镍氢电池充电(镍氢电池充电限制电压是多大 )

镍氢电池充电(镍氢电池充电限制电压是多大 )

概述

镍氢电池是由氢离子和金属镍合成,电量储藏比镍镉电池多30%,比镍镉电池更轻,运用寿数也更长,而且对环境无污染。镍氢电池的缺点是价格比镍镉电池要贵许多,功能比锂电池要差。

镍氢电池中的“金属”部分实践上是金属氢化物。

用在镍氢电池的制造上,它们首要分为两大类。最常见的是AB5一类,A是稀土元素的混合物(或许)再加上钛(Ti);B则是镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn),(或许)还有铝(Al)。而一些高容量电池的“含多种成分”的电极则首要由AB2构成,这里的A则是钛(Ti)或许钒(V),B则是锆(Zr)或镍(Ni),再加上一些铬(Cr)、钴(Co)、铁(Fe)和(或)锰(Mn)。所有这些化合物扮演的都是相同的角色:可逆地构成金属氢化物。电池充电时,氢氧化钾(KOH)电解液中的氢离子(H+)会被释放出来,由这些化合物将它吸收,防止构成氢气(H2),以坚持电池内部的压力和体积。当电池放电时,这些氢离子便会经由相反的进程而回到原来的地方。

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作业原理

充电

当快速充电时,能够透过充电器内的微电脑去防止电池过充的状况产生。如今的镍氢电池含有一种催化剂,能够及时的解除因为过充所形成的风险。2H2 + O2 –催化剂–> 2H2O

可是这个反响只要从过充开始的时刻算起的 C 10 小时内有效(C = 电池标示的容量)。当充电程序开始后,电池的温度会上升的很明显,有些极速充电器(低于1小时)内含风扇来防止电池过热。

有的厂商以为:运用一些简单的恒流(且电流要小)充电器,不论有没有计时器,都能够安全地为镍氢电池充电,答应的长时刻充电电流为 C/10h (电池的标称电量除以10小时)。实践上,一些造价低价的无线电话基地台和最便宜的电池充电器正是这样作业的。虽然这或许是安全的,但对电池的寿数或许会有不良影响。根据松下公司(Panasonic)的《镍氢电池充电攻略》:长时间运用涓流办法(以很小的电流长时刻充电)充电有或许导致电池损坏;为了防止损伤电池,涓流充电的电流应限制在 0.033C每小时 到 0.05C每小时 之间,最长充电时刻为20小时。

对于镍氢电池的长时间保养来说,运用低频脉冲-大电流的的充电办法要比运用涓流充电办法更能坚持好电池状态。

新买回来的,或许是长时刻未运用的镍氢电池,需求一段“激活”时刻来回复电池电量。因而,一些新的镍氢电池需求通过几回充电-放电循环才能到达它们的标称电量。电池充电时,要留意充电器周围的散热,太故意用什么风扇吹没有什么必要,但要留意的是充电器周围不要放置太多杂物。一般用户在运用电池的进程中,电池往往没有专用的寄存包;用户在替换电池后,会习惯性的把电池随手放好,而不论所放的地方是否洁净、湿润。这样的结果便是电池简单弄脏、触点易与金属物如钥匙等触摸和简单受潮,而这些都是电池的大敌。主张:用户应该设置一个电池专用放置点,并坚持电池的清洁。

放电

在电池的运用进程中,也有必要小心。对于串联在一同的几颗电池(比方数码相机中4颗AA电池的一般排列办法),要防止电池彻底耗尽电能,进而发作“反向充电”(Reverse charging)。这会对电池产生不行挽回的危害。不过,一般这些设备(比方之前提到的数码相机)能够检测串联电池的放电电压,当它下降到必定程度时,便自动关闭,以保护电池。单颗电池并不会有以上的风险,只会一向放电,直到电压为0。这不会对电池形成危害,实践上,周期性地将电放完然后再充溢有利于坚持电池的容量与质量。

镍氢电池具有较高的自放电效应,约为每个月30%或更多。这要比镍镉电池每月20%的自放电速率高。电池充得越满,自放电速率就越高;当电量下降到必定程度时,自放电速率又会稍微下降。电池寄存处的温度对自放电速率有十分大的影响。正因如此,长时刻不必的镍氢电池最好是充到40%的“半满”状态。

