Was ist die Sicherheit von Ni-MH-Batterien?

Ni-MH-Akkus weisen sechs Hauptmerkmale auf: Leistungslade- und Entladungseigenschaften, Selbstentladungseigenschaften und Langzeitspeichereigenschaften sowie umfassende Lebensdauer- und Sicherheitseigenschaften. Sie alle werden durch die Struktur der Batterie bestimmt, die sich in der Umgebung manifestiert, in der sie sich befindet. Das bemerkenswerte Merkmal ist, dass es stark von Temperatur und Strom beeinflusst wird.

1. Ladeeigenschaften: Wenn der Ladestrom der Nickel-Wasserstoff-Batterie zunimmt und / oder die Ladetemperatur abnimmt, steigt die Ladespannung der Batterie an. Im Allgemeinen wird eine Konstantstromladung von nicht mehr als 1 ° C bei einer Umgebungstemperatur zwischen 0 ° C und 40 ° C verwendet, und eine Ladung ist zwischen 10 ° C und 30 ° C möglich, um eine höhere Ladeeffizienz zu erzielen.

Wenn der Akku häufig in einer Umgebung mit hohen oder niedrigen Temperaturen geladen wird, wird die Leistung des Akkus beeinträchtigt. Für ein schnelles Laden über 0,3 ° C sind Ladesteuerungsmaßnahmen unabdingbar. Wiederholtes Überladen beeinträchtigt auch die Leistung des Akkus. Daher müssen Schutzmaßnahmen für das Laden bei hohen und niedrigen Temperaturen und bei hohem Strom getroffen werden.

2. Entladungseigenschaften: Die Entladeplattform der Nickel-Wasserstoff-Batterie beträgt 1,2 V. Je höher der Strom, desto niedriger die Temperatur, desto niedriger die Entladespannung und die Entladungseffizienz der Batterie, und der maximale kontinuierliche Entladestrom der Batterie beträgt 3 ° C.

Die Entladungs-Abschaltspannung der Batterie ist im Allgemeinen auf 0,9 V eingestellt, und der IEC-Standard-Lade- und Entlademodus ist auf 1,0 V eingestellt, da im Allgemeinen ein stabiler Strom unter 1,0 V und ein etwas kleinerer Strom geliefert werden kann unter 0,9V. Die Entladungsgrenzspannung von Ni-MH-Batterien kann als Spannungsbereich von 0,9 V bis 1,0 V angesehen werden. Und einige Batterien können mit 0,8 V gezeichnet werden. Unter normalen Umständen kann die Batteriekapazität nicht voll ausgeschöpft werden, wenn die Abschaltspannung zu hoch eingestellt ist, und umgekehrt kann die Batterie leicht überentladen werden.

3. Selbstentladungseigenschaften: Dies bezieht sich auf das Phänomen des Kapazitätsverlusts, wenn der Akku vollständig aufgeladen und geöffnet ist. Die Selbstentladungseigenschaften werden hauptsächlich von der Umgebungstemperatur beeinflusst. Je höher die Temperatur ist, desto größer ist der Verlust der Batteriespeicherkapazität.

4, Langzeitspeichereigenschaften: Bezieht sich hauptsächlich auf die Energierückgewinnungskapazität von Nickel-Metallhydrid-Batterien. Nach einer langen Zeitspanne (z. B. einem Jahr) ist die Batteriekapazität möglicherweise kleiner als die Kapazität vor der Lagerung. Nach mehreren Lade- und Entladezyklen kann die Batterie jedoch vor der Lagerung wieder auf die Kapazität zurückgesetzt werden.

5. Eigenschaften der Lebensdauer: Die Lebensdauer von Ni-MH-Batterien wird durch das Lade- und Entladesystem, die Temperatur und den Verbrauch beeinflusst. Beim Laden und Entladen gemäß der IEC-Norm ist ein vollständiges Laden und Entladen der Ladezyklus der Nickel-Wasserstoff-Batterie. Die mehreren Ladezyklen bilden die Lebensdauer, und der Lade- / Entladezyklus der Nickel-Wasserstoff-Batterie kann das 500-fache überschreiten.

