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镍氢电池与其他电池的比较

镍氢电池与其他电池的比较

发表时间:11-05-15 22:45:41    点击数:次     字体:T|T
镍镉电池(Ni-Cd)由于含有有毒的金属镉,对环境有污染,废电池处理复杂,现在正逐渐被用储氢合金做成的镍氢充电电池(Ni-MH)所替代。从电池电量来讲,相同大小的镍氢充电电池电量比镍镉电池高约1.5~2倍,且无镉的污染,现已经广泛地用于移动通讯、笔记本计算机等各种小型便携式的电子设备。目前,更大容量的镍氢电池已经开始用于汽油/电动混合动力汽车上,利用镍氢电池可快速充放电过程,当汽车高速行驶时,发电机所发的电可储存在车载的镍氢电池中,当车低速行驶时,通常会比高速行驶状态消耗大量的汽油,因此为了节省汽油,此时可以利用车载的镍氢电池驱动电动机来代替内燃机工作,这样既保证了汽车正常行驶,又节省了大量的汽油,因此,混合动力车相对传统意义上的汽车具有更大的市场潜力,世界各国目前都在加紧这方面的研究。
    储氢合金的定义:一种具有很强的捕捉氢的能力的金属,在一定的温度和压力条件下,这种金属能够大量“吸收”氢气,反应生成金属氢化物,同时放出热量。其后,将这些金属氢化物加热,它们又会分解,将储存在其中的氢释放出来。
    储氢合金的储氢能力很强。单位体积储氢的密度,是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍,也即相当于储存了1000个大气压的高压氢气。
    以下是目前三种主流电池的介绍:
    1、铅酸电池
  铅酸电池已有100多年的历史,广泛用作内燃机汽车的起动动力源,它也是成熟的电动汽车蓄电池。铅酸电池正负电极分别为二氧化铅和铅,电解液为硫酸。铅酸电池又可以分为两类,即注水式铅酸电池和阀控式铅酸电池。前者价廉,但需要经常维护,补充电解液;后者通过安全控制阀自动调节密封电池体内在充电或工作异常时产生的多余气体,免维护,更符合电动汽车的要求。总体上说,铅酸电池具有可靠性好、原材料易得、价格便宜等优点,比功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。但它有两大缺点;一是比能量低,所占的质量和体积太大,且一次充电行驶里程较短;另一个是使用寿命短,使用成本过高。由于铅酸电池的技术比较成熟,经过进一步改进后的铅酸电池仍将是近期电动汽车的主要电源,正在开发的电动汽车用先进铅酸电池主要有以下几种:水平铅酸电池、双极密封铅酸电池、卷式电极铅酸电池等。
    2、镍金属电池
    目前在电动汽车上使用的镍金属电池主要有镉镍电池和氢镍电池两种。镉镍电池和铅酸电池相比,能够达到比能量55Wh/kg,比功率200W/kg,循环寿命2000次,而且可以快速充电,虽说其价格为铅酸蓄电池的4~5倍,但由于其在比能量和使用寿命方面的优势,因此其长期的实际使用成本并不高。但由于其含有重金属镉,在使用中不注意回收的话,就会形成环境污染,目前许多发达国家都已限制发展和使用镉镍电池。而氢镍电池则是一种绿色镍金属电池,它的正负极分别为镍氢氧化物和储氢合金材料,不存在重金属污染问题,且其在工作过程中不会出现电解液增减现象,电池可以实现密封设计。镍氢电池在比能量、比功率及循环寿命等方面都比镉镍电池有所提高,使用氢镍电池的电动汽车一次充电后的续驶里程曾经达到过600公里,目前在欧美已实现了批量生产和使用。氢镍电池就其工作原理和特点是适合电动汽车使用的,它已被列为近期和中期电动汽车用首选动力电池,但其还存在价格太高,均匀性较差(特别是在高速率、深放电下电池之间的容量和电压差较大),自放电率较高,性能水平和现实要求还有差距等问题,这些问题都影响着氢镍电池在电动汽车上的广泛使用。 
    3、锂离子电池
  锂离子电池是90年代发展起来的高容量可充电电池,比能量大,循环寿命长,自放电率低,无记忆效应和环境污染,是当今各国能量存储技术研究的热点,主要集中在大容量、长寿命和安全性三个方面的研究。
 
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