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深圳市优动力科技有限公司SuperPowerBatteryCo。，Ltd镉镍与镍氢电池培训教材1、前言：镉镍与镍氢电池是当前使用范围最广泛的蓄电池之一，它广泛用于便携式仪器、电动玩具、电动工具、小家电、手机、电脑等用电器具中。此类电池可以用充电的方法使容量恢复，和一次电池（如干电池等）相比，其平均使用成本要低的多。可充电电池能量密度二、关于电池的一些基础知识：★1、什么叫化学电源？答：化学电源是化学能转变成电能，电能转变成化学能，两者互相转换的一种装置。这种装置称为化学电源（蓄电池）。★2、化学电源分为几类？答：化学电源分为三类：A、一次电池，如锌锰干电池、碱锰电池。B、二次电池，如镍氢电池、镉镍电池、铁镍电池、铅酸蓄电池、锌银电池等。C、燃料电池。★3、什么叫一次电池？答：在连续或间断放电后，不能用再充电的方法使其恢复到初始状态，只供一次性使用的电池，如锌锰干电池、碱锰电池。★4、什么叫二次电池？答：二次电池称为蓄电池，可反复充电与放电循环的电池。充电时，电能转变为化学能贮存起业。放电时，化学能转变为电能释放出来。1.1应用表：★5、什么叫燃料电池？答：燃料电池正、负极上的物质不是贮存在电池内部，而是由外部连续不断的注入电池内，并及时排除的这种电池称为燃料电池。如氢-肼燃料电池。★6、什么是电化学？答：电化学是化学的一个重要部份，是研究电与化学关系和化学能同电能相互转化过程的反应现象。如电解质、界面和电极过程等。★7、什么叫电极？答：在电化学中的电极是指与离子导体（如碱性蓄电池的电解液）相接触的电子导体。是电流通过电解质传输的媒介，又是电化学反应进行的场所。蓄电池的电极通常是由活性物质和发泡镍、冲孔钢带、铜网、钢网等材料组成的正、负极。★8、什么叫电解液？答：电解液是一种能导电的液体，在蓄电池的正、负极之间起离子导电作用，因此，是产生蓄电池两极电位的媒介物质。一船用KOH水溶液或NaOH水溶液。★9、什么叫蓄电池内阻？答：电流通过蓄电池时所遇到的阻力。它包括蓄电池内部的正、负极、隔膜、电解液、极耳等，所具有的欧姆内阻和电化学反应过程中的极化内阻。蓄电池内阻不是一个固定值，随着充电或放电过程而变化，是蓄电池的一个主要参数。蓄电池的内阻愈小，则放电性能愈好。★10、化学电源与其它电源比较有什么优点？答：一般来说，与其它电源比较，化学电源的优点是：使用简单，性能可靠、能量转换率高，适应环境广等。★11、在化学电源中，化学能转变成电能的必要条件是什么？答：化学电源是一种能量转换装置。在实现化学能转变的过程中，必须具备两个必要条件：A、必须使化学反应失去电子的过程（氧化过程）和得到电子的过程（还原过程），分别在两个区域进行。B：活性物质在进行氧化或还原反应过程中，其电子传递必须通过外电路。★12、何谓蓄电池充电？答：将电路输入给蓄电池的电能转变为化学能贮存起来的过程，叫充电。充电时，蓄电池的正、负极分别与充电电器的正、负极对应连接。★13、何谓蓄电池放电？答：蓄电池向外电路输出电能的过程叫放电。根据不同使用情况，蓄电池可用各种不同的放电率放电，即高倍率放电、中倍率放电、低倍率放电。就放电深度来说，又分为深放和浅放电。一般放出额定容量的80%以上的放电过程是深放电；放出额定容量的25%以下的放电过程是浅放电。三、镍镉电池、镍氢电池的主要特点：1、电压：公称电压1.2V,实际以小电流放电时的工作电压在1.25-1.45V之间。不仅镍氢电池与镍镉电池之间可互换使用，而且与锌锰于电池之间也可互换使用。电池的开路电压随带量多少和贮存时间长短而变化，最高可达到1.35V,若贮存时间过久,也可降到1.0-1.1之间.放电终止电压,一般规定为1.0V,若放电电流非常大时,可以放到0.9V,甚至0.6V;这些电压都是负荷电压,是带电流测量值.