn)換到高電阻狀態(tài)膨脹和轉(zhuǎn)換到高電阻狀態(tài). 穩(wěn)定的高電阻狀態(tài)持續(xù)到電流恢復(fù)到正常值時(shí)穩(wěn)定的高電阻狀態(tài)持續(xù)到電流恢復(fù)到正常值時(shí).編輯課件編輯課件77 電池中常用的有片狀和環(huán)狀兩種，片狀的直接串聯(lián)到電池組里面，做連接片使用 ，環(huán)狀在圓形鋰電池蓋帽中起保護(hù)作用。 片狀片狀PTC PTC 環(huán)狀環(huán)狀PTC PTC 編輯課件編輯課件78NTCNTC熱敏電阻熱敏電阻-Negative Temperature Coeff1Cient NTC（Negative Temperature Coeff1Cient）是指隨溫度上升電阻呈）是指隨溫度上升電阻呈指數(shù)關(guān)系減小、具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象和材料該材料是利指數(shù)關(guān)系減小、具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象和材料該材料