可充電電池主要有鉛酸蓄電池和堿性蓄電池兩種。現使用的鎳鎘NiCd)、鎳氫(NiMH)和鋰離子(Li－Ion)電池都是堿性電池。鉛酸電池閥控式免維護鉛酸電池的基本結構如圖1所示。它由正負極板、隔板、電解液、安全閥、氣塞、外殼等部分組成。正極板上的活性物質是二氧化鉛(PbO2)，負極板上的活性物質為海綿狀純鉛(Pb)。電解液由蒸餾水和純硫酸按一定比例配制而成。電池槽中裝入一定密度的電解液后，由于電化學反應，正、負極板間會產生約為2.1V的電動勢。 新鉛酸電池初次使用時，必須先充滿電。如采用0.1C充電速率充電，大約需要55～75小時。蓄電池正常使用放完電后，應立即充電。通常采用的方法有：(1)分級定流充電法；(2)低壓恒壓充電法(帶負載充電)；(3)快速充電法。快速充電的初充時間不超過5小時，正常充電時間可縮短到1小時左右。 鎳鎘電池NiCd電池正極板上的活性物質由氧化鎳粉和石墨粉組成，石墨不參加化學反應，其主要作用是增強導電性。負極板上的活性物質由氧化鎘粉和氧化鐵粉組成，氧化鐵粉的作用是使氧化鎘粉有較高的擴散性，防止結塊，并增加極板的容量。活性物質分別包在穿孔鋼帶中，加壓成型后即成為電池的正負極板。極板間用耐堿的硬橡膠絕緣棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板隔開。電解液通常用氫氧化鉀溶液。與其它電池相比，NiCd電池的自放電率(即電池不使用時失去電荷的速率)適中。NiCd電池在使用過程中，如果放電不完全就又充電，下次再放電時，就不能放出全部電量。比如，放出80%電量后再充足電，該電池只能放出80%的電量。這就是所謂的記憶效應。當然，幾次完整的放電/充電循環將使NiCd電池恢復正常工作。由于NiCd電池的記憶效應，若未完全放電，應在充電前將每節電池放電至1V以下。鎳氫電池NiMH電池正極板材料為NiOOH，負極板材料為吸氫合金。電解液通常用30%的KOH水溶液，并加入少量的NiOH。隔膜采用多孔維尼綸無紡布或尼龍無紡布等。NiMH電池有圓柱形和方形兩種。圓柱形密封NiMH電池的結構如圖2所示。NiMH電池具有較好的低溫放電特性，即使在－20℃環境溫度下，采用大電流(以1C放電速率)放電，放出的電量也能達到標稱容量的85%以上。但是，NiMH電池在高溫(+40℃以上)時，蓄電容量將下降5～10%。這種由于自放電(溫度越高，自放電率越大)而引起的容量損失是可逆的，幾次充放電循環就能恢復到最大容量。NiMH電池的開路電壓為1.2V，與NiCd電池相同。NiCd/NiMH電池的充電過程非常相似，都要求恒流充電。兩者的差別主要在快速充電的終止檢測方法上，以防止電池過充電。充電器對電池進行恒流充電，同時檢測電池的電壓和其它參數。當電池電壓緩慢上升達到一個峰值，對NiMH電池快速充電終止，而NiCd電池則當電池電壓第一次下降了一個－△V時終止快速充電。為避免損壞電池，電池溫度過低時不能開始快速充電，電池溫度Tmin低于10℃時，應轉入涓流充電方式。而電池溫度一旦達到規定數值后，必須立即停止充電。鋰離子電池液態電解質圓柱型鋰離子電池基本構造如圖3所示。用LiCoO2復合金屬氧化物在鋁板上形成陽極，用鋰碳化合物在銅板形成陰極，極板間插入有亞微米級微孔的聚烯烴薄膜隔板，電解液為有機溶劑。為避免使用不當造成電池損壞，在鋰離子電池內設有3種安全機構：(1)正溫度系數元件(PTC)。當電池內的溫度過高，PTC的阻值隨之上升，會自動將陰極引線與陰極之間電路切斷；(2)特殊材料的隔板。當電池內溫度上升到一定數值時，隔板上微孔會自動溶解掉，從而使電池內的反應停止；(3)安全閥。當電池內部壓力升高到一定數值時，安全閥將自動打開。鋰電池易受到過充電、深放電以及短路的損害。單體鋰離子電池的充電電壓必須嚴格限制。充電速率通常不超過1C，最低放電電壓為2.7～3.0V，如再繼續放電則會損壞電池。鋰離子電池以恒流轉恒壓方式進行充電。采用1C電流充電至4.1V時，充電器應立即轉入恒壓充電，充電電流逐漸減小，當電池充足電后，進入涓流充電過程。為避免過充電或過放電，鋰離子電池不僅在內部設有安全機構，充電器也必須采取安全保護措施，以監測鋰離子電池的充放電狀態。隨著新材料、新工藝的出現，更為先進耐用的可再充電電池也在不斷出現。國外最新開發的固態聚合物(電解質)Li離子電池、Li金屬電池，不僅解決了漏液問題，而且電池的容量更大，體積更小，更為安全可靠。它們必將成為極有潛力的新一代電池產品。 鎳氫電池被普及地應用在消費性電子產品中。舊式的鎳氫電池因為自放電的原故，會在充電后數月甚至數星期內失去電量，只可應用于短時間內需要電力的用途。