各種能量電池的比較

1.鉛酸電池

鉛酸電池歷史最悠久，至今仍被廣泛使用。1859年，普蘭特發(fā)明了鉛酸電池，至今已有140多年的歷史。100多年來，鉛酸蓄電池的技術(shù)、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)、性能和應(yīng)用不斷發(fā)展。科技的發(fā)展給古老的鉛酸電池帶來了蓬勃的生機(jī)。

鉛酸電池由極板形成，在正極極板上出現(xiàn)二氧化鉛，在負(fù)極極板上出現(xiàn)海綿狀鉛。在硫酸電解液中，正電位為1.682V，負(fù)電位為-0.395V(單柵電壓為2V的鉛酸電池)，電池電動勢為2.077V。

鉛酸蓄電池的放電電壓穩(wěn)定，可以小電流放電，也可以大電流放電。工作溫度范圍廣，可在-40℃~65℃范圍內(nèi)工作。這種電池技術(shù)成熟，成本低，后續(xù)負(fù)載輸出特性好，因此至今仍可視為電池中的重要產(chǎn)品。但電池也有明顯的缺點(diǎn)，如重量重，低質(zhì)量的能量，維護(hù)和緩慢充電。

2.鎘鎳電池

鎘鎳電池是瑞典人金格在1899年發(fā)明的，至今已有100多年的歷史。鎘鎳電池也是一種歷史悠久、應(yīng)用廣泛的二次電池。德國的瓦爾塔是世界上第一家生產(chǎn)鎘鎳二次電池的制造商。

cdni電池的極板采用多孔鎳燒結(jié)板或泡沫鎳，正極鎳板浸漬鎳(OH)2，負(fù)極鎳板浸漬或鍍覆鎘(OH)2，電解液多為KOH水溶液的30%~40%。正電位為+0.52v，負(fù)電位為-0.809v(電壓為1.2v的單體鎘鎳電池)，故鎘鎳電池電動勢為1.329v。

3.鎳氫電池

鎳氫電池是近年來才出現(xiàn)的新型電池，又稱儲氫電池。20世紀(jì)70年代，荷蘭飛利浦實(shí)驗(yàn)室在研究第一代稀土永磁合金時，測試了LaNi5的磁性能，意外發(fā)現(xiàn)其儲氫性能良好。然而，深入研究發(fā)現(xiàn)，儲氫合金由于平衡壓力高、循環(huán)壽命短，不適合用于電池。進(jìn)一步的研究和改進(jìn)發(fā)現(xiàn)，這些缺點(diǎn)是可以克服的，從而為氫電池的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。在20世紀(jì)80年代后期，人們發(fā)現(xiàn)了適用于電池的儲氫合金。典型材料為MmNi3.55Co0.75mn0.4al0.3，其中Mm為混合稀土。采用混合稀土代替鑭有利于降低成本。用貯氫合金代替鎘鎳電池中的鎳電極。鎳氫電池與鎘鎳電池具有相同的工作電壓(1.2v)，因此兩者具有良好的互換性。

鎳氫電池具有高能量，是鎘鎳電池的1.8~2倍，鉛酸電池的3倍。鎳氫電池具有良好的充放電性能，可隨時充電，快速充電深度大，無記憶效應(yīng)，無鎘、鉛、汞等有害物質(zhì)，對環(huán)境無污染，被稱為綠色電池。

鎳氫電池儲氫材料有兩種:一種是AB5系列，分別為日本松下、三洋、荷蘭飛利浦和我國使用。另一款是AB2系列，美國的Ovonic和Gates以及德國的Varta都在使用。通過對儲氫合金的組成、制備工藝、電極修飾及電極成形工藝的研究，使鎳氫電池的性能不斷提高。

鎳氫電池與鎘鎳電池的相似之處在于，它們的形式多種多樣，從方形電池(用作容量為10至20Ah的動力鋰電池)，到小圓柱形扁平電池，再到紐扣電池。三洋生產(chǎn)的AA鎳氫電池容量為1100mAh，尺寸為14.2mm×50.0mm，重量為27g。AAA型容量650mAh，尺寸10.5mm×44.5mm，重量13g。