6. Sicherheit: Die Sicherheitsleistung von Nickel-Metallhydrid-Batterien ist im Batteriedesign besser, was natürlich mit den verwendeten Materialmaterialien zusammenhängt und auch untrennbar mit ihrer Struktur verbunden ist. Wenn die Batterie während des Gebrauchs nicht ordnungsgemäß verwendet wird, was zu Überladung, Überentladung und Kurzschluss führt und den Innendruck der Batterie ansteigen lässt, wird ein wiederherstellbares Sicherheitsventil geöffnet, um den Innendruck zu verringern und die Rolle der Batterieexplosion zu verhindern .

Nickel-Metallhydrid-Batterien sind eine Batterie mit guter Leistung. Nickel-Metallhydrid-Batterien werden in Hochspannungs-Nickel-Wasserstoff-Batterien und Niederspannungs-Nickel-Wasserstoff-Batterien eingeteilt. Das positive aktive Material der Nickel-Wasserstoff-Batterie ist Ni (OH) 2 (als NiO-Elektrode bezeichnet), das negative aktive Material ist Metallhydrid, auch als Wasserstoffspeicherlegierung (Elektrode als Wasserstoffspeicherelektrode bezeichnet) und der Elektrolyt ist 6 mol / L Kaliumhydroxidlösung. Nickel-Wasserstoff-Batterien sind als wichtige Richtung für Wasserstoff-Energieanwendungen immer wichtiger geworden.

Da fossile Brennstoffe bei der großflächigen Entwicklung und Nutzung von Menschen immer weniger geworden sind, hat die Entwicklung und Nutzung von Wasserstoffenergie in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Nickel-Wasserstoff-Batterien sind als wichtige Richtung für Wasserstoff-Energieanwendungen immer wichtiger geworden. Obwohl Nickel-Metallhydrid-Batterien in der Tat eine gute Leistung Batterie, Luft -und Raumfahrt - Nickel-Metallhydrid-Batterien sind Hochspannungs - Nickel-Wasserstoff - Batterien (Wasserstoffdruck bis 3,92 MPA oder 40 kg / cm ²). Solch ein Hochdruckwasserstoff wird in dünnwandigen Behältern gespeichert. Es ist leicht zu explodieren, und Nickel-Metallhydrid-Batterien benötigen auch Edelmetalle als Katalysatoren, was die Kosten sehr hoch macht, was für den zivilen Gebrauch schwer zu akzeptieren ist. Daher wurden seit den 1970er Jahren ausländische Niederspannungs-Nickel-Wasserstoff-Batterien untersucht. Nickel-Metallhydrid-Batterien werden in Hochspannungs-Nickel-Wasserstoff-Batterien und Niederspannungs-Nickel-Wasserstoff-Batterien eingeteilt. Hochspannungs-Nickel-Metallhydrid-Batterien wurden erstmals in den frühen 1970er Jahren von M. Klein und JF Stockel aus den USA entwickelt. Der Trend, Nickel-Wasserstoff-Batterien durch Nickel-Wasserstoff-Batterien zu ersetzen und auf verschiedene Satelliten anzuwenden, hat sich gebildet.

Das positive aktive Material der Nickel-Wasserstoff-Batterie ist Ni (OH) 2 (als NiO-Elektrode bezeichnet), das negative aktive Material ist Metallhydrid, auch als Wasserstoffspeicherlegierung (Elektrode als Wasserstoffspeicherelektrode bezeichnet) und der Elektrolyt ist 6 mol / L Kaliumhydroxidlösung. Das Verfahren zum Bilden der Elektrodenschicht des aktiven Materials umfasst hauptsächlich Sintertyp, Aufschlämmungstyp, Schaumnickeltyp, Fasernickeltyp und Infiltrationstyp. Die durch verschiedene Verfahren hergestellten Elektroden weisen große Kapazitätsunterschiede und eine große Stromentladungsleistung auf. Die Batterie wird nach einem Verfahren unter verschiedenen Bedingungen hergestellt. Die meisten Verbraucherbatterien wie die Kommunikation verwenden eine negative Elektrode vom Aufschlämmungstyp und eine positive Elektrode vom geschäumten Nickeltyp, um eine Batterie zu bilden. Die chemische Ladung-Entladung-Reaktion ist wie folgt [1]:

Positive Elektrode: Ni (OH) 2 + OH- = NiOOH + H2O + e-

Negative Elektrode: M + H2O + e- = MHab + OH-

Gesamtreaktion: Ni (OH) 2 + M = NiOOH + MH

Anmerkung: M: Wasserstofflegierung; Hab: Adsorption von Wasserstoff; der Reaktionsprozess von links nach rechts ist der Ladevorgang; Der Reaktionsprozess von rechts nach links ist der Entladungsprozess.