低自放电效应的镍氢电池在2005年推出市面,出产商声称在20℃室温寄存一年后仍可保存70至85%电量,而且能够以一般的镍氢电池充电机进行充电。某些低自放电效应的镍氢电池在低温下有比碱性电池及锂离子电池更佳的放电特性。

应用

消费性电子产品

镍氢电池被普及地应用在消费性电子产品中。

老式的镍氢电池因为自放电的原故,会在充电后数月甚至数星期内失掉电量,只可应用于短时刻内需求电力的用途。如家电用品的红外线摇控器或时钟一类并不适合。

新式的低漏电镍氢电池根本上已经能够取代在绝大部份本来运用碱性电的用途上。唯独是一些比较老式及低耗电量的电子产品(例如老式的收音机)因为电压问题而在运用镍氢电池时功能会有所下降。

遥控玩具

一些功率特别大的镍氢电池,其容量、输出电池及功率比镍镉电池大,所以在电动遥控玩具(例如遥控车)上取代了镍镉电池。

混合动力车辆

大功率的镍氢电池也运用在油电混合动力车辆中,最佳的比方便是丰田的prius,该车运用了特别的充放电程序,使电池充放电寿数可足够车辆运用十年。 其他运用镍氢电池的混合动力车辆包含有:

本田洞悉者

福特轿车的Ford Escape

雪佛兰的Chevrolet Malibu

本田的Honda Civic Hybrid

纯电池动力车

虽然在重量上比锂离子电池重,但仍然有部份纯电池动力车运用镍氢电池,例如:

通用轿车的Honda Civic Hybrid

本田的Honda EV Plus

福特轿车的Ford Ranger EV

Vectrix

能量再生体系

松下日前介绍了选用镍氢充电电池的怠速中止车用能量再生体系,该体系是在一般装备的铅蓄电池的基础上组合运用镍氢充电电池,将减速时产生的能量存储在镍氢充电电池中再利用,这样不但能进步燃效,还能减轻铅蓄电池的负担,延长铅蓄电池的寿数。将来,还将实现不仅对车载电装品供电,还将实现为辅助驱动的起动马达供电,由此有望进一步进步燃效。

分类

(1)铅酸蓄电池

铅酸电池阀控式免保护铅酸电池的根本结构如图所示。它由正负极板、隔板、电解液、安全阀、气塞、外壳等部分组成。正极板上的活性物质是二氧化铅(PbO2),负极板上的活性物质为海绵状纯铅(Pb)。电解液由蒸馏水和纯硫酸按必定份额制造而成。电池槽中装入必定密度的电解液后,因为电化学反响,正、负极板间会产生约为2.1V的电动势。 新铅酸电池初次运用时,有必要先充溢电。如选用0.1C充电速率充电,大约需求55~75小时。蓄电池正常运用放完电后,应当即充电。一般选用的办法有:(1)分级定流充电法;(2)低压恒压充电法(带负载充电);(3)快速充电法。快速充电的初充时刻不超越5小时,正常充电时刻可缩短到1小时左右。

(2)碱性蓄电池

镍镉电池NiCd电池正极板上的活性物质由氧化镍粉和石墨粉组成,石墨不参加化学反响,其首要作用是增强导电性。负极板上的活性物质由氧化镉粉和氧化铁粉组成,氧化铁粉的作用是使氧化镉粉有较高的分散性,防止结块,并增加极板的容量。活性物质别离包在穿孔钢带中,加压成型后即成为电池的正负极板。极板间用耐碱的硬橡胶绝缘棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板隔开。电解液一般用氢氧化钾溶液。与其它电池比较,NiCd电池的自放电率(即电池不运用时失掉电荷的速率)适中。NiCd电池在运用进程中,假如放电不彻底就又充电,下次再放电时,就不能放出全部电量。比方,放出80%电量后再足够电,该电池只能放出80%的电量。这便是所谓的回忆效应。当然,几回完好的放电/充电循环将使NiCd电池康复正常作业。因为NiCd电池的回忆效应,若未彻底放电,应在充电前将每节电池放电至1V以下。

