镍氢电池原理

Question

如题所述

Answer 1

镍氢电池正极活性物质为氢氧化镍(称氧化镍电极)，负极活性物质为金属氧化物，也称贮氢合金(电极称贮氢电极)，电解液为6N氢氧化钾，在电池充放电过程中的电池反应为：
NiOOH+MH═Ni（OH）2+M

其中，M表示贮氢合金材料。

电池的开路电压为： 1.2V～1.3V、因贮氢材料和制备工艺不同而有所不同。

过充电时，两极上的反应为：

氧化镍电极上： 4OH`- 4e — 2H2O十O2

贮氢电极上； 2H2O+O2+4e —4 OH`

电池在设计中一般采米用负极过量的办法，氧化镍电极全充电态时产生氧 气，经过扩散在负极重新化合成水，这样，既保持了电池内压的恒定，同时
易使电解液浓度不致发生巨人变化。

当电池过放电时，电极反应为：

氧化镍电极上： 2H2O + 2e — H2+2OH`

贮氢电极上； H2 + 2OH`-2e — 2H2O

虽然过放电时，电池总反应的净结果为零，但要出现反极现象。由于 在正极上产生的氢气会在负极上新化合，同样也保持了体系的稳定。

另外，负极活性物质氢以氢原子态能以相当高的密度吸附干贮氢合金 中，在这样的电极上，吸放氢反应能平稳地进行，放电性能较镉-镍电池而言 得以提高。

Answer 2

镍氢电池和同体积的镍镉电池相比，容量增加一倍，充放电循环寿命也较长，并且无记忆效应。镍氢电池正极的活性物质为NiOOH（放电时）和Ni(OH)2(充电时)，负极板的活性物质为H2（放电时）和H2O（充电时），电解液采用30%的氢氧化钾溶液，充放电时的电化学反应如下：
从方程式看出：充电时，负极析出氢气，贮存在容器中，正极由氢氧化亚镍变成氢氧化镍（NiOOH）和H2O；放电时氢气在负极上被消耗掉，正极由氢氧化镍变成氢氧化亚镍。过量充电时的电化学反应：
从方程式看出，蓄电池过量充电时，正极板析出氧气，负极板析出氢气。由于有催化剂的氢电极面积大，而且氢气能够随时扩散到氢电极表面，因此，氢气和氧气能够很容易在蓄电池内部再化合生成水，使容器内的气体压力保持不变，这种再化合的速率很快，可以使蓄电池内部氧气的浓度，不超过千分之几。从以上各反应式可以看出，镍氢电池的反应与镍镉电池相似，只是负极充放电过程中生成物不同，从后两个反应式可以看出，镍氢电池也可以做成密封型结构。镍氢电池的电解液多采用KOH水溶液，并加入少量的LiOH。隔膜采用多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布等。为了防止充电过程后期电池内压过高，电池中装有防爆装置。

Answer 3

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