镍氢电池的原理及其优点介绍
来源：宝鄂实业
2019-11-22 14:21
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镍氢电池的正极主要活性物质是Ni(OH)2，负极是储氢合金，电解液是氢氧化钾与氢氧化钠的混合溶液。
镍氢电池的电极反应
正极：Ni(OH)2 + OH- →（←）NiOOH + H2O +e- φ(标准电极电位）= +0.49V
负极：M + H2O + e- →（←） MH + OH-φ（标准电极电位）= -0.829V
总反应：Ni(OH)2 + M→（←）NiOOH + MH
从上面的反应方程式中可以看出，充放电过程中发生的电化学反应，均属于固相转变机制，过程中不发生任何中间态的可溶性金属离子，也无电解液组成的消耗和生产，所以镍氢电池的充放电态内阻相差不大。
镍氢电池过充过放反应
1、过充电
正极：4OH- → 2H2O+O2 +4e
负极： 2H2O+O2+4e → 4OH-
2、过放电
正极：2H2O+2e → H2 +2OH-
负极：H2+2OH- → 2H2O+2e
在过充和过放电过程中，由于储氢合金粉的催化作用，可以消耗正极产生的氧气和氢气，从而使镍氢电池具有耐过充过放电的能力。
在充电末期和过充电时，正极上析出的O2可以通过隔膜扩散到负极表面与氢复合，还原为H2O和OH-进入电解液，从而避免或减轻了电池内部压力积累升高的现象。否则，在电池过充时，MH电极又会产生大量氢气，造成电池内压上升；而在过放电时，正极上析出的H2通过隔膜扩散到负极表面可以被MH迅速吸收，否则，在电池过放电时，MH电极上会析出O2,从而使MH合金被氧化。
镍氢电池的优点
1、容量高，为各类型Cd/Ni电池的1.5-2倍；
2、不含有害元素Hg、Cd等，称为绿色电源；
3、有与Cd-Ni电池几乎相同的工作电压，二者同型号电池可以互换使用；
4、Cd-Ni电池的生产设备大多容易转用于MH/Ni电池；
5、MH/Ni电池目前正处于产业化，还处于开发阶段，前景广阔。特别是我国可开采稀土资源占世界80%，开发稀土系储氢合金有成本低的优势 。
