鎳氫電池設計例子

設計容量為1100mAh的AA型MH-Ni電池。鎳氫電池的直徑(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為設計容量,Cr為額定容量(1100mAh);Kc為設計安全系數,一般取1.1~1.2,這里取1.1,則C=1100×1.1=1210mAh
(2)極片高度
在考慮極板高度時應注意:①極板上部要有足夠的空氣室,一般取5~15mm高;②隔膜應比極板高出2~4mm,綜合考慮此兩點,因電池高為50mm,極板高度H為41mm。
(3)極片面積
對于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為設計系數,這里取K=1.3。
(4)極片長度的設計
正、負極片均為矩形,極片面積等于長乘高的二倍,因此,極片長度為:

極片長度計算公式
(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,負極板在0.375士0.02mm范圍內。
(6)活性物質用量的計算活性物質用量m=C×q/η式中,g為活性物質電化當量,g·Ah﹣1;η為封口電池中活性物質利用率,這里取80%,則:

m+=1.21×3.459/0.8=5.23g

m-=1.21/(0.25×0.6)=8.06g

注意在計算m-時,由于負極是貯氫合金粉,其電化當量不能用H2的電化當量來計算,應根據活性物質粉料的電化學容量、利用率來計算,即
m-=C/v·η

式中,v為貯氫材料的比容量0.25Ah·g﹣1;η為封口龜池中負極活性物質利用率。
(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量的18%。
mak=(5.23+8.06)×18%=2.39g
(8)隔膜尺寸
隔膜的長度一般為正負極長度之和,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
松緊度=V?/V?×100%

松緊度檢驗公式
計算時電池殼體內徑取為13.3mm。
以上數據是根據前面指定的1100mAhAA型密封MH-Ni電池設計的。通過計算發現其裝配比為86.3%,在通常所說的80%~90%之間,符合設計要求。

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