和通用干电池相比在此类电池的放电电压很平稳,这对维持用电器具的稳定工作特别有利.2、比能量：比能量即电池所贮存的能量与其重量的比值.单位Wh/Kg表示,其数量越大,同样重量的电池贮存的能量越多,为完成一定能量输出任务所需要的重量就越轻如镍镉电池的能量比铅酸电池约高30%,镍氢电池又比镍镉电池约高30%.3、循环寿命长:在60%充放电深度下一般镍氢电池和镉镍电池寿命可达到500次循环，比普通的铅酸电池要长的多（铅酸电池一般为100-150次循环）；镍镉电池的使用寿命可长达2-3年，甚至10年以上。4、可大电流充放电：此类电池极板和隔膜都很薄，内阻很低，适合大电流放电，有很大的输出功率，这对于某此只要求短时间工作的设备讲，有很大的意义。特殊设计的动力电池（超高倍率型）可用10-30C以上的大电流放电，容量下降很少。5、耐过充放电能力强，使用维护简单：此类电池可承受较长时间和较大电流的过充电而不被损坏。与铅酸电池相比，其耐过充过放的能力好的多。因此，使用中的条件不很严格；当然，深度过放电和大电流过充电对电池的是有害的。6、易于做密封电池此类电池在正常充电和贮存时不析出氢气，充电时生成氧气可通过内氧循环消除掉，不致引起过高的压力。因此，可做成密封电池。镍镉电池是人造卫星上的主要电源。7、记忆效应镍镉电池若一直以很低的放电深度充放循环，时间久了，放电容易超过原来常用的容量时，放电电压会出现突然下降的现象，这叫“记忆效应”。记忆效应产生的条件是浅放电循环；深度放电或循环次数不多时不出现记忆效应；镍氢电池一般不会出现记忆效应。记忆效应的消除，用0。2C放电至1.0V或更低的电压，再用一次0.1C充放电，便可消除。8、自放电大镍镉电池自放电大，镍氢电池相应的更大一些。在25℃贮存28天，镍镉电池容量损失大约30%，镍氢电池损失35%左右。但经充电后可完全恢复。四、充电蓄电池维护的主要工作是充电；充电好坏不仅关系到电池放出容量的高低，还严重影响到电池的使用寿命。所以，一定要注意正确的充电方法及充电控制方式。◎蓄电池有关使用和维护资料中提到的“小时率”和“倍率”是什么意思?“小时率”和“倍率”能常是指放电或充电电流的大小.当放电电流大于或等于额定容量的数值时,即额定容量在1小时内放完电,该放电电流值用“倍率”表示;如若放电电流小于额定容量数值时,即额定容量在大于1小时内放完电,该放电电流值用“小时率”表示.蓄电池的额定容量能常用“C”来表示.则“倍率”或“放电率”在C前加系数表示.例如:2倍率,即2C,其放电电流值为额定容量的两倍,而额定容量约半小时放完;2小时率,即0.5C,其放电电流值为额定容量值的1/2,而额定容量约2小时放完电.1、常用的充电方式有以下几种：1.1标准充电:用0.1C的电流充14-16小时.这是最常用的充电方法,一般检验电池容量都以此种充电为标准.1.2中速充电:用0.2C的电流充6-7小时,这种方法可在较短的时间内完成充电.但不可充电太久,充入的电量最多不可过140%的额定的容量,时间太长有引起电池漏液的危险..1.3快速充电:一般用0.5-1C电流充电,在70-150分钟内充满.这种充电速度快,但是由于充电末期负极复合氧的速度小于正极生成氧的速度,快速充电时间必须用特殊的控制方法,以防止过充或漏液.A、-△V控制，用0.5C-1C充电时设置-△V5-10mV。B、温度速度控制，一般取△T/△t≥0.6-0.8C/min。C、充电最高温度控制；在电池组内加温度继电器，当达到设置的充电温度时，自动停止充电，这种控制方法简单，但受环境温充影响大。夏天时会充电不足，冬天太冷时有可能断不开。用温升速度控制时，电池组内需加入温度敏感元件，如：用热敏电阻为温度指示器。