镍氢电池NiMH电池正极板资料为NiOOH,负极板资料为吸氢合金。电解液一般用30%的KOH水溶液,并加入少数的NiOH。隔膜选用多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布等。NiMH电池有圆柱形和方形两种。NiMH电池具有较好的低温放电特性,即使在-20℃环境温度下,选用大电流(以1C放电速率)放电,放出的电量也能到达标称容量的85%以上。可是,NiMH电池在高温(+40℃以上)时,蓄电容量将下降5~10%。这种因为自放电(温度越高,自放电率越大)而引起的容量丢失是可逆的,几回充放电循环就能康复到最大容量。NiMH电池的开路电压为1.2V,与NiCd电池相同。

NiCd/NiMH电池的充电进程十分相似,都要求恒流充电。两者的差别首要在快速充电的终止检测办法上,以防止电池过充电。充电器对电池进行恒流充电,一起检测电池的电压和其它参数。当电池电压缓慢上升到达一个峰值,对NiMH电池快速充电终止,而NiCd电池则当电池电压第一次下降了一个-△V时终止快速充电。为防止损坏电池,电池温度过低时不能开始快速充电,电池温度Tmin低于10℃时,应转入涓流充电办法。而电池温度一旦到达规定数值后,有必要当即中止充电。

用LiCoO2复合金属氧化物在铝板上构成阳极,用锂碳化合物在铜板构成阴极,极板间刺进有亚微米级微孔的聚烯烃薄膜隔板,电解液为有机溶剂。为防止运用不当形成电池损坏,在锂离子电池内设有3种安全组织:(1)正温度系数元件(PTC)。当电池内的温度过高,PTC的阻值随之上升,会自动将阴极引线与阴极之间电路堵截;(2)特殊资料的隔板。当电池内温度上升到必定数值时,隔板上微孔会自动溶解掉,从而使电池内的反响中止;(3)安全阀。当电池内部压力升高到必定数值时,安全阀将自动打开。

锂电池易受到过充电、深放电以及短路的危害。单体锂离子电池的充电电压有必要严厉限制。充电速率一般不超越1C,最低放电电压为2.7~3.0V,如再继续放电则会损坏电池。锂离子电池以恒流通恒压办法进行充电。选用1C电流充电至4.1V时,充电器应当即转入恒压充电,充电电流逐渐减小,当电池足够电后,进入涓流充电进程。为防止过充电或过放电,锂离子电池不仅在内部设有安全组织,充电器也有必要采纳安全保护措施,以监测锂离子电池的充放电状态。

随着新资料、新工艺的出现,更为先进经用的可再充电电池也在不断出现。国外最新开发的固态聚合物(电解质)Li离子电池、Li金属电池,不仅解决了漏液问题,而且电池的容量更大,体积更小,更为安全可靠。它们必将成为极有潜力的新一代电池产品。

(3)低温镍氢电池

低温镍氢电池是一种习惯-40℃低温环境运用的,具有我国自主知识产权的镍-氢电池,在2000年5月16日研制成功。它是由中科院长春应用化学研究所稀土化学与物理开放实验室的科技人员,利用多年研制的新式MH-Ni电池低温负极资料,委托深圳格瑞普电池有限公司制作出来的AA型和D型电池。经实践检测,AA型电池在室温充电,在-40℃的环境下放置8小时以后,以0.2C在-40℃放电,其电池容量为室温容量的50%以上,彻底可满足运用要求;而平等温度条件下的一般MH-Ni电池容量仅为室温的1/10,彻底不能运用。D型电池的低温功能现在正在检测当中。-40℃应用的镍-氢电池的问世,填补了我国动力领域的一项空白。

选型攻略

1、一般用户在购买镍氢电池时,常常会忽略电压的问题。例如,一块3.6V,1200mA的电池与一块7.2V,900mA的电池比较,许多用户会挑选1200mA的电池,因为mA越高,标明它在每小时能够释放的电量越多。但事实的状况却不是这样,假如单就两者的运用时刻来说,其实第二块电池,便是是7.2伏900mA的这块电池电量更足够一些,用句不太恰当的比方,这叫做”细水长流”,虽然单位时刻输出电量小,但因其电压比第一块电池高许多,因而运用寿数也要强过第一块电池。所以,在输出毫安数相差不大的状况下,主张购买电压更高的可充镍氢电池以获得更长的运用时刻(当然一起也要参照机器额外电压大小)。

