镍氢电池化学成分与反应原理

化学成分

D型电池镍氢电池中的“金属”部分实际上是金属氢化物。

用在镍氢电池的制造上，它们主要分为两大类。最常见的是AB5一类，A是稀土元素的混合物（或者）再加上钛（Ti）；B则是镍（Ni）、钴（Co）、锰（Mn），（或者）还有铝（Al）。而一些高容量电池的“含多种成分”的电极则主要由AB2构成，这里的A则是钛（Ti）或者钒（V），B则是锆（Zr）或镍（Ni），再加上一些铬（Cr）、钴（Co）、铁（Fe）和（或）锰（Mn）。所有这些化合物扮演的都是相同的角色：可逆地形成金属氢化物。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。

反应原理

电解质

主要为KOH作电解液（电解质7moL/LKOH+15g/LLiOH）
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
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

以上式中M为储氢合金，MH为吸附了氢原子的储氢合金。最常用储氢合金为LaNi5。