鎳氫電池的市場發展如何,對比鋰電池看其中門道

每個行業的發展都少不了一樣東西，那就是對能源的追求，而需要利用能源，有一樣東西是少不了的，那就是電池能源的使用，因為電池是驅動這個世界上的很多東西運行的根本，就算是空間技術也不能例外，在上個世紀中期的時候，世界上的空間技術發展越來越快了，於是人們不得不追求更大的能源供給，當然電池的改進也是必須的，於是鎳氫電池就出現了，這種電池由於在性能的綜合對比上相對比較有優勢，因此很多人就追求這種電池使用，並且在世界能源的推動下，鎳氫電池的發展走的更好了，目前在很多的高科技領域，鎳氫電池已經成了首選，就算是汽車行業也有很多廠家開始使用鎳氫電池，以此來提高其市場的反響。

鎳氫電池

一、鎳氫電池簡介

鎳氫電池的產生是環境意識的提升和電子信息產業發展的必然結果，而它的發展與進步則離不開航天高壓鎳氫電池的發展與應用。鎳氫電池有著極為複雜的組成結構，具體包含正負極板、隔板、密封墊片、絕緣蓋板、金屬外殼、塑料套管、電解液、負極桶以及正極蓋等。

另外，鎳氫電池作為一種鹼性電池，其正極採用的是鎳電極，而負極採用則是氫氧化物電極，其電解質則為氫氧化鉀水溶液。在鎳氫電池充電時，鎳氫電池正極上的Ni（OH）2將轉化成NiOOH，覆蓋在電極上水分子則會在負極上還原成氫原子，而還原後的氫原子會吸附於電極並形成吸附態的MH，並擴散到負極貯氫合金內部而被吸收形成固體MH。

當溶解於貯氫合金中的氫原子不斷增多時，氫原子則會與合金進行反應，形成的β-MH在合金中擴散慢，即對充電過程進行控制。而在鎳氫電池放電時，NiOOH由於得到電子而轉變成 N（iOH）2，MH內部的氫原子擴散到表面而形成氫原子，且呈吸附態，進而再產生電化學反應形成水分子與貯氫合金。

二、鎳氫電池的出現

隨著空間技術的發展，人們對電源的要求越來越高。70年代中期，美國研製成功了功率大、重量輕、壽命長、成本低的鎳氫電池，並且於1978年成功地將這種電池應用在導航衛星上，鎳氫電池與同體積鎳鎘電池相比，容量可提高一倍，而且沒有重金屬鎘帶來的汙染問題。

它的工作電壓與鎳鎘電池完全相同，工作壽命也大體相當，但它具有良好的過充電和過放電性能。近年來，鎳氫電池受到世界各國的重視，各種新技術層出不窮。鎳氫電池剛問世時，要使用高壓容器儲存氫氣，後來人們採用金屬氫化物來儲存氫氣，從而製成了低壓甚至常壓鎳氫電池。1992年，日本三洋公司每月可生產200萬隻鎳氫電池。目前國內已有20多個單位研製生產鎳氫電池。

三、鎳氫電池的充電與放電

1、放電

鎳氫電池具有較高的自放電效應，約為每個月30[%]或更多。這要比鎳鎘電池每月20[%]的自放電速率高。電池充得越滿，自放電速率就越高；當電量下降到一定程度時，自放電速率又會稍微下降。電池存放處的溫度對自放電速率有十分大的影響。正因如此，長時間不用的鎳氫電池最好是充到40[%]的「半滿」狀態。

在電池的使用過程中，也必須小心。對於串聯在一起的幾顆電池（比如數位相機中4顆AA電池的通常排列方式），要避免電池完全耗盡電能，進而發生「反向充電」（Reverse charging）。這會對電池產生不可挽回的損害。

不過，通常這些設備（比如之前提到的數位相機）能夠檢測串聯電池的放電電壓，當它下降到一定程度時，便自動關閉，以保護電池。單顆電池並不會有以上的危險，只會一直放電，直到電壓為0。這不會對電池造成損害，實際上，周期性地將電放完然後再充滿有利於保持電池的容量與質量。

2、充電

新買回來的，或者是長時間未使用的鎳氫電池，需要一段「激活」時間來回復電池電量。因此，一些新的鎳氫電池需要經過幾次充電-放電循環才能達到它們的標稱電量。

有的廠商認為：使用一些簡單的恆流（且電流要小）充電器，不管有沒有計時器，都可以安全地為鎳氫電池充電，允許的長時間充電電流為C/10h（電池的標稱電量除以10小時）。

