镍氢电池的市场发展如何,对比锂电池看其中门道

每个行业的发展都少不了一样东西，那就是对能源的追求，而需要利用能源，有一样东西是少不了的，那就是电池能源的使用，因为电池是驱动这个世界上的很多东西运行的根本，就算是空间技术也不能例外，在上个世纪中期的时候，世界上的空间技术发展越来越快了，于是人们不得不追求更大的能源供给，当然电池的改进也是必须的，于是镍氢电池就出现了，这种电池由于在性能的综合对比上相对比较有优势，因此很多人就追求这种电池使用，并且在世界能源的推动下，镍氢电池的发展走的更好了，目前在很多的高科技领域，镍氢电池已经成了首选，就算是汽车行业也有很多厂家开始使用镍氢电池，以此来提高其市场的反响。

镍氢电池

一、镍氢电池简介

镍氢电池的产生是环境意识的提升和电子信息产业发展的必然结果，而它的发展与进步则离不开航天高压镍氢电池的发展与应用。镍氢电池有着极为复杂的组成结构，具体包含正负极板、隔板、密封垫片、绝缘盖板、金属外壳、塑料套管、电解液、负极桶以及正极盖等。

另外，镍氢电池作为一种碱性电池，其正极采用的是镍电极，而负极采用则是氢氧化物电极，其电解质则为氢氧化钾水溶液。在镍氢电池充电时，镍氢电池正极上的Ni（OH）2将转化成NiOOH，覆盖在电极上水分子则会在负极上还原成氢原子，而还原后的氢原子会吸附于电极并形成吸附态的MH，并扩散到负极贮氢合金内部而被吸收形成固体MH。

当溶解于贮氢合金中的氢原子不断增多时，氢原子则会与合金进行反应，形成的β-MH在合金中扩散慢，即对充电过程进行控制。而在镍氢电池放电时，NiOOH由于得到电子而转变成 N（iOH）2，MH内部的氢原子扩散到表面而形成氢原子，且呈吸附态，进而再产生电化学反应形成水分子与贮氢合金。

二、镍氢电池的出现

随着空间技术的发展，人们对电源的要求越来越高。70年代中期，美国研制成功了功率大、重量轻、寿命长、成本低的镍氢电池，并且于1978年成功地将这种电池应用在导航卫星上，镍氢电池与同体积镍镉电池相比，容量可提高一倍，而且没有重金属镉带来的污染问题。

它的工作电压与镍镉电池完全相同，工作寿命也大体相当，但它具有良好的过充电和过放电性能。近年来，镍氢电池受到世界各国的重视，各种新技术层出不穷。镍氢电池刚问世时，要使用高压容器储存氢气，后来人们采用金属氢化物来储存氢气，从而制成了低压甚至常压镍氢电池。1992年，日本三洋公司每月可生产200万只镍氢电池。目前国内已有20多个单位研制生产镍氢电池。

三、镍氢电池的充电与放电

1、放电

镍氢电池具有较高的自放电效应，约为每个月30[%]或更多。这要比镍镉电池每月20[%]的自放电速率高。电池充得越满，自放电速率就越高；当电量下降到一定程度时，自放电速率又会稍微下降。电池存放处的温度对自放电速率有十分大的影响。正因如此，长时间不用的镍氢电池最好是充到40[%]的“半满”状态。

在电池的使用过程中，也必须小心。对于串联在一起的几颗电池（比如数码相机中4颗AA电池的通常排列方式），要避免电池完全耗尽电能，进而发生“反向充电”（Reverse charging）。这会对电池产生不可挽回的损害。

不过，通常这些设备（比如之前提到的数码相机）能够检测串联电池的放电电压，当它下降到一定程度时，便自动关闭，以保护电池。单颗电池并不会有以上的危险，只会一直放电，直到电压为0。这不会对电池造成损害，实际上，周期性地将电放完然后再充满有利于保持电池的容量与质量。

2、充电

新买回来的，或者是长时间未使用的镍氢电池，需要一段“激活”时间来回复电池电量。因此，一些新的镍氢电池需要经过几次充电-放电循环才能达到它们的标称电量。

有的厂商认为：使用一些简单的恒流（且电流要小）充电器，不管有没有计时器，都可以安全地为镍氢电池充电，允许的长时间充电电流为C/10h（电池的标称电量除以10小时）。