2、镍氢电池的”要害本质”其实在于其运用的电芯,现在比较优秀的电芯仍然是日本厂商出产的。所以在条件答应的状况下,用户应该优先考虑购买选用进口电芯的充电电池。

保护保养

1. 镍氢电池有必要在刚刚买回来的时分把电池里的电量放净(空腹充电),衡量镍氢电池的容量是否正常一般需求3~5次左右,电池里的带粒子才会被彻底激活。

2. 严厉按照说明书上的时刻操控镍氢电池的充电时刻(没有所谓的充10~24小时),告诉你是8个小时,就充电8个小时(时刻操控在1小时范围左右),超出这个范围(电池过度放电)会使电池的带电粒子功能严重下降,或发作不行逆转的容量丢失。

3. 镍氢电池具有回忆,要彻底放电后再充。

4. 运用原装或相同品牌的充电器,不同品牌的电池和充电器尽量不要一同运用。

5. 不同电量和不同容量的镍氢电池不能放在一同充电。

6. 假如你一次买了4节电池,而相机一次运用2节,有必要要分组运用(例如:1和2在一同/3和4在一同),这样能够防止不同容量的电池在一同充电。

7. 长时刻不必的镍氢电池,最好充溢电放置,下次运用的时分再充溢就能够。

8. 冬季运用的时分,尽或许多备几块镍氢电池,以防气候的原因形成电池电量缺乏(主张气温-17度)。

9. 镍氢电池不能磕碰或许掉在地上这样会使电池的效能下降。

10. 不要把镍氢电池和金属物体放在一同(钥匙),以防止短路。

留意事项

1.拿到手的新镍氢电池,能够当即运用吗?

一般状况下,新的镍氢电池只含有少数的电量,咱们购买后要先进行充电然后再运用。但假如电池出厂时刻比较短,电量很足,引荐先运用然后再充电。

2.为什么用慧眼的容量比标称的低?

新买的镍氢电池一般要通过3~4次的充电和运用,功能才能发挥到最佳状态,第一次充电电池容量距电池标注的容量有差异因为智能充电器对新电池充电判断并不行靠,有或许充不满,包含三洋和国内4y5y充电器在内都有这个问题,因为快充充电电流有点大–偏高,会没有彻底充溢或激活,导致测出来比实践容量小,主张你先用慢冲充电器充10个小时,即:小电流充电器,一来对电池保护很好,二来有激活电池的作用。后再用智能充电器放电,3个循环后才到最大容量,而且要测放电容量。这些问题其实在3~4次充电和运用后就都迎刃而解了。

3.充电电流的大小对电池有损伤吗?

充电器首要分为快充和慢充。慢充电流小,一般在200mA左右,比方咱们常见的充电电流是在160mA左右。她的充电时刻长,充电1800mAh的镍氢电池要16个小时左右。时刻虽然是慢了些,可是充电会充的很足,而且不伤电池。快充电流一般都在400mA以上,充电时刻明显减少许多,3~4个小时就能够搞定,也赢得了咱们的喜欢。快充种类许多,价格不一。所以咱们也常常有疑问,同是快充,价格为什么相差甚大呢?好的充电器特别是好的快充都带有防过度充电保护功能的,优秀的芯片软件设计能力在对电池充电时,也把快充对电池的损伤降到了最低。

4.该挑选快充仍是慢冲?

这是一个对立:慢充不伤电池可是充电时刻太长;快充能够节省时刻,但对电池有损伤,即使是世面上最好的充电器也只能很好的下降损伤程度,但不行彻底防止。解决对立的办法便是要买一个快充和一个慢充。用快充充一段时刻,比方5、10次之后,改用慢充充电一两次。这样就又把电池的功能康复到最佳状态。

5.需求随时给电池充电吗?

虽然镍氢电池的回忆效应小,仍然引荐咱们尽量每次运用完后再充电,而且是一次性充溢,不要充一会用一会然后再充。这可是“延年益寿”的重要一点噢。

6.用小电珠对电池进行放电行不行?

人为用小灯泡回路、短路等办法对电池进行放电是绝对制止的!那样将使得电池电压放到接近0V,对电池形成不行逆的永久性损伤!正确的放电办法是放到电压为0.8V-1V区间即马上中止,马上转入充电进程,这才能到达“放的洁净但不伤电池”的作用。

7.充电的时刻该怎样核算?

充电时刻取决于充电器的输出电流mA,咱们能够依据这个公式[电池容量1.5充电器输出电流mA=大约充溢时刻(小时)]。例如四节2000mah电池在充电电流是500ma的充电器上,根据公式能够算出20001.5500=约6小时。

8.充电电池该如何寄存?