實際上，一些造價低廉的無線電話基地臺和最便宜的電池充電器正是這樣工作的。儘管這可能是安全的，但對電池的壽命可能會有不良影響。對於鎳氫電池的長期保養來說，使用低頻脈衝-大電流的的充電方式要比使用涓流充電方式更能保持好電池狀態。

當快速充電時，可以透過充電器內的微電腦去避免電池過充的情況產生。現今的鎳氫電池快速充電管理晶片電池含有一種催化劑，可以及時的解除因為過充所造成的危險。

2H2+O2--催化劑-->2H2O但是這個反應只有從過充開始的時間算起的C÷10小時內有效（C=電池標示的容量）。當充電程序開始後，電池的溫度會上升的很明顯，有些急速充電器（低於1小時）內含風扇來避免電池過熱。

四、鎳氫電池在中國的發展

小型鎳氫電池市場總體已經飽和甚至產量過剩，大型鎳氫電池即將伴隨電動汽車全球化的戰略需求有較大發展空間。鎳氫電池主要應用領域為零售市場、無繩電話、無繩吸塵器、個人護理產品、照明燈具、電動工具及電動汽車等領域。

除電動汽車外其他應用均呈現下降趨勢，同時小型鎳氫電池的應用領域在面臨鎳鎘電池，鋰電池的競爭中，為體現出其競爭力，對產品本身提出更高要求，使客戶可以在買到電池後不需充電即可直接使用。產品本身向更體現便利性、差異化、性價比的方向發展，行業內部優勝略汰。

五、鎳氫電池在世界的發展

全球的小型鎳氫電池生產廠家的出貨統計情況表明，鎳氫電池生產商出現明顯的集中度進一步提高。2013年市場份額超過1%的廠家有19家，而2014年只有14家；出口單價從2013年的平均0.86美元/只降到2014年的0.84美元/只，激烈的競爭使鎳氫電池生產廠家的盈利能力雪上加霜。部分排名前列的企業出現虧損，部分企業被其他行業公司收購、兼併重組。

全球小型鎳氫電池市場已經趨於飽和甚至過剩狀態，產品向高性價比方向發展。而大型鎳氫電池銷售穩定，並將會隨著電動汽車全球化的腳步未來產銷量將進一步提高。

日本的鎳氫電池產業發展相對平穩，但也出現了兼併重組的趨勢。通過對中國鎳氫電池歷年產量及銷售情況及出口情況進行分析，中國鎳氫電池產業的發展向更加集約化的方向發展。分析表明，全球鎳氫電池產業的集中度正在進一步提高，行業內的整合兼併重組不斷發生。

全球生產鎳氫電池的國家主要為中國和日本，中國以生產小型鎳氫電池為主，2014年中國企業佔總出貨量的72%；日本企業在大型鎳氫電池的生產上則佔據了96%的份額。從全球鎳氫電池市場發展現狀來看，小型鎳氫電池市場需求已經趨於飽和，受到鋰電池產品替代在逐漸萎縮。大型鎳氫在2012年受EV熱潮的影響，需求量快速增長，自2013年後需求比較平穩。

六、鎳氫電池廢舊回收問題

廢舊鎳氫電池的回收經濟價值很高，因為其電池內部擁有著大量的鎳，鑽以及稀土等珍貴礦產資源。加大廢舊鎳氫電池的回收力度，不僅有益於減少電池成本，還能夠有效促進社會經濟效益的提升，對社會的可持續發展有著極為重要的現實意義。

然而從目前情況來看，我國針對於廢舊鎳氫電池的回收，仍然處於起步階段，其回收利用水平與西方等發達國家仍然存在著一定的差距，而究其原因，主要是由以下三個方面造成的。

1、鎳氫電池的產銷量相對發達國家而言較少，失效的廢舊電池數量不足夠多，致使相關技術人員未能對廢舊電池回收利用技術研究方面進行足夠的重視。

2、人民群眾的回收意識較為薄弱，環保意識不強，並未能認識到廢舊鎳氫電池回收的重要性，往往將廢舊的鎳氫電池連同生活垃圾一起進行丟棄與處理。

3、鎳氫電池的化學成分較為複雜，即鎳氫電池不僅在內部金屬構造上較為繁雜，在存在形式方面也較為複雜，這便使的回收利用廢舊鎳氫電池的難度有所增強。

七、鎳氫電池回收處理技術

目前為止，處理廢舊鎳氫電池電池的技術主要包含溼法冶金、火法冶金、生物冶金以及廢舊鎳氫電池直接再生技術等，現按其先後順序依次展開具體討論如下。

1、火法冶金

火法冶金技術是一種理想的處理廢舊電池的方法，它是利用廢舊鎳氫電池中各個金屬在熔點與沸點上的差異性，來將廢舊電池進行加溫、分離處理，以使電池中的化合物及金屬進行氧化、還原、分解和冷凝，進而達到回收金屬的目的。火法冶金技術又可分為真空冶金法和常壓冶金法。前者既是在密封的環境下進行的，後者則是在大氣中進行的。火法冶金處理技術的具有較強的可操作性，且回收率高，因而得到了較為廣泛的應用。