实际上，一些造价低廉的无线电话基地台和最便宜的电池充电器正是这样工作的。尽管这可能是安全的，但对电池的寿命可能会有不良影响。对于镍氢电池的长期保养来说，使用低频脉冲-大电流的的充电方式要比使用涓流充电方式更能保持好电池状态。

当快速充电时，可以透过充电器内的微电脑去避免电池过充的情况产生。现今的镍氢电池快速充电管理芯片电池含有一种催化剂，可以及时的解除因为过充所造成的危险。

2H2+O2--催化剂-->2H2O但是这个反应只有从过充开始的时间算起的C÷10小时内有效（C=电池标示的容量）。当充电程序开始后，电池的温度会上升的很明显，有些急速充电器（低于1小时）内含风扇来避免电池过热。

四、镍氢电池在中国的发展

小型镍氢电池市场总体已经饱和甚至产量过剩，大型镍氢电池即将伴随电动汽车全球化的战略需求有较大发展空间。镍氢电池主要应用领域为零售市场、无绳电话、无绳吸尘器、个人护理产品、照明灯具、电动工具及电动汽车等领域。

除电动汽车外其他应用均呈现下降趋势，同时小型镍氢电池的应用领域在面临镍镉电池，锂电池的竞争中，为体现出其竞争力，对产品本身提出更高要求，使客户可以在买到电池后不需充电即可直接使用。产品本身向更体现便利性、差异化、性价比的方向发展，行业内部优胜略汰。

五、镍氢电池在世界的发展

全球的小型镍氢电池生产厂家的出货统计情况表明，镍氢电池生产商出现明显的集中度进一步提高。2013年市场份额超过1%的厂家有19家，而2014年只有14家；出口单价从2013年的平均0.86美元/只降到2014年的0.84美元/只，激烈的竞争使镍氢电池生产厂家的盈利能力雪上加霜。部分排名前列的企业出现亏损，部分企业被其他行业公司收购、兼并重组。

全球小型镍氢电池市场已经趋于饱和甚至过剩状态，产品向高性价比方向发展。而大型镍氢电池销售稳定，并将会随着电动汽车全球化的脚步未来产销量将进一步提高。

日本的镍氢电池产业发展相对平稳，但也出现了兼并重组的趋势。通过对中国镍氢电池历年产量及销售情况及出口情况进行分析，中国镍氢电池产业的发展向更加集约化的方向发展。分析表明，全球镍氢电池产业的集中度正在进一步提高，行业内的整合兼并重组不断发生。

全球生产镍氢电池的国家主要为中国和日本，中国以生产小型镍氢电池为主，2014年中国企业占总出货量的72%；日本企业在大型镍氢电池的生产上则占据了96%的份额。从全球镍氢电池市场发展现状来看，小型镍氢电池市场需求已经趋于饱和，受到锂电池产品替代在逐渐萎缩。大型镍氢在2012年受EV热潮的影响，需求量快速增长，自2013年后需求比较平稳。

六、镍氢电池废旧回收问题

废旧镍氢电池的回收经济价值很高，因为其电池内部拥有着大量的镍，钻以及稀土等珍贵矿产资源。加大废旧镍氢电池的回收力度，不仅有益于减少电池成本，还能够有效促进社会经济效益的提升，对社会的可持续发展有着极为重要的现实意义。

然而从目前情况来看，我国针对于废旧镍氢电池的回收，仍然处于起步阶段，其回收利用水平与西方等发达国家仍然存在着一定的差距，而究其原因，主要是由以下三个方面造成的。

1、镍氢电池的产销量相对发达国家而言较少，失效的废旧电池数量不足够多，致使相关技术人员未能对废旧电池回收利用技术研究方面进行足够的重视。

2、人民群众的回收意识较为薄弱，环保意识不强，并未能认识到废旧镍氢电池回收的重要性，往往将废旧的镍氢电池连同生活垃圾一起进行丢弃与处理。

3、镍氢电池的化学成分较为复杂，即镍氢电池不仅在内部金属构造上较为繁杂，在存在形式方面也较为复杂，这便使的回收利用废旧镍氢电池的难度有所增强。

七、镍氢电池回收处理技术

目前为止，处理废旧镍氢电池电池的技术主要包含湿法冶金、火法冶金、生物冶金以及废旧镍氢电池直接再生技术等，现按其先后顺序依次展开具体讨论如下。

1、火法冶金

火法冶金技术是一种理想的处理废旧电池的方法，它是利用废旧镍氢电池中各个金属在熔点与沸点上的差异性，来将废旧电池进行加温、分离处理，以使电池中的化合物及金属进行氧化、还原、分解和冷凝，进而达到回收金属的目的。火法冶金技术又可分为真空冶金法和常压冶金法。前者既是在密封的环境下进行的，后者则是在大气中进行的。火法冶金处理技术的具有较强的可操作性，且回收率高，因而得到了较为广泛的应用。

