镍氢电池基础知识概论(PPT-87页)

编辑:王图强1深圳市比苛电池培训教程镍氢电池基础知识编辑:王图强2教程大纲电池是什么电池的分类镍氢电池之电化学反应机理镍氢电池之应用领域ROHS指令几个认证镍氢电池之结构镍氢电池之工艺流程镍氢电池之生产设备镍氢电池主要材料镍氢电池之性能指标镍氢电池过充过放电镍氢电池充电控制镍氢电池组保护德飞电池之标识镍氢个型号电池尺寸编辑:王图强3电池是什么什么是电池是一种把化学能直接转变成低压直流电能的装置电池的主要组成部分电极（正负极）电解液隔膜外壳编辑:王图强4主要电池种类划分编辑:王图强5什么叫镍氢电池？镍氢电池是指Ni（OH）2为正极、储氢合金粉为负极的二次电池。正极采用镍氢氧化合物Ni（OH）2负极采用储氢合金粉电解质为溶解有KOH、LiOH、NaOH等碱性无机溶液。隔膜为PE、PP或尼龙编辑:王图强6镍氢电池电化学反应机理编辑:王图强7镍氢电池特点高能量密度可快速充放大电流放电特性长循环寿命电化学特性稳定无污染，环保无记忆效应编辑:王图强8应用领域动力电池系列个人护理系列灯具系列无绳电话系列仪表民用电池系列医疗器械编辑:王图强9动力电池系列电工工具吸尘器园林工具编辑:王图强10动力电池系列航模电动自行车电动汽车编辑:王图强11个人护理系列电推剪剃须刀编辑:王图强12灯具电池矿灯应急灯网标灯编辑:王图强13灯具电池手电筒草坪灯编辑:王图强14无绳电话、民用系列无绳电话民用高容量民用低自放电高低温电池编辑:王图强15ROHS指令名词解释RoHS是由欧盟立法制定的一项强制性标准，它的全称是《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》(RestrictionofHazardousSubstances)。该标准已于2006年7月1日开始正式实施，主要用于规范电子电气产品的材料及工艺标准，使之更加有利于人体健康及环境保护。该标准的目的在于消除电机电子产品中的铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴联苯醚共6项物质，并重点规定了铅的含量不能超过0.1%。编辑:王图强16ROHS有害物质含量指标·重金属:–Lead铅;(铅酸电池含有)–Mercury汞;–Cadmium镉;(镍镉电池)–Chromium(VI)六价铬.·某些溴化阻燃剂：–Polybrominatedbiphenyls(PBB’s);多溴联苯–Polybrominateddiphenylethers(PBDE’s).多溴联苯醚最高限量指标是：·镉：0.01%（100ppm);·铅、汞、六价铬，多溴联苯，多溴联苯醚：0.1%(1000ppm).编辑:王图强17几个安全认证欧盟CE认证美国UL认证中国3C认证编辑:王图强18欧盟CE认证“CE”标志是一种安全认证标志，被视为制造商打开并进入欧洲市场的护照。CE代表欧洲统一（CONFORMITEEUROPEENNE）。凡是贴有“CE”标志的产品就可在欧盟各成员国内销售，无须符合每个成员国的要求，从而实现了商品在欧盟成员国范围内的自由流通。编辑:王图强19美国UL认证UL是美国保险商试验所（UnderwriterLaboratoriesInc.）的简写。UL安全试验所是美国最有权威的，也是世界上从事安全试验和鉴定的较大的民间机构。它是一个独立的、非营利的、为公共安全做试验的专业机构。它采用科学的测试方法来研究确定各种材料、装置、产品、设备、建筑等对生命、财产有无危害和危害的程度；确定、编写、发行相应的标准和有助于减少及防止造成生命财产受到损失的资料，同时开展实情调研业务。编辑:王图强20中国3C认证所谓3C认证，就是中国强制性产品认证制度，英文名称ChinaCompulsoryCertification，英文缩写CCC。需要注意的是，3C标志并不是质量标志，而只是一种最基础的安全认证。