鎳氫充電電池設(shè)計(jì)案例

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設(shè)計(jì)容量為1100mAh的AA型MH-Ni電池。電池的直徑(d)為：13.9士0.2mm，高度(H)50士0.2mm電池額定電壓為1.2V。

1.電池容量C=Cr×Kc

C為設(shè)計(jì)容量，Cr為額定容量(1100mAh);Kc為設(shè)計(jì)安全系數(shù)，一般取1.1~1.2，這里取1.1，則C=1100×1.1=1210mAh

2.極片高度

在考慮極板高度時(shí)應(yīng)注意：①極板上部要有足夠的空氣室，一般取5~15mm高;②隔膜應(yīng)比極板高出2~4mm，綜合考慮此兩點(diǎn)，因電池高為50mm，極板高度H為41mm。

3.極片面積

對(duì)于MH-Ni電池，工作電流通常為600mA，工作電流密度i一般為5~15mA·cm﹣²，這里取i=9mA·cm﹣²，則

S+=600/9=66.7cm²

S-=KsS+=1.3×66.7=86.7cm。

Ks為設(shè)計(jì)系數(shù)，這里取K=1.3。

4.極片長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)

正、負(fù)極片均為矩形，極片面積等于長(zhǎng)乘高的二倍，

5.極片厚度

MH-Ni電池中，通?？刂普龢O片厚度為0.58士0.02mm 范圍內(nèi)，負(fù)極板在0.375士0.02mm范圍內(nèi)。

6.活性物質(zhì)用量的計(jì)算活性物質(zhì)用量m=C×q/η式中，g為活性物質(zhì)電化當(dāng)量，g·Ah﹣¹;η為封口電池中活性物質(zhì)利用率，這里取80%，則：

m+=1.21×3.459/0.8=5.23g

m-=1.21/(0.25×0.6)=8.06g

注意在計(jì)算m-時(shí)，由于負(fù)極是貯氫合金粉，其電化當(dāng)量不能用H2的電化當(dāng)量來(lái)計(jì)算，應(yīng)根據(jù)活性物質(zhì)粉料的電化學(xué)容量、利用率來(lái)計(jì)算，即

m-=C/v·η

式中，v為貯氫材料的比容量0.25Ah·g﹣¹;η為封口龜池中負(fù)極活性物質(zhì)利用率。

7.龜解液濃度和用量

電解液用1.25~1.30g·I.1KOH，加入15g·L1LioH，用量一般為電池活性物質(zhì)量的18%。

mak=(5.23+8.06)×18%=2.39g

8.隔膜尺寸

隔膜的長(zhǎng)度一般為正負(fù)極長(zhǎng)度之和，這里為187mm，寬度比極片寬2~4mm，本例可取44mm，厚度通常在0.15~0.2mm之間，這里取0.18mm。

9.松緊度檢驗(yàn)

松緊度=V?/V?×100%

計(jì)算時(shí)電池殼體內(nèi)徑取為13.3mm。

以上數(shù)據(jù)是根據(jù)前面指定的1100mAhAA型密封MH-Ni電池設(shè)計(jì)的。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)其裝配比為86.3%，在通常所說(shuō)的80%~90%之間，符合設(shè)計(jì)要求。