1.4涓流充电:用1/30-1/20C的小电流充电,这只是为了补充自放电的损失,在电池充电后一直维持全充电的状态,用这么小的电流充电基本上不会增加容量;若希望对电池长期充电时,充电电流必须设定在1/30-1/20C的范围内;否则,对电池寿命有害.2、充电的环境条件：温度对充电影响很大，温度最恰当的时候是10-30℃，温度过高，氧析出过电位下降，充电效率降低。除高温电池以外，在超过45℃的环境中很难把电池充满电。最多只能充到50-60%的容量。而当温度很低时，充电效率高，但负极复合氧的速度下降，容易形成高压，造成漏液，在0-10℃之间不可用快速充电，0℃以下用标准充电也很困难。最佳充电温度：20±5℃充电设备：可以是任意的直流电源，也可以用脉冲充电，但电源工作电压不要太低，至少要高于1.7V×单体电池数量;电压太低有时会充电不足.充电不宜用恒压充电，因为电池内阻很低。恒压充电的的初始电流很大,不但易损坏充电设备也对电池组有害,若想用恒压充电,必须加入限流电阻,并电流限定在前面规定的范围之内.3、不可并联充电：由于电池的电压，内阻不尽相同，并联充电时各电池的电流分布会很大，会造成某些电池地充而别一些电池充不足的问题；若必须并联充电时，各并联电池间必须加限流电阻调节，将电流限制在规定值内。五、不可过放电镍镉电池、镍氢电池的放电终止电压一般为1.0V，3C以上放电至0.9V，5C以上0.8V。不可将电压放至过低。放电到规定的终止电压以下称为过放电。过放电对电池危害很大。严重过放电时可在电池正极析出氧气，难于在电池内消除（镍氢电池尚可）。可引起内压上升，造成漏液。另外，严重过放电可破坏正极CoOOH导电机构，造成不可恢复的容量损失。在这面,希望注意用电器的静态工作电流影响.仪器内维持记忆的小电流长期放电会将电池过放到0V,使容量大辐度下降.因此,希望用电器具在贮存及运输时最好将电池单独包装.六、电池的分类根据不同使用特点，设计了不同类型的电池：A、普通型：适用于一般应用，工作电流不超过2C，容量高。B、动力型（超高倍率型）：内阻低，可用10C以上电流放电，容量较低，内阻很低。C、高温电池：用于40℃以上环境中充电及用小电流长期充电，如用于应急灯，太阳灯等，高温下充电效率高。依据制做工艺不同，镍镉电池又分为泡沫式，烧结式及有极板盒式（袋式）、粘结式等多种类型。其中泡沫式电池发展很晚，但工艺简单、容量高、成本低、发展最快。烧结式电池内阻低、寿命长，但用镍量大，工艺复杂，成本很高。除军用外，使用很少。有极板板盒式电池，成本低、使用寿命长，但内阻高。适用于大型电池和某些对成本和寿命要求更重的场合，如矿灯应用。镍镉和镍氢电池均可制成不同形状，如圆柱形，方形，扣式等，也可做成全密封的或开口的，视使用场合而定。七、电池的质量问题及预防：A、漏液、爬碱这是碱性电池的通病。由于内部压力较高，排气时容易把碱液带出，尤其是在过充和过放条件下，容量出现漏液。预防方法是严格控制充电，勿用过大的电流充电，不要过充电。爬碱是在负极电位作用下，吸收空气中的水份，碱液沿金属表面自动爬延的现象。从现象上看，在电池外面出现变黑等。防止的方法一方面是在制造时用好的密封件，好的憎水强的密封胶和良好的封口工艺。使用中不要接触高湿，因爬碱是吸收空气中的水造成的，高温对爬碱有利；要防止过充，减小内部压力。B、内短路表现为开路电压为0V，一般是制做缺陷，是隔膜被极板的毛刺刺破或正极极耳与钢壳负极相连或壳的滚槽线与电池的正极板相碰引起的。但在使用过程的外短路，严重过放，大电流充电等使电池温升过高，造成隔收缩等，防止严重地充电。C、高内阻九、贮存及运输A、电池的贮存温度尽量凉爽；高温能引起隔膜降解，减少寿命。最适宜的贮存温度为0-30℃，但也可在50℃以下的环境中做短期贮存。B、相对湿度：应控制在45-85%范围内。湿度太高会引起金属件生锈。C、贮存状态：可以是充电态，也可以是放电态。一般推荐少量带电（如：30%）贮存。但镍氢电池最好不要100%带电贮存。D、运输：可以用任意交通工具运输，运输时要装入箱内，防止短路，防雨淋，日晒。镍氢电池运输时不可带电量过多。