鎳氫電池知識

1、鎳氫電池知識第1頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四目 錄第一章 電池原理、第二章、常用術(shù)語第三章、充電方式、充電效率與控制方法第四章、常見問題與分析第五章、組合電池知識第六章、倍特力的產(chǎn)品與特點注：本文中附圖皆為倍特力之產(chǎn)品。第2頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四1、什么是電池2、電池的分類3、一次電池與二次電池的異同點4、鎳氫電池的電化學(xué)原理5、鎳氫電池的主要結(jié)構(gòu)組成第一章、電池原理第3頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四1、電池的定義電池即一種化學(xué)電源，一種直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。它由兩種不同成分的電化學(xué)活性電極分別組成

2、正負極，兩電極浸泡在能提供媒體傳導(dǎo)作用的電解質(zhì)中，當(dāng)連接在某一外部載體上時，通過轉(zhuǎn)換其內(nèi)部的化學(xué)能來提供電能。第4頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四2、電池的分類A按工作性質(zhì)分類：（1）原電池：又稱一次電池。如：鋅-錳干電池、鋅-汞電池、鋰電池。（2）蓄電池：又稱二次電池，如：鉛酸電池、鎘-鎳電池、氫-鎳電池、鋰離子電池（3）貯備電池：又稱“激活電池”，使用前臨時注入電解液或用其它方法使電池激活。如：鎂-銀電池、鉛-高氯酸電池（4）燃料電池：該類電池又稱“連續(xù)電池”，即將活性物質(zhì)連續(xù)注入電池，使其連續(xù)放電的電池。如：氫-氧燃料電池、肼-空氣燃料電池第5頁，共66頁，202

3、2年，5月20日，14點7分，星期四B按電解質(zhì)性質(zhì)分類 按電解質(zhì)性質(zhì)可分為酸性電池（鉛酸電池）、堿性電池（氫鎳電池）、中性電池、有機電解質(zhì)電池（鋰離子電池，如Li-MnO2)、非水無機電解質(zhì)電池(Li-SOCL2鋰-亞硫酰氯)和固體電解質(zhì)電池。第6頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四C按活性物質(zhì)的保存方式分類 按活性物質(zhì)的保存方式可以分為：活性物質(zhì)保存在電極上面，其中有一次電池和二次電池兩種；活性物質(zhì)保存在電池之外，使用時通入電極，這類有非再生型燃料電池和再生型電池。第7頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四3、一次電池與二次電池的有哪些異同點？一次電池只

4、能放電一次，二次電池可反復(fù)充放電循環(huán)使用二次電池在放電時電極體積和結(jié)構(gòu)之間發(fā)生可逆變化，因此設(shè)計時必須調(diào)節(jié)這些變化，而一次電池內(nèi)部則簡單得多，因為它不需要調(diào)節(jié)這些可逆性變化一次電池的質(zhì)量比容量和體積比容量均大于一般充電電池，但內(nèi)阻（0.2-0.5）遠比二次電池大，因此負載能力較低另外，一次電池的自放電遠小于二次電池。第8頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四4、鎳氫電池的電化學(xué)原理是什么？鎳氫電池采用與鎳鎘電池相同的Ni氧化物作為正極，儲氫金屬作為負極，堿液（主要為KOH）作為電解液； 第9頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四5、電池的主要結(jié)構(gòu)組成是什么？

5、電池的主要組成部分為：正極片、負極片、隔膜紙、蓋帽、外殼、絕緣層。第10頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四二、常用術(shù)語1、標(biāo)稱容量2、放電與放電率3、開路電壓、負荷電壓、標(biāo)稱電壓4、終止電壓、中點電壓5、貯存壽命、循環(huán)壽命6、內(nèi)阻7、自放電第11頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四1、標(biāo)稱容量又稱額定容量，指在一定放電條件下，規(guī)定電池應(yīng)該給出的最低限度的電量。IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：鎳氫電池在205環(huán)境下，以0.1C充電16小時后，以0.2C放電至1.0V時所放出的電量為電池的額定容量，以C5表示；電池容量C=It，單位有Ah，mAh(1Ah=1000mAh)

