鎳氫化合物
鎳氫電池由氫離子和金屬鎳合成,電量儲備比鎳鎘電池多30%,比鎳鎘電池更輕,使用壽命也更長,並且對環境無汙染。鎳氫電池的缺點是價格比鎳鎘電池要貴好多,性能比鋰電池要差。
鎳氫電池化學成分
鎳氫電池中的"金屬"部分實際上是金屬互化物。許多種類的金屬互化物都已被運用在鎳氫電池的制造上,它們主要分為兩大類,最常見的是AB5一類,A是稀土元素的混合物(或者)再加上鈦(Ti);B則是鎳(Ni)、鈷(Co)、錳(Mn),(或者)還有鋁(Al)。而一些高容量電池的"含多種成分"的電極則主要由AB2構成,這裏的A則是鈦(Ti)或者釩(V),B則是鋯(Zr)或鎳(Ni),再加上一些鉻(Cr)、鈷(Co)、鐵(Fe)和(或)錳(Mn)。所有這些化合物扮演的都是相同的角色:可逆地形成金屬氫化物。電池充電時,氫氧化鉀(KOH)電解液中的氫離子(H+)會被釋放出來,由這些化合物將它吸收,避免形成氫氣(H2),以保持電池內部的壓力和體積。當電池放電時,這些氫離子便會經由相反的過程而回到原來的地方。
鎳氫電池電化學原理
主要為KOH作電解液(電解質7moL/LKOH+15g/LLiOH)
鎳氫電池充電時
正極反應:Ni(OH)2 + OH- → NiOOH + H2O + e-
負極反應:M + H2O + e- → MH + OH-
總反應:M + Ni(OH)2 → MH + NiOOH
鎳氫電池放電時
正極:NiOOH + H2O + e- → Ni(OH)2 + OH-
負極:MH + OH- → M + H2O + e-
總反應:MH + NiOOH → M + Ni(OH)2
以上式中M為儲氫合金,MH為吸附了氫原子的儲氫合金,最常用儲氫合金為LaNi5。