2、废旧镍氢电池直接再生技术

该技术既是利用含有镍离子的浓硫酸来对电池内部进行清理，并在保持一定温度的基础上对电池进行充电，以让废旧电池隔膜的亲水性以及正负极的容量得到有效恢复，进而实现对镍氢电池的再生。直接再生技术工艺操作性较强，且资源回收率较高。但由于该技术对原料的质量要求较高，且所得产品在杂质含量方面较高，使得该技术的应用得到了一定的限制。

3、湿法冶金技术

该技术通过利用镍氢电池内部各种化合物及金属能够溶解于酸、溶液中的特性，来将其进行溶解以促使其形成离子溶液，并运用化学沉淀、置换以及选择性浸出等回收方式对其中的有价金属进行回收的一种技术。湿法冶金技术能够使得镍氢电池中的各类金属得到有效回收，在回收产品的纯度上也较高。但该方式也存在着一定的不足，即技术工艺流程过于复杂，且浸出液体的腐蚀性较强，倘若处理方式存在不当则极易引发二度污染。另外，在原料消耗成本上也较大，获取的经济效益不够显著，为此，该方法在废旧镍氢电池回收工作上的应用也呈现出了逐年缩减的趋势。

4、生物冶金技术

生物冶金技术是利用嗜酸微生物及其代谢物的直接作用或间接作用，产生氧化、还原、结合、吸附或溶解作用，并将其中的不溶性成分进行分离与浸提。该技术原理源自于矿物业的生物湿法冶金技术，为此生物冶金法又可称之为生物沥滤。生物冶金技术的优缺点都较为显著，其中优点则是工艺流程简单、操作便捷、消耗成本较低；缺点则是所需浸取时间较长且浸取率不高。

所以，随着社会的发展以及环境污染问题的日益加剧，废电池的再生利用已逐渐成为了世界性的“阳光工程”。而我国要想做好这份具有良好发展前景的工作，就务必要充分认清废旧镍氢电池的回收的重要性，并废旧镍氢电池电池处理技术进行不断的研究、创新、完善与应用，唯有如此，才能不断提升镍氢电池的回收利用效率，进而促进我国社会经济效益的不断提升。

八、镍氢电池和锂电池的区别

锂电池是由爱迪生发明的一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。电池运用的反应方程式为：Li+MnO2=LiMnO2该反应为氧化还原反应，放电。在以前，因为锂金属的化学性质非常活泼，对加工、保存、使用，对环境要求非常高，所以锂电池长期没有得到应用。随着现代科学的发展锂电池现在已经成为了主流。

1、充电方法

锂电池的充电要求与镍镉/镍氢电池不同，可充电的锂电池单体电压为3.6V(有的电池块可能会标称3.7V)。随着电量的充满，锂电池电压会慢慢升高，这也是判断锂电池是否充满的标志，一般制造厂商推荐中止充电电压为4.2V(单节锂电电池的情况)。

对锂电池的充电一般采用限压限流法，如果有朋友想要独立对锂电池充电，需要注意它的充电方法与镍镉/镍氢电池所采用的恒流充电法不同，不能使用普通充镍镉/镍氢电池的充电器。

2、电量

锂电池的比能量大，电池小巧;单个锂电池的电压是镍氢电池的3倍;没有记忆效应，可随用随充。但也不能用一下就充，这样充放电次数过多，就影响到电池的寿命。锂电池不宜长期贮存，时间久了会永久失去部分容量。最好是充电40%后，放在冰箱的冷藏箱内保存。

3、体积

可充电锂电池由于它较普通镍镉/镍氢电池具有体积小(相对)、重量轻、自放电率低、无记忆效应的优点，广泛的被使用在很多新型移动设备中。我们平常使用的移动电话、笔记本电脑、PDA等移动设备的电池已逐步为锂电池所替代。镍氢电池的记忆效应不是很明显，有一点，要急用时，不一定要放光电后再充，平时使用是最好是放光后再充足。

