镍氢电池动力电池.ppt

影响自放电速率的因素主要是电池储存的温度和湿度条件等。温度升高会使电池内正负极材料的反应活性提高，同时电解液的离子传导速度加快，隔膜等辅助材料的强度降低，使自放电反应速率大大提高。如果温度太高，就会严重破坏电池内的化学平衡，发生不可逆反应，最终会严重损害电池的整体性能。湿度的影响与温度条件相似，环境湿度太高也会加快自放电反应。一般来说，低温和低湿的环境条件下，电池的白放电率低，有利于电池的储存。但是温度太低也可能造成电极材料的不可逆变化，使电池的整体性能大大降低。第52页,共79页，星期六，2024年，5月针对隔膜材料对镍氢电池自放电的影响，可以选用丙烯酸改性的聚丙烯(PP)隔膜来改善镍氢电池的荷电保持能力，降低电池的可逆自放电可以通过选择合适的合金组分，来使其平台压力小于电池内压来实现，降低电池的不可逆自放电可以通过选择合适的合金组分实现。镍氢电池自放电率较高，这不仅与正、负极材料的组成，电解液的组成和隔膜材料有关，而且还与电池的化成方法等有关。第53页,共79页，星期六，2024年，5月电池的储存性能是指电池在一定条件下储存一定时间后主要性能参数的变化，包括容量的下降、外观情况和有无变形或渗液情况。国家标准均有对电池的容量下降和外观变化及漏液比例的限制电池在储存过程中容量下降主要是由电极自放电引起的，自放电率高对电池储存非常不利，所以一般镍氢电池都遵从即充即用的原则，不适宜较长时间放置。镍氢电池的存放条件为：存放区应保持清洁、凉爽、通风；温度应在10—25℃之间，一般不应超过30℃；相对湿度以不大于65%为宜。第54页,共79页，星期六，2024年，5月除了合适的储存温度和湿度条件外，必须注意的是：1)长期放置的电池应该采用荷电状态储存，一般可预充50%~100%的电量后储藏。2)在储存过程中，要保证至少每3个月对电池充电一次，以恢复到饱和容量；这是因为放完电的电池(放电到终止电压)在储存的过程中，一方面会继续自放电造成过放，而且电池内的正负极、隔膜和辅助材料经常会发生严重的电解液腐蚀和漏液现象，对电池的整体性能造成致命的损害。第55页,共79页，星期六，2024年，5月5.温度特性镍氢电池在中高温环境下，由于温度高有利于合金中氢原子的扩散，提高了合金的动力学性能，且电解液中KOH的电导率也随温度升高而增加，电池放电容量明显比低温时放电容量大。但温度过高(一般超过45℃)，虽然电解质电导率大，电流迁移能力增强，迁移内阻减小，但电解液溶剂水分蒸发快，增加了电解液的欧姆内阻，两者相互抵消，放电容量将不再增加。第56页,共79页，星期六，2024年，5月镍氢电池的正常存储温度是-20～45℃，最佳存储温度是在10～25℃。一般情况下，当温度降到低于-20℃时，电池中的电解液会凝固，电池内阻会变得无穷大，电池内部可能发生不可逆的变化，导致电池无法激活到正常状态，甚至无法使用。当温度超过45℃时，电池自放电速率大大加快，电解液会发生副反应而产生大量气体，电极片中的辅助材料可能变质失效，从而导致整个电池逐渐老化和容量衰减，甚至在短期内失效。第57页,共79页，星期六，2024年，5月6.循环寿命镍氢电池的循环寿命受充放电湿度、温度和使用方法的影响。在现在的技术状态下，当按照rEc标准充放电时，充放电循环可以超过500次。在电动车辆上应用，镍氢电池一般采用浅充浅放的应用机制，即SOC在40%～80%之间应用，因此电池的使用寿命已经可以达到5年以上,甚至达到10年以上。第58页,共79页，星期六，2024年，5月镍氢电池失效的原因有多方面，主要归纳如下：1)电解液的损耗。氢镍电池的电解液在电池的充放电循环过程中会在电极和隔膜中重新分配，增加了它们的表面积和孔隙率并导致电极膨胀，电池内压增大，从而导致气体(氢气和氧气)的泄露，最终导致电解液的损耗。电解液的损耗将导致电池溶液内阻增大，电导率降低。第59页,共79页，星期六，2024年，5月2)电极材料的改变。氢镍电池经一定次数的充放电循环后,负极中的锰、铝元素会发生偏析溶解，负极储氢合金表面逐渐被腐蚀氧化，在电极表面形成一层氢氧化物,合金体积发生膨胀、收缩，最后导致合金粉化，严重影响了电池在充放电过程中的吸氢放氧性能。第60页,共79页，星期六，2024年，5月3)隔膜的变化。随着电池充放电循环次数的增加，电池的隔膜结构会发生变化，隔膜的电解液保持能力下降，电池自放电增大，电池寿命减小。另外，从电池电极上脱落下的电极材料逐渐堵塞隔膜上的孔隙，严重影响了镍氢电池中气体的渗透传输，进而增大了电池内阻，影响电池充放电性能，导致电池失效。第61页,共79页，星期六，2024年，5月镍氢动力电池的检