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镍铁电池

镍铁电池是众多充电电池中的一种,它的阳极氢氧化镍阴极电解质(电解液)是氢氧化钾。这种电池的电压通常是1.2V。它很耐用,能够经受一定程度的使用事故(包括过度充电、过度放电、短路、过热),而且经受上述损害后仍能保持很长的寿命。[7]它一般作为后备使用,因为它能够被持续充电而且储存大概20年后仍能工作。而它的缺点则是单位质量(体积)储存的电能少、不能很好的储存电能、在低温时性能低下以及与铅酸电池相比时所突显的高制造成本。这使得它已不怎么被人使用了。[8]

镍铁电池
在1972-1975年间生产的镍铁电池。其品牌是由托马斯·爱迪生最初研制于1901年的“Exide公司”品牌。
比能22-25 [1] Wh/kg
能量密度30[2] Wh/l
功率重量比100[3] W/kg
充电/放电效率65%–80%[4]
能源/消费价格1.5[2] – 6.6[3] Wh/US$
自放电率20%[2][3] – 30%[3]/月
时间耐久性30[4] – 50 年[2][5]
循环耐久性Repeated deep discharge does not reduce life significantly.[2][4]
标称电池电压1.2 V[3]
充电时温度间隔最低 −40 °C – 最高46 °C[6]

这类电池之所以能够经受频繁充放电,是由于电解液中的反应物溶解度很低。在充电过程中,由于四氧化三铁的低溶解度造成铁离子的形成十分缓慢。这既是好事,也是坏事。好事是因为晶体缓慢地形成可以很好地保护电极,而坏事则是它限制了电池的性能,使得这类电池充电慢,放电也慢。

应用

许多铁路车辆使用镍铁电池。[9][10]一些例子有伦敦地铁电动火车英语London Underground battery-electric locomotives纽约城际地铁-R62A英语R62A (New York City Subway car)等。

该技术的不连接电网的应用中已重新流行,每天充电使其成为适用技术[11][12][13]

续航力

这些电池的频繁冲电放电循环的生存能力强,是由于在电解质中的反应物的溶解度很低。金属铁的充电过程中的形成慢是因为氢氧化亚铁的溶解度低。当缓慢形成的铁结晶保存了电极,但它也限制了高速率性能:这些电池充电缓慢,并且仅能够放电缓慢。[7]镍铁电池不应该从一个恒压源充电,因为它们可以通过热失控而损坏;当电池放气开始和升高温度时,电池内部的电压下降,从而增加了电流,因而进一步增加放气和升高温度。

电化学

在正极板的半电池反应是:

2 NiOOH + 2 H2O + 2 e ↔ 2 Ni(OH)2 + 2 OH

以及在负极板:

Fe + 2 OH ↔ Fe(OH)2 + 2 e

(放电从左向右阅读,充电是从右到左阅读。)[14]开路电压为1.4伏特,放电时下降到1.2伏特。[7]

历史

镍铁电池由爱迪生在1901年发明,当时被用作电动汽车的能源,比如底特律电动车英语Detroit_Electric。镍铁电池与镍镉电池相比,最大的优势是价格低廉,但由于这类电池充电效率低,以及后来制技术的大发展,镍铁电池技术逐渐衰落。

爱迪生在1903年到1940年间制造这些电池,为公司带来了可观的利润。使爱迪生失望的是,没有人接受用他的电池来启动内燃机,而上述的电动汽车在引进这些电池的几年后就停产了。最后,这种电池只是在铁路信号发送及备用电源方面得到广泛的应用。

参看

  • 镍锌电池英语Nickel–zinc battery

参考

  1. ^ Energy Density from NREL Testing by Iron Edison (PDF). [25 March 2014]. (原始内容于2016-10-20). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 A description of the Chinese nickel–iron battery from BeUtilityFree 互联网档案馆的,存档日期2009-02-06.
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 (PDF). [2013-01-08]. (原始内容 (PDF)存档于2018-03-29). 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 Mpower: Nickel Iron Batteries. [2013-01-08]. (原始内容于2018-08-26). 
  5. ^ "Nickel Iron Battery Frequently Asked Questions" BeUtilityFree 互联网档案馆的,存档日期2013-11-27.
  6. ^ Web archive backup: original instruction book for the Edison battery
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 David Linden, Thomas B. Reddy (ed). Handbook Of Batteries 3rd Edition, McGraw-Hill, New York, 2002 ISBN 0-07-135978-8, Chapter 25
  8. ^ Ian Soutar. . 1 July 2010 [30 October 2011]. (原始内容存档于2021-04-19). 
  9. ^ . eurailmag.com. [2013-04-17]. (原始内容存档于2018-08-17). 
  10. ^ . azrymuseum.org. 2012-05-15 [2013-04-17]. (原始内容存档于2020-08-05). 
  11. ^ Mother Earth News Issue #62 - March/April 1980
  12. ^ . [2013-12-20]. (原始内容存档于2021-04-19). 
  13. ^ Home Power Magazine Issue #80 December 2000/Jan 2001
  14. ^ Electrochemistry Edison Cell (Iron-Nickel-Battery) – Model. [2013-12-20]. (原始内容于2007-08-08). 