九、镍氢电池的保养

随着大家手中的镍氢电池数量在不断的增加，科学的使用和保养也逐渐跃入大家关注的视线中来。众所周知，品牌镍氢电池的使用寿命按官方声称都可以充电500-1000次，实际上这只是一个理想值，往往达不到这样的寿命。但只要合理的使用充电器，更加深入的了解镍氢电池，我们仍可以让她做到“延年益寿”。

1、镍氢电池保养注意事项一

电池使用时一般都是电池组，就是4节或6节串联起来，这时候，保持每节电池的平衡就很重要了，否则因为其中的一节电池问题而影响整个电池组的工作。首先要保证电池容量一致，最好选择相同牌子相同型号同时购买的电池。然后，要保持电池内部的电量一致，简单的说，就是电池组的电要么都是满的，要么都是空的。

如果有比较多的电池组成若干组电池组，可以试着“精选”一下。具体就是说，将容量、电压等参数相近的电池单体串联成一组电池组，由于条件不足，一般情况下测一下放完点后的电压和冲好电的电压就可以了。

2、镍氢电池保养注意事项二

慢充不伤电池但是充电时间太长；快充可以节省时间，但对电池有伤害，即使是目前世面上最好的比苛，八槽充电器8160也只能很好的降低伤害程度，但不可完全避免。解决矛盾的方法就是要买一个快充和一个慢充。用快充充一段时间，比方5、10次之后，改用慢充充电一两次。这样就又把电池的性能恢复到最佳状态。

3、镍氢电池保养注意事项三

慢充电流小，通常在200mA左右，比如我们常见的充电电流是在160mA左右。她的充电时间长，充电1800mAh的镍氢电池要16个小时左右。时间虽然是慢了些，可是充电会充的很足，并且不伤电池。快充电流通常都在400mA以上，充电时间明显减少很多，3-4个小时就可以搞定，也赢得了大家的喜爱。快充种类很多，价格不一。

所以大家也常常有疑问，同是快充，价格为什么相差甚大呢？好的充电器特别是好的快充都带有防过度充电保护功能的，比方我们常见的比苛，八槽充电器8160在这方面表现尤为出色，优秀的芯片软件设计能力在对电池充电时，也把快充对电池的伤害降到了最低。

4、镍氢电池保养注意事项四

长期不用的镍氢电池会在存放几个月后，电池自然进入一种“休眠”状态，电池寿命大大降低。如果镍氢电池已经放置了很长的时候，建议你先用慢充进行充电为宜。这里涉及到另一个关键问题：对于镍氢电池，电池是应该完全放电后再保存，还是带电保存？这两种截然不同的观点，应该采用哪种呢？许多人都认为应采用前者，但笔者却认为电池带电保存比较合理。因为：据测试，镍氢电池保存的最佳条件是带电80%左右保存。

这是因为镍氢电池的自放电较大（一个月10%-15%左右），如果电池完全放电后再保存，很长时间内不使用，电池的自放电现象就会造成电池的过放电，会损坏电池。不信？那你想一想新买的镍氢充电电池是不是都还有电的，其中就是这个道理。建议：多比较，纠正错误的观点，从正确的方向入手保养电池，否则会事与愿违。

5、镍氢电池保养注意事项五

电池充电时，要注意充电器周围的散热，太刻意用什么风扇吹没有什么必要，但要注意的是充电器周围不要放置太多杂物。普通用户在使用电池的过程中，电池往往没有专用的存放包；用户在替换电池后，会习惯性的把电池随手放好，而不管所放的地方是否干净、潮湿。

这样的后果就是电池容易弄脏、触点易与金属??比如钥匙等接触、容易受潮，而这些都是电池的大敌。建议：用户应该设置一个电池专用放置点，并保持电池的清洁。为了避免电量流失等问题发生，保持电池两端的接触点和电池盖子的内部干净，必要时使用柔软、清洁的干布轻擦。

6、镍氢电池保养注意事项六

虽然镍氢电池的记忆效应小，仍然推荐大家尽量每次使用完后再充电，并且是一次性充满，不要充一会用一会然后再充。这可是“延年益寿”的重要一点噢。    7、镍氢电池保养注意事项七

新买的镍氢电池一般要经过3-4次的充电和使用，性能才能发挥到最佳状态，很多朋友第一次充电碰到的小问题，比方第一次充电后拍PP数量没有想象的那么多呀？在3-4次充电和使用后就都迎刃而解了。

