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一些關於鎳氫電池的知識
- 2022-05-16
如何判斷電動車電池好壞
鎳氫電池
,是一
種類
型的可再充電電池。正極處的化學反應類似於鎳鎘電池(NiCd),兩者均使用
氫
氧化鎳
氫氧化物
(NiOOH)。但是,負極使用吸氫
合金
代替鎘。NiMH電池的容量可以是相同大小的NiCd電池的2至3倍,但
能量密度
明顯更高,儘管遠低於
鋰離子電池
。
鎳氫電池的歷史
NiMH電池的
工作
始於該技術發明後的Battelle -Geneva研究中心。該技術基於燒結的Ti 2 Ni + TiNi + x合金和NiOOH電極。近年來,戴姆勒-
賓士
(Daimler-Benz)和
大眾
汽車
公司(Volkswagen AG)
贊助
了德意志汽車公司( Deutsche Automobilgesellschaft)的發展,該公司現在是戴姆勒公司的子公司。電池的比能量達到50 W·h / kg(180 kJ / kg),比功率高達1000 W / kg,壽命為500個充電週期(放電深度為100%時)。
專利申請
已在
歐洲
國家、
美國
和
日本
提出。專利已轉讓給戴姆勒-賓士公司。
隨著用於衛星應用的鎳氫電池的商業化,人們的興趣日益濃厚。氫化物技術承諾了一種替代的,體積較小的儲氫方法。飛利浦實驗室和
法國
CNRS進行的研究開發了新的高能混合合金,其中混合了
稀土
金屬
作為負極。然而,它們遭受鹼性
電解質
中合金的不穩定性,因此迴圈壽命不足。Willems和Buschow證明了基於這種方法的成功電池(使用La 0。8 Nd 0。2 Ni 2。5 Co 2。4 Si的混合物0。1),在4000次充放電迴圈後仍保持其84%的充電容量。更經濟可行的使用合金混合稀土代替鑭很快的發展。現代鎳氫電池就是基於這種
設計
。
消費
級NiMH電池開始商業化。
Ovonic電池公司改進了Ti-Ni合金的
結構
和成分,併為其創新申請了專利。
全球
使用鎳氫電池製造的
混合動力汽車
超過200萬輛。
在歐盟,由於其電池指令,鎳氫電池替代了鎳鎘電池,供行動式
消費者
使用。
在日本
銷售
的行動式充電電池中,約有22%是鎳氫電池。在瑞士的等效統計
資料
約為60%。由於鋰離子電池製造的增加,該百分比隨時間下降:
巴斯夫
生產了經過改進的微結構,有助於使NiMH電池更耐用,從而可以改變電池設計,從而節省了相當多的重量、單位能量達140瓦時/千克。
與其他電池型別相比
NiMH電池通常用在數碼
相機
和其他高耗電裝置中,在單次充電期間,它們的
效能
要優於一次(如鹼性)電池。
NiMH電池由於其較低的內阻而在高電流消耗的應用中具有優勢。典型的AA
鹼性電池
在低電流需求(25 mA)下可提供約2600 mAh的容量,在500 mA負載下只能提供1300 mAh的容量。帶有LCD和手
電筒
的數碼相機可以消耗1000 mA以上的電流,從而迅速耗盡它們。NiMH電池可提供這些電流水平,而不會造成類似的容量損失。
設計為使用一級鹼性化學(或鋅-碳/氯化物)電池執行的裝置可能無法與NiMH電池一起使用。但是,大多數裝置可補償鹼性電池放電至大約1伏時的電壓降。低內阻使NiMH電池可以提供幾乎恆定的電壓,直到它們幾乎完全放電為止。因此,設計用於讀取鹼性電池的電池電量指示器會在與NiMH電池一起使用時誇大剩餘電量,因為在大多數放電週期中鹼性電池的電壓穩定下降。
鋰離子電池比鎳氫電池具有更高的比能,但它們的
價格
明顯更高。它們還會產生更高的電壓(標稱值為3。2-3。7V),因此不能替代沒有電路可降低電壓的鹼性電池。
截至2005年,鎳氫電池佔電池
市場
的3%。
鎳氫電池的應用
消費電子
NiMH電池已取代NiCd發揮了許多作用,特別是小型可充電電池。NiMH電池通常以AA電池提供。這些電池在1。2 V電壓下的標稱充電容量(C)為1。1–2。8 Ah,以5小時內對電池放電的速率測量。有用的放電容量是放電速率的下降函式,但最高可達1× C(1小時內完全放電),與標稱容量無明顯差異。鎳氫電池的標稱工作電壓為每節1。2 V,比傳統的1。5 V電池要低一些,但可以為該電壓設計許多器件。
松下(Panasonic)鎳氫電池 無繩電話電池 AAA電池 松下無繩電話電池 2粒裝 7號電池
檢視
電動汽車
NiMH電池經常用於前代電動和混合動力汽車;截至2020年,鋰電池已幾乎完全取代了全電動和
插電式混合動力
汽車中的鋰電池,但在某些混合動力汽車中仍使用鋰電池(例如2020 Toyota Highlander)。之前的全電動插電式汽車包括
通用
汽車EV1,xxx代豐田RAV4 EV、本田EV Plus、福特Ranger EV和Vectrix踏板車。每個xxx代混合動力汽車都使用NIMH電池,最著名的是Toyota Prius和Honda Insight,以及後來的車型,包括福特Escape Hybrid、
雪佛蘭
Malibu Hybrid和Honda Civic Hybrid也使用它們。
專利問題
斯坦福·奧夫申斯基(Stanford R。 Ovshinsky)發明了鎳氫電池的一種流行改進並申請了專利,並於成立了Ovonic電池公司。通用汽車公司購買了Ovonics的專利。鎳氫電池已成功用於許多純電動汽車,例如在通用汽車EV1和道奇Caravan EPIC麵包車。
這一代的電動汽車儘管取得了成功,卻突然退出了市場。
後,該專利出售給了德士古,一週後,德士古被雪佛龍公司收購。雪佛龍公司Cobasys子公司僅向大型OEM訂單提供這些電池。通用汽車(General Motors)以缺乏電池可用性為主要障礙而關閉了EV1的生產。Cobasys對NiMH電池的控制為大型汽車NiMH電池帶來了專利權。
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