镍氢电池的电极反应式_镍氢电池有记忆效应吗

　　镍氢电池的电极反应式

　　镍氢电池是以金属氢化物为负极，氢氧化镍电极为正极，氢氧化钾溶液为电解液，电池的电极反应如下：

　　正极：

　　充电：Ni（OH）2+OH—NOOH+H2O+e

　　过充电：40H—2H2O+O2+4e

　　放电：NiOOH+H20+e—N（OH）2+OH

　　过放电：2H20+2e—H2+2OH

　　负极：

　　充电：M+H2O+e—MH+OH

　　过充电：2H20+O2+4e—40H

　　放电：MH+OH—M+H2O+e

　　过放电：H2+2OH—2H20+2e

　　总电池反应：MH+NOOH=M+Ni（OH）2

　　充电时，正极上的Ni（OH）2转变为NiOOH，水分子在贮氢合金负极M上放电，分解出氢原子吸附在电极表面上形成吸附态的MHad，再扩散到贮氢合内部而被吸收形成氢化物MHab。氢在合金中的扩散较慢，扩散系数一般都在107~108cm·s1。扩散成为充电过程的控制步骤。

　　这个过程可以表示如下：

　　M+H20+e—MH2d+ OH

　　MHad—aMHab

　　aMHb—β-MH

　　MHad+ MHa-—2M+H2

　　MHad+H2O+e—M+H2+OH

　　在电极充电初期，电极表面的水分子在金属镍的催化作用下被还原成氢原子，氢原子吸附在合金的表面上，

　　形成吸附态氢原子MH2d。吸附在合金表面上的氢原子扩散进入合金相中，与合金相形成固溶体a-MHab。

　　当溶解于合金相中的氢原子越来越多，氢原子将与合金发生反应，形成金属氢化物βMH。当氢原子浓度进一步提高时，将发生氢原子的复合脱附或电化学脱附。

　　过充电时，由于阳极上可以氧化的Ni（OH）2都变成了NiOOH（除了活性物质内部被隔离的N（OH）2之外），这时OH失去电子形成O2，O2扩散到负极，在贮氢合金的催化作用下得到电子形成OH，也可能与负极产生的氢气复合成水，放出热量，使电池温度升高，同时也降低了电池的内压。负极上由于贮氢合金已吸饱了氢不能再吸氢，这时，水分子在负极上放电形成H2，H2再在贮氢合金的催化作用下与正极渗透过来的氧气复合成水。

　　放电时，NiOOH得到电子转变为Ni（OH）2，金属氢，化物（QMH）内部的氢原子扩散到表面而形成吸附态的氢原子，再发生电化学反应生成贮氢合金和水。氢原子的扩散步骤仍然成为负极放电过程的控制步骤。

　　过放电时，正极上可被还原的NiOOH已经消耗完了（镍氢电池一般设计为负极容量过量），这时H2O便在镍电极上还原

　　正极（镍电极）：2H20+2e》Hz+2OHT

　　负极（贮氢合金电极）：H2+2OH》2H20+2e

　　这样氢气在镍电极上生成，又在贮氢合金电极上消耗掉。这时电池的电压变成“负”的，即镍电极电位反而比氢电极电位更负，所以也称为反极。

　　在电池反应中，贮氢合金担负着贮氢和电化学反应的双重任务。

　　从上面的过程可以看出，在过充和过放过程中，由于贮氢合金的催化作用，可以消除产生的O2和H2从而使电池具有耐过充过放电能力。但随着充放电循环的进行，储氢合金逐渐失去催化能力，电池内压便升高了。为了保证氧的复合反应，消除氧气压力，设计电池时，负极容量过量，电池容量由正极限制。实现电池密封时，才能保证电池的安全。

　　电池的记忆效应概念

　　记忆效应是电池因为使用而使电池内容物产生结晶的一种效应。一般只会发生在镍镉电池，镍氢电池较少，锂电池则无此现象。发生的原因是由于电池重复的部分充电与放电不完全所致。会使电池暂时性的容量减小，导致使用时间缩短。

　　电池好像记忆用户日常的充、放电幅度和模式，日久就很难改变这种模式，不能再做大幅度充电或放电。锂离子电池不存在这种效应。

　　电池记忆效应是指电池的可逆失效，即电池失效后可重新回复的性能。电池长时间经受特定的工作循环后，自动保持这一特定的倾向。这个最早定义在镍镉电池，镍镉的袋式电池不存在记忆效应，烧结式电池有记忆效应。

　　镍氢电池有记忆效应吗

　　低压镍氢电池没有记忆效应，高压镍氢电池和镍镉电池相同，都有“记忆效应”，锂离子电池不存在记忆效应。记忆效应是电池因为使用而使电池内容物产生结晶的一种效应。一般只会发生在镍镉电池，镍氢电池较少，锂电池则无此现象。发生的原因是由于电池重复的部分充电与放电不完全所致。会使电池暂时性的容量减小，导致使用时间缩短。

　　防止镍镉电池记忆效应产生应将电池使用到没电再充电，或在有放电功能的充电器上先行放电。切勿将还有电的电池重复充电，以避免记忆效应的产生。

　　要将电池完全放电必须将电池待机放置约24小时，完全放电后，再充饱电，如此多次循环，即可恢复电池容量，除非电池已损坏。然而要避免此一现象产生，还是建议消费者选择镍氢电池或锂电池。

　　与锂电池一样，镍氢电池也需要电池管理系统，不过其更注重电池的充放电管理。之所以存在这样的区别，主要是源于镍氢电池具有“记忆效应”，即电池在循环充放电过程中容量会出现衰减，而过度充电或放电，都可能加剧电池的容量损耗。因此对于厂商来说，镍氢电池控制系统在设定上都会主动避免过度充放电，如将电池的充放电区间人为控制在总容量的一定百分比范围内，以降低容量衰减速度。

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