电池充电时,要留意充电器周围的散热,太故意用什么风扇吹没有什么必要,但要留意的是充电器周围不要放置太多杂物。一般用户在运用电池的进程中,电池往往没有专用的寄存包;用户在替换电池后,会习惯性的把电池随手放好,而不论所放的地方是否洁净、湿润。这样的结果便是电池简单弄脏、触点易与金属比方钥匙 等触摸、简单受潮,而这些都是电池的大敌。主张:用户应该设置一个电池专用放置点,并坚持电池的清洁。为了防止电量流失等问题发作,坚持电池两端的触摸点和电池盖子的内部洁净,必要时运用柔软、清洁的干布轻擦。

9.长时刻不必的电池能够一向放在电池仓中吗?

长时刻不必的时分,记得把电池从电池仓中取出,置于干燥的环境中引荐放入电池盒中,能够防止电池短路。

10.镍氢充电电池长时间不必会不会有什么问题?

这是因为镍氢电池的自放电较大(一个月10%-15%左右),假如很长时刻内不运用,电池的自放电现象就会形成电池的过放电,会损坏电池。长时间不必的镍氢电池会在寄存几个月后,电池天然进入一种“休眠”状态,电池寿数大大下降。提示:大多数充电电池不是用坏的,而是放坏的:1、电池用完了,有必要要充上电,假如用完了放几个月都不充电,那电池或许坏掉了;2、电池运用的时分不能把电彻底用尽,电力缺乏的时分就有必要及时取下充电了,不然电池很简单损坏,不经用。综述:电池用完了,记得及时充电!

11.是否需求常常对电池进行放电?

镍氢充电电池在实践运用50次后,如未进行科学深放电,电池的容量将逐步从原来的100%下降到87%左右,通过科学放电至0.8V-1V区间后再充电的循环,根本能够消除回忆效应,容量能够康复到98%左右。每20-30次充电后,最好进行一次科学放电。

12.电池组中的电池是不是需求常常挑选一下?

电池运用时一般都是电池组,便是4节或6节串联起来,这时分,坚持每节电池的平衡就很重要了,不然其中的一节问题电池会拖整个电池组的后腿。首先要保证电池容量共同,最好挑选相同牌子相同型号一起购买的电池。然后,要坚持电池内部的电量共同,简单的说,便是电池组的电要么都是满的,要么都是空的。假如有比较多的电池组成若干组电池组,能够试着“精选”一下。详细便是说,将容量、电压等参数附近的电池单体串联成一组电池组,因为条件缺乏,一般状况下测一下放完点后的电压和冲好电的电压就能够了。

13.废旧电池该如何处理?

虽然厂家都声称电池无汞,可是毕竟含有许多重金属,随意丢弃的电池,对环境的破坏是毋庸置疑的。国外有完善的废旧电池处理机制,超市都能够收回旧电池,甚至能够加点钱以旧换新。国内对旧电池根本没有收回途径,主张咱们少用一次性电池,多用充电电池。失掉效能的电池不要乱扔,最好搜集起来,一并交到废品收回站。

故障排除

1,正极原因:首要发作在烧结式电极的电池中,烧结式电极為达高简单,采纳高增重的电极,电极增重在1.9g/cm3以上,带来正电极残余孔率太少,电极膨胀率过大,达20%以上,或是浸渍增重过高,电极发脆,制成电池后,隔膜中电液过少,或是正极掉渣,有硬的金属颗粒穿透隔膜,使电池内部短路,电压為零0V

2,负极原因:首要是MH合金资料不稳定,在电极制造进程中破坏了资料的稳定性,使MH合金晶体结构发作变化,而產生新的资料或枝晶,或在硷中偏析出结晶体,穿透隔膜,引起短路,电压為0V.这种状况最多.我国的MH贮氢合金资料稳定性相对差,加上锻炼进程中只寻求初容量高而忽视了其它参数,带来只寻求晶胞大贮氢量大,而对晶格脆考虑较少,特别是贮氢合金在强碱溶液中的稳定性及偏析问题考虑少.有偏析的合金做电池往往会引起电池内部短路,电池电压為0V

3,还有一个原因是贮氢合金因为制作工艺的不合理,发作贮氢资料的脱氢,脱氢的资料就无法激活,电池电压也為0V。

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