6、。第12頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四2、放電與放電率放電指電池向外電路輸送電流的過程放電率指放電時的速率。最常用倍率（若干C）表示，其數(shù)值上等于額定容量的倍數(shù)。 如：容量C=600mAh電池，用0.2C放電，則放電電流為I=0.2*600=120mA。 我們通常所說的0.2C、1C容量，就是在放電率為0.2C、1C條件下，放出的容量。第13頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四3、開路電壓、負荷電壓、標(biāo)稱電壓開路電壓: 外電路斷開時，電池兩個極端間的電位差。負荷電壓: 電池輸入電流時，電池兩個極端間的電位差。標(biāo)稱電壓: 電池的標(biāo)稱電壓指的是在正常工

7、作過程中表現(xiàn)出來的電壓，鎳氫電池標(biāo)稱電壓為1.2V。第14頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四4、終止電壓、中點電壓終止電壓 電池放電試驗中，規(guī)定結(jié)束放電的負荷電壓。一般放電截止電壓：0.2C放至1.0V，1C放至1.0V。中點電壓 指放到50%容量時，電池的電壓。主要用來衡量大電流放電系列電池的高倍率放電能力，是電池的一個重要指標(biāo)。第15頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四5、貯存壽命、循環(huán)壽命貯存壽命 電池在規(guī)定條件下的貯存期限，貯存結(jié)束時，電池仍能保持規(guī)定的性能。循環(huán)壽命 電池在失效前所能達到的充放電循環(huán)次數(shù).第16頁，共66頁，2022年，5月2

8、0日，14點7分，星期四6、內(nèi)阻電池的內(nèi)阻是指電池在工作時，電流流過電池內(nèi)部所受到的阻力，一般分為交流內(nèi)阻和直流內(nèi)阻，由于充電電池內(nèi)阻很小，測直流內(nèi)阻時由于電極容量極化，產(chǎn)生極化內(nèi)阻，故無法測出其真實值，而測其交流內(nèi)阻可免除極化內(nèi)阻的影響，得出真實的內(nèi)值。第17頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四7、自放電電池在荷電或貯存狀態(tài)下，由于各種原因而引起的容量損失的現(xiàn)象。第18頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四第三章 充電方式、充電效率、控制方法1、電池常見的充電方式2、鎳氫電池的標(biāo)準(zhǔn)充電3、急速充電對電池性能影響4、脈沖充電及對其電池性能影響5、涓流充電6

9、、充電效率7、充電的控制方法第19頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四1、電池常見的充電方式1、恒流充電 整個充電過程個中充電電流為一定值，屬鎳氫電池的常用充電方式；2、恒壓充電 充電過程中充電電源兩端保持一恒定值，電路中的電流隨電池電壓升高而逐漸減小，有時鎳氫電池也用此方法進行充電；3、恒流恒壓充電 電池首先以恒流充電CC，當(dāng)電池電壓升高至一定值時，電壓保持不變CV，電路中電流降至很小，最終趨于0。鋰離子電池用此充電方式。第20頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四2、電池的標(biāo)準(zhǔn)充電IEC國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鎳氫電池的標(biāo)準(zhǔn)充放電為：首先將電池以0.2C放電至1

10、.0V/支，然后以0.1C充電16小時，擱置1小時后，以0.2C放至1.0V/支，即為對電池標(biāo)準(zhǔn)充放電。 優(yōu)點是：充電電路簡單 缺點是：充電時間長第21頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四3、快速充電、急速充電對電池性能影響一般鎳氫電池行業(yè)將0.2C/0.3C充電，稱為快速充電；將0.5C1.5C充電，稱為急速充電； 此充電方法必須設(shè)置合適的充電截止條件，否則，易形成過充。 因充電電流較大，過充后，產(chǎn)生的氧氣來不及被消耗，就可能造成內(nèi)壓升高，電池變形，漏液等不良現(xiàn)象。同時，其電性能也會顯著降低。 其優(yōu)點是：充電時間短。第22頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，

