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当前位置: 首页 > 电池知识 > 氢镍电池原理

氢镍电池原理

和平海湾 / 2009-10-11

        镍氢电池以金属氢化物为负极,氧化镍电极为正极,氢氧化钾水溶液为电解液。电池在放电过程中,正极Ni0OH得到电子转变为Ni(OH) 2 ,负极金属氢化物(MH)内部的氢原子扩散到表面而形成吸附态的氢原子,再发生电化学反应生成储氢合金和水;充电时正极上的Ni(OH) 2 转变为NiOOH,水分子在储氢合金负极M上放电,分解出氢原子吸附在电极表面上形成吸附态的MH ab ,再扩散到储氢合金内部而被吸收形成金属氢化物MH。基本电化学反应为:

        Ni(OH) 2 + M NiOOH + MH ab

       (注: M为储氢合金;H ab 为吸收的氢气)

        电池反应中,表征为质子(H+)的传递过程,储氢合金担负着储氢和电化学反应的双重任务。充电时电能转变成化学能储存起来,使用时化学能转变成电能释放出来。

        上述反应式可以看出,Ni(OH) 2 正极材料和储氢合金(表示为M)负极材料组成电池的反应中:,碱性电解质水溶液并未参加电池反应,实际上注入电池中的碱性电解质水溶液不仅起离子迁移电荷作用,而且碱性电解质水溶液中的OH - 和H 2 O在充放电过程中都参与了如下电极反应:

        正极:Ni(OH) 2 + OH - -e = NiOOH + H 2 O

        负极:M + H 2 O +e = MH + OH -

        Ni/MH电池的容量一般均按正极容量限制设计,因此电池负极的容量应超过正极容量,正负极的容量比例可以达到1:1.3∽1.4。这样在充电末期,正极产生的氧气可以通过隔膜在负极表面还原成H 2 O和OH -回到电解液中,从而避免或减轻了电池内部压力积累升高的现象。

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