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镍氢电池与镍镉电池的区别

镍氢充电电池 Ni-MI(Nickel Metal Hyoride Battery)

镍氢充电电池为目前市场主流之充电电池,它是使用氧化镍作为阳极,以及吸收了氢的金属合金作为阴极,一般可进行500次以上的充放电循环。由于不含汞及镉之原料,不必回收。

镍氢电池

镍镉充电电池 Ni-Cd(Nickel Cadmium Battery)

镍镉充电电池已为大众早期广泛使用,可重覆约500次之充放电,但约10次充放电后即会产生记忆效应;另一个缺点是,在充放电时,阴极会长出镉的针状结晶,有时会穿透分隔物而引起内部枝状晶体式的短路。由于含有镉之成份,因此必须回收。

1、镍氢电池与镍镉电池的对比

镍镉电池(Ni-Cd Rechargeable Battery:镍镉电池是最早应用于手机、笔记本电脑等设备的电池种类,它具有良好的大电流放电特性、耐过充放电能力强、维护简单。镍镉电池最致命的缺点是,在充放电过程中如果处理不当,会出现严重的“记忆效应”,使得服务寿命大大缩短。所谓“记忆效应”就是电池在充电前,电池的电量没有被完全放尽,久而久之将会引起电池容量的降低,在电池充放电的过程中(放电较为明显),会在电池极板上产生些许的小气泡,日积月累这些气泡减少了电池极板的面积也间接影响了电池的容量。当然,我们可以通过掌握合理的充放电方法来减轻“记忆效应”。此外,镉是有毒的,因而镍镉电池不利于生态环境的保护。众多的缺点使得镍镉电池已基本被淘汰出数码设备电池的应用范围。

镍镉电池的包装分为零售用的正极凸头和组装用的正极平头包装两种,在容量上没有差异。在充电回路也和下面所介绍的镍氢电池类似,采用1.6倍电压充电。通常镍镉电池的充电次数为300~800次,在充放电达500次后电容量会下降至约80%。镍镉电池的记忆效应比镍氢电池来的严重。所以必须在完全没电时才可进行充电,以确保使用寿命。

镍氢电池(Ni-MHRechargeable Battery:镍氢电池是早期的镍镉电池的替代产品,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。它是使用氧化镍作为阳极,以及吸收了氢的金属合金作为阴极,由于此合金可吸收高达本身体积100倍的氢,储存能力极强。

镍氢电池的能量密度比镍镉电池大,其容量约为镍镉电池的数倍;另外,它具有同镍镉电池的1.2伏电压,及自身放电特性,可在一小时内再充电,内阻较低,一般可进行500次以上的充放电循环。镍氢电池具有较大的能量密度比,这意味着可以在不为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。同时镍氢电池在电学特性方面与镍镉电池亦基本相似,在实际应用时完全可以替代镍镉电池,而不需要对设备进行任何改造。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。

2、镍氢电池与镍镉电池电池寿命的比较

电池是一种化学物质,因而也是有一定服务寿命的,诸如干电池(包括普通的碱性电池)等一次电池是不能充电的,服务寿命当然只有一次。对于充电电池,一般我们以充电次数来衡量其服务寿命的长短。镍镉电池的循环使用寿命在300~700次左右,镍氢电池的可充电次数一般为400~1000次,锂离子电池为500~800次。充电电池的服务寿命不仅受制作电池采用的原料、制作工艺等因素的影响,还与电池的充放电方法及实际使用情况有密切关系。例如,某人于1985年开始使用的6节HITACHI(日立)镍镉电池,一直到现在还在继续使用,只是电池容量有些降低了。看来,只要使用方法合理,充电电池是完全可以达到甚至大大超过标称的服务寿命的。四、电池的电压和容量

在电学上,常用电压、容量等概念来衡量电池个体的属性和性能。一般单个干电池(包括碱性电池)的额定电压为1.5V,镍镉电池和镍氢电池为1.2V,而锂离子电池是3.6V(有些厂商生产的锂离子电池标定的额定电压为3.7V),相当于3节镍镉或镍氢电池串联所得的电压,一些常见的不可充电的锂电池的电压是3V。

容量是指电池存储电量的大小。电池容量的单位是“mAh”,中文名称是毫安时(在衡量大容量电池如铅蓄电池时,为了方便起见,一般用“Ah”来表示,中文名是安时,1Ah=1000mAh)。

如V-BOT电池的额定容量是2400mAh,如果以0.1C(C为电池容量)即240mA的电流给电池放电,那么该电池可以持续工作10小时(2400mAh/240mA=10h);如果放电电流为2400mA,那供电时间就只有1小时左右(实际工作时间因电池的实际容量的个别差异而有一些差别)。这是理想状态下的分析,机器在实际工作时的电流不可能始终恒定在某一数值(以数码相机为例,工作电流会因为LCD显示屏、闪光灯等部件的开启或关闭而发生较大的变化),因而电池能对某个设备的供电时间只能是个大约值,而这个值也只有通过实际操作经验来估计。

由于单个电池的电压和容量都十分有限,一般需要用几个电池组成电池组,以满足不同设备的实际供电需要。最常见的电池组合方式是串联,即把电池正负极首尾相连,如把4节1.2V、

1300mAh的电池串联,就组成了一个电压是4.8V、容量为1300mAh的电池组;而在笔记本电脑中,电池一般采用的是混联方式,即有串联也有并联。

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