鎳氫充電電池設(shè)計案例
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設(shè)計容量為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)計容量，Cr為額定容量(1100mAh);Kc為設(shè)計安全系數(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，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(shè)計系數(shù)，這里取K=1.3。
4.極片長度的設(shè)計
正、負(fù)極片均為矩形，極片面積等于長乘高的二倍，
5.極片厚度
MH-Ni電池中，通常控制正極片厚度為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
注意在計算m-時，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)量來計算，應(yīng)根據(jù)活性物質(zhì)粉料的電化學(xué)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(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
隔膜的長度一般為正負(fù)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%
計算時電池殼體內(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)計的。通過計算發(fā)現(xiàn)其裝配比為86.3%，在通常所說的80%~90%之間，符合設(shè)計要求。