如家電用品的紅外線搖控器或時鐘一類并不適合。新式的低漏電鎳氫電池基本上已經可以取代在絕大部份原本使用堿性電的用途上。唯獨是一些比較舊式及低耗電量的電子產品（例如舊式的收音機）因為電壓問題而在使用鎳氫電池時性能會有所下降。 大功率的鎳氫電池也使用在油電混合動力車輛中，最佳的例子就是豐田的prius，該車使用了特別的充放電程序，使電池充放電壽命可足夠車輛使用十年。 其他使用鎳氫電池的混合動力車輛包括有：本田洞察者福特汽車的Ford Escape雪佛蘭的Chevrolet Malibu本田的Honda Civic Hybrid 雖然在重量上比鋰離子電池重，但仍然有部份純電池動力車使用鎳氫電池，例如：通用汽車的Honda Civic Hybrid本田的Honda EV Plus福特汽車的Ford Ranger EVVectrix 作　者：唐有根　主編出 版 社：化學工業出版社出版時間：2007-5-1版　次：1頁　數：369字　數：414000印刷時間：2007-5-1開　本：紙　張：膠版紙印　次：I S B N： 9787502 595111包　裝：平裝 金屬氫化物－鎳（MH―Ni）電池由于其高能、安全、無污染、無記憶效應、價格適宜，已成為目前最具發展前景的“綠色能源”電池之一。本書簡述了MH―Ni電池的基本原理、結構、特性、應用、發展現狀和趨勢；闡述了MH―Ni電池的理論基礎；介紹了MH―Ni電池鎳電極材料、金屬氫化物電極材料、基體材料、電解液、隔膜、導電劑、黏合劑等關鍵材料性能要求和生產技術，MH―Ni電池設計與制造工藝及主要生產設備，MH ―Ni電池性能影響因素，計算機技術在MH―Ni電池中的應用，以及MH―Ni 電池規范和性能檢測技術。本書既闡述基本概念和理論，同時著重論述相關工藝技術，概念清楚，易于理解，適于從事MH―Ni電池及其關鍵材料的研究、開發和生產人員閱讀，也可供高等院校相關專業教師、本科生、研究生參考。 第1章 鎳氫電池概述1.1.0 MH―Ni電池的發展概況1.2.0 MH―Ni電池的基本原理1.2.1 MH―Ni電池的工作原理1.2.2 MH―Ni電池的電極反應1.2.3 MH―Ni電池的電極反應過程1.2.4 MH―Ni電池過充電時內部氣體與物質的循五1.3 MH―Ni電池的結構1.4 MH―Ni電池的特性1.4.1 MH―Ni電池充電特性1.4.2 MH―Ni電池放電特性1.4.3 MH―Ni電池溫度特性1.4.4 MH―Ni電池自放電特性1.4.5 MH―Ni循環壽命1.5 MH―Ni電池的名詞術語1.5.1 充放電1.5.2 儲存與使用1.5.3 電池使用中禁止事項1.5.4 術語解釋1.6 MH―Ni電池的研究現狀與發展方向1.6.1 MH―Ni電池的研究現狀1.6.2 我國MH―Ni電池生產中的主要問題1.6.3 MH―Ni電池的發展方向第2章 鎳氫電池理論基礎2.1 電池性能參數2.1.1 電池內阻2.1.2 電池電壓2.1.3 電池容量2.1.4 電池能量2.1.5 電池功率2.1.6 電池壽命2.2 電極電位與電動勢2.2.1 相間電位與金屬接觸電位2.2.2 電極電位2.2.3 絕對電位與相對電位2.2.4 液體接界電位2.2.5 電化學體系的分類2.2.6 電池的可逆性2.2.7 電池的電動勢2.3平衡電極電位2.3.1 電極的可逆性2.3.2 可逆電極的電位2.3.3 可逆電極的類型2.3.4標準電極電位和電位序2.4 電極過程動力學2.4.1 電極極化2.4.2 極化原因2.4.3 電化學極化2.4.4 濃差極化2.4.5 電阻極化2.4.6 陰極極化與陽極極化2.5 多孔電極過程2.5.1 兩相多孔電極過程2.5.2 三相多孔電極過程（氣體擴散電極）2.5.3 析氫電極過程2.5.4 析氧電極過程第3章 鎳電極材料3.1 鎳電極的發展3.2 氧化鎳電極工作原理3.3 鎳氫氧化物的分類與結構3.3.1 分類3.3.2 結構3.3.3 в―Ni（OH)23.3.4 а―Ni(OH)23.4 鎳氫氧化物的制備3.4.1 鎳氫氧化物的制備方法3.4.2 化學沉淀法制備Ni（OH）2的工藝條件3.4.3 納米氫氧化鎳的制備3.5 鎳電極材料的電化學行為3.5.1 Ni（OH）2/NiOOH電對及熱力學……第4章　金屬氫化物電極材料第5章　鎳氫電池輔助材料第6章　鎳氫電池的設計與制造第7章　鎳氫電池的性能檢測第8章　鎳氫電池的應用參考文獻

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