11、星期四4、脈沖充電及對其電池性能影響脈沖充電一般采用充與放的方法，如充5秒鐘，就放1秒鐘。這樣充電過程產(chǎn)生的氧氣在放電脈沖下將大部分被還原成電解液。不僅限制了內(nèi)部電解液的氣化量，而且對那些已經(jīng)嚴(yán)重極化的舊電池，在使用本充電方法充放電5-10次后，會逐漸恢復(fù)或接近原有容量. 從電化學(xué)角度講，脈沖充電對電池充電最好。第23頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四5、涓流充電涓流充電一般用于后備電源，使用1/201/30C持續(xù)充電。此充電方法對電池性能無影響。第24頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四6、充電效率指電池在一定放電條件下放至某一截止電壓時放出的容量與

12、輸入的電池容量的比值，它可按照以下公式計算： 充電效率=（放電電流*放電至截止電壓的時間/充電電流*充電時間）*100%充電效率受到充電速率和環(huán)境溫度的影響，充電時充電電流必須在一定范圍內(nèi)，電流太小或太大充電效率都很低，由于電池還存在自放電，致使電池?zé)o法充滿電。第25頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四7、充電的控制方法為了防止電池過充，需要對充電終點進行控制，當(dāng)電池充滿時，會有一些特別的信息可利用來判斷充電是否達到終點。 一般有以下六種方法來防止電池被過充： 峰值電壓控制 dT/dt控制 maxT控制 -V控制 計時控制 0V控制第26頁，共66頁，2022年，5月20日

13、，14點7分，星期四第四章 電池常見問題與分析1、電池使用時有哪些注意事項？2、電池的儲存條件3、什么是過充電？對電池性能有何影響？4、什么是過放電？對電池性能有何影響？ 5、電池放電時間短的可能原因有哪些？ 6、電池出現(xiàn)零電壓或低電壓的原因7、電池組零電壓或低電壓的原因8、電池與電池組充不進電的原因 9、電池電池組無法放電的原因 10、充電發(fā)熱11、電池鼓底、漏液的原因12、電池能儲存多久第27頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四1、電池使用時有哪些注意事項？ 1、仔細閱讀電池說明書,使用所推薦的電池; 2、檢查電器及電池的接觸件是否清潔,必要時用濕布擦干凈,干燥后按正確

14、極性方向裝入; 3、無成人監(jiān)護時,不要讓兒童更換電池,小型電池如AAA應(yīng)放在兒童不能拿到的地方。 4、不要將新，舊電池或不同型號電池混用 5、不要試圖用加熱，充電或其它方法使一次電池再生 第28頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四 6、不要將電池短路 7、不要加熱電池或?qū)㈦姵貋G入水中 8、不要拆卸電池 9、用電器使用后應(yīng)斷開開關(guān) 10、應(yīng)當(dāng)從長期不使用的用電器具中取出電池 11、電池應(yīng)保存在陰涼，干燥無陽光直射處 第29頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四特別提示不同電池可以混用 過充電會造成內(nèi)壓升高，電池變形，漏液等不良現(xiàn)象 過放電會使內(nèi)壓升高，正負極

15、活性物質(zhì)可逆性受到破壞，容量衰減。 第30頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四2、電池儲存條件根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電池應(yīng)在溫度為205，濕度為（6520）%的條件下儲存。 第31頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四環(huán)境溫度對電池性能的影響？在所有的環(huán)境因素中，溫度對電池的充放電性能影響最大，因為在電極/電解液界面上的電化學(xué)反應(yīng)與環(huán)境溫度有關(guān)，電極/電解液界面被視為電池的心臟。如果溫度下降，電極的反應(yīng)率也下降。 一般，溫度越高，充電電壓越低、自放電越大；相反，溫度越低，充電電壓越高、自放電越小。當(dāng)溫度過高或過低時，對電池容量和內(nèi)阻也有一定影響，特別在低溫下

