Никель-металлгидридный аккумулятор

 

Электрохимическая система H₂ | KOH | NiOOH

Отрицательный электрод – состоит из сплавов никеля с металлами редкоземельной группы, способных к обратимой адсорбции – десорбции водорода в тысячи раз большей, чем их собственный объём.

Положительный электрод - металлокерамический оксидно-никелевый НК аккумулятора.

Матричный электролит - 20 – 40% раствор KOH, имеет дозированный объем, пропитывая электроды и пористый сепаратор и оставляя часть пор открытыми.

Суммарная реакция - аналогична протекающей в НВ аккумуляторе

 

                                                                                    заряд

Ni(OH)₂ + M            NiOOH + MH

                                                               разряд    

Электролит не участвует в реакции.

Замкнутый кислородный цикл.

Перезаряд на оксидно-никелевом электроде - после сообщения 70 – 80% ёмкости выделяется кислород

4OH^- = O₂ +2H₂O + 4e,

который восстанавливается на отрицательном электроде.

Замкнутый водородный цикл

Побочная реакция – выделение водорода

2H₂O + 2e = H₂ + 2OH^-,

который ионизируется на отрицательном электроде с образованием воды

Для снижения вероятности выделения водорода увеличивают ёмкость отрицательного электрода в 1,2 – 1,8 раза по сравнению с ёмкостью оксидно-никелевого электрода (аналогично НК аккумулятору).

Конструкции – дисковые, цилиндрические, призматические (аналогичные НК).

Достоинства по сравнению с НК аккумуляторами

- более высокие удельные характеристики

- отсутствие кадмия, нет проблем при утилизации

- отсутствие «эффекта памяти»

Недостатки

– узкий диапазон рабочих токов

– узкий температурный диапазон работы от –10 до +40⁰С

– большое тепловыделение при заряде (требуется термопредохранитель)

– повышенный саморазряд

– безвозвратная потеря ёмкости при глубоком разряде (до 0 В.)

– уменьшение сорбирующей способности отрицательного электрода при циклировании в результате изменения объёма кристаллической решётки сплава.

Удельные характеристики

Номинальная ёмкость дисковых (НМГД) при стандартном токе заряда 0,1С в течение 15 – 16 час. До напряжения 1,47 – 1,50 В от 50 до 1100 мА-ч., цилиндрических (HR) 1,2 – 7 А-ч., призматических (НМГ) 5 – 100 А-ч.

Стандартный разряд током 0,2С

Температура разряда от –20 до +60⁰С

Гарантийный срок хранения 1-2 года, срок эксплуатации от 2 до 5 лет.

Циклируемость 400 – 2000 циклов.