什么是镍氢电池？为什么镍氢电池能成为丰田混动的首选？
来源：宝鄂实业
2019-04-29 12:35
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1 电池千万种，安全第一条
镍氢电池之所以能成为一众汽车的首选，中重要的是其具有无可比拟的安全可靠性能。一方面，镍氢电池电解液为不可燃的水溶液。另一方面，镍氢电池的比热容、电解液蒸发热相对较高、而能量密度相对较低，这意味着即使发生短路、刺穿等极端异常情况，电池温升幅度也不大不会引起燃烧。最后，作为一款较为成熟的电池产品，镍氢电池的产品质量控制难度低，良品率较高。
截至2014年底，全球超过73%的混合动力汽车采用镍氢电池，总数超过800万辆，这些混合动力汽车在使用过程中，并出现过因电池引起的严重安全事故。而作为商业化混动汽车的代表——丰田普锐斯，得益于出色的充放电程序，这些车在使用十年后电池也没有出现明显的寿命衰减。因此，成熟的镍氢电池，是目前最具商业应用价值的电池。
2 “浅充电”造长寿命
其次是镍氢电池具有良好的快速充放电性能。混合动力汽车的电池容量都不大，例如最新的第八代凯美瑞双擎，电池容量仅有6.5千瓦·时，相比插电混动动辄10千瓦·时以上的电量，容量少了一半以上。而由于混合动力系统的工作方式，需要不停地对电池进行快速充放电，而在这种工况下，镍氢电池相比锂离子电池更有优势。
尽管镍氢电池的能量密度只有锂离子电池的60-80%（锂电池为100J/m³），但由于镍氢电池的特点对安全保护，温度控制等要求更低，因此无需大体积就能轻松在混合动力汽车上找到自己的容身之所。
混合动力汽车特殊的动力系统，在合理的动力输出策略之下，在行驶过程中一般只会用到电池容量的10%，即使最极端的情况，电池最大用量大概只能是40%。换言之，电池有约60%的电量是永远动用不到，这种称为“浅充电”的电池管理策略，这对于从镍铬电池改善而来的，电池记忆效应大幅改善的镍氢电池而言，能极大地延长其使用寿命，充放电循环次数可达10000次以上。
美国《消费者报告》曾对调查了超过3.6万位普锐斯车主，得出的结论是，车辆可靠性高，而且使用成本非常低。对此，《消费者报告》用一辆行驶10年33万公里的第一代普锐斯和十年前仅行驶3200公里的第一代普锐斯新车进行相同标准的油耗测试以及性能测试。结果显示，使用了10年行驶33万公里的旧车与新车无论是在油耗性能还是动力性能都保持在同一水平，说明镍氢电池组和混动系统仍然工作正常。
从2015年新能源汽车（纯电动与插电式混动）在国内市场开始普及至今，因这类采用了锂离子电池的汽车，在使用一定年限后电池寿命减少，而在冬季低温环境下电量出现明显的衰减，令不少车主在使用中有明显的续航焦虑。而这样的结果，正是锂离子电池的特性造成的。因此，车龄在3-4年的新能源汽车，保值率最高的只有45%，相比燃油车最低的60%（同车龄）低不少。
3 环保的电池才能造出环保的汽车
虽然锂离子电池没有记忆效应，但充放电循环次数一般只有600次左右，而且在高电流快充快放以及过充过放的复杂使用环境中，电池寿命大幅下降。另外由于锂离子电池采用有机电解质溶液，低温下电阻迅速增大，0℃下性能已大大衰减 ，不能满足-10℃下正常使用要求。反观镍氢电池，由于采用碱性电解质水溶液，其工作温度可低至-40℃，因此在冬季，混合动力汽车的动力、经济等性能也没有明显变化。
镍氢电池的成分较少，回收价值高，回收难度小。
最后，由于镍氢电池不含剧毒物质，对环境更加友好。镍氢电池的主要成分为镍、稀土，回收价值高（有残余价值），回收难度小，基本可全部回收再利用，实现材料可持续发展，被称为是最具有环保效果的电池。
反观锂离子电池，回收难度就高得多。锂电池自身的化学活泼特性，是其回收的技术路线相当复杂，电池必须先进行预处理，包括放电、拆解、粉碎、分选。拆解之后的塑料和金属壳体可以回收，但代价高昂：因为残余电压仍然高达数百伏（不包括18650电池），并有一定危险性；电池壳体为了安全需要，封装为不可自拆卸的形式，打开颇费功夫；另外，锂电池正极材料也是五花八门，对回收用的酸碱溶液要求高。以目前的技术，锂电池回收无疑是一桩赔本的买卖。
除了上述这些，镍氢电池还有放电特性平稳，放电曲线平滑，发热量小等优势。因此，在电池技术未有重大突破之前，这种能量密度相对较低的镍氢电池，依旧是对电池电量要求不高的混合动力汽车的最佳拍档。
镍氢电池(柱式)是一种性能良好的蓄电池。镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。镍氢电池正极活性物质为Ni（OH）2（称NiO电极），负极活性物质为金属氢化物，也称储氢合金（电极称储氢电极），电解液为6mol/L氢氧化钾溶液。镍氢电池作为氢能源应用的一个重要方向越来越被人们注意。
由于化石燃料在人类大规模开发利用的情况下越来越少，近年来，氢能源的开发利用日益受到重视。镍氢电池作为氢能源应用的一个重要方向越来越被人们注意。虽然镍氢电池确实是一种性能良好的蓄电池，但航天用镍氢电池是高压镍氢电池（氢压可达3.92MPa，即40kg/cm2），这样的高压力氢气贮存在薄壁容器内使用容易爆炸，而且镍氢电池还需要贵金属做催化剂，使它的成本变得很贵，这就很难为民用所接受，因此，国外自70年代开始探索民用的低压镍氢电池。镍氢电池分为高压镍氢电池和低压镍氢电池。高压镍氢电池是20世纪70年代初由美国的M.Klein和J.F.Stockel等首先研制。用镍氢电池代替镉镍电池并应用于各种卫星上的趋势已经形成。
