各种能量电池的比较分析

各种能量电池的比较

1.铅酸电池

铅酸电池历史最悠久，至今仍被广泛使用。1859年，普兰特发明了铅酸电池，至今已有140多年的历史。100多年来，铅酸蓄电池的技术、结构、生产、性能和应用不断发展。科技的发展给古老的铅酸电池带来了蓬勃的生机。

铅酸电池由极板形成，在正极极板上出现二氧化铅，在负极极板上出现海绵状铅。在硫酸电解液中，正电位为1.682V，负电位为-0.395V(单栅电压为2V的铅酸电池)，电池电动势为2.077V。

铅酸蓄电池的放电电压稳定，可以小电流放电，也可以大电流放电。工作温度范围广，可在-40℃~65℃范围内工作。这种电池技术成熟，成本低，后续负载输出特性好，因此至今仍可视为电池中的重要产品。但电池也有明显的缺点，如重量重，低质量的能量，维护和缓慢充电。

2.镉镍电池

镉镍电池是瑞典人金格在1899年发明的，至今已有100多年的历史。镉镍电池也是一种历史悠久、应用广泛的二次电池。德国的瓦尔塔是世界上第一家生产镉镍二次电池的制造商。

cdni电池的极板采用多孔镍烧结板或泡沫镍，正极镍板浸渍镍(OH)2，负极镍板浸渍或镀覆镉(OH)2，电解液多为KOH水溶液的30%~40%。正电位为+0.52v，负电位为-0.809v(电压为1.2v的单体镉镍电池)，故镉镍电池电动势为1.329v。

3.镍氢电池

镍氢电池是近年来才出现的新型电池，又称储氢电池。20世纪70年代，荷兰飞利浦实验室在研究第一代稀土永磁合金时，测试了LaNi5的磁性能，意外发现其储氢性能良好。然而，深入研究发现，储氢合金由于平衡压力高、循环寿命短，不适合用于电池。进一步的研究和改进发现，这些缺点是可以克服的，从而为氢电池的发展奠定了技术基础。在20世纪80年代后期，人们发现了适用于电池的储氢合金。典型材料为MmNi3.55Co0.75mn0.4al0.3，其中Mm为混合稀土。采用混合稀土代替镧有利于降低成本。用贮氢合金代替镉镍电池中的镍电极。镍氢电池与镉镍电池具有相同的工作电压(1.2v)，因此两者具有良好的互换性。

镍氢电池具有高能量，是镉镍电池的1.8~2倍，铅酸电池的3倍。镍氢电池具有良好的充放电性能，可随时充电，快速充电深度大，无记忆效应，无镉、铅、汞等有害物质，对环境无污染，被称为绿色电池。

镍氢电池储氢材料有两种:一种是AB5系列，分别为日本松下、三洋、荷兰飞利浦和我国使用。另一款是AB2系列，美国的Ovonic和Gates以及德国的Varta都在使用。通过对储氢合金的组成、制备工艺、电极修饰及电极成形工艺的研究，使镍氢电池的性能不断提高。

镍氢电池与镉镍电池的相似之处在于，它们的形式多种多样，从方形电池(用作容量为10至20Ah的动力锂电池)，到小圆柱形扁平电池，再到纽扣电池。三洋生产的AA镍氢电池容量为1100mAh，尺寸为14.2mm×50.0mm，重量为27g。AAA型容量650mAh，尺寸10.5mm×44.5mm，重量13g。