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镍氢二次电池

来源: 本站原创 日期:2009-01-20 加入收藏

??镍氢电池是由贮氢合金负极,镍正极,氢氧化钾电解液以及隔板等组成的可充电电池,它与镍镉电池的本质区别只是在于负极材料的不同。这种电池的电压和镍镉电池完全相同,为1.2伏,因此它可以直接用在使用镍镉电池的器件上。镍氢电池的设想在七十年代开始有人提及,大量的研究集中在八十年代,工业化生产从九十年代初期开始。

??作为负极材料的贮氢合金是由A和B两种金属形成的合金,其中A金属(La,Ti,Zr等)可以大量吸进氢气,形成稳定的氢化物。而B金属(Ni,Co,Fe,Mn等)不能形成稳定的氢化物,但氢很容易在其中移动。也就是说,A金属控制着氢的吸藏量,而B金属控制着吸放氢气的可逆性。按照合金的晶体结构,贮氢合金可分为AB5型,AB2型,AB型,A2B型,固溶体型等,其中主要使用稀土金属的是AB5 型合金。AB5型贮氢合金主要由镧系元素和镍组成,同时少量添加铝,锰,钴等。

??那么,是不是所有的贮氢合金都能作镍氢电池的负极材料呢?并非如此,目前主要是稀土系AB5型合金在镍氢电池中实际应用。可以作为电极材料的条件主要有:

??1.耐氧化性要大,在浓碱电解液中化学稳定性要好。
??2.在较宽的温度范围内,具有较大的电化学容量。
??3.催化活性要高,电极反应的可逆性要好。
??4.随着吸放氢循环产生的劣化要少。
??5.初期活化的次数要少。

??作为负极材料的AB5型贮氢合金,最初研究使用的是LaNi5合金,由于价格上的问题,逐渐改用了MmNi5系合金,在实用化过程中又使用少量铝,锰,钴等置换镍。

??目前,镍氢电池的生产企业主要集中在日本。下表列出了日本主要镍氢电池厂家及其工厂所在地和月产能力。其中松下电池工业,东芝电池 ,三洋电机三家企业的生产量就占日本总产量的90%左右。

生产企业 工厂所在地 月产能力
松下电池工业 茅崎,和歌山 2000万支
东芝电池 高崎 1800万支

三洋电机

德岛 1200万支
古河电池 100万支
汤浅 小田原 80万支
GS萨佛特 京都 60万支
日立万胜 大阪 50万支

??日本的镍氢电池自从工业化生产以来,每年都以较高的速度在增长,特别是在1995年11月,索尼在郡山市的锂离子工厂发生火灾以来,用户对锂离子的安全性产生了一定的疑虑,部分用户开始从锂离子电池改用镍氢电池,因此,镍氢电池的产量一直保持着较高的增长率。预计1998年的产量将超过六亿支的规模。日本镍氢电池的70%以上出口欧美,东南亚地区,日本国内用量不足其产量的三成,主要用于移动电话等通讯设备,微机等办公自动化设备和摄象机等家电产品上。下表列出了近年日本镍氢电池的产量和其产值。

年代 生产量(千支) 产值(百万日元)
1993 72204 32391
1994 204666 77577
1995 306106 94873
1996 356218 88493
1997 580930 102469
1998(1~6月) 312654 48533

??近年来的电动汽车开发热潮更进一步推动了镍氢电池的发展。现在,使用贮氢合金的电动汽车有两种,一种称为燃料电池汽车,它是利用贮氢合金贮藏的氢气与氧气发生电化学反应,生成水的过程中产生电力来推动汽车;另一种称为混合型电动汽车,它是由汽油和镍氢电池共同提供动力。在1995年10月的第31次东京汽车展览会上,丰田汽车公司展出了使用镍氢电池的RAV4电动汽车,受到了电池厂家的重视。1997年12月,丰田汽车公司的混合型电动汽车普利乌斯开始上市销售,到1998年9月,累计销售量已突破13189辆,现在,这种汽车的月产能力已提高到了2000辆。

??由于镍氢电池在通讯设备,办公自动化设备上的大量需求和电动汽车上的应用前景,带动了贮氢合金市场的发展,其生产也主要集中在日本,生产企业主要有日本重化学公司,三德金属工业公司,三菱材料公司,中央电气工业公司,三井金属矿业公司,住金钼公司,总生产能力已超过了1万吨,预计1998年的实际产量当在6000吨左右。

 

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