16、，容量偏低、內(nèi)阻增高。第32頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四3、什么是過充電？對電池性能有何影響？ 過充電是指電池經(jīng)一定充電過程充滿電后，再繼續(xù)充電的行為。如果充電電流過大，或充電時間過長，產(chǎn)生的氧氣來不及被消耗，就可能造成內(nèi)壓升高，電池變形，漏液等不良現(xiàn)象。同時，其電性能也會顯著降低。第33頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四4、什么是過放電？對電池性能有何影響？ 電池放完內(nèi)部儲存的電量，電壓達到一定值后，繼續(xù)放電就會造成過放電。一般而言，過放電會使電池內(nèi)壓升高，正負極活性物質(zhì)可逆性受到破壞，即使充電也只能部分恢復(fù)，容量也會有明顯衰減。 第34頁，

17、共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四5、電池放電時間短的可能原因有哪些？ 1、電池未被充滿電，如充電時間不夠，充電效率較低等2.放電電流過大，致使放電效率降低從而使放電時間縮短3.電池放電時環(huán)境溫度過低，放電效率下降; 第35頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四6、電池出現(xiàn)零電壓或低電壓的原因 1. 電池遭受外部短路或過充,反充(強制過放) 2. 電池受高倍率大電流連續(xù)過充,導(dǎo)致電池極芯膨脹,正極直接接觸短路。 3. 電池內(nèi)部短路或微短路，如：正負極片有毛刺穿透隔膜紙接觸短路，正負極片放置不當(dāng)，造成極片接觸短路，或正極片接觸鋼殼短路，負極掉料進隔膜紙，隔膜紙

18、本身有缺陷，正極極耳接觸負極片短路。 第36頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四7、電池組零電壓或低電壓的原因 1. 是否單支電池零電壓 2. 插頭短路,斷路,與插頭連接不好 3. 引線與電池脫焊,虛焊 4. 電池內(nèi)部連接錯誤,連接片與電池之間漏焊,虛焊,脫焊等 5. 電池內(nèi)部電子組件連接不正確,損壞 第37頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四8、電池與電池組充不進電的原因 1. 電池零電壓或電池組中有零電壓電池 2. 電池組連接錯誤,內(nèi)部電子組件,保護電路出現(xiàn)異常 3. 充電設(shè)備故障,無輸出電流; 4. 外部因素導(dǎo)致充電效率太低(如極低或極高溫度) 第

19、38頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四9、電池電池組無法放電的原因 1. 電池經(jīng)儲存,使用后,壽命衰減; 2. 充電不足或未充電; 3. 環(huán)境溫度過低; 4. 放電效率較低,如大電流放電時普通電池由于內(nèi)部物質(zhì)擴散速度跟不上反應(yīng)速度,造成電壓急劇下降而無法放 第39頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四10、充電發(fā)熱當(dāng)電池充滿電后再繼續(xù)充電屬于過充，由于正極Ni(OH)2已基本全部轉(zhuǎn)化為NiOOH，電池電位在此一溫度達到平衡值（最大值），此時外部的恒定電流過充使OH-氧化而產(chǎn)生氧氣。 化學(xué)反應(yīng)：4OH- - e O2 + 2H2O + 熱量 該化合反應(yīng)產(chǎn)生

20、的熱量很多，是導(dǎo)致電池整個體系溫度升高。故此時溫度存在急劇上升的現(xiàn)象。 第40頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四11、電池鼓底、漏液的可能原因是什么？ 電池經(jīng)過內(nèi)部或外部短路，形成較大電流，產(chǎn)生大量的熱，使電池內(nèi)部內(nèi)壓升高，而防爆球來不急打開，從而爆炸。其中，外部短路（特別是多只電池組合）可能性最大。 第41頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四12、電池能儲存多久？ 就理論上講，電池儲存時總有能量損失。電池本身固有的電化學(xué)結(jié)構(gòu)決定了電池容量不可避免地要損失，主要是由于自放電造成的。通常自放電大小與正極材料在電解液中的溶解性和它受熱后的不穩(wěn)定性（易自我分

