镍氢电池（Nickel-Metal Hydride，简称NiMH）是一种可充电的电池，其正极材料为氢储存合金，负极材料为金属镍。镍氢电池具有较高的能量密度、较低的自放电率和较好的循环寿命等优点，被广泛应用于便携式电子产品、电动工具、医疗设备等领域。
一、镍氢电池的额定电压
镍氢电池的额定电压通常为1.2V。这是因为镍氢电池的正极材料为氢储存合金，负极材料为金属镍，其化学反应产生的电压为1.2V。然而，实际应用中，镍氢电池的电压会因电池的充放电状态、温度、负载等因素而有所不同。以下是镍氢电池在不同状态下的电压范围：
- 充电状态 ：在充电过程中，镍氢电池的电压会逐渐升高，当电池充满电时，其电压通常在1.4V至1.5V之间。
- 放电状态 ：在放电过程中，镍氢电池的电压会逐渐降低，当电池放完电时，其电压通常在1.0V至1.1V之间。
- 储存状态 ：在储存过程中，镍氢电池的电压会因自放电而逐渐降低，通常在1.1V至1.2V之间。
二、镍氢电池的工作原理
镍氢电池的工作原理主要基于正负极材料之间的氧化还原反应。以下是镍氢电池的工作原理：
- 充电过程 ：
- 正极反应：2NiOOH + 2H2O + 2e- → 2Ni(OH)2 + 2OH-
- 负极反应：2MH + 2OH- → 2M + 2H2O + 2e-
- 总反应：2NiOOH + 2MH → 2Ni(OH)2 + 2M
- 放电过程 ：
- 正极反应：2Ni(OH)2 + 2OH- → 2NiOOH + 2H2O + 2e-
- 负极反应：2M + 2H2O → 2MH + 2OH- + 2e-
- 总反应：2Ni(OH)2 + 2M → 2NiOOH + 2MH
在充电过程中，正极材料NiOOH被还原为Ni(OH)2，负极材料MH被氧化为M。在放电过程中，正极材料Ni(OH)2被氧化为NiOOH，负极材料M被还原为MH。通过这种氧化还原反应，镍氢电池实现了电能的存储和释放。
三、镍氢电池的性能特点
- 高能量密度 ：镍氢电池的能量密度通常在60-100 Wh/kg之间，高于镍镉电池，接近锂离子电池。
- 低自放电率 ：镍氢电池的自放电率较低，通常在每年20%-30%之间，远低于镍镉电池的30%-40%。
- 良好的循环寿命 ：镍氢电池的循环寿命通常在500-2000次之间，远高于镍镉电池的300-500次。
- 环境友好 ：镍氢电池不含重金属镉，对环境友好，符合环保要求。
- 记忆效应小 ：镍氢电池的记忆效应较小，可以随意充放电，不需要完全放电后再充电。
- 耐过充过放 ：镍氢电池对过充过放的耐受性较好，即使在极端条件下也能保持较好的性能。
四、镍氢电池的应用领域
- 便携式电子产品 ：如手机、笔记本电脑、数码相机、MP3播放器等。
- 电动工具 ：如电钻、电锯、电锤等。
- 医疗设备 ：如心脏起搏器、助听器等。
- 军事设备 ：如通信设备、夜视仪等。
- 环保照明 ：如太阳能路灯、庭院灯等。
- 玩具 ：如遥控汽车、飞机、船等。