镍铁电池, 是众多充电电池中的一种, 它的阳极是氢氧化镍, 阴极是铁, 电解质, 电解液, 是氢氧化钾, 这种电池的电压通常是1, 它很耐用, 能够经受一定程度的使用事故, 包括过度充电, 过度放电, 短路, 过热, 而且经受上述损害后仍能保持很长的寿命, 它一般作为后备使用, 因为它能够被持续充电而且储存大概20年后仍能工作, 而它的缺点则是单位质量, 体积, 储存的电能少, 不能很好的储存电能, 在低温时性能低下以及与铅酸电池相比时所突显的高制造成本, 这使得它已不怎么被人使用了, 在1972, 1975年间生. 镍铁电池是众多充电电池中的一种 它的阳极是氢氧化镍 阴极是铁 电解质 电解液 是氢氧化钾 这种电池的电压通常是1 2V 它很耐用 能够经受一定程度的使用事故 包括过度充电 过度放电 短路 过热 而且经受上述损害后仍能保持很长的寿命 7 它一般作为后备使用 因为它能够被持续充电而且储存大概20年后仍能工作 而它的缺点则是单位质量 体积 储存的电能少 不能很好的储存电能 在低温时性能低下以及与铅酸电池相比时所突显的高制造成本 这使得它已不怎么被人使用了 8 镍铁电池在1972 1975年间生产的镍铁电池 其品牌是由托马斯 爱迪生最初研制于1901年的 Exide公司 品牌 比能22 25 1 Wh kg能量密度30 2 Wh l功率重量比100 3 W kg充电 放电效率65 80 4 能源 消费价格1 5 2 6 6 3 Wh US 自放电率20 2 3 30 3 月时间耐久性30 4 50 年 2 5 循环耐久性Repeated deep discharge does not reduce life significantly 2 4 标称电池电压1 2 V 3 充电时温度间隔最低 40 C 最高46 C 6 这类电池之所以能够经受频繁充放电 是由于电解液中的反应物溶解度很低 在充电过程中 由于四氧化三铁的低溶解度造成铁离子的形成十分缓慢 这既是好事 也是坏事 好事是因为铁晶体缓慢地形成可以很好地保护电极 而坏事则是它限制了电池的性能 使得这类电池充电慢 放电也慢 目录 1 应用 2 续航力 3 电化学 4 历史 5 参看 6 参考应用 编辑许多铁路车辆使用镍铁电池 9 10 一些例子有伦敦地铁电动火车 英语 London Underground battery electric locomotives 和纽约城际地铁 R62A 英语 R62A New York City Subway car 等 该技术的不连接电网的应用中已重新流行 每天充电使其成为适用技术 11 12 13 续航力 编辑这些电池的频繁冲电放电循环的生存能力强 是由于在电解质中的反应物的溶解度很低 金属铁的充电过程中的形成慢是因为氢氧化亚铁的溶解度低 当缓慢形成的铁结晶保存了电极 但它也限制了高速率性能 这些电池充电缓慢 并且仅能够放电缓慢 7 镍铁电池不应该从一个恒压源充电 因为它们可以通过热失控而损坏 当电池放气开始和升高温度时 电池内部的电压下降 从而增加了电流 因而进一步增加放气和升高温度 电化学 编辑在正极板的半电池反应是 2 NiOOH 2 H2O 2 e 2 Ni OH 2 2 OH 以及在负极板 Fe 2 OH Fe OH 2 2 e 放电从左向右阅读 充电是从右到左阅读 14 开路电压为1 4伏特 放电时下降到1 2伏特 7 历史 编辑镍铁电池由爱迪生在1901年发明 当时被用作电动汽车的能源 比如底特律电动车 英语 Detroit Electric 镍铁电池与镍镉电池相比 最大的优势是价格低廉 但由于这类电池充电效率低 以及后来制氢技术的大发展 镍铁电池技术逐渐衰落 爱迪生在1903年到1940年间制造这些电池 为公司带来了可观的利润 使爱迪生失望的是 没有人接受用他的电池来启动内燃机 而上述的电动汽车在引进这些电池的几年后就停产了 最后 这种电池只是在铁路信号发送及备用电源方面得到广泛的应用 参看 编辑镍锌电池 英语 Nickel zinc battery 参考 编辑 Energy Density from NREL Testing by Iron Edison PDF 25 March 2014 原始内容存档于2016 10 20 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 A description of the Chinese nickel iron battery from BeUtilityFree 互联网档案馆的存檔 存档日期2009 02 06 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 mpoweruk com Accumulator and battery comparisons pdf PDF 2013 01 08 原始内容 PDF 存档于2018 03 29 4 0 4 1 4 2 Mpower Nickel Iron Batteries 2013 01 08 原始内容存档于2018 08 26 Nickel Iron Battery Frequently Asked Questions BeUtilityFree 互联网档案馆的存檔 存档日期2013 11 27 Web archive backup Edison Battery Booklet original instruction book for the Edison battery 7 0 7 1 7 2 David Linden Thomas B Reddy ed Handbook Of Batteries 3rd Edition McGraw Hill New York 2002 ISBN 0 07 135978 8 Chapter 25 Ian Soutar Nickel Iron Battery Association HomePage 1 July 2010 30 October 2011 原始内容存档于2021 04 19 Systematic design of an autonomous hybrid locomotive EUrailmag eurailmag com 2013 04 17 原始内容存档于2018 08 17 Magma 10 Project azrymuseum org 2012 05 15 2013 04 17 原始内容存档于2020 08 05 Mother Earth News Issue 62 March April 1980 存档副本 2013 12 20 原始内容存档于2021 04 19 Home Power Magazine Issue 80 December 2000 Jan 2001 Electrochemistry Edison Cell Iron Nickel Battery Model 2013 12 20 原始内容存档于2007 08 08 取自 https zh wikipedia org w index php title 镍铁电池 amp oldid 72924444, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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