2、廢舊鎳氫電池直接再生技術

該技術既是利用含有鎳離子的濃硫酸來對電池內部進行清理，並在保持一定溫度的基礎上對電池進行充電，以讓廢舊電池隔膜的親水性以及正負極的容量得到有效恢復，進而實現對鎳氫電池的再生。直接再生技術工藝操作性較強，且資源回收率較高。但由於該技術對原料的質量要求較高，且所得產品在雜質含量方面較高，使得該技術的應用得到了一定的限制。

3、溼法冶金技術

該技術通過利用鎳氫電池內部各種化合物及金屬能夠溶解於酸、溶液中的特性，來將其進行溶解以促使其形成離子溶液，並運用化學沉澱、置換以及選擇性浸出等回收方式對其中的有價金屬進行回收的一種技術。溼法冶金技術能夠使得鎳氫電池中的各類金屬得到有效回收，在回收產品的純度上也較高。但該方式也存在著一定的不足，即技術工藝流程過於複雜，且浸出液體的腐蝕性較強，倘若處理方式存在不當則極易引發二度汙染。另外，在原料消耗成本上也較大，獲取的經濟效益不夠顯著，為此，該方法在廢舊鎳氫電池回收工作上的應用也呈現出了逐年縮減的趨勢。

4、生物冶金技術

生物冶金技術是利用嗜酸微生物及其代謝物的直接作用或間接作用，產生氧化、還原、結合、吸附或溶解作用，並將其中的不溶性成分進行分離與浸提。該技術原理源自於礦物業的生物溼法冶金技術，為此生物冶金法又可稱之為生物瀝濾。生物冶金技術的優缺點都較為顯著，其中優點則是工藝流程簡單、操作便捷、消耗成本較低；缺點則是所需浸取時間較長且浸取率不高。

所以，隨著社會的發展以及環境汙染問題的日益加劇，廢電池的再生利用已逐漸成為了世界性的「陽光工程」。而我國要想做好這份具有良好發展前景的工作，就務必要充分認清廢舊鎳氫電池的回收的重要性，並廢舊鎳氫電池電池處理技術進行不斷的研究、創新、完善與應用，唯有如此，才能不斷提升鎳氫電池的回收利用效率，進而促進我國社會經濟效益的不斷提升。

八、鎳氫電池和鋰電池的區別

鋰電池是由愛迪生發明的一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。電池運用的反應方程式為：Li+MnO2=LiMnO2該反應為氧化還原反應，放電。在以前，因為鋰金屬的化學性質非常活潑，對加工、保存、使用，對環境要求非常高，所以鋰電池長期沒有得到應用。隨著現代科學的發展鋰電池現在已經成為了主流。

1、充電方法

鋰電池的充電要求與鎳鎘/鎳氫電池不同，可充電的鋰電池單體電壓為3.6V(有的電池塊可能會標稱3.7V)。隨著電量的充滿，鋰電池電壓會慢慢升高，這也是判斷鋰電池是否充滿的標誌，一般製造廠商推薦中止充電電壓為4.2V(單節鋰電電池的情況)。

對鋰電池的充電一般採用限壓限流法，如果有朋友想要獨立對鋰電池充電，需要注意它的充電方法與鎳鎘/鎳氫電池所採用的恆流充電法不同，不能使用普通充鎳鎘/鎳氫電池的充電器。

2、電量

鋰電池的比能量大，電池小巧;單個鋰電池的電壓是鎳氫電池的3倍;沒有記憶效應，可隨用隨充。但也不能用一下就充，這樣充放電次數過多，就影響到電池的壽命。鋰電池不宜長期貯存，時間久了會永久失去部分容量。最好是充電40%後，放在冰箱的冷藏箱內保存。

3、體積

可充電鋰電池由於它較普通鎳鎘/鎳氫電池具有體積小(相對)、重量輕、自放電率低、無記憶效應的優點，廣泛的被使用在很多新型行動裝置中。我們平常使用的行動電話、筆記本電腦、PDA等行動裝置的電池已逐步為鋰電池所替代。鎳氫電池的記憶效應不是很明顯，有一點，要急用時，不一定要放光電後再充，平時使用是最好是放光後再充足。

