15-镍镉、镍氢电池的原理及充电方法.pdf
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2022-11-10
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镍镉/镍氢电池的原理及充电方法
镍镉/镍氢电池的发展
1899 年，Waldmar Jungner 在开口型镍镉电池中，首先使用了镍极板，几乎与此同时，
Thomas Edison 发明了用于电动车的镍铁电池。遗憾的是，由于当时这些碱性蓄电池的极板
材料比其它蓄电池的村料贵得多，因此实际应用受到了极大的限制。
后来，Jungner 的镍镉电池经过几次重要改进，性能明显改善。其中最重要的改进是在
1932 年，科学家在镍电池中开始使用了活性物质。他们将活性物质放入多孔的镍极板中，
然后再将镍极板装入金属壳内。镍镉电池发展史上另一个重要的里程碑是 1947 年密封型镍
镉电池研制成功。在这种电池中，化学反应产生的各种气体不用排出，可以在电池内部化合。
密封镍镉电池的研制成功，使镍镉电池的应用范围大大增加。
密封镍镉电池效率高、循环寿命长、能量密度大、体积小、重量轻、结构紧凑，并且不
需要维护，因此在工业和消费产品中得到了广泛应用。
随着空间技术的发展，人们对电源的要求越来越高。70 年代中期，美国研制成功了功
率大、重量轻、寿命长、成本低的镍氢电池，并且于 1978 年成功地将这种电池应用在导航
卫星上，镍 氢 电池与同体积镍镉电池相比，容量可提高一倍，而且没有重金属镉带来的污染
问题。它的工作电压与镍镉电池完全相同，工作寿命也大体相当，但它具有良好的过充电和
过放电性能。近年来，镍 氢 电池受到世界各国的重视，各种新技术层出不穷。镍氢 电池刚问
世时，要使用高压容器储存氢气，后来人们采用金属氢化物来储存氢气，从而制成了低压甚
至常压镍氢电池。1992 年，日本三洋公司每月可生产 200 万只镍氢电池。目前国内已有 20
多个单位研制生产镍氢电池，国产镍氢电池的综合性能已经达到国际先进水平。
蓄电池参数
蓄电池的五个主要参数为：电池的容量、标称电压、内阻、放电终止电压和充电终止
电压。电池的容量通常用 Ah(安时)表示，1Ah 就是能在 1A 的电流下放电 1 小时。单元电池
内活性物质的数量决定单元电池含有的电荷量，而活性物质的含量则由电池使用的材料和体
积决定，因此，通常电池体积越大，容量越高。与电池容量相关的一个参数是蓄电池的充电
电流。蓄电池的充电电流通常用充电速率 C 表示，C 为蓄电池的额定容量。例如，用 2A 电
流对 1Ah 电池充电，充电速率就是 2C；同样地，用 2A 电流对 500mAh 电池充电，充电速
率就是 4C。
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