电池研究院:双擎的镍氢电池跟Walkman的有何不同?( 三 )
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后来日本三洋电机的eneloop镍氢电池很好地解决了这个自放电问题 , 2006年推出市场的第一代eneloop将1年的自放电比例缩减至20% , 最低工作温度-10℃ , 循环次数1000次 。
2009年松下收购了三洋电机50.19%的股份 。 2015年上市的第五代eneloop , 10年的自放电比例才30% , 这意味着镍氢电池最大的短板已被基本清除 , 拿来做低电耗长续航用电设备的供电也没有问题了 。
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在电池界 , eneloop“爱老婆”就代表着镍氢电池的最高水平 。
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镍氢电池的电化学性能
镍氢电池(Ni-MH)的英文全称是Nickel-Metal Hydride , 镍金属氢化物 , 这里的“金属”指的是金属互化物(intermetallic compound) , 其中分为两大类:
AB5类:A = 稀土元素混合物(或)再加上钛(Ti);B = 镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)、(或者)加上铝(Al) 。
AB2类:A = 钛(Ti)或钒(V) , B = 锆(Zr)或镍(Ni) , 再加铬(Cr)、钴(Co)、铁(Fe)和(或)锰(Mn) 。
其中AB5类更常见 , AB2类的容量更高 。
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其化学原理是可逆地形成金属氢化物:充电时 , 氢氧化钾(KOH)电解液中的氢离子(H+)会释放出来 , 由以上化合物吸收并避免形成氢气(H2)以防电池结构被破坏;放电时 , 这些氢离子经由相反过程回到原来地方 。
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与锂离子电池一样 , 镍氢电池不是一种配方而是一整个电池配方系列 , 可分为容量型、功率型、耐低温型、低自放型 。
容量型镍氢电池:索尼5号镍氢电池可以达到1.2V*4600mAh , 能正面对决14500锂离子电池 。
功率型镍氢电池:放电比功率可以达到1300W/kg(持续放电) , 几乎是锂离子动力电池的两倍 。
耐低温型镍氢电池:-40℃超低温工作 , 可用容量、内阻几乎没差别 。 低温是锂离子电池的死穴 。
低自放镍氢电池:至于所以刚刚提到的eneloop低自放电镍氢电池 , 全称是LSD Ni-MH , Low Self-Discharge Nickel-Metal Hydride 。 自放电率是镍氢电池的死穴所在 。
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镍氢电池有个优势 , 就是电压低 , 电控简单 , 可以完美替代普通的1.5V干电池 , AA型(5号)和AAA型(7号)的镍氢电池的电压是1.2V , 这是一个很关键的电压数字 。
1.2V × 5 = 6V
1.2V × 10 = 12V
这意味着镍氢电池可以通过串并联组合轻松替代6V和12V电压平台的二次电池 。
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太深奥的东西不说 , 我们直接来一点易懂易学的小结论吧 , 镍氢电池的优势有:
1、最大的优势是安全性高 , 即使制造工艺不良、受外力挤压变形、短路、大电流放电(伴随发热)也不会像锂离子电池那样自燃然后自爆 。
2、技术成熟 , 适合大规模生产 , 成本较低 。
3、配方很少污染 , 对环境基本没有影响 。
4、低温性能好 , 秒杀锂离子电池 。
5、循环寿命长 , 2000-5000个循环不是问题 , HEV车型的镍氢电池基本都是终身免维护的 。
6、记忆效应小 。
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