九、鎳氫電池的保養

隨著大家手中的鎳氫電池數量在不斷的增加，科學的使用和保養也逐漸躍入大家關注的視線中來。眾所周知，品牌鎳氫電池的使用壽命按官方聲稱都可以充電500-1000次，實際上這只是一個理想值，往往達不到這樣的壽命。但只要合理的使用充電器，更加深入的了解鎳氫電池，我們仍可以讓她做到「延年益壽」。

1、鎳氫電池保養注意事項一

電池使用時一般都是電池組，就是4節或6節串聯起來，這時候，保持每節電池的平衡就很重要了，否則因為其中的一節電池問題而影響整個電池組的工作。首先要保證電池容量一致，最好選擇相同牌子相同型號同時購買的電池。然後，要保持電池內部的電量一致，簡單的說，就是電池組的電要麼都是滿的，要麼都是空的。

如果有比較多的電池組成若干組電池組，可以試著「精選」一下。具體就是說，將容量、電壓等參數相近的電池單體串聯成一組電池組，由於條件不足，一般情況下測一下放完點後的電壓和衝好電的電壓就可以了。

2、鎳氫電池保養注意事項二

慢充不傷電池但是充電時間太長；快充可以節省時間，但對電池有傷害，即使是目前世面上最好的比苛，八槽充電器8160也只能很好的降低傷害程度，但不可完全避免。解決矛盾的方法就是要買一個快充和一個慢充。用快充充一段時間，比方5、10次之後，改用慢充充電一兩次。這樣就又把電池的性能恢復到最佳狀態。

3、鎳氫電池保養注意事項三

慢充電流小，通常在200mA左右，比如我們常見的充電電流是在160mA左右。她的充電時間長，充電1800mAh的鎳氫電池要16個小時左右。時間雖然是慢了些，可是充電會充的很足，並且不傷電池。快充電流通常都在400mA以上，充電時間明顯減少很多，3-4個小時就可以搞定，也贏得了大家的喜愛。快充種類很多，價格不一。

所以大家也常常有疑問，同是快充，價格為什麼相差甚大呢？好的充電器特別是好的快充都帶有防過度充電保護功能的，比方我們常見的比苛，八槽充電器8160在這方面表現尤為出色，優秀的晶片軟體設計能力在對電池充電時，也把快充對電池的傷害降到了最低。

4、鎳氫電池保養注意事項四

長期不用的鎳氫電池會在存放幾個月後，電池自然進入一種「休眠」狀態，電池壽命大大降低。如果鎳氫電池已經放置了很長的時候，建議你先用慢充進行充電為宜。這裡涉及到另一個關鍵問題：對於鎳氫電池，電池是應該完全放電後再保存，還是帶電保存？這兩種截然不同的觀點，應該採用哪種呢？許多人都認為應採用前者，但筆者卻認為電池帶電保存比較合理。因為：據測試，鎳氫電池保存的最佳條件是帶電80%左右保存。

這是因為鎳氫電池的自放電較大（一個月10%-15%左右），如果電池完全放電後再保存，很長時間內不使用，電池的自放電現象就會造成電池的過放電，會損壞電池。不信？那你想一想新買的鎳氫充電電池是不是都還有電的，其中就是這個道理。建議：多比較，糾正錯誤的觀點，從正確的方向入手保養電池，否則會事與願違。

5、鎳氫電池保養注意事項五

電池充電時，要注意充電器周圍的散熱，太刻意用什麼風扇吹沒有什麼必要，但要注意的是充電器周圍不要放置太多雜物。普通用戶在使用電池的過程中，電池往往沒有專用的存放包；用戶在替換電池後，會習慣性的把電池隨手放好，而不管所放的地方是否乾淨、潮溼。

這樣的後果就是電池容易弄髒、觸點易與金屬??比如鑰匙等接觸、容易受潮，而這些都是電池的大敵。建議：用戶應該設置一個電池專用放置點，並保持電池的清潔。為了避免電量流失等問題發生，保持電池兩端的接觸點和電池蓋子的內部乾淨，必要時使用柔軟、清潔的幹布輕擦。

6、鎳氫電池保養注意事項六

雖然鎳氫電池的記憶效應小，仍然推薦大家儘量每次使用完後再充電，並且是一次性充滿，不要充一會用一會然後再充。這可是「延年益壽」的重要一點噢。    7、鎳氫電池保養注意事項七

新買的鎳氫電池一般要經過3-4次的充電和使用，性能才能發揮到最佳狀態，很多朋友第一次充電碰到的小問題，比方第一次充電後拍PP數量沒有想像的那麼多呀？在3-4次充電和使用後就都迎刃而解了。

