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[科普中国]-低自放电镍氢电池

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低自放电(漏电)镍氢电池(LSD NiMH,Low self-discharge nickel-metal hydride battery)是改良自镍氢电池,特点是大幅改善漏电(自放电)问题,所以可以在闲时预先充满电,之后存放一两年内仍可保持相当电力,当需要时就马上可以使用。

旧式镍氢电池的自放电问题旧式镍氢电池在充电后,其电量会渐渐消失,早期产品在充电后几个月电量就会完全流失,接着更新的型号投入市场时,容量虽然增加,但是自放电的问题变得越来越严重,有的甚至在充电后数星期就完全无电。这种现象叫自放电、自然放电、漏电。

此问题大大限制了镍氢电池的用途,也减低了镍氢电池的普及。1

基本性能1、充电一次,备用二年:电池充电之后搁置半年时间,电量保留90%以上,搁置一年后电量保留可达85%以上,搁置二年后仍然保留在80%以上,免去了普通镍氢充电电池久放没电的麻烦,真正做到充电一次,备用二年!

2、即买即用:出厂时已充标称容量80%的电量,购买时即刻使用,完全媲美干电池的性能,比普通充电电池更方便、快捷。

3、超低自放电镍氢充电电池几乎没有记忆效应,可以做到随时充电,至少可以循环充电1200次以上,大大提高了使用的便利性、经济性。

4、使用温度范围更广:常规充电电池在45摄氏度以上的高温以及0摄氏度以下的低温环境下无法正常工作,而超低自放电镍氢充电电池能做到从零下20 ℃至50℃外部温度环境下充放电良好的性能。1

方法MH/Ni电池的自放电现象明显,通常在正极材料中加入钴类添加剂可以降低正极的自放电。1

减低自放电的技术在2005年,三洋研发了降低自放电的技术并把以这新技术制成的产品以eneloop名称作出市面。在eneloop的新技术包括:

使用新的物料作为阳极与阴极之间的分隔层,减少自放电现象。

更耐用的新超级晶体结构合金,其晶体结构的均匀程度提高,并优化组成元素的比例。这也减低了因为充放电导致的老化现象。

在阴极物料中加入新的添加剂,并在电极表面涂上新的保护层,进一步减低合金在使用中老化。

使用新的更薄但更坚固的外壳,以增加内部空间,内部空间的增加不但增加容量,也使内部化学物质的分布更均匀,这使得充放电次数提高。

低自放电电池可以用一般的镍氢电池充电器充电。2

低自放电镍氢电池特性优点长期放置时的自放电缺点大幅改善至比锂电池更好,与碱性电池相当甚至略为优胜,可以存放5年仍保有70%电量。因此可于出售前预先充电、购买后无需再行充电便能立即使用。

电池内阻比旧式镍氢电池略低,因此放电时输出电压更稳定、充放电时产生的热量也减少,因此用电效率更高,而且瞬间输出电流也较大。

部分低自放电镍氢电池如eneloop有更多的充放电次数(由一般的500次增加到1800次),减低了使用成本;

在低温度(最低-20℃)下有较佳表现,比碱性电池、旧式的镍氢电池、锂离子电池更好。2

缺点早期低自放电镍氢电池的容量比旧有镍氢电池略低,与碱性电池容量相近。不过近年新一代的低自放电镍氢电池容增加,差距不大,以AA电为例,旧有镍氢电池最大有2800mA·h,而新一代低自放电镍氢电池也有2700mA·h。2

本词条内容贡献者为:

李嘉骞 - 博士 - 同济大学