编辑:王图强21镍氢电池结构正极活性物质（Ni（OH）2)导电剂、溶剂、粘结剂、基体负极活性物质（储氢合金粉)粘合剂、溶剂、导电剂、基体隔膜（PP+PE）电解液（KOH+LiOH+NaOH)外壳五金件（钢壳、盖帽、极耳）编辑:王图强22镍氢电池结构图编辑:王图强23镍氢电池结构——正极正极基体：发泡镍（约1.6--1.7mm厚)，或冲孔镀镍钢带（0.06--0.08mm厚）正极物质：球镍+亚钴+PTFE正极集流体：镍带（约0.1mm厚）焊点：（约4～8个)编辑:王图强24镍氢电池结构——负极负极基体：铜网、钢网（约0.22~0.32mm厚)钢带（约0.04~0.08mm厚)负极物质：MH+HPMC+TEN+SBR编辑:王图强25镍氢电池结构——隔膜材质：维尼纶或者PP（聚丙烯）或者尼龙厚度：一般为0.10～0.18mm编辑:王图强26镍氢电池结构——电解液性质：无色透明液体，具有较强腐蚀性。应用：主要用于可充电镍氢电池的电解液。规格：溶质组成KOH:LiOH:NaOH=40:1:3（重量比）溶剂组成：水OH-浓度7mol/l质量指标：密度（25℃）g/cm31.3±0.03电导率（25℃）10.4±0.5ms／cm编辑:王图强27镍氢电池生产工艺流程配料卷绕封口包装上粉或拉浆切小片化成注液裁大片编辑:王图强28配料工艺流程正极干粉处理正极混干粉配P粘结剂加入导电剂加入合金粉负极搅拌正极上粉负极拉浆正极负极编辑:王图强29正极上粉工艺流程送带上粉正极粉料碾压裁小片编辑:王图强30负极拉浆工艺流程送带上浆负极浆料负极裁片烘烤碾压编辑:王图强31制片工艺流程正极裁小片正极浸胶正极焊极耳负极裁小片负极称重正极贴胶纸卷绕卷绕正极软化正极称重编辑:王图强32装配工艺流程卷绕滚槽压芯注碱正、负极片配片隔膜隔膜裁剪测短路放面片、涂胶圈盖组合焊盖帽压盖帽封口编辑:王图强33化成工艺流程高温烘烤化成高温烘烤半成品入库补充电分容测电压抽测内阻预充电编辑:王图强34单体电池包装工艺流程挑外观测内阻测电压客户装盒、包装单体包装编辑:王图强35组装电池包装工艺流程单体电池包装点焊连接片打胶水客户组合套管收缩点焊引出片喷码印字装盒装箱单体电池全检电压内阻编辑:王图强36镍氢电池生产所用设备搅拌机拉浆机（上粉机）裁切机辊压机卷绕机点焊机注液机化成检测柜编辑:王图强37镍氢电池主要材料-正极球形氢氧化亚镍NiO(H)2绿色球形粉末粒径7~15μm半导体，电子不导电，需要氧化亚钴导电;覆钴球镍黑色粉末，包覆氧化亚钴导电，充电后形成黑色NiOOH氧化亚钴CoO灰褐色粉末易氧化，真空包装粒径≤0.45μm充电时能形成导电网络，正常充电形成CoOOH导电网络，过放后容易被破坏发泡镍99%Ni,金属灰色多孔状，孔率≥95%，用于导电和支撑球镍的骨架编辑:王图强38镍氢电池主要材料-负极贮氢合金MH金属灰色粉末粒径30~40μm导体，电子导电；主要成分为稀土，Ni,Co,Mn,Al炭黑黑色粉末粒径3~10μm导体，电子导电，形成葡萄链状结构导电；铜网棕红色99.99%铜网状结构导电；合金粉的支持骨架编辑:王图强39镍氢电池主要材料-电液-隔膜-钢壳KOH-氢氧化钾含量90~95%白色片状固体，属强碱，有强腐蚀性。易溶于水，放出大量的热；碱液为30%KOH，含有NaOH，LiOH，H2O，OH-浓度7~8ml/L,比重1.30g/mL隔膜1.PP材质，多空结构，可以离子通过，但是电子不能通过，耐强碱液腐蚀；2.高性能的有磺化处理，接枝处理，提高自放电。钢壳1.CPCEN钢材，内外壳镀镍，耐强碱液腐蚀；2.柔韧性好，耐深冲。3.耐腐蚀，不生锈；4.圆柱形，一端开口，厚度0.2mm；编辑:王图强40镍氢电池材料-盖帽、密封圈盖帽-正面1.CPCC钢材，表面镀镍，耐强碱液腐蚀；2.分上下两层，点焊连接。3.上盖有3~5个排气口；4.圆型，下盖有一个防爆孔；盖帽–反面5.中间为防爆球，三元乙丙橡胶；密封圈1.中空圆形，内径和盖帽配套，外径和钢壳内径配套；2.