8、鎳氫電池保養注意事項八

一般情況下，新的鎳氫電池只含有少量的電量，大家購買後要先進行充電然後再使用。但如果電池出廠時間比較短，電量很足，推薦先使用然後再充電。

十、鎳氫電池的性能要求

1、離子交換率

離子文換率太小或為零表示離子不能穿過隔膜。則充放電化學反應就不能正常進行。

2、多孔性及透氣性

孔隙率太大會使兩極的化學物質互相滲透造成短路，孔隙率太小不利於離子通過。增大隔膜電阻無法保證電池的大電流放電。電池在過充電時正極產生的氧氣必須穿過隔膜與與負極的氫結合。否則電池的內壓升高會導致電池漏液。

3、絕緣性

保證正負極不會短路。

4、電阻

隔膜的電阻要低，隔膜電阻高會使電池內耗增加，從而導致電池無法大電流放電。

5、厚度

在滿足上述指標的同時越薄越好。隔膜較厚則會佔據較多的空間，相同條件下電池的容量就會下降。

6、機械強度高

隔膜要具有較高的幹、溼強度，因為生產中隔膜隨正負極材料的卷繞速度非常快，隔膜受到較大的拉伸力作用，這就要求隔膜具有較高的幹強度；又因為隔膜浸在鹼液中被反覆充放電，因而要求具有較高的溼強度；卷繞時卷針和極板都有可能刺破隔膜。

7、保液率高

隔膜吸收的電解液越多,陰極和陽極的化學物質反應便越充分。電池容量也就越大,壽命也就越長。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於電池生產的進行。

9、化學穩定性

鎳氫電池的電解液為30%-40%的KOH,因此隔膜在強鹼性電解質溶液中要有很好的化學穩定性,包括耐鹼性和耐氧化性,主要是防止隔膜在鹼液中發生化學反應以影響電池的放電。

十一、鎳氫電池在汽車市場上的應用

根據美國USABC和日本公司對各種電動車用電池的性能以及發展潛力比較論證，綜合考慮電池的可靠性、安全性、電池材料的資源與環境問題以及電池性能的發展趨勢，確定鎳氫電池是近期和中期電動車用首選動力電池。混合動力汽車（HEV）主要使用鎳氫電池，極少量使用鋰離子電池。因較為成熟的技術和較長時間的技術應用沉澱，不需要輔助基礎設施、節能高效而具備優勢，PHEV/EV仍然處於市場發展初期，更適合點對點的交通運輸方案而不是乘用車。

混合動力汽車率先其他類型的新能源汽車實現產業化生產。根據日本富士經濟調研機構數據，HEV市場在2012年增速較快，2013年需求下降，未來幾年需求穩定。2020年混動車全球年產量達到375萬輛以上，保有量達1000萬輛以上。車用鎳氫動力電池還需300萬套以上，按每臺HEV用10Kg計算，2020年需儲氫合金3萬噸以上。

石油化能源供應趨緊，使得鎳氫電池在新能源汽車、風電儲能和太陽能儲能等新興領域具有巨大發展潛力，遠景十分光明。在未來的幾十年中，鎳氫電池將持續保持巨大的應用空間。

大尺寸車用鎳電池生產全部集中在日本，但隨著國產配套大尺寸車用鎳氫電池產業化進程逐漸加快，將擴大儲氫合金市場需求。近年來，人們對城市空氣品質及地球石油資源危機等問題日趨重視，保護環境，節約能源的呼聲日益高漲，促使人們高度重視電動車及其相關技術的發展，我國明確十五「863」計劃將電動汽車列為重大專項，組織由各大汽車製造集團牽頭研發團體致力於電動汽車的開發，其中混合動力汽車要在十五期間實現產業化。

2014年全球電動車出貨量為236萬輛，其中HEV出貨量為215萬輛，佔總出貨量的百分之91%，其中鎳氫HEV電動車出貨量為135萬輛，佔HEV總出貨量的63%。中國應該積極推出鼓勵鎳氫電池混合動力電動車的戰略，這樣才有可能在新能源車的發展和應用過程中處於全球領先水平，真正達到減少排放，改善環境的目的。同時積極針對鎳氫電池的回收再利用方面做積極的政策和制度層面規劃。

十二、鎳氫電池視頻

總結：其實鎳氫電池對比其他性能的電池，尤其是和鋰電池的對比，兩者之間的差距是有的，但是從某些程度上來講，鎳氫電池還是具有很大的優勢的，從其在世界上的發展現狀以及前景來看，鎳氫電池確實是值得推廣並且廣泛使用的一種電池類型。