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鎳氫電池設(shè)計(jì)例子

鎳氫電池設(shè)計(jì)例子

發(fā)布人:Jay 發(fā)布時(shí)間:2019-06-04 瀏覽次數(shù):1607

設(shè)計(jì)容量為1100mAh的AA型MH-Ni電池。鎳氫電池的直徑(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(jì)容量,Cr為額定容量(1100mAh);Kc為設(shè)計(jì)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(shí)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(diǎn),因電池高為50mm,極板高度H為41mm。 

(3)極片面積

 對(duì)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(jì)系數(shù),這里取K=1.3。

 (4)極片長(zhǎng)度的設(shè)計(jì) 

正、負(fù)極片均為矩形,極片面積等于長(zhǎng)乘高的二倍,因此,極片長(zhǎng)度為:

極片長(zhǎng)度計(jì)算公式

(5)極片厚度

 MH-Ni電池中,通??刂普龢O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(jì)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(jì)算m-時(shí),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(lái)計(jì)算,應(yīng)根據(jù)活性物質(zhì)粉料的電化學(xué)容量、利用率來(lái)計(jì)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(zhǎng)度一般為正負(fù)極長(zhǎng)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(yàn)

 松緊度=V?/V?×100%

松緊度檢驗(yàn)公式

計(jì)算時(shí)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(jì)的。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)其裝配比為86.3%,在通常所說(shuō)的80%~90%之間,符合設(shè)計(jì)要求。

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