8、镍氢电池保养注意事项八

一般情况下，新的镍氢电池只含有少量的电量，大家购买后要先进行充电然后再使用。但如果电池出厂时间比较短，电量很足，推荐先使用然后再充电。

十、镍氢电池的性能要求

1、离子交换率

离子文换率太小或为零表示离子不能穿过隔膜。则充放电化学反应就不能正常进行。

2、多孔性及透气性

孔隙率太大会使两极的化学物质互相渗透造成短路，孔隙率太小不利于离子通过。增大隔膜电阻无法保证电池的大电流放电。电池在过充电时正极产生的氧气必须穿过隔膜与与负极的氢结合。否则电池的内压升高会导致电池漏液。

3、绝缘性

保证正负极不会短路。

4、电阻

隔膜的电阻要低，隔膜电阻高会使电池内耗增加，从而导致电池无法大电流放电。

5、厚度

在满足上述指标的同时越薄越好。隔膜较厚则会占据较多的空间，相同条件下电池的容量就会下降。

6、机械强度高

隔膜要具有较高的干、湿强度，因为生产中隔膜随正负极材料的卷绕速度非常快，隔膜受到较大的拉伸力作用，这就要求隔膜具有较高的干强度；又因为隔膜浸在碱液中被反复充放电，因而要求具有较高的湿强度；卷绕时卷针和极板都有可能刺破隔膜。

7、保液率高

隔膜吸收的电解液越多,阴极和阳极的化学物质反应便越充分。电池容量也就越大,寿命也就越长。原文地址：http://www.pikacn.com/news/201611/5275.html

8、吸液速率快

隔膜吸液速率快有利于电池生产的进行。

9、化学稳定性

镍氢电池的电解液为30%-40%的KOH,因此隔膜在强碱性电解质溶液中要有很好的化学稳定性,包括耐碱性和耐氧化性,主要是防止隔膜在碱液中发生化学反应以影响电池的放电。

十一、镍氢电池在汽车市场上的应用

根据美国USABC和日本公司对各种电动车用电池的性能以及发展潜力比较论证，综合考虑电池的可靠性、安全性、电池材料的资源与环境问题以及电池性能的发展趋势，确定镍氢电池是近期和中期电动车用首选动力电池。混合动力汽车（HEV）主要使用镍氢电池，极少量使用锂离子电池。因较为成熟的技术和较长时间的技术应用沉淀，不需要辅助基础设施、节能高效而具备优势，PHEV/EV仍然处于市场发展初期，更适合点对点的交通运输方案而不是乘用车。

混合动力汽车率先其他类型的新能源汽车实现产业化生产。根据日本富士经济调研机构数据，HEV市场在2012年增速较快，2013年需求下降，未来几年需求稳定。2020年混动车全球年产量达到375万辆以上，保有量达1000万辆以上。车用镍氢动力电池还需300万套以上，按每台HEV用10Kg计算，2020年需储氢合金3万吨以上。

石油化能源供应趋紧，使得镍氢电池在新能源汽车、风电储能和太阳能储能等新兴领域具有巨大发展潜力，远景十分光明。在未来的几十年中，镍氢电池将持续保持巨大的应用空间。

大尺寸车用镍电池生产全部集中在日本，但随着国产配套大尺寸车用镍氢电池产业化进程逐渐加快，将扩大储氢合金市场需求。近年来，人们对城市空气质量及地球石油资源危机等问题日趋重视，保护环境，节约能源的呼声日益高涨，促使人们高度重视电动车及其相关技术的发展，我国明确十五“863”计划将电动汽车列为重大专项，组织由各大汽车制造集团牵头研发团体致力于电动汽车的开发，其中混合动力汽车要在十五期间实现产业化。

2014年全球电动车出货量为236万辆，其中HEV出货量为215万辆，占总出货量的百分之91%，其中镍氢HEV电动车出货量为135万辆，占HEV总出货量的63%。中国应该积极推出鼓励镍氢电池混合动力电动车的战略，这样才有可能在新能源车的发展和应用过程中处于全球领先水平，真正达到减少排放，改善环境的目的。同时积极针对镍氢电池的回收再利用方面做积极的政策和制度层面规划。

十二、镍氢电池视频

总结：其实镍氢电池对比其他性能的电池，尤其是和锂电池的对比，两者之间的差距是有的，但是从某些程度上来讲，镍氢电池还是具有很大的优势的，从其在世界上的发展现状以及前景来看，镍氢电池确实是值得推广并且广泛使用的一种电池类型。