镍镉电池和镍氢电池的区别

充电电池与普通电池的不同之处：除两者的端电压不同外，还有两个不同之处：第一，充电电池的内阻远低于普通电池，如用数字万用表测量一节5号普通电池的短路电流，其值一般都在3A以下，而测量一节5号镍镉或者镍氢电池的短路电流，一般在4A以上，正是由于这样，我们在判断真假镍镉、镍氢充电电池时可以用数字表测量其瞬时短路电流来分辨。第二，镍镉、镍氢充电电池与普通电池的放电特性不同，尤其是放电终止时的表现不同。普通电池在放电过程中，其端电压是随着放电量的增多而逐渐的由1.5V降低的，不存在端电压突然变化的现象，而镍镉和镍氢电池则不同，其在放电过程中端电压几乎不随放电量的多少而改变，但一旦放电完毕。端电压由1.2V左右降到1.0V左右，此时放电电流也成倍减小。在端电压下降带1.0V以下继续放电称为过放电，对电池有损害，影响寿命。

　　我们目前所使用的充电电池中，一般按其化学成分的不同可分为四类，分别为镍镉电池（NiCd）、镍氢电池（NiMH）、铅酸电池（PbSO4）和锂离子电池（Li+）。下面简单介绍一下这四类充电电池：

　　（一）铅酸电池：它是较早出现的一种充电电池，也就是平常用的汽车蓄电池。有普通铅酸电池和阀拉式密封铅酸电池两类。前者由于使用不方便和对环境的污染较严重而逐渐被后者所取代。我们所使用的应急灯一般为此类电池，正常循环寿命为1000~1200次。

　　（二）镍镉电池：它也是较早出现的电池。即目前大家所普遍使用的随身听充电电池。单个电池的标称电压为1.25V，其容量（充电电池的容量用电流（mA）乘以小时（h）来表示。如果一电池的容量为500MA，则表示该电池以500MA的电流可以放电一小时）对于一般5号电池（AA型）在450~800MA之间，正常循环充电次数在500次以上，但如果使用不正确，会大大缩短其使用次数。镍镉电池存在一种被人们称为“记忆效应”的现象。当人们对没有放电完的镍镉电池充电时，电池会自动“记”住这一个没有放电完全的点。下次充电达到这一点时，就会表现出与电池放电完毕相同的特征。这样虽然电池还没放电完全，但此时容量一样降低了，这就是所谓的“记忆效应”，其实质是在电极中产生了树状结晶组织，这种“记忆效应”是镍镉电池所特有的。它会严重影响电池的容量，降低电池的使用时间，所以对镍镉在电池充电之前要对其进行彻底地放电，使其在放电完会后再充电，大家在使用此类电池时切勿反复对电池充电，市售的绝大部分廉价会自动充电的充电器充电电流很小，将电池充满至少在15小时以内，且不备放电功能，对电池损坏较大。部分功能较好的充电器在确认能快速充电时，就进入预处理阶段，在此阶段，充电器对电池进行完全放电，使每节电池进行完全放电，使每节电池电压降到1.0v左右，以消除镍镉电池的“记忆效应”。对镍镉电池进行预处理后，直接进入快速充电阶段，快速充电结束后转入涓流充电，所需时间一般为2-3小时。

　　（三）镍氢电池：它是最近开发的新型充电电池，其各项性能与镍镉电池相似，但它的能量密度更高。一节5号镍氢电池容量在1000mah到1300mah之间，另外，它不存在“记忆效应”，对环境也无污染，因此有人称其为“绿色电池”，当然价钱比较高。

　　（四）锂离子电池：它也是最近开发的电池，最大的优点是，能量密度更高，但其价格也很高，一般用于高挡的电子产品中，但在放电时不要超过放电电压，而且也不可大于放电电流放电。

　　为了正确地使用好各类充电电池，充分廷长电池的使用寿命，对电池进行正确的充电是非常关键的，如果充电方法不正确，将会大大缩短电池的使用寿命。

　　可充电电池主要有铅酸蓄电池和碱性蓄电池两种。目前使用的镍镉(NiCd)、镍氢(NiMH)和锂离子(Li－Ion)电池都是碱性电池。

　　铅酸电池阀控式免维护铅酸电池的基本结构如图1所示。它由正负极板、隔板、电解液、安全阀、气塞、外壳等部分组成。正极板上的活性物质是二氧化铅(PbO2)，负极板上的活性物质为海绵状纯铅(Pb)。电解液由蒸馏水和纯硫酸按一定比例配制而成。电池槽中装入一定密度的电解液后，由于电化学反应，正、负极板间会产生约为2.1V的电动势。

　　新铅酸电池初次使用时，必须先充满电。如采用0.1C充电速率充电，大约需要55～75小时。蓄电池正常使用放完电后，应立即充电。通常采用的方法有：(1)分级定流充电法；(2)低压恒压充电法(带负载充电)；(3)快速充电法。快速充电的初充时间不超过5小时，正常充电时间可缩短到1小时左右。

　　镍镉电池NiCd电池正极板上的活性物质由氧化镍粉和石墨粉组成，石墨不参加化学反应，其主要作用是增强导电性。负极板上的活性物质由氧化镉粉和氧化铁粉组成，氧化铁粉的作用是使氧化镉粉有较高的扩散性，防止结块，并增加极板的容量。活性物质分别包在穿孔钢带中，加压成型后即成为电池的正负极板。极板间用耐碱的硬橡胶绝缘棍或有孔的聚氯乙烯瓦楞板隔开。电解液通常用氢氧化钾溶液。与其它电池相比，NiCd电池的自放电率(即电池不使用时失去电荷的速率)适中。NiCd电池在使用过程中，如果放电不完全就又充电，下次再放电时，就不能放出全部电量。比如，放出80％电量后再充足电，该电池只能放出80％的电量。这就是所谓的记忆效应。当然，几次完整的放电/充电循环将使NiCd电池恢复正常工作。由于NiCd电池的记忆效应，若未完全放电，应在充电前将每节电池放电至1V以下。

　　镍氢电池NiMH电池正极板材料为NiOOH，负极板材料为吸氢合金。电解液通常用30％的KOH水溶液，并加入少量的NiOH。隔膜采用多孔维尼纶无纺布或尼龙无纺布等。NiMH电池有圆柱形和方形两种。圆柱形密封NiMH电池的结构如图2所示。

　　镍氢电池加速前进

　　镍氢电池(Ni-MHBatteries)作为早期的镍镉电池的替代产品，它是目前最环保的电池，不再使用有毒的镉，可以消除重金属元素对环境带来的污染问题。镍氢电池具有较大的能量密度比，这意味着可以在不为数码设备增加额外重量的情况下，使用镍氢电池能有效地延长设备的工作时间。镍氢电池另一个优点是：大大减小了镍镉电池中存在的“记忆效应”，这使镍氢电池可以更方便地使用。

　　镍氢电池何以取代最被人们看好的锂电池？其实不无道理。首先，镍氢电池从20世纪90年代就开始投放市场，经过市场检验的时期更长。其次镍氢矿产资源充足；再次国内生产厂家众多，仅广东一地就有100多家做镍氢电池的私人企业；第四，跟锂电相比，镍氢电池特点是安全性高，不容易爆炸。

　　镍氢电池是目前在HEV汽车领域中应用最为成熟的二次电池。但客观来看，镍氢电池也存在一些“掣肘”之处：提炼技术不够成熟，成本过高。还有一大隐患是一旦大面积推广，将来面临回收的难题。从长期看，镍氢电池将面对锂离子电池的强力挑战，但短期内，镍氢电池在即将到来的新能源时代仍然前景看好。