21、解）有關(guān)?？沙潆婋姵氐淖苑烹娺h比一次電池高，而且電池類型不同，電池每月的自放電率也不一樣。第42頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四第五章 組合電池基本常識 近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，各種高科技的用電器具如雨后春筍般的不斷涌現(xiàn)，電池不可避免地成為這些產(chǎn)品中的一個核心備件，如手機、無繩電話、手提電腦、小型攝像機等。但電池在這些用電器具申都是成組使用，所以組合電池的基本常識對我們業(yè)務(wù)員、跟單員及包裝的工程技術(shù)人員是必須了解并掌握的。 第43頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四1、組合電池對單粒電池的要求 主要要求容量均勻、內(nèi)阻一致。若一組電池容量不均勻

22、、內(nèi)阻不一致，會因為容量較低或內(nèi)阻較大的電池提前失效，造成整組電池失效。 第44頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四2、組合方式 串聯(lián)組合：電池之間的正負極首尾相連，容量為單粒電池標(biāo)稱容量并聯(lián)組合：電池之間正極與正極連接，負極與負極連接，標(biāo)稱電壓為單粒電池的標(biāo)稱電壓混聯(lián)組合：混聯(lián)組合是指該組合中同時出現(xiàn)串聯(lián)組合和并聯(lián)組合，一般為先串后并和先并后串兩種。第45頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四3、電池包裝常用材料 PVC 面墊 電子元件（保護元件） 連接片 第46頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四倍特力的產(chǎn)品與特點第47頁，共66頁

23、，2022年，5月20日，14點7分，星期四Ni-MH電池的特點Ni-MH蓄電池是NiCd蓄電池的新發(fā)展,體積能量密度高,而且對環(huán)境無污染和無記憶效應(yīng),受到廣大用戶的歡迎。它具備較高的容量,可大電流放電,允許再充電次數(shù)高達5001000次,價格日趨合理（預(yù)計今后35年內(nèi),每年成本可下降3）,并且可利用現(xiàn)行的NiCd蓄電池的充電設(shè)施,因而Ni-MH蓄電池獲得廣泛應(yīng)用。第48頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四鎳氫電池的優(yōu)勢 較低的成本良好的快充性能循環(huán)壽命長無記憶效應(yīng)無污染綠色電池廣泛的溫度使用范圍安全性能好 第49頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四Ni

24、-MH電池的應(yīng)用Ni-MH蓄電池目前的應(yīng)用領(lǐng)域已遠不是局限在移動通信和移動計算應(yīng)用領(lǐng)域，而是涉及五光十色的應(yīng)用領(lǐng)域，如專業(yè)的和消費類電動工具、視頻設(shè)備、無繩化真空設(shè)備以及個人便攜設(shè)備領(lǐng)域等。這些應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋各種各樣的具體應(yīng)用，大到遠程通信設(shè)備的ups系統(tǒng)和電動車輛，小到電動自行車的電源、照明設(shè)備乃至美容工具等的電源，不一而足。 第50頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四發(fā)展前景Ni-MH電池是繼鎘鎳電池之后的新一代高能二次電池，由于它具有高容量、大功率、無污染等特點而倍受人們的青睞，是當(dāng)今二次電池重要的發(fā)展方向之一。1999年8月,國家經(jīng)貿(mào)委已禁止再上Cd/Ni電池項目1，

25、另外根據(jù)歐盟電子指令：歐美淘汰Cd/Ni電池的步伐也已加快，中國Ni-MH電池發(fā)展的黃金時刻已到來。第51頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四我們的產(chǎn)品1、民用高容量電池 中國最高容量之一2、低自放電電池 最新產(chǎn)品,技術(shù)領(lǐng)先3、工業(yè)配套電池 OEM/ODM生產(chǎn)4、低成本電池 鎳鎘電池的替代產(chǎn)品5、高功率電池 10C以上大電池放電6、快充電池 15Min快速充電7、高溫電池 70可用,性能優(yōu)越8、充電器及電池配件 最新發(fā)展方向第52頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四產(chǎn)品展示-民用電池第53頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四掛卡電池第54頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四工業(yè)配套電池第55頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四BPI充電器第56頁，共66頁，2022年，5月20日，14點7分，星期四著重介紹高容量鎳氫電池中國大陸目前Ni-MH電池界真正能做到50AA2500、44AAA95