Beim Laden reagieren das positive Ni (OH) 2 und OH- unter Bildung von NiOOH und H2O und setzen e- zusammen frei, um MH und OH- zu bilden. Die Gesamtreaktion ist Ni (OH) 2 und M, um NiOOH, Wasserstoffspeicherlegierung Wasserstoffspeicher zu bilden; Entladung Im Gegensatz dazu setzt MHab H +, H + und OH- frei und erzeugt H2O und e-, NiOOH, H2O und e- regeneriert Ni (OH) 2 und OH-. Die elektromotorische Standardkraft der Batterie beträgt 1,319 V.

Nickel-Metallhydrid-Batterien werden in Hochspannungs-Nickel-Wasserstoff-Batterien und Niederspannungs-Nickel-Wasserstoff-Batterien eingeteilt.

Die Niederspannungs-Nickel-Wasserstoff-Batterie weist die folgenden Eigenschaften auf: (1) Die Batteriespannung beträgt 1,2 bis 1,3 V, was der Cadmium-Nickel-Batterie entspricht. (2) die Energiedichte ist hoch, das 1,5-fache oder mehr der Cadmium-Nickel-Batterie; (3) das schnelle Laden und Entladen, niedrige Temperatur Gute Leistung; (4) versiegelbare, starke Beständigkeit gegen Überladung und Entladung; (5) keine dendritische Kristallbildung kann einen Kurzschluss innerhalb der Batterie verhindern; (6) sicher und zuverlässig, keine Umweltverschmutzung, kein Memory-Effekt. [1]

Hochspannungs-Nickel-Metallhydrid-Batterien weisen die folgenden Eigenschaften auf: (1) Hohe Zuverlässigkeit. Es hat einen besseren Überentladungs- und Überladungsschutz und hält hohen Lade- und Entladeraten und keiner Dendritenbildung stand. Hat eine gute Verhältnischarakteristik. Seine massenspezifische Kapazität beträgt 60 A · h / kg, was dem Fünffachen von Cadmium-Nickel-Batterien entspricht. (2) Die Zykluslebensdauer ist bis zu tausendfach lang. (3) Vollständig versiegelt und weniger Wartung. (4) Die Leistung bei niedrigen Temperaturen ist ausgezeichnet und die Kapazität ändert sich bei -10 ° C nicht wesentlich.

Ni-MH-Batterien sollten während des Gebrauchs gewartet werden.

(1) Vermeiden Sie das Laden. Innerhalb der Zykluslebensdauer sollte der Verwendungsprozess nicht überladen werden, da eine Überladung leicht dazu führt, dass die positiven und negativen Elektroden anschwellen, wodurch sich aktives Material löst und die Membran beschädigt wird, das Netzwerk beschädigt wird und die OHMIC-Polarisation der Batterie größer wird.

(2) Verhindern Sie eine Verschlechterung des Elektrolyten. Während der Lebensdauer von Nickel-Wasserstoff-Batterien sollte die Wasserstoffentwicklung unterdrückt werden.

(3) Lagerung von Nickel-Metallhydrid-Batterien. Die Nickel-Wasserstoff-Batterie sollte vollständig aufgeladen gelagert werden. Wenn die Batterie über einen längeren Zeitraum gelagert wird, ohne elektrische Energie in der Batterie zu speichern, wird die Funktion der Wasserstoffspeicherlegierung der Batterie geschwächt und die Batterielebensdauer verkürzt.

(4) Laden nach Entladen des Akkus. Nickel-Metallhydrid-Batterien und Nickel-Cadmium-Batterien haben den gleichen "Memory-Effekt", dh wenn die Batterie wiederholt geladen wird, während sich die Batterie noch in der Mitte der Entladung befindet, ist die Batterie bald nicht mehr verfügbar.

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