镍氢化合物

镍氢电池由氢离子和金属镍合成,电量储备比镍镉电池多30%,比镍镉电池更轻,使用寿命也更长,并且对环境无污染。镍氢电池的缺点是价格比镍镉电池要贵好多,性能比锂电池要差。

镍氢电池化学成分

镍氢电池中的“金属”部分实际上是金属互化物。许多种类的金属互化物都已被运用在镍氢电池的制造上,它们主要分为两大类,最常见的是AB5一类,A是稀土元素的混合物(或者)再加上钛(Ti);B则是镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn),(或者)还有铝(Al)。而一些高容量电池的“含多种成分”的电极则主要由AB2构成,这里的A则是钛(Ti)或者钒(V),B则是锆(Zr)或镍(Ni),再加上一些铬(Cr)、钴(Co)、铁(Fe)和(或)锰(Mn)。所有这些化合物扮演的都是相同的角色:可逆地形成金属氢化物。电池充电时,氢氧化钾(KOH)电解液中的氢离子(H+)会被释放出来,由这些化合物将它吸收,避免形成氢气(H2),以保持电池内部的压力和体积。当电池放电时,这些氢离子便会经由相反的过程而回到原来的地方。

镍氢电池电化学原理

主要为KOH作电解液(电解质7moL/LKOH+15g/LLiOH)

镍氢电池充电时

正极反应:Ni(OH)2 + OH- → NiOOH + H2O + e-

负极反应:M + H2O + e- → MH + OH-

总反应:M + Ni(OH)2 → MH + NiOOH

镍氢电池放电时

正极:NiOOH + H2O + e- → Ni(OH)2 + OH-

负极:MH + OH- → M + H2O + e-

总反应:MH + NiOOH → M + Ni(OH)2

以上式中M为储氢合金,MH为吸附了氢原子的储氢合金,最常用储氢合金为LaNi5。