底部有突出的台阶;3.材料为尼龙-66编辑:王图强41镍氢电池材料正极胶带1.材质：PP；2.宽度4~10mm;3.厚度：0.06mm3.防卷绕短路以及极耳碰到钢壳；4.耐强碱腐蚀；正极极耳1.材质：纯镍带，镀镍钢带；2.宽度2.5~6mm;3.厚度：0.1~0.12mm3.作用为正极集流4.抗氧化以及耐强碱腐蚀；编辑:王图强42镍氢电池性能常规性能：容量电压内阻可靠性性能：循环寿命放电平台自放电贮存性能高低温性能安全性能过充短路过放针刺跌落振动编辑:王图强43容量电池在一定放电条件下所能给出的电量称为电池的容量，以符号C或It表示。常用的单位为安培小时，简称安时（Ah）或毫安时（mAh）。电池的容量可以分为理论容量、额定容量、实际容量。IEC容量测试方法编辑:王图强46电压开路电压电池在开路状态下的端电压称为开路电压。电池的开路电压等于电池的正极的还原电极电势与负极电极电势之差。工作电压工作电压指电池接通负载后在放电过程中显示的电压，又称放电电压，见放电曲线。在电池放电初始的工作电压称为初始电压。电池在接通负载后，由于欧姆电阻和极化过电位的存在，电池的工作电压低于开路电压。充电电压充电电压指电池在充电时电池两端的电位差，见充电曲线。编辑:王图强48镍氢电池不同电流充电特性由图看出，在较高电流充电后期必然出现充电电压下降和温度上升的现象，由此可以作为快速充电的控制方法，即用—ΔV和t控制；电流越大，充电电压越高.编辑:王图强49镍氢电池不同温度充电曲线DF-HT44AAA600Chargingcurveswithvarioustemperatureat0.05C0.80.911.11.21.31.41.5050100150200250Capacitycharge(%)Voltage(V)60℃70℃80℃由图看出，环境温度越高，充电电压越低.编辑:王图强50内阻电流通过电池内部时受到阻力，使电池的电压降低，此阻力称为电池的内阻。电池的内阻不是常数，在放电过程中随时间不断变化，因为活性物质的组成、电解液浓度和温度都在不断地改变。电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻，极化内阻又包括电化学极化与浓差极化。内阻的存在，使电池放电时的端电压低于电池电动势和开路电压，充电时端电压高于电动势和开路电压。欧姆电阻遵守欧姆定律；极化电阻随电流密度增加而增大，但不是线性关系，常随电流密度的对数增大而线性增大。编辑:王图强51循环寿命电池在完全充电后完全放电，循环进行，直到容量衰减为初始容量的60%，此时循环次数即为该电池之循环寿命循环寿命与电池充放电制度有关IEC寿命测试标准实达内部寿命测试标准镍氢电池室温下1C充放电循环寿命可达300-500次（行业标准），最高可达800-1000次。编辑:王图强54放电平台镍氢电池完全充电后，放电至1.2V时的容量记为C1，放电至1.0V时的容量记为C0，C1/C0称为该电池之放电平台行业标准1C放电平台为70%以上，我们现在可以作到83%-85%放电平台对电池使用效果影响最大，关系到用户实际使用效果或使用时间的长短编辑:王图强56镍氢电池不同电流放电曲线编辑:王图强57镍氢电池不同温度下的放电曲线DF-LT44AAA600Dischargingcurveswithvarioustemperatureat0.2C0.80.911.11.21.31.41.5020406080100capacitydischarged(%)Voltage(V)25℃0℃-20℃-40℃编辑:王图强58镍氢电池温度特性Ni／MH电池在20℃条件下的放电性能最佳。由于低温下(0℃以下)MH的活性低和高温时(40℃以上)MH易于分解析出H2，致使电池的放电容量明显下降，甚至不能工作。编辑:王图强59自放电电池完全充电后，放置一个月。然后用1C放电至1.0V，其容量记为C2；电池初始容量记为C0；1-C2/C0即为该电池之月自