氫電池是一種堿性電池，負極由金屬氫化物儲氫材料作活性物質，正極為氫氧化鎳，電解質為6mol/L氫氧化鉀溶液。鎳氫電池（Ni/MH）具有能量密度高、功率大、環保、無污染等優點，逐漸取代鎳鎘電池。鎳氫電池分為高壓鎳氫電池和低壓鎳氫電池。
鎳氫電池是一種性能良好的蓄電池。鎳氫電池具有高比能量、高功率、適合大電流放電、可循環充放電、無污染，被譽為“綠色電源”。近年來，氫能源的開發利用日益受到重視。鎳氫電池作為氫能源應用的一個重要方向越來越被人們注意。
簡介
由于化石燃料在人類大規模開發利用的情況下越來越少，近年來，氫能源的開發利用日益受到重視。鎳氫電池作為氫能源應用的一個重要方向越來越被人們注意。雖然鎳氫電池確實是一種性能良好的蓄電池，但航天用鎳氫電池是高壓鎳氫電池（氫壓可達3.92MPa，即40kg/cm），這樣的高壓力氫氣貯存在薄壁容器內使用容易爆炸，而且鎳氫電池還需要貴金屬做催化劑，使它的成本變得很貴，這就很難為民用所接受，因此，國外自70年代開始探索民用的低壓鎳氫電池。鎳氫電池分為高壓鎳氫電池和低壓鎳氫電池。高壓鎳氫電池是20世紀70年代初由美國的M.Klein和J.F.Stockel等首先研制。用鎳氫電池代替鎘鎳電池并應用于各種衛星上的趨勢已經形成。
結構與原理
鎳氫電池正極活性物質為Ni（OH）2（稱NiO電極），負極活性物質為金屬氫化物，也稱儲氫合金（電極稱儲氫電極），電解液為6mol/L氫氧化鉀溶液。活性物質構成電極極片的工藝方式主要有燒結式、拉漿式、泡沫鎳式、纖維鎳式及嵌滲式等，不同工藝制備的電極在容量、大電流放電性能上存在較大差異，一般根據使用條件不同的工藝生產電池。通訊等民用電池大多采用拉漿式負極、泡沫鎳式正極構成電池。充放電化學反應如下：
正極：Ni（OH）2+OH?=NiOOH+H2O+e?
負極：M+H2O+e?=MHab+OH?
總反應：Ni（OH）2+M=NiOOH+MH（充電過程）；NiOOH+MH=Ni（OH）2+M（放電過程）
注：M：氫合金；Hab：吸附氫；反應式從左到右的過程為充電過程；反應式從右到左的過程為放電過程。
充電時正極的Ni（OH）2和OH反應生成NiOOH和H2O，同時釋放出e一起生成MH和OH，總反應是Ni（OH）2和M生成NiOOH，儲氫合金儲氫；放電時與此相反，MHab釋放H，H和OH生成H2O和e，NiOOH、H2O和e重新生成Ni（OH）2和OH。電池的標準電動勢為1.319V。
分類
鎳氫電池分為高壓鎳氫電池和低壓鎳氫電池。高壓鎳氫電池是20世紀70年代初由美國的M.Klein和J.F.Stockel等首先研制。
低壓鎳氫電池具有以下特點：（1）電池電壓為1.2~1.3V，與鎘鎳電池相當；（2）能量密度高，是鎘鎳電池的1.5倍以上；（3）可快速充放電，低溫性能良好；（4）可密封，耐過充放電能力強；（5）無樹枝狀晶體生成，可防止電池內短路；（6）安全可靠對環境無污染，無記憶效應等。
高壓鎳氫電池具有如下特點：（1）可靠性強。具有較好的過放電、過充電保護，可耐較高的充放電率并且無枝晶形成。具有良好的比特性。其質量比容量為60A·h/kg，是鎘鎳電池的5倍。（2）循環壽命長，可達數千次之多。（3）全密封，維護少。（4）低溫性能優良，在-10℃時，容量沒有明顯改變。
使用時的維護
鎳氫電池在使用時應注意維護。
（1）使用過程忌過充電。在循環壽命之內，使用過程切忌過充電，這是因為過充電容易使正、負極發生膨脹，造成活性物脫落和隔膜損壞，導電網絡破壞和電池歐姆極化變大等問題。
（2）防止電解液變質。在鎳氫電池循環壽命期，應抑制電池析氫。
（3）鎳氫電池的存放。保存鎳氫電池應在充足電后，如果在電池中沒有儲存電能的情況下長期保存電池，將使電池負極儲氫合金的功能減弱，并導致電池壽命減短。
（4）電量用盡后充電。鎳氫電池和鎳鎘電池相同，都有“記憶效應”，即如果放電途中在電池還殘存電能的狀態下反復充電使用，電池很快就不能用了。
發展趨勢
鎳氫電池已經是一種成熟的產品，目前國際市場上年生產鎳氫電池數量約7億只，日本鎳氫電池產業規模和產量一直高居各國前列，美國和德國僅次于日本，在鎳氫電池領域也開發和研制多年。我國制造鎳氫電池原材料的稀土金屬資源豐富，已經探明儲量占世界已經探明總儲量的80%以上。目前國內研制開發的鎳氫電池原材料加工技術也日趨成熟。鎳氫電池可以和鋅錳電池、鎘鎳電池互換使用，今后圓形電池主要朝著產品規格的多樣性和商業化方面發展，而方形電池的發展重點是作為動力車的動力源。
參考資料 >
鎳氫電池和鋰電池哪個好?鎳氫電池和鋰電池的優缺點.鋰電網.2024-03-14