系统介绍最常见的两种高能绿色电池

本篇将对目前市面上最为常见的两种高能绿色充电电池锂离子电池和镍氢蓄电池做一

个系统的知识讲解，以供大家对这两种电池有个全面的了解以及在选购电池对比角度与电
池使用注意方面做个参考。

一、定义

       锂离子电池（Li-ion Batteries）是以含锂的化合物作正极，以炭材料为负

极的碱性蓄电池。
       镍氢蓄电池（Nickel-Metal Hydride battery）正极活性物质主要由镍制成，负极活性物
质主要由贮氢合金制成的一种碱性蓄电池。

二、原理

       锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程

中，

Li+ 在两个电极之间往返嵌入(Intercalation)和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经过

电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
       1、正极反应：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。
       充电时：LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe−
       放电时：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe− → LiFePO4
       2、负极反应：放电时锂离子脱插，充电时锂离子插入。
       充电时：xLi+ + xe− + 6C → LixC6
       放电时：LixC6 → xLi+ + xe− + 6C

镍氢蓄电池在电池充电时，氢氧化钾（

KOH）电解液中的氢离子（H+）会被释放出来，

由这些化合物将它吸收，避免形成氢气（

H2），以保持电池内部的压力和体积。当电池放

电时，这些氢离子便会经由相反的过程而回到原来的地方。
       1、充电时
       正极反应：Ni(OH)2 + OH- → NiOOH + H2O + e-
       负极反应：M + H2O + e- → MH + OH-
       总反应：M + Ni(OH)2 → MH + NiOOH
       2、放电时
       正极：NiOOH + H2O + e- → Ni(OH)2 + OH-
       负极：MH + OH- → M + H2O + e-
       总反应：MH + NiOOH → M + Ni(OH)2

三、特性

       1、电压：锂电池的电压是镍氢蓄电池电压的 3 倍。

       锂离子电池电压 = 3.6V
       镍氢蓄电池电压 = 1.2V
       2、按质量计算，锂离子电池有更高能量密度。
       锂离子电池能量∕重量 = 150～200Wh/kg(540～720kJ/kg)
       镍氢蓄电池能量∕重量 = 60-120 Wh/kg（瓦特小时/千克）
       3、按体积计算，锂离子电池有更高能量密度。
       锂离子电池能量∕体积 = 250～530Wh/L(0.9～1.9kJ/cm3)
       镍氢蓄电池能量∕体积 = 140-300 Wh/L（瓦特小时/升）即 504-1188kJ/kg（千焦耳/千
克）